16000吨杂货船动力装置设计毕业论文

 2021-09-13 10:09

摘 要

第1章 绪论 3

1.概述 3

1.1目的及意义 3

2.设计目标 3

第二章:主机选型 5

2.1有效功率计算 5

2.2船机桨三者能量传递 7

2.2.1机、桨的匹配计算 7

2.2.2螺旋桨直径确定 8

2.2.3主机功率计算 10

2.2.4终结匹配计算 13

第3章 机电设备估算说明书 14

3.1 燃油系统 14

3.1.1主机 14

3.1.2辅柴油机(参考同类型大小船舶功率的需要选择) 14

3.13应急发电机组 15

3.1.4燃油锅炉(参考同类型大小船舶功率的需要选择) 15

3.1.5燃油总消耗量Q总 16

3.1.6污油柜容积 17

3.1.7重燃油供给泵计算 17

3.1.8重柴油供给泵计算 17

3.1.9重燃油输送泵计算 17

3.1.9重柴油输送泵计算 18

3.1.10燃油分油机选型(选用两台) 18

3.1.11柴油分油机选型 18

3.2 滑油系统 18

3.2.1主机滑油消耗量(一台) 18

3.2.2 辅机滑油消耗量(一台) 18

3.2.3 主机滑油循环柜容积 19

3.2.4滑油储油舱容积 19

3.2.5滑油沉淀柜容积 19

3.2.6主机滑油备用供给泵选型 19

3.2.7 主机滑油分油机 20

3.3压缩空气系统 20

3.3.1主机启动空气瓶 20

3.3.2主空压机 20

3.4舱底水系统 21

3.4.1舱底水总管内径 21

3.4.2单台舱底水泵排量 21

3.4.3舱底水油水分离器选型 21

3.5 消防系统 22

3.5.1主消防泵 22

3.5.2应急消防泵 22

3.5.3供水系统 23

3.6机舱通风系统 23

3.6.1机舱通风机排量 23

3.6.2机舱通风系统设备选型 24

3.7 冷却系统 25

3.7.1海水总管直径估算 25

3.8 防污染系统 25

3.8.1生活污水处理装置 25

第4章 机电设备明细表 26

第5章 轮机说明书 34

5.1概述 34

5.2主机 34

5.2.1技术参数 34

5.2.2燃油、滑油和水的要求 34

5.2.3冷却淡水 35

5.3 电站 35

5.3.1主柴油发电机组 35

5.3.2应急柴油发电机组 35

5.4 辅助设备 36

5.5系统及机舱布置 38

结束语 44

参考论文 45

致谢 46

摘要

船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。该文是以实际船舶为对象,对16000杂货船的动力装置进行设计.通过完成该设计课题,对如何进行船舶动力装置设计有一个全面的了解,从而掌握其设计工作的相关基本技能,对船舶轮机专业有更深一层的认识。

船舶在以一定航速前进时,螺旋桨产生推力,需要克服水、风对于船舶的阻力。为了保证设计船舶的正常运行,需对船舶运行时所受阻力进行计算,采用合适的动力装置给与船舶推力克服阻力。而将发动机发出的功率转化为船舶有效推力推动船舶就是船舶的主推进动力装置。本次设计以经验公式进行船舶阻力计算,计算方法采用阻力系数法算出船体一定速度下的运行阻力和船舶有效功率,然后进行船舶螺旋桨初步匹配计算,推算出船舶所需主机功率。待计算完毕后选用合适主机,保证船舶能以充足的动力保证其正常航行。然后进行第二次螺旋桨匹配,确定尺寸,保证其准确性。

机舱的主要设备选型阶段,是根据所选主机的参数,对各辅机型号及管系的设计,根据经验公式和杂货船的建造规范进行确定。本文对燃油系统、滑油系统、舱底水系统、压载水系统和消防系统等机舱主要系统分别进行了较为详细的计算说明及选型。

关键词: 机舱设计 杂货船 主推进装置 阻力计算

Abstract

Ship power plant complex is to ensure the normal navigation ships machinery and equipment, operations, berthing and crew, passengers normal work and life are required. The object of this paper is based on the actual shipping, the power plant of 16000 general cargo ship design. Through the completion of the design task, we will have a comprehensive understanding of how to carry on the design of the ship power plant, so as to grasp the basic skills of the design work, and have a deeper understanding of the marine engineering profession.

The ship is at a constant forward speed, propeller thrust, to overcome water, wind resistance for the ship. In order to guarantee the normal operation of ships required of ship resistance is calculated at run time, using a suitable powerplant and ship's thrust to overcome resistance. The power emitted by the engine thrust to promote the effective conversion of the ship the ship is the ship's main propulsion device. This design is based on empirical formula to calculate the resistance of ships, the resistance coefficient method is used to calculate the running resistance and the effective power of the ship, then the ship propeller preliminary matching calculation, calculation of the required power of the ship. After completion of computing the appropriate choice of hosts, ensure that the ship can be sufficient power to ensure its normal navigation. And then carry out the second propeller matching, determine the size, to ensure its accuracy.

