大工18秋《船舶设计原理课程》大作业题目及要求

欧阳老师

大工18秋《船舶设计原理课程》大作业题目及要求（参考答案）
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《船舶设计原理课程设计》
题目：TEU集装箱船的主尺度确定
学习中心：
层次：
专业：
年级：年春/秋季
学号：
学生：
指导教师：邵昊燕
完成日期：年月日
1集装箱船概述
　　本章需填写课程设计任务书提要，并简单介绍集装箱船的相关内容，例如集装箱船的特点，并要求搜集现有集装箱船主尺度资料，作为自己设计集装箱船的主尺度的参考数据。
　　1.1课程设计任务书提要
　　（1）航区：无限航区。
　　（2）用途：运输20fts的标准箱的集装箱，数量为___箱。（参数自选）
　　（3）船籍：本船入CCS船级。
　　（4）规范：《国内航行海船建造规范（2006）》、《钢质海船入级规范（2006）》
　　（5）船型：单机、单桨、单甲板、尾机型，具有球艏和球艉线型。    奥鹏作业答案
　　（6）航速：本船要求设计航速不小于18节。
　　（7）续航力及自持力：本船续航力约为10000海里，自持力为60天。
　　（8）船员人数：___人。（参数自选）
1.1集装箱船的特点
　　（以下的内容由学生自己填写，关于集装箱船的特点，查资料，并归纳。）
1.2现有集装箱船主尺度资料搜集
　　（以下的内容要求学生搜集现有集装箱船的主尺度资料做成EXCEL表，及确定本次设计的集装箱船的参数。）
2船舶主尺度确定
　　船舶的排水量、主要尺度以及船型系数统称为船舶的主要要素，它们是描述船舶几何形状的一些最基本的特征性数据，这些要素对船舶的主要技术性能，诸如快速性、稳性、适航性、容量、总布置以及船舶的经济性等有重大的影响，对船舶质量的好坏有决定性的作用。因此，恰当地确定这些要素，是船舶总体设计中的一项最基本最重要的工作。船的设计通常是由确定这些要素开始。
2.1主要尺度确定
（参考《船舶设计原理》p153、辅导资料p47。）
　　集装箱船属于典型的布置型船舶，所以船舶的主要尺度的论证时从总布置出发，在满足布置要求、排箱要求的前提下确定主要尺度。
　　箱的分布情况：总箱NT=___
表21舱内和甲板上装载集装箱的数量
舱内
行数X=
列数Y=
层数Z=
折减后实际NH=
甲板上
行数X=
列数Y=
层数Z=
折减后实际ND=
2.1.1船宽B的确定
　　集装箱船船宽的确定取决于甲板上或者=舱内装载集装箱的列数，即或，并需考虑船舶稳性的要求，视何者为大而定。
　　由甲板上集装箱列数确定船宽：
式中——集装箱宽度，通常取标准箱宽2.438m，有时还须考虑欧洲箱的宽度2.500m；
　　　　——甲板上集装箱的列数；
　　　　——集装箱列与列的间隙，考虑到紧固件的操作和标准，通常为0.025m，0.038m，0.080m。
　　由舱内集装箱列数确定船宽：
式中——舱内集装箱列数；
——集装箱宽度，通常取标准箱宽2.438m；
——货舱内甲板纵桁数；
——货舱内集装箱列与列的间隙，其间隙为了便于安装导轨，通常为0.10m～0.210m，个别船仅为0.05m；
——甲板纵桁的面板宽度，通常取为0.50m～0.80m；
——舱口开口系数，通常取为0.80～0.85。
表22集装箱船船宽的确定
集装箱宽度
=
m
甲板上集装箱的列数
=
m
集装箱列与列的间隙
=
m
舱内集装箱列数
=
m
货舱内甲板纵桁数
=
m
货舱内集装箱列与列的间隙
=
m
甲板纵桁的面板宽度
=
m
舱口开口系数
=
m
　　
甲板上：
　　
m
舱内：
　　
m
最终：
　　B=
m
　　
2.1.2型深D的确定
表23集装箱船型深的确定
双层底高度
=
m
内底距最下层集装箱高度
=
m
箱高度
=
m
最上层货箱顶距舱口盖下缘距离
=
m
围板高度
=
m
拱高
C=
m
D=+Z++(+C)=m
　　　最终取D=_____m
2.1.3船长L的确定
