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毕业论文网 > 毕业论文 > 海洋工程类 > 船舶与海洋工程 > 正文

15000DWT级近海散货船方案设计毕业论文

 2020-02-18 12:02  

摘 要

该船为15000吨近海的散货船,该船主要以运输固体散货为主,对于散货船这种载重型船舶,我们首先需要满足它的舱容要求。然后需要考虑它的载货量是否能满足预计的载货量。本设计工作以型线设计、总体布置、稳性计算为重点,在设计中力求使船舶合理且安全,同时应让本船舶能更好的运输货物,提高本船的经济性。本船在设计中考虑了诸多问题,但考虑的最核心的问题是如何使本船的经济性与其他性能达成一个最佳的平衡。寻求一个设计相对最优点,既能满足相关法律法规,又在经济性上能达到一个较好的效果。

关键词:15000dwt散货船; 型线设计; 总布置设计; 性能计算;

Abstract

This ship is the 15000 DWT bulk carrier,it mainly to transport solid bulk cargo, as for the bulk carrier,we must meet its cabin capacity first. Then we should consider whether its cargo capacity can meet the expected cargo capacity.The ship's design, overall design to meet the necessary requirements. In the design, we should strive to make the ship reasonable and safe. At the same time, we should make the ship better able to transport goods and improve the economy of the ship. Many problems have been considered in the design of this ship, but the most important problem to be considered is how to achieve an optimal balance between the economy and other performance of this ship. Seeking a relatively optimal design can not only satisfy the relevant laws and regulations, but also achieve a better economic effect.

Key Words:15000dwt bulk cargo ship;profile design;general design;Calculation of ship performance

