船舶容量及吨位.pptx

江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 第一节第一节 概述概述 设计任何一种船舶，除满足重力与浮力平衡外，还必须保证必要的内部容积及甲板面积，以便用来装载货物和油水，安放机械和各种设备，布置各种工作和生活舱室。载重型船舶载重型船舶 运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 第一节第一节 概述概述 布置型船舶布置型船舶 船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑的一类船舶。如客船等。载重与布置型船舶载重与布置型船舶 该类船既要重点考虑布置地位，又有已定的载重量要求，如集装箱船、滚装船等。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 第二节第二节 载重型船的布置地位载重型船的布置地位 容积计算容积计算 各舱所需容积计算 船主体所能提供的型容积计算 舱容校核与调整舱容校核与调整 容量方程 舱容的调整 影响容量的因素 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算 货舱 货舱所需容积与要求的载货量、货种及其包装方式有关，可按下式计算：式中：-载货量（t）-货物的积载因数（）-型容积利用系数 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算积载因数、型容积利用系数、亏舱积载因数、型容积利用系数、亏舱 积载因数：单位重量货物所占船舱的容积。非液货其值不等于货物密度的倒数。型容积利用系数：是指船舱内能用于装货的容积与型容积之比。扣除船舱内结构件及管系占取容积后的型容积为净容积。净容积与型容积之比为结构折减系数。对于油舱另外要考虑一定的膨胀系数，其值为0.97-0.98。亏舱：是指货舱某些部位因堆装不便而产生装货时无法利用的空间。其值与货舱开口大小、货物形状和包装方式以及散货的休止角等有关，一般包装的杂货为10%-20%、散装货为2%-10%。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算货物品种包装型式积载因数货物品种包装型式积载因数铁矿石散0.330.42钢材板材0.220.45磷矿石散0.720.89钢材型材0.560.84石灰石散0.610.67棉纱捆2.6水泥散0.670.78机器及零件箱1.39煤炭散1.171.34小麦散1.221.34黄砂散0.560.64玉米散1.341.39常用货物积载因数表常用货物积载因数表 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算油水舱油水舱 船上油水舱包括燃油舱、淡水舱、滑油舱、污油水舱等。式中：-油水储存量（t）-油水的密度（），重柴油为0.890.9，轻柴油为0.840.86 -型容积利用系数，燃油舱为0.94，水舱为本0.97 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算 压载水舱压载水舱 为了保证船舶在空载航行时的浮态、稳性和适航性，船舶必须具有一定的首尾吃水，即压载。压载量通常根据空载时的首尾吃水来确定：尾吃水达到0.040.05L，并保证螺旋桨浸没；首吃水为0.0250.03L，且尾倾值不大于0.015L。设计初始阶段，可用下式来估算：式中：-系数，散货船为0.320.5（宽浅吃水船取大于0.5)、多用途船为0.20.3、集装箱船为0.30.35、油船为0.420.47(10万吨以上取0.350.4)。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算为什么要设专用压载水舱？为什么要设专用压载水舱？为了保证船在非满载航行时的浮态、稳性和适航性，常在船上设置专用压载水舱，其理由：1）空载返航过程中，由于油水和备品的消耗，船舶重心提高，致使初稳性高度降低；2）空载返航时，吃水太小，桨叶不能充分浸在水中，螺旋桨的推进效率和推力就会减小，且由于桨叶交替变化而引起桨叶的严重振动；3）空载时，首吃水太小，船舶在海浪中易引起拍击和砰击，以致损坏首部结构；4）同时极度的尾倾会缩小驾驶的视野，在横向风浪中会给操舵增加困难。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算 机舱机舱 机舱所需的容积实际上由机电设备布置地位所需的舱长和机舱的位置所决定。其大小可安下式：式中：-机舱段体积丰满系数 -机舱双层底高度，一般为1.21.5m（小船为0.91.2m)机舱布置时，尽可能充分利用空间（设平台），以缩短机舱长度。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算各舱所需容积计算各舱所需容积计算其他舱室其他舱室 主船体的其他舱室还有首尾尖舱、隔离舱、轴隧等。