大工18春《船舶设计原理课程设计》大作业题目及要求（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

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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。
（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p 47。）
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2-1 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2-2 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2-3  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2-4 集装箱船船长的确定
舱口长度
第一舱        =(                  =(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=        m
第二舱        =(+0.02×2)×3+2×0.27+2×0.55=        m
第三舱        =(+0.02×2)×2+2×0.27+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       =171 g/kWh
主机持续使用功率  = 10458kW  
续航力            = 10000 n mile
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=0.1×LW=____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2-5  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=____