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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=____
1

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