船舶與海洋工程畢業(yè)設(shè)計(jì)散貨船快速性研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　散貨船快速性研究</b></p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、 船舶與海洋工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目 錄&

3、lt;/b></p><p><b>　　前 言3</b></p><p><b>　　1. 總體設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　1.1分析任務(wù)書(shū)與現(xiàn)有資料4</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)船主尺度的確定5</p><p><b>　　1.3型線

4、設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　1.4靜水力計(jì)算與靜水力曲線圖9</p><p>　　1.5重量重心計(jì)算23</p><p>　　1.6初穩(wěn)性校核29</p><p>　　1.7總布置及船體艙室說(shuō)明30</p><p>　　2． 性能設(shè)計(jì)32</p><p>　　2.

5、1設(shè)計(jì)船船體阻力與有效功率估算32</p><p>　　2.2螺旋槳圖譜設(shè)計(jì)33</p><p>　　3.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)44</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)45</b></p><p><b>　　外文翻譯46</b></p><p><b>　　附譯

6、文50</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　散貨船作為當(dāng)代三大運(yùn)輸船型之一，在全球航運(yùn)業(yè)范圍內(nèi)有著舉足輕重的作用，為了應(yīng)對(duì)日益激烈的運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)，各方都在想方設(shè)法來(lái)縮短運(yùn)營(yíng)周期，降低成本，這就會(huì)牽扯到快速性能的問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)將詳細(xì)介紹散貨船的快速性研究，主要內(nèi)容如下：主尺度的確定、排水量的初步驗(yàn)證、總布置設(shè)計(jì)與總布置草圖

7、、重量重心計(jì)算、靜水力計(jì)算及靜水力曲線圖、穩(wěn)性浮態(tài)計(jì)算、阻力與有效功率估算、螺旋槳計(jì)算與繪圖。通過(guò)這些設(shè)計(jì)工作,研究散貨船的快速性能。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)內(nèi)容的各個(gè)部分可參考如下資料：主尺度的確定、總布置的設(shè)計(jì)主要參考《船舶設(shè)計(jì)原理》，靜水力曲線的繪制主要參考《船舶靜力學(xué)》并且有詳細(xì)的表格可以作參考，型值表的提取和型線圖的繪制可參考《船體制圖》，阻力估算和螺旋槳圖譜設(shè)計(jì)的規(guī)范過(guò)程都在《船舶快速性》上。&

8、lt;/p><p>　　最終得到設(shè)計(jì)船的主尺度數(shù)據(jù)；船長(zhǎng)98.6m,垂線間長(zhǎng)92m,型寬14.5m,型深7.2m，設(shè)計(jì)吃水6.0m，排水量6620.56t。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]： 散貨船；快速性；靜水力計(jì)算；螺旋槳設(shè)計(jì)</p><p>　　Bulk carrier quickness research</p><p>　　[Abst

9、ract]: As one of three transport ship contemporary, The bulk carrier has a important role in the global shipping industry range. In order to deal with increasingly fierce competition, all parties the transportation in wa

10、ys to cut short operational period、lower cost. and this will involve to fast performance problems，This will be designed to detail the quickness of bulk carriers,This design has mainly carried on the following works: Dete

11、rmination of principal dimensions、the preliminary confi</p><p>　　This design content of each part can be referenced below material ：The main determination of dimensions、layout design main reference《 design p

12、rinciple of the ship》，Static hydraulic curve main reference 《ship statics》，And have the detailed form can be for reference，Type value table extraction and type of chart drawing reference 《hull drawings》，Resistance estima

13、tion and propeller map design specification processes are in《 ship quickness》.</p><p>　　Finally obtained principal dimension data design ships；length over all is 98.6m, length between perpendiculars is 92 m,

14、 molded breadth is 14.5m, moulded depth is 7.2m, Designed Draft is 6m, displacement is 6620.56t.</p><p>　　[Key Words]: bulk carrier；quickness；hydrostatic calculation；propeller design</p><p><

15、b>　　前 言</b></p><p>　　散貨船作為當(dāng)今海運(yùn)行業(yè)的三大主流船型之一，有著很大的作用，船舶市場(chǎng)快速發(fā)展的今天，大家都努力提高船舶的各項(xiàng)性能，在船舶設(shè)計(jì)中,船、機(jī)、槳的匹配問(wèn)題一直是設(shè)計(jì)人員最關(guān)注的問(wèn)題之一.快速性良好的船舶應(yīng)使得船、主機(jī)和螺旋槳之間的性能綜合匹配。</p><p>　　快速性能是散貨船開(kāi)發(fā)研究的關(guān)鍵項(xiàng)目之一。在該船的快速性能研究中，主要對(duì)主

