90TEU级湖南干支直达型集装箱船方案设计毕业论文
2021-06-07 21:35:54
摘 要
全文介绍了90TEU级湖南干支直达型集装箱船的方案设计过程，主要涉及设计任务书分析、船舶主要要素优选、船体型线设计、总布置设计、静水力计算、浮态调整与稳性校核、螺旋桨设计、舵设计、舱容要素计算、干舷计算、吨位计算、经济性能估算、EEDI 估算等，以及主要设计图纸的绘制和相关英文资料翻译等内容。
设计船主要参数如下：总长Loa=66.7m，垂线间长 Lpp=64.9m，设计水线长 Lwl=65.9m，型宽 B=11m，型深 D=3.2m，设计吃水T=2.4m，在设计载况下，排水量Δ =1530.2t，浮心纵向位置 Xb=0.086m(舯前)，方形系数 Cb=0.88，棱形系数 Cp=0.892，中横剖面系数Cm=0.97，可载集装箱84TEU，能达到的最大航速为18.06km/h。
全文共分为12个章节，对 90TEU级湖南干支直达型集装箱船方案设计的方法与过程做了全面的阐述。整个设计根据设计任务书要求，遵循安全、可靠、可行、先进、经济、绿色节能的设计原则，针对内河集装箱船船型特点，采用有关技术措施，综合分析解决设计中的矛盾，使得本设计船具有良好的技术性和经济性。
关键词：湘江；绿色集装箱船；方案设计;节能减排；EEDI
ABSTRACT
This paper mainly introduces the design process of 90TEU containership in XiangJiang River， which involves the analysis of design specification， the optimization of principal dimensions， the design of ship hull lines， general arrangements， hydrostatic calculation， floating-state adjustments and the check of stability， the design of propeller and rubber， the calculation of compartment volume， freeboard and tonnage， estimation of economy， EEDI， etc. Besides， the drawing of main design drawings and translation of relevant English materials.
The principal dimensions are: the overall length Loa=66.7m， the length between perpendiculars LPP=64.9m， the length of the waterline LWL=65.9m， the breath B=11m， the depth D=3.2m， the design draft d=2.4m， under the design circumustance， the displacement Δ=1530.2 t， the longitudinal position of the center of buoyancy Xb=0.086m ， the block coefficient Cb=0.88， the prismatic coefficient Cp=0.892， the mid-ship coefficient Cm=0.987，the maximum speed reaches 18.06km/h.
The whole paper is divided into 12 sections， which illustrates the design of 90TEU containership in XiangJiang River generally. Following the instructions of design specification， the whole design process enable usability and economy of this design ship， from the safety， reliability， feasibility， economy， saving energy， etc.
Key words: XiangJiang River; green container ship; project design; energy saving and emission reduction；EEDI.
目 录
第1章 绪论 1
1.1国外的发展现状 1
1.2国内的发展现状 1
第2章 设计任务书分析 2
2.1 调查分析 2
2.1.1 湘江集装箱运输发展 2
2.1.2 货运市场与航线选择 2
2.1.3 通航条件 3
2.2 设计思想 3
2.2.1 船型特点 4
2.2.2 主要矛盾 4
2.2.3 绿色技术 4
2.2.4 船舶经济性矛盾的应对 4
2.2.5主尺度评价体系 5
第3章 船体说明书 6
3.1 用途 6
3.2 船型 6
3.3 航区 6
3.4 规范、规则 6
3.5 主尺度 6
3.6 甲板间高 7
3.7 定员 7
3.8 性能 7
3.8.1 载货量及集装箱装载情况 7
3.8.2 航速 7
3.8.3 稳性 8
3.8.4 浮态 8
3.8.5 干舷 8
3.9 总体布置 8
3.9.1 概述 8
3.9.2 舱室划分 8
3.10肋距 9
3.11 船舶设备 9
3.11.1锚泊设备 9
3.11.2 起货设备 10
3.11.3 救生设备 10
3.11.4 信号设备 10
3.11.5其他 10
第4章 主尺度确定 11
