200m3h汉江航道抢通疏浚船总体设计毕业论文
2021-05-13 11:05
摘 要
本文主要研究了200m3/h汉江航道抢通疏浚船的总体设计,该方案是基于武汉交发船舶设计有限公司的实船设计项目——汉江航道疏浚船并结合自己的毕业设计，在企业独立完成的。经过市场调查、几个不同挖泥船船型的分析、设计任务书的分析后，认为具有自航能力吸盘式挖泥船是一种符合市场需求和船东要求的船型。在设计过程中采用计算机辅助设计的方法，设计出了满足规范和设计任务书要求的船。设计的成果包括本船的型线设计、总布置设计、疏浚系统的设计，并对本船的性能进行了校核。
关键词：总体设计；吸盘式挖泥船；型线设计；总布置设计；疏浚系统设计。
Abstract
This paper first simulates the overall design of 200m3/h Hanjiang Waterway reopened dredgers.The scheme is based on real ship design project-- Hanjiang Waterway dredgers of Wuhan Jiaofa ship design company and my tasks of final design,completing independently in the enterprise. After market research , analysis of several different dredger ships,and mission analysis. We make the conclusion that dustpan dredger which has the ability of self-propelled is a sucker in line with market demands and requests of the owner of the ship.In the process of design,I use the method of computer aided design , aiming to design a ship that meets the specifications and design requirements of the mission statements of the ship. The results of my work include lines design , general arrangement design , design of dredging system, and the ship's performance was checked.
Key Words：overall design; dustpan dredger; lines design; general arrangement design; dredging system,
第1章 绪论 1
1.1选题的目的及国内外研究现状 1
1.2 设计的主要矛盾和设计思想 2
1.2.1 设计的主要矛盾 2
1.2.2设计思想 2
第2章 设计任务书分析 3
2.1 市场的需求分析 3
2.2 汉江航道分析 3
2.3 船型分析 4
2.3 挖泥和排泥方案分析 8
2.4推进方式 9
2.5结论 10
第3章 全船设计说明书 11
3.1概述 11
3.1.1航区与用途 11
3.1.2 船型 11
3.1.3船级及规范 11
3.2 主要尺度及性能 11
3.2.1 主要尺度 11
3.2.2 主要船型系数及性能参数 12
3.2.3 动力装置 12
3.2.4 航速 12
3.2.5 续航力 12
3.2.6 稳性及干舷 12
3.2.7 疏浚方式及产量 13
3.3 舱室布置概况 13
3.4 舾装设备 13
3.4.1 锚泊、系泊设备 13
3.4.2 起重设备 13
第4章 疏浚系统设计概述 14
4.1 清水流量 14
4.2 疏排泥管管内液体流速 14
4.3 泥泵扬程计算 15
4.3.1 艉排 15
4.3.1.1排高所损失的水头 15
4.3.1.2管路的沿程损失水头 16
4.3.1.3 管路上，如吸口、弯头等局部阻碍引起的损失水头 16
4.3.1.4 管路出口的流速所产生的速度损失水头 16
4.3.2 边抛 16
4.4 泥泵轴功率计算 17
第5章 船舶主尺度与船型系数 18