首尖舱：防撞舱壁位置“法规”有要求，0.050.08L；尾尖舱：须满足布置尾轴管的要求，一般为0.040.05L；隔离舱：一般作货油泵舱和燃油舱用；污油水舱：其容积不小于货油舱容积的3%，对设有专用压载水 舱和使用原油洗舱的可为2%；一般来讲，货船其他舱室容积为主体总容积的24%防污染公约：载重量600t及以上的油船须设双层底 载重量5000t及以上的油船须设双底双舷 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算船主体所能提供的型容积计算船主体所能提供的型容积计算 主船体总容积的估算主船体总容积的估算 式中：-计算到型深的方形系数 -计入舷弧和梁拱的相当型深 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容积计算容积计算船主体所能提供的型容积计算船主体所能提供的型容积计算货舱容积估算货舱容积估算式中：-按母型船选取，或粗估时取C=0.550.56式中 、-分别为货舱长度、船中处货舱横剖面 、-分别为机舱、首尖舱、尾尖舱长度 -系数，散货船：杂货船：江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 舱容的校核与调整舱容的校核与调整容量方程容量方程容量方程容量方程 全船容量方程 货舱容量方程 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 舱容的校核与调整舱容的校核与调整舱容的调整舱容的调整 舱容不足舱容不足 缩短机舱长度；加大主尺度L、B、D：a.L/B正常，稳性富余，则增加D；b.如稳性和快速性都不满意，则应结合舱容综合考虑（浮力与重力的平衡等）。舱容多余舱容多余 如浮性、稳性和快速性基本合适，可考虑减小D；如浮性、稳性和快速性等允许L、B调整，则可适当进行。如如货舱容积富余而压载舱容积不足货舱容积富余而压载舱容积不足，可适当调整双层底高度、首尾尖舱和边舱的尺寸。调整时应注意规范的有关规定以及对稳性和破舱稳性的影响。特别要重视首尾压载水压载航行时对总纵强度的影响。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 舱容的校核与调整舱容的校核与调整影响容量的主要因素影响容量的主要因素根据货舱容量方程 ，可以分析出影响容量的因素：增加船长，可以增大舱容，但也相应增加船体钢料，提高造价。增加船宽，虽能增加舱容，但对稳性有较大影响，应慎重。如果、L、都不变，此时增大B，势必要减小T，这将对快速性有影响。缩小首尾舱及双层底高度似乎能增加舱容，但“规范”对其都有一定的规定，更何况首尾尖瘦，对容量影响不大。因此都不能作为解决容量的有效措施。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 舱容的校核与调整舱容的校核与调整影响容量的主要因素影响容量的主要因素最大限度地缩短机舱长度无疑是提高船舶经济性的措施之一。尽管选择好了主机后，其变化范围不大，但机舱应尽量采用立体布置，以利于机舱长度的缩短。增加D和D/T是增大货舱容积最有效的措施。因为对大船来说，加大D对强度有利，对钢料影响不大。当然，D增大，船的重心升高，受风面积也加大，对稳性有影响，但一般情况比较好解决。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 第三节第三节 布置型船的布置地位布置型船的布置地位 对于布置型船，往往需要从所需的布置地位入手来考虑船长、船宽和型深，勾画总布置草图，然后在根据性能、强度等方面的考虑来校核其主尺度是否合理，并决定其他要素。客船 集装箱船 其它船舶 车客渡船 挖泥船 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 客船客船 客客船船：是指载客人数超过12人的船舶，通常分纯客船和客货船两种。纯客船已向旅游船和高速船两个方向发展。它包含起居处所、服务处所、游步处所和机器处所，其中与乘客相关的处所及通道、出入口、扶梯等按乘客定额及舱室设备规范布置。此外，此类船还要布置较多的船员生活设施以及配备大量的救生设备。客货船向着客滚船（车客渡船）方向发展。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 客船客船内河客船的分类内河客船的分类按航行时间航行时间分第一类24小时以上的长途客船；第二类1224小时的区间客船；第三类412小时的短途区间客船；第四类0.54小时的短途客船；第五类0.5小时以内的对江渡船。按总吨位总吨位分大型客船大于等于1000的客船；中型客船2001000之间的客船；小型客船小于等于200的客船。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 客船客船客船布置的注意点客船布置的注意点客船布置的注意点：客船布置的注意点：客舱尽可能不要布置在主甲板以下以改善乘客乘坐条件。注意不同等级舱室布置的独立性和进出的方便性和安全性。上层建筑层数过多会使受风面积过大、重心过高，从而影响船舶稳性和操纵性。注意所选择的主尺度和布置方案要使布置地位得到充分的利用，做到既满足要求，又不浪费。小型客船的型宽和型深选取要注意机舱主机的布置。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 集装箱船集装箱船集集装装箱箱船船：是指用于装载集装箱的船，通常分专用和集散两种（舱口有敞口和非敞口）。布置地位主要是根据总载箱数的要求，通过对集装箱（行数、列数、层数）的具体布置，得出新船初步的主尺度，进而通过浮性、稳性、快速性、以及强度等方面的考虑和校核来确定新船的主尺度。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 集装箱船集装箱船考虑布置地位的两个方面考虑布置地位的两个方面舱内和甲板上载箱数的分配舱内和甲板上载箱数的分配（没有确切的比例）舱内箱数：直接影响主尺度的大小。在尺度一定时尽可能增加（最多9层），以降低重心。甲板上箱数：堆高不限（46层），且尽量利用船的全宽，但要考虑稳性、箱的绑扎、舱盖及箱的强度等因素。机舱和上层建筑的位置机舱和上层建筑的位置（大多数在尾部）长度：尽可能缩短。