4.1 船长L的确定 12
4.2 船宽B的确定 13
4.3 吃水T的确定 14
4.4 型深D的确定 14
4.5 方形系数Cb的确定 14
4.6 尺度比 14
4.7小结 15
4.8 排水量的估算 15
4.8.1排水量的初步估算 15
4.8.2空船重量的估算 15
4.8.3载重量DW的估算 16
4.8.4重力与浮力的平衡校核 17
4.9 性能的校核 18
4.9.1稳性的校核 18
4.9.2自摇周期 19
4.9.3横摇角 19
4.9.4快速性的校核 20
4.10经济性的计算 21
4.10.1建造成本 21
4.10.2营运成本 21
4.10.3最小货运费率RFR计算 23
4.10.4千吨公里油耗 23
4.11 EEDI指标计算 24
4.11.1 船舶设计能效要求 24
4.11.2 Required EEDI计算 24
4.11.3 Attained EEDI计算 25
4.12 主尺度优化设计 26
第5章．型线设计 33
5.1 设计概述 33
5.2 设计方法 33
5.3 横剖面面积曲线 34
5.3.1棱形系数Cp 34
5.3.2浮心纵向位置Xb 34
5.3.3 平行中体长度和位置 35
5.3.4 横剖面面积面积曲线的形状 35
5.4 型线几何形状特征和参数的选择 35
5.4.1设计水线 35
5.4.2横剖线 36
5.4.3 轮廓线 36
5.5 生成横剖面面积曲线 37
5.5.1母型船横剖面面积曲线的生成 37
5.5.2设计船横剖面面积曲线生成 39
5.6型线的绘制 41
5.7 水上部分 42
5.8 静水力曲线 43
5.8.1横剖面图 43
5.8.2船体建模 44
5.8.3大倾角稳性计算 45
5.8.4邦戎曲线 45
5.8.5静水力曲线 46
5.8.6静水力计算结果 46
5.8.7校核 47
第6章 总布置设计 48
6.1概述 48
6.2 总体布局区划 48
6.2.1 基本要素确定 48
6.2.2 主船体舱内的划分 49
6.3.3液舱 50
6.3.4 上层建筑的舱室和通道布置 51
6.4 锚泊和系泊设备的布置 56
6.4.1锚泊设备布置 57
6.4.2系泊设备布置 59
6.5 救生设备 59
6.5.1 救生艇、筏和救助艇的配备 60
6.5.2 个人救生设备的配备 60
6.6 消防设备 60
6.7 信号设备 61
6.8 舵设备 62
第7章．螺旋桨设计 63
7.1螺旋桨设计综述 63
7.1.1初步设计 63
7.1.2终结设计 63
7.2 设计螺旋桨时的初步参数确定 63
7.2.1螺旋桨数目 63
7.2.2 螺旋桨桨叶数 64
7.2.3图谱 64
7.3已知条件 64
7.3.1船型参数 64
7.3.2有效马力曲线 64
7.3.3限制条件 65
7.3.4总结 66
7.4 MAU图谱设计 67
7.4.1初步设计 67
7.4.2终结设计 69
7.4.3 空泡校核 72
第8章 舱容要素 75
8.1 燃油舱 75
8.2 滑油舱 76
8.3 淡水舱 77
8.4 压载水舱 77
第9章．稳性计算 80
9.1 浮态调整 80
9.1.1 需校核载况 80
9.1.2 计算步骤 80
9.1.3 浮态计算 81
9.2 初稳性高的自由液面修正 86
9.3 横摇角计算 87
9.4 进水角和极限静倾角计算 88
9.4.1 进水角计算 88
9.4.2 极限静倾角 89
9.4.3 各载况的进水角和极限静倾角 90
9.5 静稳性和动稳性臂计算 91
9.5.1 稳性横截曲线 91
9.5.2 自由液面横倾力矩 91
9.5.3静稳性臂计算 92
9.5.4 动稳性计算 95
9.5.5 复原力臂曲线及最小倾覆力臂计算 96
9.6风压倾侧力矩及力臂计算 98
9.7 全速回航倾侧力臂 100
9.8稳性衡准 101
9.8.1 稳性衡准要求 101
9.8.2 稳性校核 102
第10章.干舷计算 104
10.1法规要求 104
10.2主要数据 104
10.3计算过程 104
10.3.1 干舷核定 104
10.3.2最小干舷 105
10.3.3 基本干舷 105
10.3.4型深对干舷的修正 105
10.3.5舷弧对干舷的修正 106
10.3.6 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 107
第11章. 吨位丈量 108
11.1 总吨位 108
11.1.1上甲板以下所有围蔽处所的型容积（V1） 108
11.1.2上甲板以上所有围蔽处所的型容积（V2） 109
11.1.3 总吨位计算 109
11.2 净吨位 110
第12章 结论 111
参考文献 112
致谢 113
绪论
作为全国内河水运主要运输通道之一，湘江的沿线地区经济正在飞速发展，其经济总量也在不断扩大，由此带来的水运量必将持续增加。目前湖南加大水路交通基础设施建设的力度，长沙新港区建成投产，常德港、益阳港、沅江港、茅草街港等港口大规模建设集装箱码头，以及开通了常德至上海、益阳至上海、沅江至上海等多条集装箱班轮内支线航线。
一般来说，内河集装箱运输对于航道条件要求比较高。为了提高经济性，内河集装箱船正逐步向大型化发展，然而由于航道条件等限制，湘江集装箱船的大型化发展较为缓慢。由此看来，湘江沿线集装箱船的发展前景较为广阔。
1.1国外的发展现状
(1)从时间上看，上世纪80年代起，欧洲各国主要采用两种方法提高集装箱的运输能力和效率。一，通过内河集装箱船的大型化提高其运输能力；二，通过推广使用江海直达两用船，提高集装箱的装载效率，节省时间成本。
(2)从欧洲总体内河流域的发展来看，其中很多流域的运输量都不是很大。但是因为欧洲的地理环境对内河运输有利，且这么多年发展其标准化已到世界先进水平，从而形成了世界著名的河海利通的内河航运体系。
