1、 本科毕业论文 （ 20 届） 化学品船快速性研究 所在学院 专业班级 船舶与海洋工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目 录 摘 要 .II Abstract .II 前 言 .III 一、总体部分 .5 1.1 分析任务书与母型资料 .5 1.1.1 任务书要求 .5 1.1.2 设计内容 .2 1.1.3 参考资料 .2 1.1.4 母型船主尺度 .2 1.2 设计船主要尺度确定 .3 1.3 设计船重量重心计算 .3 1.3.1 空船重量 .3 1.3.2 载重量 .4 1.3.3 排水量裕度 .4 1.3.4 设计船排水量确定 .5 1.4 设计船的型线设计 .5
2、1.4.1 设计船型线设计 . 5 1.4.2 设计船型线 图绘制 . 5 1.5 总布置设计与绘制总布置草图 .8 1.5.1 船舶用途及航区 .8 1.5.2 船型及总布置要求 .8 1.5.3 主船体的划分 .8 1.5.4 肋距 .8 1.5.5 布置情况 .8 1.5.6 舱室设施 .9 1.5.7 舾装设备 .9 1.5.8 结构形式 .10 1.5.9 具体布置见总布置图 . .10 1.6 重心估算 .10 1.6.1 重心高度 KG 的估算 .11 1.6.2 重心纵向位置 .12 二、性能部分 .13 2.1 螺旋桨水动力性能计算与螺旋桨图 .13 2.1.1 船型主要参数
3、 .13 2.1.2 主机与螺旋桨参数 .13 2.1.3 船体有效马力 .13 2.1.4 推进因子的确定 .15 2.1.5 可以达到最大航速的计算 .15 2.1.5 空泡校核 .17 2.1.6 强度校核 .19 2.1.7 螺距修正 .20 2.1.8 重量及惯性矩计算 .20 2.1.9 敞水性征曲线的确定 .21 2.1.10 系柱特性计算 .21 2.1.11 航行特性计算 .22 2.1.12 螺旋桨计算总结 .24 2.2 螺旋桨总图 .24 三、总结部分 .28 参考文献 .- 30 - 外文翻译 . 错误 !未定义书签。 I 摘 要 该设计船钢质、单桨、单舵、双壳、尾机
4、型化学品船。中部设二个货舱，主要航行于国内沿海各港口之间，按近海航区设计。 主要运输醇类、苯类、酮类、脂类等化工品，并要求可同时装载两种货品。 该设计主要包括二个部分。即总体部分、性能部分。一、总体部分的设计包括：任务书和母型资料的分析，设计船主尺度确定和排水量，及绘制总布置草图等。二、性能部分的设计包括：通过仿氏变换绘制设计船型线图，估算船体有效马力曲线，并进行螺旋桨设计及绘图等。 该船总长 75.18m，设计吃水 4.1m，设计排水量 2654.95t，设计航速 11.931kn，满足设计任务书的要求，结构设计满足规范和总布置的要求。 关键词 化学品船；总体设计；性能设计； 螺旋桨设 计
5、II Abstract Abstract The ship design for the steel, single-propeller, single-rudder,a pair of shells, end model chemical ships. Two cargo holds located in central， mainly navigate in the domestic coastal port and design according to the inshore navigating area. It Major transport alcohol, benzene, k
6、etones, lipid, and other chemical products, and require that can load two kinds of chemical products at the same time. This design mainly includes two parts， General section and performance section. First, the General section includes： Analysis the mission statement and the female-type data， Determi
