1、 本科毕业论文 （ 20 届） 20000DWT 化学品船初步设计 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 本科毕业论文 摘要 目 录 摘 要 . 3 1 前言 . 5 2 总体部分 . 7 2.1 设计任务 . 7 2.2 设计船排水量及主要尺度的确定 . 8 2.3 设计空船重量计算 . 9 2.4 设计船满载状态载重量估算 . 11 2.6 总布置设计与总布置草图 . 13 2.5 重量重心计算 . 14 3 性能设计 . 20 3.1 设计船型线图绘制 . 20 3.2 静水力计算与静水力曲线图 . 22 3.3 船舶几何形体输入、邦金曲线
2、计算 . 22 3.4 静水力计算 . 31 3.5 静水力曲线图 . 35 3.5 设计船稳性与浮态计算 . 36 3.6 设计船船体阻力和有效功率的估算 . 38 3.7 螺旋桨水力性能计算和螺旋桨图绘制 . 41 总结 . 53 参考文献 . 55 附录及附图 . 56 外文翻译 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 本科毕业论文 摘要 3 摘 要 本设计船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由一套瓦锡兰柴油机驱动螺旋桨推进的化学品，具有球尾和球鼻首线型，并设有艏楼、艉楼，艉楼甲板以上设有四层甲板室 。根据所提供母型船的资料，对本船主要要素的决定与重量、重心计算、总布
3、置设计、船体型线设计、稳性和浮态主要性能、阻力估算以及螺旋桨设计等方面进行计算、绘图、校对等细致的工作，且根据设计船型线图利用 COMPASS 软件将船舶几何形体输入进行邦金曲线计算、静水力计算和横交曲线计算，利用计算所得数据，绘制出静水力曲线。根据整个设计的结果，分析新设计船与母型船相比具有的优点和存在的不足之处。并尽量在本次的船舶设计中满足的基本要求主要是： 1.适用、经济。提高船舶的经济适用性是设计工作的重要目标。 2.安全、可靠。船舶设计者 必须严格遵守法规和规范的规定，满足法规和规范的要求。 3.先进、美观。不断学习和创新，吸取各种新的技术和科研成果，扩大知识面，来设计出一艘好船。
4、关键词 化学品船；总体设计；性能设计；装载计算；规范要求 The Design Of The 20000 DWT Chemical Ship 本科毕业论文 摘要 4 Abstract This design ship for steel, single deck, tail type, single oar, single rudder, by a set of wartsila diesel engine drive propellers push for chemicals, has the ball tail and the ball first line, and is equippe
5、d with nasal forecastle, stern floor, stern floor deck above has four deck room. According to the mother type ship provided ， this ship main elements data of the decision and weight, center of gravity calculation, the layout design, ship shape line design, stability and float state main performance,
6、 resistance estimation and propeller design aspects calculate, drawing, checking and meticulous work, and according to the design of ship COMPASS chart using software will ship geometry form of input bond gold curve calculation, static hydraulic calculation and cross into curve calculation, use comp
7、utation income data and rendering the static hydraulic curve. According to the whole design,I analyzed the new design ships advantages of ship type and the existing deficiencies compared with mother ship. And as far as possible in the ship design satisfied the basic requirements of the main: 1. Suit
