1、本科毕业论文（20 届）万吨级散货船的性能设计所在学院 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 目录1.前 言 .11.总体部分 .21.1 任务书与母型船资料分析 .21.1.1 任务书要求 .21.1.2 装载和稳性要求 .21.2 设计船排水量及重量计算 .21.2.1 排水量的估算 .21.2.2 载重量估算 .31.2.3 载货量估算 .32.性能部分 .52.1 概述 .52.2 船舶几何形体输入、邦金曲线计算 .122.2.1 计算原理功能 .122.2.2 主尺度 .122.2.3 肋骨表 .132.2.4 纵、横剖面输入注意事项 .132.
2、2.5 甲板定义 .142.2.6 根据计算数据绘制三视图 .172.2.7 横剖面面积计算 .192.3 静水力计算 .232.3.1 计算原理 .232.3.2 参考点 .232.3.3 吃水 .232.3.4 纵倾 .242.3.5 静水力计算结果 .242.4 稳性与浮态计算 .262.4.1 横交曲线计算 .262.4.2 舱容计算 .302.4.3 装载计算 .332.5 静水力曲线图绘制 .473.吨位计算 .493.1 主要尺度及参数 .493.2 上甲板以下围蔽处所 的容积 V1 .493.3.上甲板以上围蔽处所的容积 V2 .543.4 载货处所的容积 Vc.563.5 吨
3、位计算 .614.干舷计算 .624.1 主尺度 .624.2 干舷计算 .624.2.1 表列干舷 .624.2.2 B 型船舶干舷增加值修正 .624.2.3 方形系数对干舷的修正值 .624.2.4 型深修正 .634.2.5 上层建筑的干舷减除 .634.2.6 非标准舷弧对干舷的修正值 .634.2.7 最小干舷 .634.2.8 首端储备浮力 .644.小结 .65参考文献： .66附录：外文 .68本科论文 摘要I摘要纵观散货船的发展和近期船市，世界散货船发展的主要趋势是朝着船舶大型化方向发展，因此，万吨级散货船是相当符合当今船业发展的。该设计主要是对一万吨散货船进行性能计算，参
4、照设计任务书对本船的要求，以及给定的船舶主尺度、总布置图和型线图等对该船性能进行计算。本次设计的主要内容是根据给定的船型资料完成一万吨散货船的吨位计算及干舷计算。同时，利用 COMPASS 软件进行性能方面的计算，包括邦金曲线的计算、静水力计算及其曲线的绘制、船舶舱容积计算、装载计算等。关键词 静水力计算； 性能设计；舱容计算；装载计算；COMPASS 软件本科论文 摘要IIPerformance Calculation of 10000t bulk cargo carrierAbstract Throughout the development and recent bulk carrier
5、 vessels markets, the worlds bulk carriers are the main trends of development towards the direction of large vessels, therefore, ton bulk carrier is quite consistent with the development of todays shipping industry.This design is primarily for 10000t bulk cargo carriers performance calculation, Refe
6、rence to the design plan requirements of the Vessel and the given of ships dimensions, According to the General arrangement and lines plan to Calculation of the performance of the ship 6. The design of the main content is based on the information has given to complete ten thousand tons ship bulk car
7、rier， s tonnage and freeboard calculation. At the same time, use the COMPASS software to Calculating performance, including the state of gold curve calculation, static hydraulic calculation and curve drawing, ship tank volume calculations, load calculation etc.Keywords Static hydraulic calculation;