16、尺度和船型系數(shù)進(jìn)行了論證和選擇，船體線型進(jìn)行了優(yōu)化研究設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行了不同主尺度、不同吃水、不同縱傾浮態(tài)等不同船型方案的船模試驗(yàn)和分析研究。</p><p>　　不僅是散貨船，其他船型也同樣要考慮快速性能，它能夠有效地提高經(jīng)濟(jì)效益，縮短運(yùn)營(yíng)周期，降低成本，提高效率并提升競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　除此之外，還有很多地方都對(duì)散貨船的快速性研究有很大作用，這也就決定了散貨船的特殊地位，所以在

17、此次設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要認(rèn)真仔細(xì)才能交出滿意的結(jié)果。</p><p><b>　　1. 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.1分析任務(wù)書(shū)與現(xiàn)有資料</p><p>　　船舶的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)是對(duì)該船使用任務(wù)和技術(shù)要求的體現(xiàn)，是設(shè)計(jì)的依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)。本船應(yīng)設(shè)計(jì)為單機(jī)單槳柴油機(jī)型散貨船，航區(qū)為無(wú)限航區(qū)。</p><p>　　(1)

18、 母船及設(shè)計(jì)船</p><p>　　船 名： 145米散貨船。</p><p>　　航 區(qū)： 無(wú)限航區(qū)。</p><p>　　船型特征：鋼質(zhì)、雙甲板、單機(jī)單槳、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的尾機(jī)型散貨船，全船設(shè)有一個(gè)貨艙。設(shè)有首、尾樓，尾樓甲板上設(shè)三層甲板室。</p><p>　　用 途： 主要用于裝運(yùn)煤、礦砂、水泥（袋裝）等。</p>

19、<p><b>　　主尺度：</b></p><p>　　表1-1 母船尺度參數(shù)表</p><p><b>　　船級(jí)與船籍：國(guó)際。</b></p><p>　　船員定額： 17人。 </p><p>　　主 機(jī)：X16V320ZC2B 4500kW×520r/mi

20、n。 自定</p><p>　　航 速： 13節(jié)。 </p><p>　　續(xù)航力/自持力：>4500n.mile。</p><p>　　船體結(jié)構(gòu)（材料、結(jié)構(gòu)形式等）：本船為單甲板、雙殼、單機(jī)、尾機(jī)型，具有艏艉樓的鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)貨船。全船采用縱、橫混合骨架形式。</p><p>　　總布置要求：主船體內(nèi)設(shè)置淡水艙

21、、機(jī)艙、壓載水艙、貨艙、燃油艙、主機(jī)艙等。</p><p>　　尾甲板上設(shè)置有廚房、船員室、餐廳、輔機(jī)室、衛(wèi)生間、駕駛室等。</p><p>　　設(shè)備要求：按法規(guī)和規(guī)范要求配備。</p><p><b>　　(2) 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　a.定設(shè)計(jì)船的排水量、重量重心計(jì)算與主尺度。</p>

22、<p><b>　　b.總布置設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　c.型線設(shè)計(jì)、計(jì)算船體靜水力曲線與初穩(wěn)性。</p><p>　　d.阻力估算及螺旋槳設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(3) 參考資料</b></p><p>　　a.母型資料：總布置圖、型線圖、基本結(jié)構(gòu)圖、及船舶重量重心

23、計(jì)算資料。</p><p>　　b.法 規(guī)：《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》（1999非國(guó)際）、《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》（2006）。</p><p>　　c.參考書(shū)及設(shè)計(jì)資料：《船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》、《船舶推進(jìn)》、《船舶設(shè)計(jì)原理》、《船體結(jié)構(gòu)》等。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)船主尺度的確定</p><p>　　根據(jù)母型船主尺度及參考《

24、船舶設(shè)計(jì)原理》可得，垂線間長(zhǎng)的取值可參照諾基德公式來(lái)估算，由設(shè)計(jì)船的排水量范圍可得：垂線間長(zhǎng)在規(guī)定范圍內(nèi)越大，排水量越接近給定值，選取最大值 LPP=92m，然后由書(shū)上公式按以下計(jì)算可得：</p><p>　　（1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：d=LPP/20+Kd， Kd一般可取1-2m,小船取小的值 ，因?yàn)榇松⒇洿傞L(zhǎng)不是太大，因此取Kd=1.4可得d=92/20+1.4=6.0m 跟任務(wù)書(shū)上的范圍比較接近</p&