8、able, the economy. Improving the economic applicability is important goals of the ship design work. 2. Safe and reliable. Shipping designers must strictly abide by the rules and norms, meet the regulations and the requirement of the specifications. 3. Advanced, beautiful. learn and innovation, absor
9、b all kinds of new technology and scientific research, enlarge our scope of knowledge, and design a good ship. Key words chemical ship; hull design; Performance designed; standard require 本科毕业论文 正文 1 前言 尽管化学品船属于世界船队中的小船种，但随 着世界经济的发展， 各国的出口产品正在从初级产品，逐步向工业制成品或高附加值产品转化。 化学品船作为一种要求严格的危险液货船，由于技术要求更加严格等因素
10、，促进了化学品船需求量的增加。 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 多条化学品船资料 ,对化学品船的技术掌握已达到了一定的水准 ,但在化学品船的技术研究和开发方面仍需加强和提高。因此船舶设计者必须持认真、慎重的态度。要不断学习和创新，采用先进技术 ，吸取各种新的技术和科研成果，扩大知识面，提高自身艺术修养，推陈出新，才能设计出一艘好船。而且船舶设计在造船过程中起着关键性的作用 ,当前有三项重要任务。一是为当前 船舶生产提供优质服务 ,既要提高设计质量 ,又要加快设计进度 ,
11、搞好生产设计。二是革新现有船型 ,在提高船的功能、方便维修保养等方面下功夫。三是勇于承造高科技船舶和自主开发新船型。 初步设计是船舶设计的第一阶段，在这个阶段要决定船舶的总体布局和总体性能，是绝对不能出大问题的。如果这一阶段设计质量没有保证，后果是不堪设想的。设计人员必须兢兢业业地搞好 工作，切不可粗心大意。具体来讲，基本设计的质量体现在合同保证条款中，即船的载重量、航速、油耗等 ;以及船的总体性能如 :稳性、抗沉性、强度、刚度、震动、噪声、船容、适居性、适航性等 ;各种设备的选型及容量大小的决定 ;各种舱室的合理布置等等。还要为下阶段的设计以及建造、交船打下良好的基础。由于船舶是复杂的工程建
12、筑物，在同一空间布置了很多设备，牵涉到许多专业，为了避免矛盾，必须协调各个专业。总布置图、各分布置图都需经有关专业进行协调。一是协调同一区域内各专业的划分，二是协调各区域之间的联系，只有加强协调才能避免矛盾， 避免返工。总体专业的主要工作是进行性能计算，重点在各种装载情况的纵倾和稳性计算。首先需要空船重量重心计算。技术设计阶段的重量计算与基本设计阶段不同，它是在各种专业设计图纸基础上汇总精确计算的结果。对设计人员来说，搜集资料是一项基本工作，也是你设计质量保证的一个重要方面。资料搜集之后，更重要的是要对资料进行加工，做成一系列有用的公式、图表，这对你今后工作会有更大帮助。有时候你设计的船型找不
13、到相近的型船，但如你有同类型的船的数据，你就可以从同类船的数据中得出你所需要的数据来。在统计数据分析本科毕业论文 正文 6 基础上得出的结果比较可 靠，不会犯大的错误，比只用母型船得到的更为可靠。另外，船舶航行性能优良与否 ,很大程度上取决于其线型 ,因而船体线型设计就成为船舶设计的关键环节但是 ,现有的手工线型设计方法 ,无论是改进母型 ,还是自行绘制 ,都需要付出大量繁琐的手工劳动 ,且设计周期长 ,线型的精度也常常人为地受到影响用计算机模拟线型设计 ,减轻手工劳动 ,加快设计速度 ,无疑是非常有意义的本文充分考虑计算机辅助设计的特点 ,对线型设计的手工实施过程作了适当改进 ,成功地而且很
14、方便地模拟了实际设计过程在数值方法方面 ,本文的工作可归结为 三类问题型值点单相光顺处理问题 某类型线的插值拟合问题以及横剖线、水线 、纵剖线的光顺协调三相光顺问题关于这三类问题 。 在这次的毕业设计中我所设计的是 20000DWT 化学品船。我希望通过这次的设计对化学品船的设计和运用上有一个比较整体的认识，并且通过分析、研究、计算、绘图等工作，从选择船舶的主要参数、确定船体型线、动力装置，估算和计算各项性能。在该船设计过程中 ,结合了化学品船本身的特点 ,在设计的各阶段尽量在满足规范 ,相关法则及任务书要求的基础上 ,注重了船体结构 ,空间 ,性能间的相互关系 ,在有限的空间尽量作出 合理布
15、局，对局部结构设置进行了创新，尽量把化学品船的性能优势发挥到比较高的水平上来。 本科毕业论文 正文 7 2 总体部分 2.1 设计任务 船 名： 20000 DWT 化学品船 航 区： 无限航区船舶 船型特征： 本船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由一套瓦锡兰柴油机驱动螺旋桨推进的化学品 /成品油船，具有球尾和球鼻首线型。设有艏楼、艉楼，艉楼甲板以上设有四层甲板室。主船体由贯通的上甲板、机舱和货油舱区双层底、舷侧外板和 2 道连续纵舱壁和货油舱区的一道中纵舱壁组成。连续纵舱壁在上端有倾 斜过渡。全船采用钢板建造。货油舱数量： 14（包括 2 个污油水舱），压载舱数量： 14（包括艏、艉尖舱