7、ne the design of the ships main dimensions ,displacementand and drawn layout sketches. Second, performance section.include: drawn lines plan based on the imitate diversification, Design of hull resistance and effective power estimation, propeller design and drawing, etc. The ships length overall is
8、75.18 meter, the draft is 4.1 meter, the tonnage is 2654.95ton , the speed of ship is 11.93 kn, this condition satisfy request of the assignment book, the structure design satisfy the criterion and request of the general dispose. Key Word Chemical tanker; the overall design; Performance design; Prop
9、eller design II 前 言 随着化学工业的发展，尤其是石油化学工业的兴起，它所需的 原料及其产品的运输量日益增加。比如上世纪三十年代初，日本人造丝工业的突起，需要消耗大量的氢氧化钠，原来以固体运输方式供应客户、再让客户根据自己的需要将固碱配成不同浓度的溶液使用，从安全与工作效率方面来说，这种方法已不能适应了。为了大量运输液体烧碱，出现了世界上较早的大宗运输液体烧碱产品的散装液体化学品船。化学品船是一种设计建造难度大的高技术、高附加值船型 ,大型多功能化学品船的兴起更是近 20 年的事情 ,其相关资料非常有限 ,通过多方努力收集到国外 400 条化学品船资料。 通观化学品船的发展历史
10、及对现状进行分析 ,化学 品船发展 “两头大、中间小 ”的趋势越来越明显。随着时代的发展，化学品船的需求量在不断的上升，据有关资料统计 :1991 年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别占 4.19%和 1.04 %;1995 年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别为 5.25 %和 2.75 %;2000 年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别达 5.63%和3.04%。为此，最大程度的提高化学品船的运输效率成了现在非常重要的事，这样可以为船东带来更大的利益。 影响船舶航速的因素很多，为了提高船舶航速，一方面要寻求在一定航速时阻力最小的船舶，从而使 船舶运行所消耗的主机功率最小；另一方面设计
11、出推进效率高的螺旋推进器，尽可能提高航速，其主要途径有： 1.减少阻力， 船舶阻 力与水的航速、粘性、船舶形状、浸水面积与船壳表面粗糙度有关。所以考虑改变船型和降低船体周围水介质的影响程度，以减少航行阻力是一项重要的技术经济措施。 2. 提高推进效率，为了提高航速，必须提高推进效率，为此，就必须提高螺旋桨推进效率和船身效率。 船舶是一项复杂的系统工程，它既是整 个水运运系统的一个分系统，受系统各方面的影响和约束，船本身又有许多子系统组成，这些子系统相互影响，相互制约，又存在相互矛盾，因而船舶设计是一个相当复杂的过程，是一门综合性技术。同时船舶又是一项技术复杂，投资大，使用期长的工程建筑物，因此
12、，船舶设计必须持认真、慎重的态度。 船舶设计的基本要求主要是： 1.适用、经济。保证新船的适用性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的因素。提高船舶的经济性是设计工作的重要目标。 2.安全、可靠。安全性是船舶的一项基本质量指标。 3.先进、美观。设计的船舶要具有先进性，设计的结果要追求 完美性。 船舶快速性具有的推力取决于主机的主机功率的大小和推进器将主机转换成推力的效率，即推进效率的高低。因此船舶能达到航速的高低分别取决于所受阻力的大小、主机巩固率和推进效率三个因素。船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗小的机器功率以维持一定航行速度的能IV 力，或者说船舶快速性是在给定主机功率是，表征船舶航行速度快