目 录

第一章 绪论 - 8 -

1.1目的及意义(含国内外研究现状分析) - 8 -

1.2市场分析 - 8 -

1.3课题研究概述 - 10 -

第二章 设计任务书分析 - 11 -

2.1 设计船要求 - 11 -

2.2 设计船的特点 - 11 -

2.3 设计方法及主要矛盾 - 11 -

2.4 本船的一些设计思想 - 11 -

第三章 15000DWT近海散货船全船说明书 - 12 -

3.1 船型、航区及用途 - 12 -

3.2 船级 - 12 -

3.3 主要尺度及性能 - 12 -

3.3.1 主要尺度及船型系数 - 12 -

3.3.2 航速与续航力 - 12 -

3.3.3 船员定额 - 13 -

3.3.4 稳性及干舷 - 13 -

3.3.5 舱容 - 13 -

3.4 总布置 - 13 -

3.5 船体结构 - 13 -

3.6 舾装设备 - 14 -

3.6.1 锚泊设备 - 14 -

3.6.2 救生设备 - 14 -

3.6.3 消防设备 - 14 -

3.6.4 航行及信号设备 - 15 -

3.7 动力装置 - 16 -

3.7.1 主机 - 16 -

3.8 其它 - 16 -

第四章 主尺度确定 - 17 -

4.1 初估排水量 - 18 -

4.2 载重量的计算 - 18 -

4.2.1 主、辅机功率的选择 - 18 -

4.2.2 油水重量计算 - 19 -

4.3 主尺度的确定 - 20 -

4.3.1船长的确定 - 20 -

4.3.2船宽的确定 - 20 -

4.3.3吃水的选择 - 22 -

4.3.4型深的选择 - 22 -

4.3.5 估算方形系数Cb - 22 -

4.3.6浮心的纵向位置 - 23 -

4.4 性能校核 - 23 -

4.4.1 浮性 - 23 -

4.4.2 稳性 - 23 -

4.4.3 舱容 - 24 -

4.4.4 快速性 - 24 -

4.4.5耐波性 - 24 -

4.5 主要要素小结 - 24 -

第五章 型线设计 - 25 -

5.1 型线设计思想 - 25 -

5.2 型线设计的方法及步骤 - 25 -

5.3 主要型线要素的选择 - 26 -

5.3.1 棱型系数Cp - 26 -

5.3.2 浮心纵向位置Xb - 26 -

5.3.3 船首形状 - 27 -

5.3.4 船尾形状 - 27 -

5.4 型线绘制 - 27 -

5.4.1 母型船型线改造 - 27 -

5.4.2 CAD绘图作图步骤 - 28 -

5.5 主要参数 - 29 -

第六章 静水力计算 - 30 -

第七章 总布置设计 - 31 -

7.1 概述 - 31 -

7.2 总体规划 - 33 -

7.3 舱壁划分和肋骨间距 - 33 -

7.4舱室划分 - 33 -

第八章 稳性计算书 - 41 -

8.1各种装载情况 - 41 -

8.2 各种装载情况稳性校核 - 42 -

8.3 各种装载情况静、动稳性图 - 43 -

8.3.1 满载出港 - 43 -

8.3.2 满载到港 - 44 -

8.3.3 满载出港(结冰) - 44 -

8.3.4 压载出港 - 45 -

8.3.5 压载到港 - 46 -

8.4 大倾角稳性 - 47 -

第九章 干舷计算 - 48 -

9.1 基本干舷F0 - 48 -

9.2 干舷修正 - 48 -

9.2.1方形系数对干舷的修正 - 48 -

9.2.2上层建筑和凸形甲板对干舷的修正 - 48 -

9.2.3非标准舷弧对干舷的修正 - 49 -

9.2.4甲板线位置对干舷的修正 - 49 -

9.3 夏季干舷 - 49 -

9.4 最小船首高度 - 49 -

第十章 螺旋桨及舵的设计 - 50 -

10.1 概述 - 50 -

10.1.1. 螺旋桨的数目 - 50 -

10.1.2 螺旋桨的叶数 - 50 -

10.1.3 设计图谱的选择 - 51 -

10.2 推进因子的确定 - 51 -

10.2.1 伴流分数 - 51 -

10.2.2 推力减额 - 51 -

10.2.3 相对旋转效率 - 51 -

10.2.4 船身效率 - 51 -

10.2.5 其他系数 - 51 -

10.3 螺旋桨的初步设计 - 53 -

10.3.1 艾亚法计算有效功率曲线 - 53 -

10.3.2 螺旋桨的初步设计 - 54 -

10.4 螺旋桨的终结设计 - 56 -

10.5.空泡校核 - 58 -

10.6 舵设计 - 59 -

10.6.1 舵面积 - 59 -

10.6.2舵高 - 59 -

10.6.3 舵宽 - 60 -

10.6.4 展弦比 - 61 -

10.6.5 平衡比 - 61 -

10.6.6 舵要素 - 61 -

第十一章 吨位丈量 - 62 -

11.1总吨位计量 - 62 -

11.1.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积V1 - 62 -

11.1.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积V2 - 63 -

11.1.3 总吨位计算 - 63 -

11.2 净吨位 - 63 -

结束语 - 64 -

参考文献 - 65 -

致谢 - 66 -

第一章 绪论

1.1目的及意义

散货一直是各种运输里面比较常见的方式,散货运输的占比也比较大。散货船能运输的货物各种各样,大到能源煤炭,小到散装谷物,它都能够涵盖其中。所以说它的实用价值还是十分高的。但是,我国的散货船普遍存在一个问题,那就是它的吨位偏小,不能很好的运输大量的货物,而且船舶的老龄化比较严重。早期来看(2000年以前),我国的散货船主要是为了满足国内的需要,但到了2000年后,货运量巨增。因此,我国开始重视大型散货船的研究以及加快老龄散货船的退休,从而适应我国经济发展的需求。世界经济不断发展,散货船在运输中起到的作用就不言而喻了。我国要想在散货船竞争中脱颖而出,就必须加大力度投入大型散货船,努力开发新船型。把散货船和多用途船结合起来,而且适当的采用双壳。目前我国许多船厂都在往这些方面思考,并且开发了一些比较具有特色的船。目前正值散货运输的热潮,我们应该抓住机遇,努力实现自身价值。

1.2市场分析

散货船是世界三大主流船型之一。它的市场发展与世界经济发展在整体上密切相关,而且它还存在其内在的变化因素。近年来全球造船市场企稳回升。年内主力船型新船价格开始回升,新船订单量大幅增长。船东订单主要集中在希腊、中国和韩国等主要航运大国,船型以大型散货船和大型油船为主。全球造船市场延续中日韩三国错位竞争格局,韩国市场份额提升明显。从未来发展趋势来看,2019年全球造船市场整体需求或将延续回升态势,中日韩三国接单竞争将更加激烈,智能船舶、智能制造等新产品新技术开发应用步伐加快。

1.3课题研究概述

本文的主要内容包括绪论、设计任务书分析、15000dwt散货船设计概述、如何确定主尺度、型线设计、总布置设计、用compass软件计算稳性及静水力和舱容、进行吨位丈量、干舷计算、总结。本文运用了一些基本原理与方法,并和实际相结合,详细的论述了15000dwt近海散货船方案设计的过程。

第二章 设计任务书分析

2.1 设计船要求

本船的结构、锚珀系泊等舾装设备、轮机和电气装置的设计和建造由中国船级社来检验,本船的船体、机械设备按签合同时生效的下面这些规范执行:

《国内航行海船建造规范》 中国船级社(ccs)(2014版)

《船舶与海上设施法定检验规则》中华人民共和国海事局(China MSA)