位置：尾部或偏位部，也有在首部设上层建筑。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 集装箱船集装箱船ISOISO指定的部分标箱指定的部分标箱名称高度长度宽度空重最重mmmmmmkgkg20ftTEU1C2438605824382200240001CC259140ftFEU1A24381219224383850304801AA2591 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 集装箱船集装箱船集装箱船货舱尺寸的考虑集装箱船货舱尺寸的考虑 货舱总长货舱总长 货舱总长与货箱行数X有关，设计时可按7.7X-8(米)考虑。通常一个单元货舱纵向布置两个舱口（中间为甲板条），共装4行TEU。货舱口宽货舱口宽 货舱口宽与货箱的列数Y、货箱间的横向间隙、船上有无吊车等相关。当设有吊时，横向间隙为100/50；没有时，横向间隙为200/125。货舱深货舱深 货舱深与货箱层数Z、舱底垫板厚度（25100）、最上层箱与舱盖的间隙要求（200300）、舱口围板高、梁拱有关。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 集装箱船集装箱船典型的单元货舱布置典型的单元货舱布置 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 其他船舶其他船舶客滚船客滚船 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 其他船舶其他船舶客滚船客滚船 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 其他船舶其他船舶挖泥船挖泥船 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 其他船舶其他船舶挖泥船挖泥船 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 第四节第四节 容量图与舱容要素曲线容量图与舱容要素曲线 容量图容量图：是表明船舶主体内舱室和舱柜在船上的纵向和竖向位置及其横剖面面积曲线分布的曲线图。该图长度方向反映船长及各舱室、舱柜长度，竖向代表各舱室、舱柜在对应位置上的剖面面积。其最高曲线下包围的面积就是船主甲板下型体积，图形的面积心（沿船长方向）就是体积心长度方向坐标。舱容要素曲线舱容要素曲线 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 容量图容量图 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 舱容要素曲线舱容要素曲线 舱容要素曲线舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。计算液舱体积及形心位置时，以采用沿水线方向积分为好，因为这样可同时算出各舱深处自由液面的要素。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 舱容要素曲线舱容要素曲线 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 第五节第五节 船舶登记吨位船舶登记吨位 船舶登记吨位船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。净吨位（NT）：是按船舶能用于营利部分的有效容积来量计，它表征船舶的营利能力。船舶登记吨RT为与船的载重吨位DW是完全不同的概念。对于同样载重量的船舶，其登记吨位小者经济性要好些。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 船舶登记吨位船舶登记吨位 船舶吨位的作用船舶吨位的作用 作为税收和各类收费的基准：如港务费、保险费、检验费、船舶租借费等 作为船舶统计的量度标准：如船舶拥有量等 作为划分船舶大小的依据：如大船与小船的设备配备 作为船舶营运管理的一个标准：如规定船员的等级等 鉴于此，船舶设计时应控制好船舶的总容积，尽可能使船舶的总吨位确定在经济合算和其他方面也有利的限度内（吨位划有档次）。江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 船舶登记吨位船舶登记吨位 吨位的计算吨位的计算吨位丈量规范计算 船舶总吨位：GT=k1*V =(0.2+0.02lgV)V 式中：V-扣去免除部分所有围蔽处所的型容积船舶净吨位：NT=k2*GT设计初期估算 式中:、-按母型船选取,可为0.6左右 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 吨位计算时的注意点吨位计算时的注意点 正确选用规范：国际航行正确选用规范：国际航行/非国际航行非国际航行 正确理解规范：定义及解释正确理解规范：定义及解释 吨位应取整，且无单位吨位应取整，且无单位 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院 复习思考题复习思考题-3-3何谓积载因数，舱容利用系数？为什么要设置压载水舱，其量通常怎么确定？对于载重型船舶，试分析影响舱容的因素。如舱容不足，当采用加大主尺度来解决时，通常调整哪个尺度比较合理？为什么？调整时应注意什么？客船布置地位包括哪些部分？设计时应注意什么？设计集装箱船时，舱内和甲板上集装箱的布置应考虑哪些因素？舱容要素曲线包括哪些内容，如何计算？船舶总吨位有哪些作用？设计时应注意哪些问题？