船舶设计原理17000t散货船设计书.doc

散货船：
=0.7666+0.1304(DW/105)-0.0775(DW/105)2+0.1294(DW/105)3-0.1441(DW/105)4+0.0469(DW/105)5
该公式适用于DW=10000∽100000t
此处，设计的散货船为1.7万吨，符合。
ηDW=0.78705
△=DW/ηDW=21599.64 t
主尺度确定（母型换算）
L=L0（△/△0）1/3=149.44
B=B0（△/△0）1/3=21.35
d=d0（△/△0）1/3=8.39
D=D0(d/d0)=11.43
Lpp=8.545DW0.2918=146.61 （统计公式 散货船10000t∽100000t）
CB=1.0911L-0.1702B0.1587d0.0612VS-0.0317=0.80
C0=(△02/3V03)/P0=394.54
P=(△2/3V3)/C0=2408.18 KW

性能校核：
1、 钢料重量：Wh=0.0225×L×B×D×(1+0.5×CB)×(L/D)1/2=4152.12 t
2、 舾装重量：Wf=0.236×L×(B+D)=1156.04 t
3、 机电重量：Wm=Cm(PD/0.7355)0.5=486.38 t
空船重量LW=Wh+Wf+Wm=5794.54 t
估算的总重量=LW+DW=22794.54 t
ρkLBdCB=1.025×1.006×146.61×21.35×8.39×0.8=21623.61
误差=（22794.54-21623.61）/21623.61=5.42％＞1％
主尺度要进行调整。
此处，修改B,则α=1，β=0.7,γ=0.2
N=1/(1-(αWh/△+βW0/△+γWm/△))=1.31
δ△=N×δDW=1.31×1170.93=1528.51 t
新的排水量△=21623.61+1528.51=23152.12 t
修改后的B=23152.12/(1.025×1.006×146.61×8.39×0.8)=22.85
则CB=0.81
Wh=4458.67
Wf=1209.12
修改后的空船重量LW=Wh+Wf+Wm=6154.16
修改后的总重量=LW+DW=23154.16
修改后的总排水量△=23399.86
误差=（23399.86-23154.16）/23399.86=1％
误差在允许的范围内，可不再进行调整。
主尺度：
L= 149.44
B= 22.85
d= 8.39
D =11.43
Lpp=146.61
CB=0.81
P=2408.18 KW
L/B=6.54＞5满足 （国内航行海船建造规范2.2.1.2）
B/D=2＜2.5满足
Cb=0.81＞0.6满足

