1、本科毕业论文（20 届）120m 近海多用途货船静水力性能计算所在学院 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 前 言多用途船是干货船的一种，能载运杂货、散货、集装箱等。这种船型是在国际贸易形势不稳定的情况出现的，以扩大即造船的使用范围。由于多用途船具有能适应多种航线、可载运各种货物、造价低廉、使用简便等优点. 多用途船可运载木材、集装箱、谷物、矿砂或其他杂货等多种货物，虽能载运各种货物，但有时亦有侧重，有以载运集装箱为主，有以载运重大件货（或特长件货）为主，也有以载运杂货为主。70 年代中期，一些船公司或班轮经营者为了取代船队中传统的中间甲板货物班轮，订造
2、了多用途船舶。多用途船经历了 70 年代中到 80 年代初的黄金时期。然而，在接着的十几年里，多用途船的订造数量急剧减少，船队增长缓慢，市场货源面临来自散装杂货船和全集装箱船的有力竞争。多用途船面临的市场发展趋势，直接关系到这种船舶的生存和发展。本文将着重对载重吨在 2 万左右、载箱量在 500TEU 以上的多用途船的经济性和市场前景作初步探讨。70 年代末，多用途船的建造数量急剧减少，1981 年到 1995 年的 15 年里，完工数量只有 32 艘，这一情况表明，船东们已经注意到当时货源市场所发生的深刻变化。由于集货运输集装箱化的比例迅速提高，越来越多的集货能载于集装箱中进行运输。集装箱船
3、队特别是大型集装箱船舶的增长速度超过需求的上升速度，班轮运价持续下滑，使多用途船与集装箱船的运费率相差无几，而后者在发船频率、货物周转时间、运输的可靠性和安全性方面有着前者无法赶超的优势。目录目录摘要 .11 新船的总体设计 .11.1 任务书与母型资料 .11.1.1 任务书 .11.1.2 母型船主尺度 .21.2 排水量估算及主要尺度的确定 .21.2.1 排水量初步确定 .21.2.2 设计船空船重量及其他各项重量估算 .31.2.3 初定设计船的主要参数 .41.3 新船型线设计 .41.3.1 型线 图生成 .41.3.2 型值生成 .41.4 总布置设计 与总布置图绘制 .81.
4、4.1 总布置概况： .81.4.2 肋骨间距 .101.4.3 机型 .101.5 设计船重量重心计算 .111.5.1 重心高度 KG 的估算 .111.5.2 重心纵向位置 .122 船的性能设计 .152.1 计算及静水力曲线的绘制 .152.2 稳性与浮态计算 .332.3 船体阻力与有效功率估算 .352.3.1 艾亚法的基本思想 .352.3.2 艾亚法估算阻力的步骤 .352.3.3 实际设计船的有效功率 .362.4 螺旋桨水力性能计算与螺旋桨图 .392.4.1 螺旋桨设计计算书 .392.4.2 推进因子决定 .392.4.3 可以达到最大航速的计算 .39毕业论文 正文
5、 22.4.4 空泡校核 .412.4.5 强度校核 .432.4.6 螺距修正 .442.4.7 重量及惯性矩计算 .442.4.8 敞水性征曲线之确定 .452.4.9 系柱特性计算 .462.4.10 航行特性计算 .462.4.11 螺旋桨计算总结 .482.4.12 绘制螺旋桨总图 .493 讨论和致谢 .51参考文献 .52英文资料 .53摘要摘要本次设计目的是符合任务书要求、强度规范要求，布置合理的 120m 近海多用途船。设计船为钢质、单甲板、货舱区域及机舱局部设有双层底，货舱区域舷侧为双壳结构、单机、单桨、单舵、纵横混合骨架形式结构、钢质焊接式的尾机型船，主要用于装运煤矿、铁
6、矿等各类散装货物，航区为 II 类的货船。本文主要包括三个部分。总体部分包括：任务书和母型船资料分析，设计船主尺度确定和重量重心计算，绘制设计船型线图，及绘制总布置草图等。性能部分包括：静水力计算及其曲线的绘制，初稳性与浮态计算，船体阻力与有效功率估算，螺旋桨设计及绘图等。总结部分包括：全船说明和设计总结，并探讨了改进措施以及存在的一些不足。关键词 多用途船；总体设计；性能设计；静水力计算摘要120m offshore multi-purpose cargo performance calculations of hydrostaticAbstractThis is designed to m
