华中科技大学文华学院机械与电气工程学部船舶系船舶论证及总布置设计——800吨级江海直达货船专业班级：船舶092（本科）指导教师：***学生姓名：***学号：************日期：2012.7.6一．船舶设计任务书⑴航区及用途本船航行于我国沿海及长江中下游各港口，主要装载干杂货及粮食、盐、砂糖等包装货物，并可在舱口盖上兼装集装箱。

⑵船级本船入ZC 级。

按ZC 《钢质海船入级和建造规范》设计。

本船船体结构、性能、舾装设备等均满足ZC 有关规范对长江A 、B 级航区及中国近海航区船舶的要求。

⑶主尺度限制 设计吃水T ≯3.2m 。

⑷装载量要求 设计吃水（T ）时的载重量DW ≮800t ；货舱舱容V C ≮1200m 3。

⑸航速本船满载试航速度Vt ≮9Kn ，主机自选。

⑹续航力与自持力续航力R ＝1800nmile ，自持力为15d 。

⑺船员定额14人舱室布置要求：设单人间2间，双人间6间，所有居住舱室设置单层铺。

二、船舶主尺度论证及性能校核 1母型船资料其艏尖舱长度为，艉尖舱长度3.9m ，机舱长度m ，双层底高d 为0.8m ，舱容m ，初稳性高GM 为1.03m 。

2排水量预估按载重量系数法初步估算排水量Δ，参考母型船取ηdw ＝0.61，则8001311.4800.61dwDWt t η∆===实取1353主尺度初选⑴吃水T为了能常年航行于长江中下游及我国东南沿海各港口，根据航道条件，吃水应不超过3.2m 。

而考虑到吃水越深对于船舶快速性、经济性越有利，故此船设计吃水取限制吃水T ＝3.2m 。

⑵船宽B由于吃水受限制，B/T 应取较大值，以满足舱容和载重量要求。

根据江海直达船设计资料，一般B/T 的范围在3-4之间，本船取B/T ＝3.15，则B ＝10.08m 。

⑶船长L bp 和方形系数Cb1135040.511.025 1.00810.08 3.2bp b L C kBT ρ∆===⨯⨯⨯其中， 1.008K =附体系数按巴士裘宁公式求L ，m v v L k k bp 27.5313502992.722.73/123/12=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 设计船为尾机型，为了便于主机、轴系的安装、维修、操作等，机舱长度较长；同时增加船长对保证快速性有好处 。

故实取：m L bp 56=bp 40.5140.510.72L 56B C === ⑷型深D按规范，双层底中桁材的高度在任何情况下不得小于700mm ，且不得小于按下式计算所得值d h =(25B+42T+300)mm=741.2mm,设计船考虑施工方便，以及压载水舱容积的要求，实取d h ＝750mm 。

型深需要考虑三方面的要求：①要满足舱容要求VC ≮1200m 3：m a f l l l ,,参考母型船分别取5.3m ，5.0m ，10m ，C k 取为0.96。

()()m B l l l k V h D m a f C C d 22.408.103.55105696.0120075.0L bp =---+=---+=②重货船要满足最小干舷要求：装重货时，结构吃水相应的最小干舷满足规范要求。

③根据海船规范，要满足L/B ＞5, B/D ≤2.5的要求 当D 取4.22m 时， B/D=2.39≤2.5，满足要求。

考虑数据应圆整，同时考虑初稳性高不宜太高，故实取D 为4.4m ， 此时 B/D=2.3≤2.5 。

综合上述，初步选取：56,10.08, 3.2, 4.4,0.72,1350bp b L m B m T m D m C t =====∆=4 阻力估算与主机选型选用爱尔(Ayre)法 估算船舶阻力，进而选择主机。

爱尔法给出的标准船型的有效功率e P 为0.6430.7355()s e V P kW C ∆=•利用公式算标准方形系数bc CFrC bc 68.109.1-= (对单桨船取1.08)gLV Fr s =航速kn V s 9=时，1975.05681.95144.09=⨯⨯=Fr7582.01975.068.109.1=⨯-=bc C07.51350563131==∆L①由该船的Fr 及31∆L 查《船舶阻力》图7-3曲线得0440C =②根据Fr 数查表7-5得标准纵向浮心位置 0.54%c x L =根据速长比查表7-7（a ）得% 2.6%xc K =③对实船进行修正：100.75820.72440220.7582bc b bc C C C C --∆=⨯=⨯= 10144022462C C =+∆=+=2110(2)%100.72(3.152)%46238.25b BC C T∆=-⨯-⨯=-⨯-⨯=-21246238.25423.75C C =+∆=-= 32%423.75 2.6%11.02xc C K ∆=-⨯=-⨯=-323423.7511.02412.73C C =+∆=-=④0.6430.643135090.7350.7355178.02412.73s e V P kW C ∆⨯=⋅=⋅=涡尾船的推进系数较高，一般取为0.68，本船也取为0.68，则/(..0.9)178.02/(0.680.9)2145.44M e P P P C kW =⨯=⨯=⨯故选择主机为四川柴机柴油机厂生产的WD615-67-1 型号2两台，其额定功率为152kW ，配套齿轮箱型号为2ZT750两台。