25、gt;<p>　?。?）由后面所畫(huà)的型線圖可以量取可得設(shè)計(jì)船長(zhǎng)Loa =98.6m</p><p><b>　　設(shè)計(jì)船主要度量</b></p><p>　　總 長(zhǎng) Loa 98.6m </p><p>　　垂 線 間 長(zhǎng) Lpp

26、 92m </p><p>　　型 寬 B 14.5m </p><p>　　型 深 D 7.2m</p><p>　　吃 水 d 6m </p>

27、;<p>　　排 水 量 △ ～6700t</p><p>　　定 員 P 17P </p><p>　　航 速 V 13kn</p><p><b>　　1.3型線設(shè)計(jì)</b&g

28、t;</p><p>　　設(shè)計(jì)船的型值可根據(jù)母型改造法生成型值，然后根據(jù)設(shè)計(jì)船的型值繪制型線圖。</p><p>　　船體外型一般都是個(gè)流線型體，表示其形狀最基本的圖形是型線圖。它是船舶設(shè)計(jì)、計(jì)算和建造的重要依據(jù)，因而是關(guān)系到船舶全局的一張圖紙。型線圖包括橫剖面圖、半寬水線圖、縱剖線圖三個(gè)相互垂直的平面，共同表示了船體型表面。</p><p>　　設(shè)計(jì)船的型值表參見(jiàn)

29、下頁(yè)表1-2-1、1-2-2，型線圖可參照打印圖ZHC401-110-01</p><p>　　表1-2-1 型值表</p><p><b>　　表1-2-2型值表</b></p><p>　　1.4靜水力計(jì)算與靜水力曲線圖</p><p>　　1.4.1靜水力計(jì)算</p><p>　　靜水力計(jì)算

30、是依據(jù)船舶型線圖和型值表對(duì)船舶橫剖面和水線面的面積和面積中心，靜矩，慣性矩等進(jìn)行計(jì)算。它是對(duì)船舶浮性和穩(wěn)性計(jì)算的基礎(chǔ)。本次計(jì)算采用梯形法并對(duì)首尾型線變化劇烈處型線的型值進(jìn)行了修正。</p><p>　　表1-3 Aw, xF, IT,IL, Cwp 計(jì)算表</p><p>　　表1-4 Aw, xF, IT,IL, Cwp 計(jì)算表</p><p>　　表

31、1-5 Aw, xF, IT,IL, Cwp 計(jì)算表</p><p>　　表1-6 Aw, xF, IT,IL, Cwp 計(jì)算表</p><p>　　表1-7 Aw, xF, IT,IL, Cwp 計(jì)算表</p><p>　　表1-8 Aw, xF, IT,IL, Cwp 計(jì)算表</p><p>　　表1-9 ▽,

32、 ⊿, CB, TPC計(jì)算表 計(jì)算表</p><p>　　表1-10 xB 計(jì)算表</p><p><b>　　表1-11 </b></p><p>　　表1-12 計(jì)算表</p><p>　　表中,，，的計(jì)算公式如下所述：</p><p><b>　?。?）</b>&

33、lt;/p><p><b>　　（2）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　表1-13 MTC計(jì)算表</p><p>　　表1-14 CM,Cp計(jì)算表</p>

34、<p>　　上表所用的計(jì)算公式參考《船舶靜水力》第三章。</p><p><b>　　表1-15 總表</b></p><p>　　1.4.2 靜水力曲線圖</p><p>　　根據(jù)上述各表的計(jì)算結(jié)果繪制靜水力曲線圖，見(jiàn)附圖ZHC401-110-01。靜水力曲線圖全面表達(dá)了船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)性要素隨吃水而變化的規(guī)律。<

35、;/p><p><b>　　圖中包括下列曲線：</b></p><p>　?。?）型排水體積▽曲線；</p><p>　　(2) 總排水體積曲線</p><p>　?。?）總排水量△曲線；</p><p>　　（4）浮心縱向坐標(biāo)xb曲線；</p><p>　?。?）浮心垂向坐標(biāo)

36、zb曲線；</p><p>　?。?）水線面面積Aw曲線；</p><p>　?。?）漂心縱向坐標(biāo)Xf曲線；</p><p>　?。?）每厘米吃水噸數(shù)TPC曲線；</p><p>　?。?）橫穩(wěn)性半徑BM曲線；</p><p>　?。?0）縱穩(wěn)性半徑BML曲線；</p><p>　?。?1）每厘