7、eet the mission statement requirements, strength requirements, Layout reasonable 120m offshore multi-purpose cargo performance calculations of hydrostatic.The ship designed is steel, single deck, area of cargo compartment and cabin being equipped with double bottom. Area of cargo compartment side is
8、 double-shell structure,single machine, single oar, single deck, single rudder, horizontal mixing skeleton form structure. end model ship of welded steel type. Mainly used for shipping coal mine, iron ore and so on each kind of bulk freight. Navigation area is II class vessel.This article includes t
9、hree parts. General part includs: Analysis of order and mother-ship information. designing ship main dimensions to determine and weight centre of gravity calculations.Drawing designing ship lines map and drawn layout sketches. Performance section includes: hydrostatic calculations and drawing of the
10、 curve.Initial stability and floatation calculation , Estimation of the hull resistance and effective power.Propeller design and drawing. The summary part includes: the whole ship descriptions and design summary,And discussed measures for improvement and some deficiencies exist.Keywords Multi-purpos
11、e vessel;Overall design; Performance design; Hydrostatic calculations正文1 新船的总体设计总体设计部分是新船设计过程中的一个总的基础的重要环节，是一项基础性的工作。它对设计工作顺利进行和保证新船设计的正确与合理，满足设计和使用要求具有决定性的作用。1.1 任务书与母型资料1.1.1 任务书船名：多用途货航区：II 类（近海航区）船型特征：本船为钢质、单甲板、单机单桨、柴油机驱动的尾机型多用途货船，全船设有 3 个货舱。本船设有首、尾楼，尾楼甲板上设五层甲板室。用 途： 本船主要航行于中国近海航区，用于装运集装箱、煤、矿砂、水
12、泥（袋装）等。主尺度： 垂线间长 LPP 115.00 m 型 宽 B 18.00 m设计吃水 d 6.10 m 排 水 量 9000 t方形系数 Cb 0.8299 船 员 20P总长 LoA 120m 载货量 7000t型深 D 7.8m甲板间高：主甲板至尾楼甲板 2.50 m 尾楼甲板至救生甲板 2.50 m救生甲板至居住甲板 1 2.40 m 居住甲板 1 至居住甲板 2 2.40 m居住甲板 2 至驾驶甲板 2.40 m 驾驶甲板至罗径甲板 2.40 m船级与船籍：非国际主机： 8320 船用柴油机 1 台，额定功率 2060KW，额定转速 525r/min，干重：30000kg，耗
13、油率：203g/kWh，尺寸（长宽高）：601018183480mm航速/功率储备：不低于 11.0Kn/10%MCR续航力/自持力：2000 海里 船体结构（材料、结构形式等）：钢质焊接，纵、横混合骨架形式总布置要求：本船主船体内设置淡水舱、机舱、压载水舱、货舱、燃油舱、主机舱等；尾甲板上设置有厨房、船员室、餐厅、辅机室、卫生间、驾驶室等。船体结构(材料结构形式等)：钢质焊接、横骨架结构形式。设备要求：按法规和规范要求配置。设计内容 1. 进行船型主尺度的计算确定；2. 新船型线生成；3. 船舶性能的计算；毕业论文 正文 24. 总布置图的布置设计。1.1.2 母型船主尺度主尺度：总长 Lo