主要参数为：主机型号： WD615-67-1两台； 功 率： 145.44kW ×2；(2×197.88 ps) 转 速： 750rpm ； 齿 轮 箱： 型号2ZT750，减速比i=4.9；5 重量校核设计船属简易货船，按母型船资料估算空船重量，取钢料重量系数Ch ＝0.405，舾装重量系数C f ＝0.242，机电重量系数Cm=0.148，则⑴船体钢料重量：)0.4055610.08 4.4)328.41h h W C L B D t =+=⨯⨯+=（（；⑵木作舾装重量：0.2425610.08136.60f f W C LB t ==⨯⨯=；⑶机电设备重量：0.148(2197.88)58.57m W Cm Pm t =⨯=⨯⨯=。

⑷空船重量：() 1.03(328.41136.6058.57) 1.03539.29h f m LW W W W t =++⨯=++⨯=⑸载重量：1350539.29810.71DW LW t =∆-=-=810.7180010.71DW t δ=-=,满足重量校核，无需修正主尺度；6 初稳性和横摇周期估算⑴初稳性高GM由初稳性方程D T B a T a GM ξ-+=/221，式中，()1110.722.5 2.50.5420.82333b w C a C ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭22211.40.82311.40.720.0825w b a C C ==⨯=其中，0.4080.5770.4080.5770.720.823w b C C =+=+⨯= 参考母型船，取ξ=0.74。

210.080.542 3.20.08250.74 4.4 1.0983.2GM m =⨯+⨯-⨯=⑵横摇周期ϕT0.58 6.64T s φ===横摇周期基本符合要求。

由于江海直达船的特点是B/T 比较大，所以GM 值较高，ϕT 较小，这是中小型江海直达船普遍存在的问题。

7 主尺度论证小结综合上述，选取：56,10.08, 3.2, 4.4,0.72,1350bpb L m B m T m D m C t =====∆=附注： 干舷校核根据海规，最小干舷F 按下式计算 3210f f f F F +++= )(mm对于“B ”型船舶，干舷F 还应不小于下式计算值： 2190 3.50.035495.76F L L mm =++= 式中：0F ——基本干舷，mm ；1f ——方形系数对于干舷的修正值，mm ；2f ——有效的上层建筑和围蔽处所对干舷的修正值，mm ； 3f ——非标准舷弧对于干舷的修正值，mm 。

（2） 基本干舷0F 按下式计算： 10KD F = )(mm式中：K ——系数，根据附表B 型船舶，取：182.6D——计算型深，m。

1故： 01182.6(4.40.020)807.09F KD mm ==⨯+= （3） 方形系数对于干舷的修正值1f ，按下式计算： )68.0(6.001-=Cb F f )(mm 式中：0F ——基本干舷，mm;Cb ——方形系数，当Cb<0.68时，仍按0.68计算。

故： 100.6(0.68)0.6807.09(0.720.68)19.37b f F C mm =-=⨯⨯-= （4） 上层建筑和围蔽结构—首、尾楼（11.8+22.3） 有效上层建筑和围蔽结构对干舷的修正值2f 按下式计算： )480(2L C f +-= )(mm式中：L ——船长，m ，当L>120时，仍按120m 计算； LEL E C )1(+=，其中：L 为船长，m ；E 为上层建筑和围蔽结构的总有效长度，m 。

对首楼有效长度小于0.07L 的“B ”型船舶，则C 应减去按下式算得的数值：Le L 7.0)07.0(-其中：L 为船长，m ；e 为首楼有效长度，m 。

故：217.117.1(804)(1)(80456)121.175656f C L mm =-+=-+⨯⨯+⨯=- （5） 非标准舷弧对于干舷的修正值3f 按下式计算： 3500()(1.5)A a lf L L-=- )(mm 式中：L ——船长，m ；l ——封闭上层建筑总长度，m ；参考母型取：l =17.1m A ——标准舷弧面积，㎡；查表插值得：A=14.55㎡a ——实际首、尾舷弧面积之和，㎡. 参考母型取：a =0.9㎡ 故：314.550.917.1500()(1.5)500()(1.5)145.035656A a l f mm L L --=-=⨯⨯-= 综上：0123807.0919.17121.17145.03850.12F F f f f mm =+++=+-+= 本船型深D=4.4m ，设计吃水T=3.2m,实际干舷1200mm ，满足最小干舷要求。

船后桨推马力计算：螺旋桨收到马力 245.440.960.98136.83D M G S P P KW ηη=⨯⨯=⨯⨯=双尾鳍的推进效率较高，可取为0.66，则TE..136.830.6690.31 DP P Q P C kW=⨯=⨯=双桨推马力为2×90.31=180.62KW＞Pe，故设计航速＞9Kn。

（注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。