37、米縱傾力矩MTC曲線；</p><p>　?。?2）方型系數(shù)CB；</p><p>　?。?3）棱型系數(shù)CP；</p><p>　?。?4）水線面系數(shù)CWP；</p><p>　?。?5）中橫剖面系數(shù)CM。</p><p><b>　　1.5重量重心計(jì)算</b></p><p&

38、gt;　　1.5.1空船重量估算：</p><p>　　1.5.1.1船體鋼料的估算： </p><p>　　查表3.2.3（船舶設(shè)計(jì)原理），取船體鋼料與空船質(zhì)量之比為：0.59</p><p>　　母型船空船重量為：5400 t</p><p>　　則母型船船體鋼料的重量為：WHO=0.59×5400=3186t</p&

39、gt;<p>　　根據(jù)公式3.2.4（船舶設(shè)計(jì)原理） </p><p>　　系數(shù)CH1= WHO/××=3186/145×22×12=0.0832</p><p>　　WH= CH1×××=0.0832×98.6×14.5×7.2=856.74t</p><

40、p>　　1.5.1.2舾裝重量的估算：</p><p>　　查表3.2.3（船舶設(shè)計(jì)原理），取舾裝重量與空船質(zhì)量之比為：0.32</p><p>　　則母型船舾裝重量的重量為：WOO=0.32×5400=1728t</p><p>　　根據(jù)公式3.2.4（船舶設(shè)計(jì)原理） </p><p>　　系數(shù)CO1= WOO/×

41、;×=1728/145×22×12=0.0451</p><p>　　WO= CO1×××=0.0451×98.6×14.5×7.2=464.25t</p><p>　　1.5.1.3機(jī)電設(shè)備的重量：</p><p>　　取與母型船大體相同的機(jī)電設(shè)備，所以取新船的機(jī)電設(shè)備重量為

42、：</p><p>　　WM=5400×(1—0.59—0.32)=486 t</p><p>　　空船重量為：LW= WH+ WO+ WM=856.74+464.25+486=1806.99 t</p><p>　　則新船的空船重量=1806.99t</p><p>　　1.5.2載重量估算：</p><p&g

43、t;　　1.5.2.1 人員、行李、食品、及淡水重量的估算：</p><p><b>　　1）人員及行李：</b></p><p>　　設(shè)定船員的數(shù)量為17 P</p><p>　　船員重量：65×17=1105kg</p><p>　　船員行李重量：45×17=765kg</p>&

44、lt;p>　　船員及行李總重量：1105+765=1870kg=1.87t</p><p>　　2) 食品及淡水： </p><p>　　根據(jù)公式3.3.1（船舶設(shè)計(jì)原理）</p><p>　　總儲(chǔ)備量=自持力（d）×人員數(shù)×（食品定量+淡水定量）</p><p>　　=15天×17人×（3.5k

45、g+150kg）</p><p>　　=39142.5kg=39.14 t</p><p>　　1.5.2.2 燃油、滑油重量：</p><p>　　對(duì)于一般貨船粗估其中</p><p>　　為一切燃油裝置耗油率;</p><p>　　WF=0.215×1.20×4500×（4500/1

46、3）×1.15×</p><p><b>　　=462.17 t</b></p><p>　　滑油攜帶量為：WL=εWF=0.03×462.17=13.87 t</p><p>　　根據(jù)母型船的貨物載重量以及母型船與設(shè)計(jì)船的主尺度比例關(guān)系，可以估算出設(shè)計(jì)船的貨物載重量；</p><p>　　

47、貨物重量：Wc= 5350×（92/136）×（14.5/22）×（7.2/12）×3=4296.52 t</p><p>　　故設(shè)計(jì)船的排水量△=1806.99+1.87+39.14+462.17+13.87+4296.52=6620.56 t</p><p><b>　　1.5.3重心計(jì)算</b></p>&l

48、t;p>　　表中每一個(gè)分段或部分的重心位置是用該段的力矩總和除以重量總和求得，即：</p><p>　　Zg=Σwi zi / ΣW i ;</p><p>　　計(jì)算縱向重心位置時(shí)還要考慮重心距船中的方向，即：</p><p>　　XG=(ΣW fi X fi – ΣW ai X ai)/ Σwi ;</p><p><b&

49、gt;　　滿載出港</b></p><p><b>　　滿載到港</b></p><p><b>　　壓載出港</b></p><p><b>　　壓載到港</b></p><p><b>　　1.6初穩(wěn)性校核</b></p>&

