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《船舶設計原理課程設計》
題 目: ××TEU集裝箱船的主尺度確定
學習中心:
層 次:
專 業(yè):
年 級: 年 春/秋 季
學 號:
學 生:
指導教師: 邵 昊 燕
完成日期: 年 月 日
1 集裝箱船概述
本章需填寫課程設計任務書提要,并簡單介紹集裝箱船的相關內容,例如集裝箱船的特點,并要求搜集現(xiàn)有集裝箱船主尺度資料,作為自己設計集裝箱船的主尺度的參考數(shù)據(jù)。
1.1 課程設計任務書提要
(1)航區(qū):無限航區(qū)。
(2)用途:運輸20fts的標準箱的集裝箱,數(shù)量為___箱。(參數(shù)自選)
(3)船籍:本船入CCS船級。
(4)規(guī)范:《國內航行海船建造規(guī)范(2006)》、《鋼質海船入級規(guī)范(2006)》
(5)船型:單機、單槳、單甲板、尾機型,具有球艏和球艉線型。
(6)航速:本船要求設計航速不小于18節(jié)。
(7)續(xù)航力及自持力:本船續(xù)航力約為10000海里,自持力為60天。
(8)船員人數(shù):___人。(參數(shù)自選)
1.1 集裝箱船的特點
(以下的內容由學生自己填寫,關于集裝箱船的特點,查資料,并歸納。)
1.2 現(xiàn)有集裝箱船主尺度資料搜集
(以下的內容要求學生搜集現(xiàn)有集裝箱船的主尺度資料做成EXCEL表,及確定本次設計的集裝箱船的參數(shù)。)
2 船舶主尺度確定
船舶的排水量、主要尺度以及船型系數(shù)統(tǒng)稱為船舶的主要要素,它們是描述船舶幾何形狀的一些最基本的特征性數(shù)據(jù),這些要素對船舶的主要技術性能,諸如快速性、穩(wěn)性、適航性、容量、總布置以及船舶的經濟性等有重大的影響,對船舶質量的好壞有決定性的作用。因此,恰當?shù)卮_定這些要素,是船舶總體設計中的一項最基本最重要的工作。船的設計通常是由確定這些要素開始。
2.1 主要尺度確定
(參考《船舶設計原理》p153、輔導資料p 47。)
集裝箱船屬于典型的布置型船舶,所以船舶的主要尺度的論證時從總布置出發(fā),在滿足布置要求、排箱要求的前提下確定主要尺度。
箱的分布情況:總箱NT =___
表2-1 艙內和甲板上裝載集裝箱的數(shù)量
艙內 行數(shù)X= 列數(shù)Y= 層數(shù)Z= 折減后實際NH=
甲板上 行數(shù)X= 列數(shù)Y= 層數(shù)Z= 折減后實際ND=
2.1.1 船寬B的確定
集裝箱船船寬的確定取決于甲板上或者=艙內裝載集裝箱的列數(shù),即 或 ,并需考慮船舶穩(wěn)性的要求,視何者為大而定。
由甲板上集裝箱列數(shù)確定船寬:
式中 ――集裝箱寬度,通常取標準箱寬2.438m,有時還須考慮歐洲箱的寬度2.500m;
――甲板上集裝箱的列數(shù);
――集裝箱列與列的間隙,考慮到緊固件的操作和標準,通常為0.025m,0.038m,0.080m。
由艙內集裝箱列數(shù)確定船寬:
式中 ――艙內集裝箱列數(shù);
――集裝箱寬度,通常取標準箱寬2.438m;
――貨艙內甲板縱桁數(shù);
――貨艙內集裝箱列與列的間隙,其間隙為了便于安裝導軌,通常為0.10m~0.210m,個別船僅為0.05m;
――甲板縱桁的面板寬度,通常取為0.50m~0.80m;
――艙口開口系數(shù),通常取為0.80~0.85。
表2-2 集裝箱船船寬的確定
集裝箱寬度 =
m
甲板上集裝箱的列數(shù) =
m
集裝箱列與列的間隙 =
m
艙內集裝箱列數(shù) =
m
貨艙內甲板縱桁數(shù) =
m
貨艙內集裝箱列與列的間隙 =
m
甲板縱桁的面板寬度 =
m
艙口開口系數(shù) =
m
甲板上:
m
艙內:
m
最終: B= m
2.1.2 型深D的確定
表2-3 集裝箱船型深的確定
雙層底高度 =
m
內底距最下層集裝箱高度 =
m
箱高度 =
m
最上層貨箱頂距艙口蓋下緣距離 =
m
圍板高度 =
m
拱高 C= m
D= + ×Z+ + -( +C) = m
最終取D=_____m
2.1.3 船長L的確定
