16000KW深水三用拖船总体设计毕业论文
2021-03-10 11:03
摘 要
本文初步介绍了三用拖船及其设计特点，并对16000kW深水三用拖船进行了总体设计。主要包括该船主尺度的确定、船体型线设计、螺旋桨设计、舵设计、总布置设计、稳性校核、船舶性能计算、干舷计算、吨位计算和相关图纸绘制及英文翻译等内容。设计船设计目标是通过对船舶型线及总布置等的综合考虑，均衡协调各方面要求，统筹优化，设计出一艘安全可靠，整体性能优良的多用途海洋工程辅助船。
设计船的主要参数如下：总长Loa=92.65m，垂线间长Lpp=82m，设计水线长Lwl=86.104m，型宽B=20.5m，型深D=10.25m，设计吃水T=8.2m，排水量△=8443.251t，浮心纵向位置XB=3.761m（位于船中后），方形系数CB=0.598，棱形系数Cp=0.609，中横剖面系数CM=0.981。
该设计船属于布置地位型船，设计工作主要考虑其不同用途所需要的设备布置要求，确保船舶在各载况的稳性安全。全文用数据和图表对进行设计时所用的方法以及SARC软件进行了具体说明，对16000kW深水多用拖船的总体设计进行了全面阐释。
关键词：三用拖船；型线设计；总布置设计；螺旋桨设计；稳性校核
Abstract
In this paper, it introduces Anchor Handling Tug（AHT) and its design characteristics, and the overall system design of 16000kW deep water Anchor Handling Tug Supply Vessel（AHTS). It mainly includes the factor and the resolution about selection of main dimension, lines design, propeller design, rudder design, general arrangement, stability checking, ship performance calculation, stability freeboard, tonnage mearurement and drawing drawings and the relative English paper’s translation. The design goal of the ship is to design a safe, reliable and excellent multi-purpose marine engineering auxiliary ship by means of comprehensive consideration of ship profile and general arrangement, balanced and coordinated requirements.
The main dimensions of the design ship are as follows: length overall Loa = 92.650m, length between perpendiculars Lpp = 82m, length of the waterline Lwl = 86.104m, breath B = 20.5m, depth D = 10.25m, draft T = 8.2m, displacement△= 8443.251t, the longitudinal center of buoyance XB = 3.761m (after the midship), block coefficient CB = 0.598, prismatic coefficient Cp = 0.609, midship coefficient CM = 0.981.
The design of the ship is mainly based on its general arrangement, the design work is to consider the different uses of these equipments required for the layout requirements and to ensure the stability of the ship in certain floating situations. The paper uses the data and graphs to design and the SARC software explains the method. The overall design of the 16000kW deep-water AHTS is fully explained.
Key Words: Anchor Handling Tug Supply Vessel; molded lines design; the general arrangement ; propeller design ; intact stability
目 录
第一章 绪论 1
1.1根据调研情况对船型的理解 1
1.1.1三用拖船发展现状与意义 1
1.1.2三用拖船发展方向 2
1.1.3三用拖船的船型特点 2
1.2任务书分析 5