The main cabin equipment selection stage, based on the parameters of the selected host, design models and various auxiliary piping, according to the construction rules empirical formula and general cargo ships will be OK. In this paper, the fuel system, oil system, bilge water, ballast water system and fire fighting system, cabin systems for a more detailed description of the calculation and model selection.

Key words: Cabin design, General cargo ship; Main propulsion; Resistance calculation.

第1章 绪论

1.概述

1.1目的及意义

杂货船是一个古老的船型,早在70年代就被应用到货物运输的手段中来,至今,杂货船由于其独有的特点依旧被长时间、广泛的应用在航海运输中,并占据世界商船吨位总数首位。近些年,随着我国经济发展,进出口贸易的日益增加,生产机器、建材、日用货物等的巨大流通量,杂货船在这之上因其特有优点被广泛被应用。

杂货船的优点有:

(1)吨位小、吃水小、操作方便,能够灵活运行在中小港口;

(2)自带起货,对港口设施要求低;

(3)运营成本低;

(4)舱口大、舱内空间大

杂货船最主要的特点是通常设计有2-3层全通甲板,根据船舶的规模通常设有个3-6货舱,在上甲板各个货舱的两端设有吊杆或其他吊货设备,用于装卸货物。从航行区域上说,杂货船自身吨位不应过大,适合沿海、内河航线,服务于中小港口;从货源上来说,与其他运输方式相比具杂货船有危险性大,易发生货损货差事故,运输时间较长等缺点;但其具有运量大、运费低的优点。而出于对杂货船良好的经济性和安全性的考虑,一般杂货船航速并不高。杂货船通常根据货源具体情况及货运需要航行于各港口,具有固定的船期和航线。

2.设计目标

在国际上,由于杂货船受集装箱船的兴起影响,杂货船因局限性(货物安全、装卸效率,同等运货量条件下的运输费用)限制了自身规模、服务质量、和运行航线的发展。如今杂货船多被应用于近海、沿海和内河地区货物运输,并投入不定期船运行之中。虽然目前由于散货市场疲软,杂货船的雇佣受到限制,但在许多落后地区和复杂疏运体系中杂货船依旧十分受欢迎,杂货船收入依旧较为稳定。以目前杂货船队现状及船东定制船舶的趋向来看,各种类型杂货船将占据较大市场从多用途杂货船中脱颖而出,以顺应了世界各航线上贸易类型多样化的发展趋势。

为了使杂货船在未来海运市场拥有更大竞争力度,杂货船通过对动力装置选择,船舶吃水设计,型宽,装载舱室及各部分管路的优化,提高船舶本身安全性和经济性,以加强自身竞争力。随着船舶自动化的不断提高,机械系统也越来越复杂,价格也随之提升。船东也十分希望在保证船舶各项功能的前提下降低价格,以提高自身利润。以至造船者不断优化船舶结构,合理选择机械设备,在保证可靠性、操作性、安全性的前提下,减少支出,实现利益最大化。

第二章:主机选型

2.1有效功率计算

船舶以一定航速前进时,螺旋桨产生推力,需要克服水、风对于船舶的阻力,阻力大小取决于船舶线型、尺寸、航行速度、风浪大小及航道深浅等因素。为保障船舶具有一定航速,需提供足够的功率。且船舶动力装置的功率往往更大些,以保持船舶航速。

船舶有效功率Per=(kW)

其中为船舶航行速度(m/s)

R为运动阻力(N)

Pe常为拖拽效率,R相当于以速度拖动船舶时绳索上的拖拽力。

阻力计算;

(1)总阻力R总=RF RR R其他

且R总= R其他

总阻力系数;

在其中;;摩擦阻力系数 :其余阻力 剩余阻力系数

;粗糙补贴

湿表面面积;

则R总= R其他

(2)摩擦阻力系数

雷诺数

u——水的动力粘性系数: 0.893/s

剩余阻力系数根据剩余阻力系数与速长比关系可得:

速长比

代入数据=0.624

带入图:

得;=0.0006

(4);粗糙补贴

研究表明,船长为100m左右的常规船舶,取Cf=0.4×10-3所得到的结果与实船试验结果基本相符。目前,不同国家以及针对不同船舶Cf的取值不同。对一般船舶,我国建议取Cf=0.4×10-3

其余阻力

其余阻力包括附体阻力、空气阻力和汹涛阻力。

附体阻力:

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