8、Performance design; Tank volume calculations; Load calculation; COMPASS 本科论文 前言11.前 言随着世界经济的发展，散货船运输在经济发展中的作用日益重要 13。要实现我国成为世界第一造船大国的目标，首先就要在产量上超过日本和韩国，为此应该把吨位大、技术难度小、已形成优势的三大主力船型之一的散货船作为发展的重点，加大投入，增加技术储备，积极参与国际竞争 12。今年我国新承接船舶订单超过韩国位居世界第一，手持船舶订单位居第二，超过了日本、欧洲及其他国家所占的全部份额，牢牢占领了世界主流船舶市场。在散货船、油船、集装箱船三大主
9、流船型市场中，散货船订单首次超过日本，位列世界第一 14。目前，散货船老龄化严重，拆解数量不断增加。燃油价格上涨和东南沿海经济高速发展引起电力供应不足，造成东南沿海对煤炭需求量快速增长，为适应沿海地区煤炭需求，必须提高煤炭散货运输能力迫切需要发展散货船 。所以我要抓住散货船这个主要矛盾，以散货船的设计研究作为切入点，根据散货船技术现状，设计优良的技术经济型散货船，以满足散货水上运输提出的新要求。以船舶学科为主导，密切联系其他相关学科的新动向，实行科技兴船，打造更适用、更经济、更先进的船舶，将船舶建造和运输成本减至最小。世界散货船发展的主要趋势是:随着船舶大型化的发展,散货船结构将继续调整; 散
10、货船船龄将进一步缩短。散货船趋于大型化,船舶结构将继续调整20 世纪80 年代初,散货船队以小灵便型船为主力,占散货船总吨位的55. 2 % ,而好望角型船仅占4. 8 % , 大灵便型船和巴拿马型船各占19. 3 %和20. 7 %.20 世纪90 年代初,好望角型船和巴拿马型船 ,取代了小灵便型船在运力中的地位,占总力的50. 8 %;到2002 年,两者所占的比例分别达到了32 %和25 % ,小灵便型船则下降到了25%。2004 年,好望角型船和巴拿马型船在船舶结构中的比例进一步提高,分别为33. 3 %和27. 2 % ,小灵便型仅占22. 66 %。 预计好望角和巴拿马型船的比例将
11、继续增长,小灵便型船将继续减少,散货船越来越趋向于大型 16。船舶性能校核主要指船舶设计中技术性能校核计算，如浮性、稳性、快速性、操纵性、耐波性、抗沉性等。从广义上说还应包括干舷、舱容、吨位、振动、强度、经济性等。它们与船舶的主要要素、船体型线、布置地位、结构形式密切相关，对船舶的安全性、经济性及适用性有着重要的影响 15。目前国内外的散货船需求大增，我们应该抓住机遇，加快散货船的建造和运输的发展，为我国的经济建设服务。本科论文 正文 21.总体部分船舶总体设计是解决船舶设计中的一些全局性问题，对新船的质量具有根本性的影响。在分析了新船的设计技术任务书和进行了调查研究之后，就可以对新船的设计方
12、案和各项主要要素有更深刻的了解。1.1 任务书与母型船资料分析1.1.1 任务书要求船 名： 万吨级散货船航 区： 近海船型特征： 本船为钢质、双底、单机、单桨、单舵、尾机型，航行于近海航区的散货船，尾部有尾楼，首部有首楼。用 途： 用于近海散货运输。主要尺度及参数： 总 长 LoA 127.00m垂线间长 Lpp 118.00m型 宽 B 21.00m型 深 D 9.00m吃水 d 6.50m船员 p 26+2（引水员）人船级与船籍： ZC/非国际续航力/自持力：3000 海里/10 天1.1.2 装载和稳性要求在现有船体的基础上，设计和配载货物、燃油，淡水等载重量，使设计船在近海航区各种典
13、型工况下都能满足稳性和使用的要求。1.2 设计船排水量及重量计算1.2.1 排水量的估算排水量是船舶技术性能的重要参数之一，是船舶设计各项性能计算的重要依据。船舶的排水量即为组成船舶各项重量之和，同时，船舶的重心位置关系到浮态和稳性。船舶的本科论文 正文 3重量可分为空船重量和载重量两大部分，空船重量是船舶的一项重要指标，载重量反映了船舶的装载能力。根据提供的总布置图、型线图、船舶重心计算资料等，用 Compass 软件进行本船的静水力计算。具体结果见附表，此程序通过读取 SRH11 所生成的数据库，根据纵向沿船长方向上的积分来计算，计算出不同吃水状态下的静水力数据，从计算结果中读出在设计吃水