　　设_____货舱，第一货舱布置_____行集装箱，第二货舱布置_____行集装箱，…，第三货舱布置_____行集装箱。在长度方向上的每两个20ft箱可以换装一个40ft，故货舱长度可按40ft箱长12.192计，但行数是上述行数的一半。按导轨的通常尺度，取货舱口端壁与货舱间距离为0.27m，取货舱间纵向间距0.55m，货箱与导轨间每面留0.02m间距。
　　(下表为三个货舱，如果货舱数大于3，则需要续加表格。)
　　取实际肋骨间距长度为=_____mm按肋位数计算：
　　
表24集装箱船船长的确定
舱口长度
第一舱
=(=(+0.022)2+20.27+0.55=
m
第二舱
=(+0.022)3+20.27+20.55=
m
第三舱
=(+0.022)2+20.27+0.55=
m
计算肋位后
第一舱
=_____（取几个肋位，填完删掉）=_____
m
第二舱
=_____（取几个肋位，填完删掉）=_____
m
第三舱
=_____（取几个肋位，填完删掉）=_____
m
货舱长度
第一舱
=+_____（货舱间设置吊车、通道等肋位数）=_____
m
第二舱
=+_____（货舱间设置吊车、通道等肋位数）=_____
m
第三舱
=+_____（货舱间设置吊车、通道等肋位数）=_____
m
货舱总长度
=++=_____
m
尾尖舱
=
m
机舱
=
m
首侧推
装置舱
=
m
首尖舱
=
m
船长
=
m
最终
=++++=
m
（尾尖舱、机舱、首侧推装置舱、首尖舱的长度根据自己的设计取。）
2.2排水量估算
2.2.1空船重量
(1)钢料重量
按照下式估算：=_____t
(2)舣装
按照下式估算：=_____t
(3)机电
按照下式估算（取主机额定功率=_____kW）：
=_____t
空船重量LW=(++)1.045=_____t
其中系数1.045是考虑了4.5﹪的储备重量。
2.2.2载重量
1.集装箱重量：
每箱重量15t
总箱数NT___
集装箱总重量___t
2.燃油重量是按照以下公式估算的：
式中：主机耗油率=171g/kWh
　　　主机持续使用功率=10458kW
　　　续航力=10000nmile
　　　风浪储备=1.15
　　　计算得到W0=____t
3.锅炉水重量
=0.05=____t
4.滑油重量
=0.05=____t
5.船员生活用水
船员定员为___人，每人每天消耗淡水110kg，自持力60天，则
船员生活用水=____=____t
6.人员及行李
船员每人65kg，行李60kg，则
人员及行李重量=____=____t
7.食品
船员每人每天消耗5kg食品，自持力60天，则
　　食品重量=____=____t
8.备品
由于本船无限航区，且自持力为60天，所以
　　备品重量=0.1LW=____t
以上2～8油水等消耗品重量总计____t
载重量总计____t
　　排水量=空船重量+载重量=____t
　　
2.3吃水及方形系数估算
2.3.1吃水
参考母型船，根据设计船与母型的载重量和船型参数的差异，取吃水d=____m
2.3.2方形系数
____
式中，为海水密度，。
2.4性能校核
2.4.1稳性校核
表25稳性校核计算表
项目
数值
系数
吃水d
浮心高度
系数
横稳心半径r
重心高度系数ξ
重心高度
初稳性高GM
　　表中，系数，横稳心半径，系数，
，。水线面系数及重心竖向高度系数，参照母型船确定。
　　初稳性高度按下式核算。
　　（如果，则满足规范要求，如果不满足要求，则需要调整设计的主尺度。）
2.4.2航速校核
　　主机功率____，转速____，计算航速时取功率为0.95，即为____。。
　　初步估算航速，用下面的经验公式计算：
　　
　　=____kn
　　（如果大于设计任务书中对航速18kn的要求，则航速满足要求；如果不满足，则需要重新设计。）
（以上校核如果有一项不符合要求，则要求重新调整主尺度。）
2.5小结
以上性能校核均合格，因而主尺度拟定满足要求：
垂线间长=____m
船宽B=____m
型深D=____m
吃水d=____m
方形系数Cb=____
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