14、A 114.30m垂线间长 Lpp 107.60m型宽 B 16.00m型深 D 7.80m吃水 d 6.10m方形系数 Cb 0.8229排水量 8892.6t船员 21 人甲板间高：主甲板至尾楼甲板 2.50m尾楼甲板至救生甲板 2.50m救生甲板至居住甲板 1 2.40m居住甲板 1 至居住甲板 2 2.40m居住甲板 2 至驾驶甲板 2.40m驾驶甲板至罗经甲板 2.40m1.2 排水量估算及主要尺度的确定排水量是船舶技术性能的重要参数之一,是船舶设计中各项性能计算的重要依据。船舶的排水量即为组成船舶的各项重量之和。在船舶的各个设计阶段，重量和重心的估算或计算都是必不可少的。1.2.1
15、 排水量初步确定母型船：Lpp 0=107.60m B0=16.00m D0=7.80md0=6.10m Cb0=0.8299 0=8892.6t设计船：Lpp115m B=18.00m D=7.80md=6.10m Cb=0.8299 9000t比较设计船与母型船资料，有 Cb0= Cb，且两者的主尺度相差不大，因此设计船的主尺度确定可采用仿式变换方法。 pnmo其 中 ： ， ，01.87PLm01.25B01dm, n ,p 为仿式变换系数 ；, , ,为母型船的设计吃水、船长、型宽；odB毕业论文 正文 3d, , ,为设计船的设计吃水、船长、型宽；LB取 Lpp=117m，得：新船排
16、水量 理 =10878.78t1.2.2 设计船空船重量及其他各项重量估算排水量是船舶技术性能的重要参数之一，是船舶设计中各项性能计算的重要依据。船舶的排水量即为组成船舶的各项重量之和。船舶的重量可分为空船重量和载重量两大部分，即 。DWL1.空船重量 LW 的估算母型船空船质量 =8892.6-6900=1192.6t0根据3船舶设计原理中公式 3.2.4：0LBD取排水量裕度 5% LW=2997.12t2.各项载重量 DW 的估算载重量 DW 包括了货物、人员、行李、食品、淡水、燃油、炉水以及备品的重量。（1）人员及行李：20100kg=2t（2）食品和淡水：根据船舶设计原理公式（3.3
17、.1）总储备量=自持力（d） 人员数 定量=20.87t（3）燃油：根据船舶设计原理公式（3.3.3）WF =g1 P1 t k 10-3=0.2032060166.671.110-3=76.668t 其中 g1=203g/kWh 为主机耗油率 ，P 1=2060KW 为主机额定功率，t=R/Vs=2000/12=166.67h 为航行时间， k=1.1 为考虑风浪影响的系数（4）润滑油：根据船舶设计原理公式（3.3.5）WL=WF =0.02 76.668=1.53t（5 载货量：7000t综合以上几项可得设计船的载重量为：DW=2+30.6+76.668+1.53+7000=7110.77
18、1t3 设计船排水量裕度估算排水量裕度也叫排水量储备。在初步设计阶段时，通常要考虑加一定的排水量裕度，原因有设计中重量估算误差；未预计重量的增加；建造中难免采用代用品导致空船重量增加。根据以上对设计船空船重量和载重量的估算，可得新船实际排水量：实 =LWDW 2997.127110.7717=10107.89t毕业论文 正文 4 实 理设计船的整船重量与理论排水量之间的差值可以用排水量裕度来调整，最终可实现设计船的重力浮力平衡，满足正浮要求。1.2.3 初定设计船的主要参数垂线间长 Lpp 117.0m型宽 B 18.0m型深 D 7.80m吃水 d 6.1m 方形系数 Cb 0.8299排水
19、量 10878.78t1.3 新船型线设计型线设计是船舶总体设计的一项重要内容，船体型线是关系到新船全局性的项目之一。正式的是总布置设计、船体结构与性能计算，以及机舱布置和建造放样等设计项目的依据和基础。1.3.1 型线图生成由于本船主尺度、排水量、载重量、总布置及相关设备选用与母型船相差不大，因此，以母型船型线图为参考，依据仿氏变换生成新设计船的型线图。并在保证航行性能、总布置要求、船体结构的合理规范和工艺性及经济性等因素后，对变换后的型线作适当的修改，即可得到设计的船体型线图。型线图见附图（ZHC407-100-2）1.3.2 型值生成由于采用了 CAD 辅助,使得新船型线图的生成和型值提取变得简单,利用母型船型值为基础，表 1-1 所示,在 L、B、d 方向分别以母型船改造法得到设计型值。表 1-2 所示。再经过三向光顺，从设计船的型线图中读取各型值，型值表如表 1-3 所示。
