摘 要

我国煤炭资源的分布与消费区分布不协调，港口运输在长时间内一直作为北煤南运的主力军，故本次设计船舶为近海航区14500DWT散货船，主要用于秦皇岛港-舟山港航线的煤炭运输。本船的方案设计将结合本科课程中的知识，以CCS有关规范为准则，以设计任务书为目标，在指导老师的帮助下完成。本次设计主要包括以下内容：船舶主尺度确定、型线设计、总布置设计、快速性校核、稳性校核、吨位计算、干舷计算、舵设计和EEDI计算等。本船属于载重型船舶，故设计过程中将载重量和舱容作为船舶确定主尺度及舱室划分时考虑的主要因素；并且从经济性角度出发，尽量降低船舶建造成本及燃油消耗。

关键词：散货船；型线设计；总布置设计

Abstract

China's coal resources distribution and distribution of consumption areas are not coordinated, the port transport in a long time has been the main force for the North-to-South Coal Transfer, so this ship is a 14,500DWT bulk carrier of sailing on the offshore area, it is mainly used for the transportation of coal between Qinhuangdao port and Zhoushan port. Combined with the knowledge in undergraduate courses, to CCS relevant norms as a criterion, to design task book as the goal, with the help of teacher, to complete the ship's schematic design. This design mainly includes the following contents: to determine ship main scale, to design lines and frames, to design general arrangement, to check speed and resistance, to check stability, tonnage calculation, freeboard calculation, to design rudder and EEDI calculation. The ship is a heavy duty ship, so dead weight and cabin capacity will be regarded as the main factors considered of determining the main dimensions and dividing cabin in the design process; and from the economic point of view, to minimize ship construction costs and fuel consumption.

Key Words：bulk carrier；lines and frames design；general arrangement design

目 录

第一章 绪论 1

1.1 发展现状及趋势 1

1.2 目的及意义 1

1.3 课题研究内容 1

第二章 任务书分析 2

2.1 设计要求 2

2.2 设计思想 2

第三章 船体说明书 3

3.1 概述 3

3.1.1 船舶类型及用途 3

3.1.2 设计准则 3

3.2 船舶技术参数 3

3.2.1 主要尺度 3

3.2.2 主要能力 3

3.3 总布置 3

3.4 主机及齿轮箱 4

3.4.1 主机 4

3.4.2 齿轮箱 4

3.5 吨位及舱容 4

3.5.1 吨位 4

3.5.2 舱容 4

3.6 干舷及稳性 5

3.6.1 干舷 5

3.6.2 稳性 5

3.7 船体设备 6

3.7.1 锚及系泊设备 6

3.7.2 螺旋桨及舵设备 6

3.7.3 救生设备 6

3.7.4 航行及信号设备 6

3.7.5 舷墙及栏杆 6

第四章 主尺度的确定 7

4.1 概述 7

4.2 型船资料 8

4.3 主尺度的确定 9

4.3.1 初估排水量 9

4.3.2 船长初估 10

4.3.3 船宽初估 11

4.3.4 方形系数初估 11

4.3.5 吃水初估 12

4.3.6 型深初估 12

4.4 排水量校核 12

4.4.1 排水量估算 12

4.4.2 空船重量估算 12

4.4.3 排水量校核 14

4.4.4 主尺度调整 14

4.5 舱容校核 14

4.5.1 货舱容积V_C估算 14

4.5.2 货舱提供容积 16

4.5.3 舱容校核 18

4.6 快速性校核 18

4.7 初稳性校核 18

4.8 横摇周期估算 19

4.9 主尺度总结 19

第五章 型线设计 20

5.1 概述 20

5.2 横剖面面积曲线改造 20

5.2.1 横剖面面积曲线特征 20

5.2.2 横剖面面积曲线改造 21

5.3 侧投影轮廓线 23

5.3.1 船首形状 23

5.3.2 尾部形状 24

5.3.3 甲板边线 25

5.4 型线绘制 26

5.5 静水力检验 27

第六章 总布置设计 28

6.1 概述 28

6.2 主体划分 28

6.2.1 垂向与纵向划分 28

6.2.2 舱室划分 28

6.3 船员舱室设备与其他 29

6.3.1 卧室 29

6.3.2 其他舱室 29

6.4 舾装数计算 30

6.5 救生设备 30

6.6 航行及信号设备 30

6.7护栏和舷墙  31

6.8 浮态调整 31

第七章 快速性校核 33

7.1 阻力计算 33

7.2 推力计算 34

7.2.1 基本参数 34

7.2.2 初步设计 34

7.2.3 终结设计 35

7.2.4 空泡校核 37

第八章 舱容要素 39

8.1 概述 39

8.2 液舱舱容计算 39

8.3 液舱舱容要素 39

第九章 稳性校核 41

9.1 重量重心计算 41

9.1.1 空船重量与重心 41

9.1.2 重量与重心计算 41

9.2 自由液面修正 46

9.2.1 自由液面对初稳性高的影响 46

9.2.2 自由液面对复原力臂的影响 47

9.3 初稳性计算 48

9.4 横摇角计算 48

9.5 大倾角稳性计算 49

9.6 进水角及最小倾覆力臂计算 52

9.7 风压倾侧力臂计算 54

9.7.1 受风面积计算 54

9.7.2 风压倾侧力臂 55

9.8 稳性衡准 56

9.9 稳性校核 56

第十章 吨位计算 57

10.1 总吨位 57

10.1.1 总吨位 57

10.1.2 上甲板以下所有围蔽处所的型容积 57

10.1.3 上甲板以上所有围蔽处所的型容积 57

10.1.4 总吨位计算 57

10.2 净吨位 58

第十一章 干舷计算 59

11.1 基本干舷计算 59

11.2 方形系数对干舷的修正 59

11.3 干舷甲板凹槽修正 59

11.4 上层建筑和凸形甲板对干舷的修正 59

11.5 非标准舷弧对干舷的修正 60

11.6 夏季干舷 60

11.7 最小船首高度 60

第十二章 舵设计 62

12.1 概述 62

12.2 舵参数的选择 62

12.2.1 舵面积 62

12.2.2 展弦比 62

12.2.3 舵高及舵宽 62

12.2.4 厚度比 62

12.2.5 平衡比 63

12.3 舵参数总结 63

第十三章 EEDI计算 64

13.1 定义 64

13.2 船舶设计能效要求 64

13.2.1 定义 64

13.2.2 船舶基准线值 64

13.2.3 要求 64

13.3 Attained EEDI计算 64

13.4 结论 65

参考文献 66

附录A 67

附录B 70

致 谢 71

1. 绪论

1.1 发展现状及趋势

典型专用散货船的出现，较好地解决了散货流动问题，改善了散货运输的安全性，使海上散货船运输进入一个新的发展阶段。散货船自20世纪50年代中期出现以来，总体上保持着强劲的增长势头。随后的几十年里散货船得到了迅速发展，而自1980年以来，几乎所有的散货都由专用的散货船承运。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的30%以上。由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军。散货船以运输大宗货物为主，主要有：谷物、煤、矿砂等，设计时一般以一、两种货物来考虑。

通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性、多用途化、使同年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面。