設_____貨艙,第一貨艙布置_____行集裝箱,第二貨艙布置_____行集裝箱,…,第三貨艙布置_____行集裝箱。在長度方向上的每兩個20ft箱可以換裝一個40ft,故貨艙長度可按40ft箱長12.192計,但行數(shù)是上述行數(shù)的一半。按導軌的通常尺度,取貨艙口端壁與貨艙間距離為0.27m,取貨艙間縱向間距0.55m,貨箱與導軌間每面留0.02m間距。
(下表為三個貨艙,如果貨艙數(shù)大于3,則需要續(xù)加表格。)
取實際肋骨間距長度為 =_____mm,按肋位數(shù)計算:
表2-4 集裝箱船船長的確定
艙口長度
第一艙 =( =( +0.02×2)×2+2×0.27+0.55=
m
第二艙 =( +0.02×2)×3+2×0.27+2×0.55=
m
第三艙 =( +0.02×2)×2+2×0.27+0.55=
m
計算肋位后
第一艙 =_____(取幾個肋位,填完刪掉)× =_____
m
第二艙 =_____(取幾個肋位,填完刪掉)× =_____
m
第三艙 =_____(取幾個肋位,填完刪掉)× =_____
m
貨艙長度
第一艙 = +_____(貨艙間設置吊車、通道等肋位數(shù))× =_____
m
第二艙 = +_____(貨艙間設置吊車、通道等肋位數(shù))× =_____
m
第三艙 = +_____(貨艙間設置吊車、通道等肋位數(shù))× =_____
m
貨艙總長度 = + + =_____
m
尾尖艙 =
m
機艙 =
m
首側推
裝置艙 =
m
首尖艙 =
m
船長 =
m
最終 = + + + + =
m
(尾尖艙、機艙、首側推裝置艙、首尖艙的長度根據(jù)自己的設計取。)
2.2 排水量估算
2.2.1 空船重量
(1)鋼料重量
按照下式估算: =_____ t
(2)艤裝
按照下式估算: =_____ t
(3)機電
按照下式估算(取主機額定功率 =_____kW):
=_____ t
空船重量LW=( + + )×1.045 =_____t
其中系數(shù)1.045是考慮了4.5的儲備重量。
2.2.2 載重量
1.集裝箱重量:
每箱重量 15t
總箱數(shù) NT ___
集裝箱總重量 ___t
2.燃油重量是按照以下公式估算的:
式中:主機耗油率 =171 g/kWh
主機持續(xù)使用功率 = 10458kW
續(xù)航力 = 10000 n mile
風浪儲備 = 1.15
計算得到 W0 = ____ t
3.鍋爐水重量
=0.05× =____t
4.滑油重量
=0.05× =____t
5.船員生活用水
船員定員為___人,每人每天消耗淡水110kg,自持力60天,則
船員生活用水=____=____t
6.人員及行李
船員每人65kg,行李60kg,則
人員及行李重量=____=____ t
7.食品
船員每人每天消耗5kg食品,自持力60天,則
食品重量=____=____t
8.備品
由于本船無限航區(qū),且自持力為60天,所以
備品重量=0.1×LW=____t
以上2~8油水等消耗品重量總計____ t
載重量總計____t
排水量=空船重量+載重量=____t
2.3 吃水及方形系數(shù)估算
2.3.1 吃水
參考母型船,根據(jù)設計船與母型的載重量和船型參數(shù)的差異,取吃水d=____m
2.3.2 方形系數(shù)
____
式中, 為海水密度, 。
2.4 性能校核
2.4.1 穩(wěn)性校核
表2-5 穩(wěn)性校核計算表
項目 數(shù)值
系數(shù)
吃水d
浮心高度
系數(shù)
橫穩(wěn)心半徑r
重心高度系數(shù)ξ
重心高度
初穩(wěn)性高GM
表中 ,系數(shù) ,橫穩(wěn)心半徑 ,系數(shù) ,
, 。水線面系數(shù) 及重心豎向高度系數(shù) ,參照母型船確定。
初穩(wěn)性高度按下式核算 。
(如果 ,則滿足規(guī)范要求,如果不滿足要求,則需要調整設計的主尺度。)
2.4.2 航速校核
主機功率 ____ ,轉速 ____ ,計算航速時取功率為0.95 ,即為____ 。。
初步估算航速,用下面的經驗公式計算:
=____kn
(如果大于設計任務書中對航速18kn的要求,則航速滿足要求;如果不滿足,則需要重新設計。)
(以上校核如果有一項不符合要求,則要求重新調整主尺度。)
2.5 小結
以上性能校核均合格,因而主尺度擬定滿足要求:
垂線間長 =____m
船寬 B=____m
型深 D=____m
吃水 d=____m
方形系數(shù) Cb=____