50、lt;p>　　1.6.1初穩(wěn)性計(jì)算</p><p>　　通過(guò)穩(wěn)性與浮態(tài)計(jì)算，能清楚地知道設(shè)計(jì)船在不同的裝載狀態(tài)下航行時(shí)的浮態(tài)和穩(wěn)性變化，也可知道在不同載況下船的重量重心位置，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供必要的幫助。</p><p><b>　　初穩(wěn)性計(jì)算表</b></p><p>　　1.7總布置及船體艙室說(shuō)明</p><p>

51、　　1.7.1 總體布置：</p><p>　　自尾向首，主船體主要分為：</p><p>　　舵機(jī)艙艙(尾～#4，)</p><p>　　艉壓載水艙（#3～#6）</p><p>　　主輔機(jī)滑油艙（#6～#9）</p><p>　　油污水艙（#6～#11左右）</p><p>　　電工間（#

52、8～#12）</p><p>　　機(jī)修間（#12～#17）</p><p>　　滑油循環(huán)艙(#11～#15，左右)</p><p>　　機(jī)艙(#6～#26，中)</p><p>　　溢油艙(#15～#19，左右)</p><p>　　柴油艙(#19～#26，左右)</p><p>　　燃油艙2（

53、#17～#26）</p><p>　　第三底壓載水艙（#25～#63，左右）</p><p>　　第三邊壓載水艙（#25～#63，左右）</p><p>　　第三頂壓載水艙（#25～#63，左右）</p><p>　　第二底壓載水艙（#63～#103，左右）</p><p>　　第二邊壓載水艙（#63～#103，左右）

54、</p><p>　　第二頂壓載水艙（#63～#103，左右）</p><p>　　第一底壓載水艙（#103～#142，左右）</p><p>　　第一邊壓載水艙（#103～#142，左右）</p><p>　　第一頂壓載水艙（#103～#142，左右）</p><p>　　儲(chǔ)物艙（#141～#143，中）</p

55、><p>　　艏?jí)狠d水艙（#141～#147，左右）</p><p>　　燈具間（#143～#146）</p><p>　　錨鏈艙（#143～#146，左右）</p><p>　　應(yīng)急消防泵艙（#141～#146，中）</p><p>　　索具間（#146～船艏）</p><p>　　艏尖艙兼壓載水

56、艙（#146～船艏）</p><p>　　1.7.2 主甲板及其它區(qū)域</p><p>　　艉樓甲板（船艉～#26）艏樓內(nèi)設(shè)有錨鏈艙、錨機(jī)控制室、燈具間、艇具間、木工間及索具間，另外還設(shè)置有船員室、醫(yī)務(wù)室、水手室、水手長(zhǎng)室、機(jī)匠室、機(jī)匠長(zhǎng)室，在#19～#21之間還設(shè)置有管弄、雜物間、電弄及配電室，并有通風(fēng)室、氧氣間及乙炔間，艏樓甲板后設(shè)桅一根，其上設(shè)有前錨燈等</p><

57、;p>　　起居甲板（#5～#26）之間，是船上船員及相關(guān)人員的生活區(qū)域，設(shè)有單人船員室7間，均配有獨(dú)立衛(wèi)生間，其中大副室和大管輪室內(nèi)還配有客廳，主要設(shè)置有船員室、二副、三副室還有輪機(jī)長(zhǎng)室及船長(zhǎng)客廳、臥室。各個(gè)通道口設(shè)置有樓梯方便進(jìn)出。</p><p>　　駕駛甲板（#9～#26）之間，左右兩側(cè)各設(shè)置有報(bào)務(wù)室、海圖室，臨近報(bào)務(wù)室還有變流機(jī)室和蓄電池室，前方為駕駛室，而且還有交流機(jī)室及廁所。</p>

58、<p>　　羅經(jīng)甲板（#9～#26）之間，左右各有船名牌，羅徑甲板設(shè)信號(hào)燈桅一根，主磁羅徑一只。</p><p>　　艏樓甲板（#142～船艏）艏樓甲板后設(shè)桅一根，其上設(shè)有前錨燈等</p><p>　　1.7.3 甲板間高</p><p>　　主甲板至艉樓甲板間高1.79m；</p><p>　　艉樓甲板至駕駛甲板間高3.39m

59、；</p><p>　　駕駛甲板至羅經(jīng)甲板間高1.67m。</p><p>　　1.7.4 舾裝數(shù)N</p><p>　　N=Δ2/3+2Bh+A/10=6620.562/3+2*14.5*8.96+275.52/10=640個(gè)</p><p>　　1.7.5 船體結(jié)構(gòu)</p><p>　　本船為縱、橫混合骨架式，鋼質(zhì)