13、慢的一种性能。 但绝对不能盲目地追求速度，至使船舶强度不够，其他性能不足，而导致船体损伤，发生事故。因此，在提高化学品船速度的前提下，应能尽可能的结合船体结构和规范等方面为出发点，合理地布置，提高营运效 益。同时在船舶总体设计中，要灵活运用有关规范，手册和工具书，综合运用所学专业理论知识，分析、解决工程设计实际问题；积极运用计算机辅助设计，通过 Compass、有限元等软件的应用，进一步的优化船型。只有全方位的考虑船舶的经济性、使用性能和安全性，三者并重，才能设计出合理的船型。 V 一、总体部分 船舶的总体设计是在深入分析技术任务书和调查研究的基础上，进行船舶总体方案的设计，应完成船舶总体性能
14、和主要技术指标、船舶装置和各种系统的原理设计，通过必要的理论计算，确定船体的基本 技术形态、主要参数、主要设备和造型等重大技术问题。 1.1 分析任务书与母型资料 由于船舶的设计任务书是对该船使用任务和技术要求的体现，是设计的依据和出发点。本设计船为钢质、单桨、单舵、双壳、尾机型化学品船。其主尺度要求与母型船相差不大，且主要参数基本不变，因此，以母型船作为参照，按相应法规和规范进行一系列的设计工作。 1.1.1 任务书要求 船名：化学品船 航区： 类（近海航区） 船型：钢质、单桨、单舵、双壳、尾机型化学品船 用途： （ 1）运输以下化工品 : 醇类：如甲醇、乙二醇、正 丁醇、导丁醇、二甘醇；
15、苯类：甲苯、二甲苯、苯、邻二甲苯及苯乙烯； 酮类：丙酮、丁酮等； 脂类：二丁酯、二辛脂、醋酸乙酯（丁酯）； 主尺度： 总 长 LOA 80.00 m 垂 线 间 长 LPP 73.00 m 型 宽 B 12.50 m 型 深 D 5.50 m 设 计 吃 水 d 4.20 m 2 排 水 量 2600 t 船级与船籍：非国际 船员定额： 14 人 主机 G6300，额定功率：额定功率 1200hp，转速 400rpm。 齿轮箱： CW 42.45-0.1，传动比 2.0:1。 辅机：发电机 2 台： 90kwX2 , 24kwX1。 航速 /功率储备： 11.3kn/10%MCR。 续 航力：
16、不低于 2000 海里。 船体结构（材料、结构形式等）：钢质焊接、纵横混合骨架结构形式。 总布置要求：本船设有尾楼及首楼，其间通过步桥连接。尾楼甲板上设有三层甲板室，全船设有五个货舱。 设备要求：按法规和规范要求配备。 1.1.2 设计内容： 1、确定设计船的排水量和主尺度； 2、设计船型线设、总布置图设计； 3、估算船体有效马力曲线，进行螺旋桨设计并绘制桨图； 4、外文文献翻译。 1.1.3 参考资料 1、母行船资料：总布置图、型线图、基本结构图、及船舶重量重心计算资料、 船体说明书、主要设备明细表等。 2、有关主、辅机等重大设备的资料与数据（尺寸、重量、耗油量等）。 3、法、规：船舶与海上
17、设施法定检验规则（ 2000）、钢质海船入级与建造规范 (2001)。 4、参考书及设计资料：船舶设计使用手册、船舶推进、船舶设计原理、船体结构等。 1.1.4 母型船主尺度 总 长 LOA 73.5 m 垂线间长 Lpp 67.86 m 型 宽 B 12.50 m 方 形系数 Cb 0.7276 型 深 D 5.30 m 3 设计吃水 d 4.00 m 排水量 2442.2 t 1.2 设计船主要尺度确定 设计船主尺度确定 可采用仿式变换方法，即 pnm 母 ，其中 PP1PP/LLm ； 1B/Bn ； 1d/dP ； 根据母型船资料以及设计任务书： 母型船资料： 总长 OAL =73.5
18、0m 两柱间长 PP1L =67.86m 型宽 1B =12.0 m 型深 1D =5.30 m 设计吃水 1d =4.00 m 排水量 =2442.2 t 设计 船 取 ： 两柱间长 PPL =69.4 m 设计吃水 d =4.10 m 型宽 B =12.5 m 型深 D =5.5m 代入公式得： 排水量 =2660.0 t 1.3 设计船重量重心计算 1.3.1 空船重量 母型船 1 970LW t (1) 钢料重量 母型船 1H1W 0 .5 5 L W 5 3 3 .5 t；11HHP P 1 1 1W C 0 .4 5 4L ( a B b D ) 设计船1H P P C (a B b D )HWL=567.68t 其中 a=1， b=1; (2) 舾装重量 母型船 O 1 1W 0 .2 8 2 7 1 .6LW t 11P P 1o1o3 bDaBL W C =0.063 设计船 OW = O 3 P P= C L B D = 3 0 0 .2 6 to (3) 机电设备重量 母型船 1 1 1 1W 1 6 4 . 9 M L W W H W O t； 设计船与母型船一样，则 164.9MWt 1 0 3 2 . 8 4 W H O ML W W W t