5.1主尺度的初步确定 18
5.1.1 船长L 18
5.1.2 船宽B 18
5.1.3 吃水d 19
5.1.4 方形系数CB 19
5.1.5 型深D 19
5.1.6 挖泥深度 19
5.2性能校核 20
5.2.1 重量 20
5.2.1.1空船总量估算 20
5.2.1.2 排水量估算 21
5.2.1.3 浮性方程式 21
5.2.2 初稳性的估算 22
5.2.3 横摇周期估算 23
5.2.4 快速性校核 24
5.3主尺度总结 24
第6章 型线设计 25
6.1概述 25
6.2横剖面面积曲线 25
6.2.1棱形系数 25
6.2.2浮心纵向位置 26
6.3型线设计的方法 26
6.4 静水力曲线 27
第7章 总布置设计 28
7.1概述 28
7.2总体布局区划 29
7.2.1 主船体内船舱的划分 29
7.2.2 上层建筑的划分 30
7.3浮态调整 30
7.4 舱室和通道的布置 32
7.4.1生活舱室的布置 32
7.4.2工作舱室的布置 32
7.4.3通道的布置 32
第8章 舾装、消防、救生设备详细说明 33
8.1 舵设备 33
8.2 锚泊和系泊设备 33
8.3 栏杆、门、窗、梯、盖 35
8.4 消防设备 35
8.5 救生设备 35
8.6 起吊设备 36
第9章 船舶稳性计算 37
9.1概述 37
9.2受风面积计算 38
9.3 自由液面修正 40
9.3.1 舱柜尺寸 40
9.3.2初稳性高度计算 41
9.4各种装载状态下稳性计算 41
9.4.1 装载序号1 42
9.4.1.1重量重心计算 42
9.4.1.2. 浮态和初稳性高度 43
9.4.1.3 复原力臂曲线 44
9.4.1.4 初稳性高度和复原力臂曲线的衡准计算 45
9.4.1.5 稳性衡准计算 45
9.4.1.6 结论 47
第10章 阻力及速度计算书 48
10.1 阻力估算 48
10.2螺旋桨初步设计 50
9.2.1 已知条件 50
10.2.2计算过程 50
10.2.3 主机和齿轮箱选型 52
10.3 螺旋桨终结设计 53
10.4 空泡校核 54
第11章 最小干舷计算 56
11.1 说明 56
11.2 主要数据 56
11.3 最小干舷计算 56
第12章 吨位估算书 58
12.1 概述 58
12.2 主要尺度 58
12.3 总吨位 58
12.4 净吨位 59
总结 60
参考文献 61
附录A 静水力数据 63
致 谢 65
第1章 绪论
1.1选题的目的及国内外研究现状
水路运输是一种重要的运输方式，对国民经济有着重要的影响。而水路运输的速度和质量和通航环境又是息息相关的，然而水运航道在长时间使用过程中容易导致航道的淤积。要想保持良好的通航环境，对航道进行定期的维护和疏浚很有必要。
在航道疏浚工程中最重要的疏浚设备就是疏浚工程船，目前市场上常见的用于疏浚工程的船舶有抓斗式挖泥船、铰吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、铲斗挖泥船和吸盘挖泥船等船型。由江苏省航道局、江苏省交通厅苏北航务管理处与江苏省船舶设计研究所联合研制开发的200m3/h全液压斗轮挖泥船通过对铰吸式挖泥船的分析，开发了斗挖式的挖泥船，提高了挖泥的效率。[1]由荷兰HIC公司设计，长江口航道管理局出资建造的2 艘 12 000 m3 耙吸挖泥船“长江口 01/02”与长江航道的通航特点相结合，通过优化主尺度、线型、船体结构、材料使用等方面，建造了适合长江口施工现场水域开阔、风大、流急、雾多，交通繁忙，疏浚土质为颗粒细、流动性强、不易沉淀的松散细砂和软弱淤泥特点的船型。[2]中国船舶及海洋工程设计研究院分析了长江中上游航道的疏浚工况并兼顾应急需求，以及不影响通航，设计了具有首冲功能的耙吸挖泥船。[3]随着国际上大型吹填工程项目施，国际上对大型耙吸船的需求也越来越旺盛。如荷兰 Ballast Nedem公司专为远距离深水取沙和运沙而建造的舱容为 21 500m 3 的 “ Rotterdam” 号挖泥船以及IHC公司为日本五洋建设公司建造的舱容为 20 000m3 的自航耙吸挖泥3船“五洋皇后” 号。[4]而吸盘挖泥船由于其技术含量高，在疏浚工程中起步较晚，在我国应用并不是特别广泛。但由于其疏浚的成本低，疏浚效率高，市场对吸盘式挖泥船的需求也日益旺盛。我国也于1993年由708所设计的“吸盘一号”，已经在长江航道的疏浚工程中得到了很好的应用。