60、焊接結(jié)構(gòu)，全船肋距600mm</p><p>　　（其他按規(guī)范要求設(shè)置）</p><p>　?。?）主要尺度及參數(shù)</p><p><b>　?。╝）主要尺度</b></p><p>　　總 長(zhǎng) 98.6 m</p><p

61、>　　垂線間長(zhǎng) 92 m</p><p>　　型 寬 14.5 m</p><p>　　型 深 7.2 m</p><p&g

62、t;　　設(shè)計(jì)吃水 6 m</p><p>　　滿載排水量 6620.56t</p><p>　　方型系數(shù) 0.643</p><p><b>　

63、?。╞）主機(jī)及航速</b></p><p>　　主機(jī)：型號(hào)和數(shù)量X16V320ZC2B</p><p>　　輸出功率4500 kW</p><p>　　轉(zhuǎn)速520 r/min</p><p>　　設(shè)計(jì)吃水 d=6.0m，滿載試航航速13Kn。</p><p><b>　　（c）船員17p&

64、lt;/b></p><p><b>　?。╠）布置情況</b></p><p>　　詳見(jiàn)布置總圖ZHC401-110-01</p><p><b>　　2． 性能設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)船船體阻力與有效功率估算</p><p>　　此次船體阻力與有

65、效功率的估算采用艾亞法;通過(guò)以繪制的用于阻力估算的曲線圖表。</p><p>　　2.2螺旋槳圖譜設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1、船型主要參數(shù)</p><p>　　船 型：鋼質(zhì)、雙甲板、單機(jī)單槳、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的尾機(jī)型散貨船。</p><p>　　總 長(zhǎng)： LOA = 98.60

66、m</p><p>　　設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)： LWL = 94.25 m </p><p>　　垂線間長(zhǎng)： LPP = 92.00 m</p><p>　　型 寬： B = 14.50 m</p>

67、<p>　　型 深： D = 7.20 m</p><p>　　設(shè)計(jì)吃水： d = 6.00 m</p><p>　　設(shè)計(jì)排水量： Δ =6620.56 t</p><p>　　型排水體

68、積： ▽ =6459.08m3</p><p>　　方形系數(shù)： CB = 0.772</p><p>　　螺旋槳數(shù)： 1</p><p>　　2.2.1.1、主機(jī)與螺旋槳參數(shù)</p><

69、p>　　型 號(hào)： X16V320ZC2B</p><p>　　最大持續(xù)功率 Ps ： 6122.45hp</p><p>　　轉(zhuǎn) 速： 520rpm</p><p>　　螺旋槳型式：

70、 MAU系列</p><p>　　螺旋槳葉數(shù)： 四葉</p><p>　　螺旋槳材料： ZQAL 12-8-3-2 （K=1.2）</p><p>　　材料重度： 7.4g/m3</p><p&

71、gt;　　螺旋槳構(gòu)造型式： 整體式</p><p>　　槳軸中心距基線： ZP =1.76m</p><p>　　旋 向 右 旋</p><p>　　2.2.1.2、設(shè)計(jì)工況</p><p>　　設(shè)計(jì)功率：

72、0.90Pmax</p><p>　　船體有效馬力曲線如下：</p><p>　　2.2.2、推進(jìn)因子的決定：</p><p>　　由泰洛公式得伴流分?jǐn)?shù)： ω=0.5×CB -0.05=0.25</p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)公式推力減額分?jǐn)?shù): t=0.6w=0.6×0.25=0.15</

73、p><p>　　取相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率： ηR=1.0</p><p>　　船身效率： </p><p>　　2.2.3、可以達(dá)到最大航速的計(jì)算</p><p>　　采用MAU4葉槳圖譜進(jìn)行計(jì)算。取功率儲(chǔ)備10%，軸系效率ηs=0.98（尾機(jī)型船）</p><

74、p>　　螺旋槳敞水收到馬力：</p><p>　　根據(jù)MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的圖譜列表計(jì)算：</p><p><b>　　圖(1)</b></p><p>　　根據(jù)上表中的計(jì)算結(jié)果可繪制PTE、δ、P/D及ηO對(duì)V的曲線，如圖(1)所示。</p><p><b>　　圖1 有效功率

75、圖譜</b></p><p>　　從曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點(diǎn),可獲得不同盤面比所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)航速及螺旋槳最佳要素、及如下表所列。</p><p>　　表2 按圖1設(shè)計(jì)計(jì)算的最佳要素</p><p>　　2.2.4．空泡校核</p><p>　　按伯利爾空泡限界線中商船上限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最小展開(kāi)面積比。</p&g