16、），其中高密度液货如氢氧化钠或糖浆等装载在 NO.1、 3、 5；污油水舱只作纵倾和稳性计算用。 NO.2、 4、 6货油舱可部分装载高密度货物。 用 途： 本船系一艘装运化学品或成品油船的经济型液态化学品船。 主尺度： 总 长 Loa 170.00m 垂线间长 Lpp 160.00m 型 宽 B 25.00m 型 深 D 13.90m 设计吃水 d 8.50m 载重量 DWT 20000 t 船员 26 人 船级与船籍： DNV 主机： NSD 6RTA48T-B 型瓦锡兰柴油机一台，主机最大持续服务功率： 8730kw 127 r/min，主机持续常用功率： 7420kw 120.3 r/
17、min（ 85%主机功率），耗油率：在 CSR即 7420kw 120.3 r/min 和 ISO环境条件下，主机燃油消耗为 167g/kW h（不包括加 5%的公差）； 航速 /功率储备： 在设计吃水 9.2m、无海浪、主机持续常用功率即 7420kw 120.3 r/min本科毕业论文 正文 8 的情况下，该船航速为 15.5 kn ； 续航力： 在设计吃水 9.2m，服务航速 15.5kn，上述燃油消耗状态下，续航力大约为 12， 000 海里； 船体结构（材料、结构形式等）： 主船体由贯通的上甲板、机舱和货油舱区双层底、舷侧外板和 2 道连续纵舱壁和货油舱区的一道中纵舱壁组成。连续纵舱
18、壁在上端有倾斜过 渡。本船的建造和布置应考虑通行便利和以后的维修保养。本船的结构设计应使结构件连续。全船主体结构采用低碳钢建造。 总布置要求： 本船主船体内设置舵机舱、艉压载舱、淡水舱、机舱、压载水舱、货油舱、燃油舱等；首楼内设置贮物间、油漆间、 CO2 室、缆索具舱、液压锚机控制室兼液压锚机泵站和锚链舱等；尾楼内设有船员室、厨房、配餐间、高级船员餐厅、普通船员餐厅、会议室、贮藏室等。 设计内容： (1)确定设计船的排水量、重量重心计算与主尺度； (2)总布置设计； (3)型线设计、计算船体静水力曲线与初稳性； (4)阻力估算和 螺旋桨计算与绘图； 2.2 设计船排水量及主要尺度的确定 2.2
19、.1 排水量的初估 在已知载重量的情况下，排水量的第一次近似通常可应用载重量系数的方法初步确定，即： DWDW 式中： DW 载重量系数 根据载重量要求，采用载重量系数 DW 估算排水量的方法适用于载重量系数较大的船舶，如散货船、化学品 /油船、多用途船等运输 船。则得 : 本科毕业论文 正文 9 ODW DW OODW 0020000 27560/ 2 5 0 0 0 / 3 4 4 5 0DWD W D W tDW 2.2.2 主尺度的计算 分析比较设计船要求与母型船资料，得 0bbCC ,两船主尺度范围相差不大， 所以设计船主尺度确定采用母型船改造法 ,由于 bk LBdC ，0 m n
20、 p ， 0PPPPLm L ,0Bn B ，0dp d 所以 0 0 0 0PPPPL B dL B d 因为设计船 B=25m，设 d=8.5m， =27560t，母型船 =34450t， 0PPL =168m， B=27.4m， d=9.2m， 2 7 5 6 0 2 5 8 .53 4 4 5 0 1 6 8 2 7 .4 9 .2PPL 所以得 PPL =159.53m 160m 2.3 设计空船重量计算 2.3.1 设计船钢料重量计算 根据母型船资料可知： 排水量 34450o t 载重量 25000oDW t 母型船空船质量 9450oLW t 根据船舶设计原理相关内容，有中、小
21、型油船船体钢料重量 HW 和舾装重量 OW 与空船重量 LW 之比： / 0.54 0.63H O OW L W 取比例系数为 0.60 本科毕业论文 正文 10 0 .6 0 5 4 8 1H O OW LW t / 0.23 0.35O O OW L W 得比例系数为 0.23 0 .2 3 2 1 7 3 .5O O OW LW t 从而得 1 7 9 5 . 5M O O H O O OW L W W W t 根据平方模数法（ 1），得 1 ()HHW C L aB bD 式中： a 和 b 系数 ,根据船型特征决定，此船为单甲板、船侧双壳，因此 a 取 1， b 取 2： 1HC 系
22、数，取自母型船，即 01 0 0 0()HH WC L aB bD ,其中下标“ 0”表示母型船 ,a 取1， b 取 1。 00 0 0 ()()HH WW L a B b DL a B b D 5481 1 6 0 ( 2 5 1 3 . 9 ) 4 7 8 8 . 7 4( 2 7 . 4 1 5 ) 1 6 8HWt 2.3.2 设计船舾装重量估算 同理根据平方模数法（ 1），得 2 ()OOW C L B D 式中： a 和 b 系数 ,根据船型特征决定，此船为单甲板、船侧双壳，因此 a 取 1， b 取 2： 02C 系数，取自母型船，即2 ()OOO O O OWC L aB bD ,其中下标“ 0”表示母型船 ,a取 1， b 取 1。 2 ()OOO O O OWW L B D ()LB D2 1 7 3 . 5 1 6 0 ( 2 5 1 3 . 9 ) 1 8 5 0 . 9 1( 2 7 . 4 1 5 ) 1 6 8OWt