整个设计内容应从任务书出发,考虑设计中出现的各种因素,对这些要素的轻重缓急以及主次加以区分,进行各方面的权衡,最终设计出一条比较满意的散货船。

2.2 设计船的特点

本船为钢质、具有连续甲板、设有首楼、上层建筑主要位于尾部、首部形状是倾斜的、结构形式为混合骨架全电焊结构、双层底、单桨、单舵、机舱位于尾部、单柴油机驱动的散货船,航行于近海航区。本船主要是用来装运固体散货,兼装干杂货,诸如煤炭、建材等货物。本船的设计航速为12kn,续航力约为3500n mile。

2.3 设计方法及主要矛盾

本船是一条用来运输各种干杂货的散货船,首先应满足任务书所规定的各项要求(如载货量、稳性、快速性等),使本船在性能上能够达到要求,从而让其可以用来运输更多货物,这是设计本船时考虑的首要因素。该船是单机单桨的散货船,具有较大的方形系数,属于低速肥大形船舶。对于散货船来说,载重量和舱容是其需要满足的,这就必然和经济性相矛盾,所以要注意二者的协调。本船在设计中考虑了诸多问题,但考虑的最核心的问题是如何使本船的经济性与其他性能达成一个最佳的平衡。寻求一个设计相对最优点,既能满足相关法律法规,又在经济性上能达到一个较好的效果。本船设计时主要是选用与设计船航区相同、载重量相近、航速相近的母型船来进行改造,使得最终设计出来的船舶能够继承母型船的优点,而且各方面达到一个相对最优的设计。

2.4 本船的一些设计思想

(1)机舱位于尾部,并且驾驶室设于机舱上方,能够合理利用船舶空间。

(2)设有顶边、底边、边压载水舱,从而能降低空载重心。

(3)全船设置了3个货舱,能够满足舱容需要,对总布置进行合理的设计。

第三章 15000DWT近海散货船全船说明书

3.1 船型、航区及用途

该船是航行于近海航区的15000dwt散货船,主要用于运输固体散货以及一些干杂货,全船采用混合骨架电焊结构,单机、单桨、单舵的尾机型船舶。设计航速为12kn,续航力为3500n mile。

3.2船级

本船是以“CCS”有关规范入级、设计和建造,入级符号为:★CSA,★CSM。

3.3 主要尺度及性能

3.3.1 主要尺度及船型系数

表3.1 主尺度要素初定

总长(m)

136.2

方形系数

0.81

垂线间长(m)

131

水线面系数

0.9248

设计水线长(m)

134.2

中横剖面系数

0.9956

型深(m)

10.7

浮心纵向位置(距中)

1.84

型宽(m)

21.6

排水量(t)

18773.47

设计吃水(m)

8.0

棱型系数

0.8137

梁拱(m)

0.3

首舷弧(m)

0.5

站距(m)

6.55

尾舷弧(m)

0.6

3.3.2 航速与续航力

在设计吃水8m时,主机额定功率为3236kw,满载试航速度约为12kn,续航力为3500 n mile。

3.3.3 船员定额

全船船员人数16人 1船东 1引水员。

表3.2 船员人数

类别

级别

人数

职务

人数

职务

人数

职务

人数

1级

2

船 长

1

轮机长

1

2级

2

大 副

1

大管轮

1

3级

2

二 副

1

二管轮

1

4级

2

三 副

1

三管轮

1

共计

8

4

4

8

水 手

4

值班机工

4

共计

16人

3.3.4 稳性及干舷

稳性、干舷的相关要求均应满足相关规则、法规,后面的章节均对稳性、及干舷的校核作了详细介绍。

3.3.5 舱容

货舱舱容用compass rules计算得为17535.07m3

3.4 总布置

根据相关法律法规,本船至少应设置有6道水密舱壁。该船共设置有6道水密横舱壁,分别位于#5、#31、#79、#126、#174、#179肋位。设置有2个尾压载水舱、3个货舱以及各种压载水舱。如顶边压载水舱、底边压载水舱及边压载水舱。机舱位于船尾部,便于调节重心。此外还设置有应急消防泵舱、首部压载水舱、首尖舱兼压载水舱和首空舱。尾楼甲板以上设四层甲板室,依次为尾楼甲板、船长甲板、驾驶甲板和罗经甲板。各层甲板之间设有环绕式的通道,并且室外还通过斜梯连接。

3.5 船体结构

本船采用混合骨架全电焊结构。全船的首尾尖舱肋距为600mm,货舱机、舱肋距为700 mm,货舱段双层底高度为1.25米,机舱段双层底高度为1.25米。

3.6 舾装设备

锚泊设备用舾装数来选型,本船计算舾装数为1488.5,首锚选用2口斯贝克锚,每口锚重4590kg。锚机基座处的甲板结构应特别给予加强。

3.7 动力装置

3.7.1 主机

型 号: DN8330ZC14

功 率: 3236KW / 台*1

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