76、t;<p><b>　　槳軸沉深 </b></p><p>　　10330+1025×4.24-174=14502 kgf/m2</p><p>　　計(jì)算溫度 ，kgf/m2，hp，</p><p><b>　　kgf.s2/m4</b></p><p>　　表3 空泡

77、校核計(jì)算結(jié)果</p><p>　　據(jù)上述計(jì)算結(jié)果作圖如下，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及對(duì)應(yīng)的最佳螺旋槳要素。</p><p><b>　　圖2 空泡校核圖</b></p><p>　　由圖2得到不發(fā)生空泡時(shí)的最小盤面比以及所對(duì)應(yīng)的最付佳螺旋槳.</p><p>　　AE/ A0= 0.586, P/D=0.593

78、, D =2.32 m , η0 = 0.423, Vmax=13.59 kn</p><p>　　2.2.5．強(qiáng)度校核</p><p>　　按《規(guī)范》校核 及，應(yīng)不小于按下式計(jì)算之值：</p><p><b>　　，，，</b></p><p><b>　　計(jì)算功率 hp</b></

79、p><p>　　Ad=AE/A0=0.586，P/D=0.593，，，</p><p>　　表4 強(qiáng)度校核計(jì)算表</p><p>　　實(shí)際槳葉厚度按與t0.25R=162.00mm連直線決定：</p><p>　　t0.2R=172.10mm, t0.3R=151.90mm</p><p>　　t0.4R=131.

80、69mm, t0.5R=111.48mm</p><p>　　t0.6R=91.27mm, t0.7R=71.06mm</p><p>　　t0.8R=50.86mm, t0.9R=30.65mm</p><p>　　2.2.6、螺距修正</p><p>　　根據(jù)尾軸直徑大小，決定轂徑比dh/D=0.18，此值與MA

81、U槳標(biāo)準(zhǔn)轂徑比相同，故對(duì)此項(xiàng)螺距無(wú)需修正。</p><p>　　由于實(shí)際漿葉厚度大于MAU槳標(biāo)準(zhǔn)厚度，故需因厚度差異進(jìn)行螺距修正。</p><p>　　設(shè)計(jì)槳 ()0.7R=</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)槳 ()0.7R= (取MAU4-55為基準(zhǔn)槳)</p><p><b>　　1-s=</b>

82、;</p><p>　　()0.7=[()0.7設(shè)-()0.7標(biāo)×]×0.75 </p><p>　　=[0.1451-0.05522×]×0.75=0.06680

83、 </p>

84、<p><b>　　修正后的螺距比</b></p><p>　　2.2.7．重量及慣性矩計(jì)算</p><p>　　根據(jù)槳切面的面積數(shù)據(jù)用積分方法計(jì)算得：</p><p>　　槳葉重量 Gbl=0.169γZbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D=2440.60kgf</p><p&g

85、t;　　槳轂重量 Gn=(0.88-0.6d0/d)Lkγd2=491.75kgf</p><p>　　螺旋槳總重 G=Gbl+Gn=2932.35kgf</p><p>　　螺旋槳總慣性矩 Imp=0.0948γZbmax(0.5t0.2+t0.6)D3= 8986.28kgf·cm·s2</p><p>　　2

86、.2.8．敞水性征曲線之確定</p><p>　　由MAU4-55,MAU4-70,P/D=0.5582的敞水性征曲線內(nèi)插得到MAU4-58.6,P/D=0.5582的敞水性征曲線，如圖</p><p>　　圖3 設(shè)計(jì)槳的敞水性征曲線</p><p>　　表5 設(shè)計(jì)槳的敞水特性數(shù)據(jù)表</p><p>　　2.2.9．系柱特性計(jì)算</p

87、><p>　　由圖得時(shí)，0.2358，0.02023。</p><p><b>　　計(jì)算功率 ，</b></p><p>　　系柱推力減額分?jǐn)?shù)取 0.04， </p><p>　　主機(jī)轉(zhuǎn)距 =6000×60×75/(2×3.14×520)=8268.01kgf·m

88、</p><p><b>　　系柱推力 </b></p><p>　　車葉轉(zhuǎn)速 =60[41539.47/(104.6×2.324×0.2358)]0.5=457.5r/min</p><p>　　2.2.10．航行特性計(jì)算</p><p>　　取轉(zhuǎn)速為520r/min,510r/min,500