所选的主机：
8L27/38 2720Kw 800rpm 主机长度5974mm
载货量的估算：
（1） 人员及行李重量：此船按20名船员配置，每人65kg，行李45kg
则W1=20×(65+45)=2.2t
（2） 食品及淡水：食品定量每人每天3.5kg，淡水每人每天150kg
总储备量=自持力(d)×人员数×定量(kg/(d•人))
∴总储备量W2=30×20×（150+3.5）=92100kg=92.1t
（3） 燃油重量：主机耗油率g1=185g/(kW•h)，k取1.2
燃油储备量=tg0P1•k•10-3
t=R/VS=2700/10.7=252.34 h
取g0=1.18g1=1.18×0.185=0.2183 kg/(kW•h)
∴ W3=252.34×0.2183×2720×1.2×10-3=179.80 t
（4）润滑油的重量：
润滑油的储量可近似地取为燃油储量的某一百分数
即：W4=aW3
对一般柴油机a取0.02-0.05，主机功率大航程远的船取小值
此处取a=0.03
∴ W4=0.03 × 179.80 = 5.39 t
（5）炉水重量：因炉水所需量较小，在淡水储备中考虑适当裕度后，可不计炉水重量。
（6）备品、供应品重量：
备品、供应品的重量通常取为(0.5%-1%)LW
此处取W5=1％LW=0.01×6154.16=61.54 t
所以，载货量WC=DW-W1-W2-W3-W4-W5
=17000-2.2-92.1-179.80-5.39-61.54=16658.97t
新船所能提供的舱容估算：
（1） 主船体总容积的估算：P83
VH=CBDLPPBD1
CBD=CB+(1-CB)(D-d)/(C1d) C1取3
=0.81+(1-0.81)(11.43-8.39)/(3×8.39)=0.83
D1=D+SM+0.7C 取SM=0.28 C=0.015B=0.34275
=11.43+0.28+0.7×0.34275=11.95
VH=0.83×146.61×22.85×11.95=33227.36 m3
（2） 货舱容积的估算：
VTC=LcAcKc=（LPP-LA-LF-LM）AcKc
机舱长度LM=16.974 m
首尖舱长度LF=0.06LPP=0.06×146.61=8.7966 m
尾尖舱长度LA=0.04LPP=O.O4×146.61=5.8644 m
Ac≈(B-2b)(D-hD) b=1m hD=1.2 m (国内航行海船建造规范8.1.3.2)
=（22.85-2）×(11.43-1.2)=213.30 m2
Kc=0.135+1.08CB=0.135+1.08×0.81=1.0098
VTC=(146.61-5.8644-8.7966-16.974)×213.3×1.0098
=24764.50 m3
新船所需舱容估算：
（1） 货舱容积VC:货舱所需的容积Vc 与要求的载货量、货物种类和包装方式以及装载形式等有关，按下式计算：
Vc=Wc•μc/kc
此船装载货物为煤，积载因数取1.2，容积折扣系数取0.992
∴ Vc=20151.98 m3
（2） 压载水舱容积VB：初步的压载水舱容积可按下式估算
VB≈WB=kB•DW
kB对于单向运输的散货船约为0.32∽0.5，B/d较大的船取大值，宽浅吃水船取大于0.5
此船B/d=2.72，故取kB为0.4
VB=0.4×17000=6800 m3
（3） 机舱容积VM:P82
VM=KMLMB(D-hDM) KM=1 hDM=1.2 LM=lm+C lm=5974mm
C=11m
VM=1×(5.974+11)×22.85×(11.43-1.2)=3967.77 m3
（4）油水舱容积Vow：船上油水舱包括燃油舱、淡水舱、轻柴油和滑油舱等。这些舱所需容积可按储存量来计算：
Vow=∑Vi Vi=Wi/(ρi•kCi)
式中：Wi为油、水等储存量（t）；
ρi为油水的密度（t/m3）
kCi为容积折扣系数，对于水舱可取结构折扣系数，对油舱再考虑膨胀系数0.97∽0.98，重油舱内因设置加热管系，故还要占去3%左右的容积。
种类
重量Wi（t）
密度ρi（t/m3）
容积折扣系数kCi
容积Vi（m3）
淡水
90
1
0．98
91．84
燃油
179.80
0．9
0．9506
210.16
润滑油
5.39
0．85
0．922082
6．88
Vow=91.84+210.16+6.88=308.88 m3
（5）其他舱室的容积VA: 主船体其他舱室还有首尖舱、尾尖舱等等，此范围内上述舱室的容积约占总容积的2％∽5%
VA=3％VH=33227.36×0.03=996.82 m3
校核：
（1） 货舱容积校核：
VTC=24764.50＞Vc=20151.98 满足
（2） 全船容积校核：
VC+VB+VM+V0W+VA=20151.98+6800+3967.77+308.88+996.82
=32225.45 m3
VH=33227.36 ＞VC+VB+VM+V0W+VA 满足

初稳性估算：P128
GM=KB+BM-KG=a1d+a2B2/d-Zg
Cw=（1+2CB）/3=0.87
a1=Cw/( Cw+ CB)=0.52
a2= Cw（0.17 Cw+0.13）2/ CB=0.08
重心高度Zg的估算 P73
(1)船体钢料重心高度Zgh=CEHD CEH=0.49
Zgh=5.62
(2)Zgo≈1.03D=11.78
(3)Zgm≈0.55D=6.29
Zg=6.88
GM=2.67
横摇周期估算：P129
f≈1+0.07(B/d-2.5)=1.02
TΦ=9.61
重新估算航速：
V=13.42 kn 满足

干舷计算：取干舷甲板厚度t=18mm 计算船长取L=146.61m 上层建筑标准高度Y0=2.3m 实际首位楼高Yf=Ya=2.5m
f0=2242mm
f1=0
f2=210.72mm
f3=419.75mm
f4=-C（80+4L）=-170.07mm
系数C=(1+E/L)E/L=0.26
式中：
上层建筑的有效长度为：E=E1+E2=30.9 m;
首楼甲板下上层建筑的有效长度E1=13.2m＞0.07L=10.26m
尾楼甲板下上层建筑的有效长度E2=17.7m
f5=294.30mm
Fmin=2996.71mm
基本干舷f=D1-d=11430+18-8390=3058mm 满足