1.2.1 设计对象 5
1.2.2航区 5
1.2.3用途 6
1.3设计要求 7
1.3.1 船型 7
1.3.2.航速\定员 8
1.3.3主机、辅机及燃料 8
1.3.4舱室布置及设备 8
1.4设计内容 8
第二章 主尺度设计 9
2.1母型船资料 9
2.2设计船要求 9
2.2.1 船型 9
2.2.2.航速\定员 9
2.2.3主机、辅机及燃料 9
2.2.4舱室布置及设备 9
2.3主尺度选择 9
2.3.1主机选取 9
2.3.2初步确定主尺度及所需考虑的因素 10
2.3.3主尺度校核 12
2.3.4网格法中部分主尺度及其性能 16
2.3.5优选出的主尺度 18
第三章 型线设计 19
3.1型线设计概述 19
3.2型线设计方法 20
3.2.1型线绘制步骤 20
3.3型线基本形状和参数的确定 22
3.3.1横剖面面积曲线 23
3.3.2首尾端形状 24
3.3.3 横剖面面积曲线形状的选择 25
3.4主尺度校核 27
第四章 静水力计算 28
4.1稳性横截曲线 28
4.2静水力曲线 29
4.3邦荣曲线 30
第五章 阻力计算 31
5.1三用拖船的阻力计算 31
5.2阻力的估算 31
5.2.1船型参数 31
5.2.2爱尔法有效功率估算 32
第六章 螺旋桨图谱设计 34
6.1三用拖船螺旋桨的选取 34
6.2主要参数 34
6.2.1船体主要参数 34
6.2.2主机及齿轮箱参数 34
6.2.3螺旋桨叶数的选择 35
6.2.4螺旋桨转速 35
6.2.5推进因子的确定 35
6.3可达到最大航速的计算 36
6.3.1传送效率及收到功率 36
6.3.2有效马力 36
6.3.3按图谱设计计算最佳要素 36
6.3.4空泡校核 38
6.3.5强度校核计算 40
6.3.6螺距修正 42
6.3.7重量及惯性矩计算 42
6.3.8确定敞水性征曲线 43
6.3.9系柱特性计算 43
6.3.10航行特性计算 44
6.4螺旋桨计算总结 45
第七章 舵设计 47
7.1舵设计概述 47
7.2 舵的几何要素的确定 47
7.2.1舵面积 47
7.2.2舵高 47
7.2.3 舵宽 47
7.2.4 展弦比 48
7.2.5 舵平衡比 48
7.3 桨、舵与船体艉部型线的配合 48
第八章 总布置设计 49
8.1三用拖船总布置 49
8.2 总体布局的区划 51
8.2.1 肋骨间距 51
8.2.2 水密舱壁 51
8.2.3 机舱的部位与长度 52
8.2.4 甲板与平台 52
8.2.5 双层底 52
8.3 舱室和通道的布置 52
8.3.1 液舱布置和舱容校核 52
8.3.2 生活舱室布置 54
8.3.3 工作舱室布置 56
8.3.4 通道的布置 57
8.4 浮态调整 57
8.5 主要舾装设备布置 58
8.5.1 锚泊和系泊设备的布置 58
8.5.2 航行信号设备 59
8.5.3 消防设备的配置与布置 60
8.5.4 救生设备的配置与布置 61
8.6典型舱室舱容校核 61
第九章 稳性校核 63
9.1空船重量重心 63
9.2稳性计算 64
9.2.1满载出港 64
9.2.2压载到港 65
9.3进水角的计算 66
9.4 横摇角计算 67
9.4.1 满载出港 67
9.4.2 压载到港 68
9.5稳性校核计算 69
9.5.1最小倾覆力臂lq 69
9.5.2风压倾斜力臂lf 70
9.5.3稳性衡准数K 70
第十章 干舷校核 72
10.1基本干舷f0 72
10.2 Llt;100m的B型船舶干舷修正值f1 72
10.3方形系数对干舷的修正f2 72
10.4型深对干舷的修正值f3 72
10.5上层建筑和凸形甲板对干舷的修正f4 72
10.6舷弧对干舷的修正f5 73
10.7夏季最小干舷Fmin 73
附录一 静水力计算数据 74
1. 稳性横截曲线 74
2. 静水力曲线 76
3. Bonjean曲线 80
结束语 93
参考文献 94
致谢 95
第一章 绪论
1.1根据调研情况对船型的理解
1.1.1三用拖船发展现状与意义
近年来，随着海洋经济的不断发展，海洋运输业得到快速壮大。海港作为发展海洋运输的重要依托，不仅仅是国家海洋运输的枢纽，而且对于经济发展有着重要的意义。海洋运输的高速发展使得港口数目不断增加，与此同时为港口服务的船舶也日益增多，新造拖船数量也随之达到了前所未有的水平。
随着海上石油开发工程的迅速发展，自岸上基地向海上工程平台提供钻井器材和物资、补给油水、运送人员的供应船有了很大的发展,其单一的供应功能迅速发展成为为海上石油开发工程提供抛起锚、拖曳、供应服务的三用拖船。拖船主要可分为港作拖船，远洋拖船与介于两者之间的近海拖船。而本次毕业设计对象16000kW深水三用拖船属于远洋拖船，所需供给的功率最大，主要针对海洋石油勘探平台的一系列多功能服务。
荷兰、挪威、德国、新加坡、英国、西班牙及中国等国家具有正在建造拖船的船厂。世界上在建拖船数量，截至2010年，约有400艘。美国拥有世界上最大规模拖船船队，单艘超过100 t吨位的海洋拖船l 427艘，占据世界拖船市场百分之12．1，其拖船的总功率约为414Whp。同时，在进入21世纪后，我国拖船的设计和建造也取得了突飞猛进的成就，并已达到了国际先进水平。目前为止，国内自行设计最大马力、最大系柱拖力、最大自持力的多用途远洋拖轮正是16000kW多用途海洋拖船。