89、r/min進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　表6 航行特性計(jì)算表</p><p>　　將上述計(jì)算結(jié)果繪成圖4</p><p><b>　　圖4 航行特性曲線</b></p><p>　　由圖4可知120%超載航行時(shí)可達(dá)到的最大航速約為V=12.63kn,主機(jī)馬力為6343hp.</p><p>　

90、　滿載航行，時(shí)，可達(dá)最大航速約為V=13.58kn,主機(jī)馬力為6205hp,與設(shè)計(jì)要求基本一致。</p><p>　　2.2.11．螺旋槳計(jì)算總結(jié)</p><p>　　螺旋槳直徑 D=2.32m </p><p>　　螺距比

91、P/D=0.5582</p><p>　　型式 </p><p>　　葉數(shù) </p><p>　　盤面比 AE/AO=0.586</

92、p><p>　　縱傾角 </p><p>　　螺旋槳效率 η0=0.423</p><p>　　設(shè)計(jì)航速 VMAX=13.59kn</p><

93、p>　　轂徑比 </p><p>　　旋向 右旋</p><p>　　材料 </p><p>　　重量

94、 2932.35kgf</p><p>　　慣性矩 8986.28kgf·cm·s2</p><p><b>　　3.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的辛勤勞作，在導(dǎo)師張曉君老師和

95、其他老師同學(xué)的幫助小終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì) ，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是：散貨船的快速性研究，主要是研究船舶的性能，基本涵蓋了大學(xué)期間好幾門課程里的核心內(nèi)容，在次期間，歷盡艱辛，由于本次內(nèi)容繁多、復(fù)雜時(shí)常忙的焦頭爛額，有確定設(shè)計(jì)船的排水量、重量重心計(jì)算與主尺度、總布置設(shè)計(jì)、型線設(shè)計(jì)、計(jì)算船體靜水力曲線與初穩(wěn)性、阻力估算及螺旋槳設(shè)計(jì)。記憶最為深刻的是螺旋槳的圖譜設(shè)計(jì)，雖然在《船舶快速性》里做過(guò)該設(shè)計(jì)，但里面的復(fù)雜程度想起來(lái)都讓人頭疼。</

96、p><p>　　在設(shè)計(jì)初期，由于急于求成沒(méi)有對(duì)書(shū)本上的知識(shí)有進(jìn)一步的了解，反反復(fù)復(fù)還幾次，浪費(fèi)了不少時(shí)間，不過(guò)現(xiàn)在想起來(lái)本次設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)四年來(lái)所有重要專業(yè)課程，是對(duì)先前學(xué)習(xí)的回顧和加深。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，使自己對(duì)船舶有了更深的認(rèn)識(shí)和系統(tǒng)的了解，同時(shí)也鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，這對(duì)自己今后從事船舶行業(yè)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。由于時(shí)間有限和本人能力有限，又是初次設(shè)計(jì)，所以這次設(shè)計(jì)內(nèi)容難免存在一些不足之處。懇切希望老師和同學(xué)們批評(píng)指正

97、，以便今后改進(jìn)和進(jìn)一步完善。</p><p>　　最后，再一次感謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助我的各位老師，學(xué)生敬上</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].《船舶靜力學(xué)》上海交通大學(xué)出版社 作者：楊尚榮、陳雪深、周超駿等。</p><p>　　[2].《船舶快速性》人民交通出版社 主編：應(yīng)業(yè)矩

98、 主審：趙連恩</p><p>　　[3].《船舶設(shè)計(jì)原理》上海交通大學(xué)出版社 主編：顧敏童</p><p>　　[4].《大型中速船舶快速性和操縱性綜合優(yōu)化研究》船舶（SHIO&BOAT）2003年第5期 楊松林、朱仁慶、王志東、張火明。</p><p>　　[5].《船舶快速性試驗(yàn)》武漢造船 1994年第1期.林發(fā)雙（長(zhǎng)航武漢船舶質(zhì)量空測(cè)站）</

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100、gt;<p>　　[9].《內(nèi)河大型船舶快速性能及結(jié)構(gòu)力學(xué)特征綜合優(yōu)化方法研究》造船技術(shù) 2008年第2期，楊松林、楊紹龍、張火明。</p><p>　　[10].《論江海直達(dá)散貨船結(jié)構(gòu)與尺度之優(yōu)化》長(zhǎng)江船舶設(shè)計(jì)院（2006）熊德喜、魏雙娣。</p><p>　　[11].《散貨船的發(fā)展趨勢(shì)》 中外船舶科技（2006）2 白雪供稿</p><p>　　

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