14、状态下，设计船的设计排水量为 13594.3t。1.2.2 载重量估算在船舶设计过程中将排水量分成空船重量和载重量两部分即:LWD式中：LW空船重量（t） ；DW载重量（t） 。空船重量 LW 占设计排水量相当大的一部分，且影响因素很多，不容易估算准确，在进行性能设计时空船重量已给出。从利用 Compass 计算输出的静水里表中读出本船的设计排水量为 13594.3t，而本船的空船重量为 3952.3t，所以本船的载重量为 9642t。1.2.3 载货量估算根据船舶设计原理第三张第三节载重量进行估算，载重量 包括了货物、人员DW及行李、食品、淡水、燃油、滑油以及备品等的重量 2。（1） 船员及
15、行李： 额定船员人数为 28 人，船员重量为每人 65kg，行李重量为每人 50kg。船员行李总重量：28（65+50）=3.22t。（2）食品及淡水重量:本船的续航力为 3000 海里，设计航速为 12.1 节，R30=1V24.自 持 力食品量通常按每人每天 2.54.5kg 计算，计算本船实取 4.5kg，航期为 10 天。淡水（饮用水和洗涤用水）的定量标准与航程、航线的气候条件等因素有关。通常海船取每人每天定量 100200kg，计算本船取 200kg。所以，食品=4.52810=1.26t，淡水=2002810=56t。本科论文 正文 4（3） 燃油: 燃油储备量 WF根据主机功率、
16、续航力、航速、主机耗油率等计算确定：（3.3.3）310)21(kgPgt式中：t航行时间（h）, ，其中 R 为续航力（n mile），Vs 为服务航（kn）；sV/g1主机耗油率kg/(kWh)，0.196 kg/(kWhP1主机常用额定功率（kW），2574kwg2辅机（主要指发电机组）耗油率kg/(kWh)；P2航行时使用的辅机总功率（kW）；g2其他燃油设备（如燃油锅炉）单位时间耗油量(kg/h)；k考虑风浪影响的系数，一般可取 1.11.2。对于一般运输货船，粗估时 WF可按下式近似估算：（3.3.4）310ktPg式中： g0一切燃油装置耗油率kg/(kWh)，可近似取主机耗油率
17、的 1.151.20；所以， 10ktF=1.150.1962574 (1024)1.1103=153.17t（4） 润滑油滑油的储存量 WL近似地取为燃油储量的某一百分数，即：（3.3.5）FWL式中：对应一般柴油机 0.020.05，主机功率大航程远的取小值，实取 0.04，所以 =0.04153.17=6.13t。FL（5） 备用、供应品重量备品是指船上备用的零部件、设备与装置，包括锚、灯具、损管器材、油漆等。供应品是指零星物品，如生活用品、炊具、办公用品、医疗器材等。国外有时将这部分放在空船重量内，我国一般将其放在载重量内，通常取（0.5%1%）LW，实取 0.6%4。所以，备品、供应
18、品重量为：0.6%3952.3=23.71t。本科论文 正文 5（6）排水量裕度排水量裕度也叫排水量贮备。在估算空船重量时，通常也要考虑加一定的排水量裕度。排水量裕度一般加在空船重量中，在初步设计阶段，排水量裕度可取空船重量的 4%6%，实取 5%。所以，本船设计排水量的裕度：5%LW=5%3952.3=19.76t。所以，包括排水量裕度时，由以上可计算设计船实际排水量 ，即：=3952.3+13594.3+19.76=17566.36t。即得，设计船型排水量 17566.36t设计出实际排水量 13594.3t，满足要求。2.性能部分性能设计是新船设计中的一个极其重要的环节，性能设计的好坏直
19、接关系到所设计新船的各种使用性能，在船舶设计中具有决定性作用。本船的性能设计用 COMPASS 软件计算，本软件用于计算各类船舶稳性，船舶稳性计算内容多、量大、衡准复杂，包括完整稳性，破舱稳性及有关辅助计算，是船舶航运、设计、审图检验以及有关科研的必备手段。本软件由上海规范研发所根据中国海事局船舶法定检验规则研发。2.1 概述表达船体形状最常用的方法是图示法，即用船体型线图来描述船体的形状特征。同时型线图还是计算航海性能，绘制其他船舶图样，进行船体放样的主要依据。型线图是在三个相互垂直的投影面上，以船体表面的截交线、投影线和外廓线表示船体外形的图样。而对于总体特征来说，船舶整体特征与总布置有密
20、切关系，主要内容有：主船体特征、机舱部位、甲板层数、货舱形式、上层建筑的大小和位置、船体特点等。本设计船为尾机型，双层底，中部设有 3 个货舱，货舱设有顶边水舱及底边水舱，首部具有首尖舱，用作压载水舱。共有 5 层甲板，1 到 5 层甲板分别为：艇甲板、居住甲板、船长甲板、驾驶甲板、罗经甲板。其中驾驶甲板层高为 2.5 米，其他甲板室层高为 2.7 米。上甲板粱拱 0.4 米，首楼甲板梁拱 0.2 米。同时该船为万吨级散货船，尾部设有甲板起重机，主要用于卸货。该船定员28 人，主机为 6N330-EN 一台，额定功率 2574KW，额定转数 620rpm，设计航速 12.1 节，续航力 3000 海里，主要用于近海的散货运输。
