《船舶重量与载重线计算PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《船舶重量与载重线计算PPT课件（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、船舶重量重心与载重线 第一节概述第二节空船重量的分析与估算第三节载重量的估算第四节重心的估算第五节载重线 第一节概述 平衡条件 重力等于浮力 重力与浮力的作用线在同一垂线上 浮性方程 式中 水的密度 海水为1 025 淡水为1k 附体系数 通常为1 002 1 006 大船取小值 小船取大值 方形系数 典型排水量 民用船舶 空载排水量 LW系指空船重量 动车用油水 满载排水量 LW DW系指设计满载出港状态 压载排水量系指无货加压载状态 军用舰艇 空载排水量系指空船自重 标准排水量系指湿重 即空船重量 管系中油水 正常排水量系指油水一半时的排水量 满载排水量 最大排水量 四种典型载况 满载出港
2、 设计排水量状态 满载到港 这时船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储备量的10 压载出港 船上不装载货物 但有所需的压载水 油水储备量为设计状态之值 压载到港 船上不装载货物 但有所需的压载水 油水储备量为总储备量的10 船舶重量与重心 船舶重量 可分为空船重量 LW 船舶的一项重要指标 和载重量 DW 反映船舶的装载能力 即 LW DW式中 LW 包括船体钢料重量 舾装重量和机电设备重量DW 包括货物 人员 油水 备品等 船舶的重心位置关系到船的浮态和稳性 在船舶的各个设计阶段 重量与重心的估算或计算都是一项必不可少的工作 并随着设计阶段的深入 逐步近似 由粗到精 减少估算误差的必要性 减
3、少估算误差的必要性 船舶重量估算误差过大 势必造成 一是当重力大于浮力时 实际吃水将超过设计吃水 船舶有可能不能在预订航区中航行 干舷和储备浮力减小 甲板易上浪 抗沉性和结构强度也可能不满足要求 二是当重力小于浮力时 尾吃水可能不足而影响螺旋桨推进效率 海船耐波性变差 改变预定的稳性和横摇性能 第二节空船重量的分析与估算 空船重量的分析 估算空船重量的重要性 空船重量的分类 空船重量的估算 载重量系数法 分项估算法 船体钢料的分析与估算 舾装重量的估算 机电设备重量的估算 固定压载与排水量裕度 一 空船重量的分析 估算LW的重要性浮性方程 LW决定造价DW反映了船的装载能力LW直接影响到船舶的
4、技术性能和经济性能 空船重量的分类 各类船舶LW占满载排水量的比重 空船重量的构成 船体钢料和舾装重量占LW的比重 各类船舶空船重量与满载排水量之比 空船重量的构成 船体钢料重量 舾装重量 机电设备重量 空船重量 船体钢料重量的构成 壳板甲板及平台舱壁及首尾封板船底骨架舷侧骨架甲板骨架货舱结构首尾柱及轴包套机座及座架上层建筑钢料支柱及桁架等焊料 空船重量 舾装重量的构成 船体木作船舶属具船舶设备及装置舾装木作生活设施及用品水泥及磁砖油漆及敷料船舶管系通风及冷藏等 空船重量 机电设备重量的构成 主 辅机械设备轴系动力管系机炉舱设备船舶电气船舶操纵及遥控设备 船体钢料重量及舾装重量与空船重量之比
5、空船重量的估算 在设计初期 空船重量可采用以下方法 载重量系数法式中 载重量系数 可按表或统计公式计算 百分数法式中 系数 可参照母型船选取 或按表选 分项估算法 船体钢料重量的估算 舾装重量的估算 机电设备重量的估算 固定压载与排水量裕度 载重量系数统计公式 适用于DW 0 5 6万吨级散货船适用于DW 0 5 2 5万吨级多用途货船适用于DW 1 10万吨级油船及矿砂船 船体钢料的分析与估算 影响船体钢料重量的主要因素 主尺度及方形系数 布置特征 使用要求 其他因素船体钢料重量的估算 粗估法 统计分析法 较精确估算法 精确计算法 钢料重量的影响因素 主尺度及方形系数 船长 从构件数量和强度
6、条件两个方面来分析 船长对空船重量的影响最大 从构件数量和几何尺寸看 船上大部分构件都与L有关 从强度条件看 L越长 船在水中所受的纵总弯矩越大 要求船体构件尺寸大 船宽 B对纵向构件影响不大 但对横向构件的强度影响较大 从构件数量看 B主要与船底 甲板 舱壁等有关 型深 一般来说 D的增加会引起构件数量的增加 但从总纵强度来看 D大 船体梁的剖面模数W也大 对强度有利 对于大船 增加型深 增加D后对W的贡献相当程度上抵消了构件数量的增加 其总的钢料增加甚微或不增加 对于小船 会造成钢料增加 吃水 吃水的变化不影响构件的数量 但对局部强度有一定的影响 方形系数 方形系数对船体构件的数量和尺寸影
7、响甚微 但根据规范 对船体梁的剖面模数有影响 钢料重量的影响因素 主尺度及方形系数 船舶主尺度及系数对船体钢料的影响可用以下指数形式来表示 式中 称为主尺度对船体钢料重量的影响系数 且大体有 和 其中 1 在1 1 1 9之间 其他均小于1 船体钢料重量指数形式的回归系数 钢料重量的影响因素 布置特征 甲板层数 取决于使用要求和布置特点舱壁数量 分舱及破舱稳性 结构强度上层建筑和甲板室 长 宽 高 层数布置决定的结构形式 单舷 双舷 单底 双底 钢料重量的影响因素 使用要求 使用年限 考虑钢板的腐蚀量航行区域及船级 冰区加强 不同船级社的要求局部加强的附加量 散货船内底板的加厚等 钢料重量的影
8、响因素 其他因素 结构材料 普通钢 高强度钢 铝合金等船体的特殊形状 球首球尾的采用 单桨 双桨 双尾 双尾鳍 常规双桨尾 建造加工因素 对小船尤为突出 焊接 避免校平 钢料重量估算 粗估法 百分数法平方模数法立方模数法指数法 Wc为常数 以上 为钢料系数 可按母型船选取 a b 系数 双层连续甲板a 2 双壳时b 2 相当型深 S 舷弧升高部分面积 各上层建筑 甲板室 的长度和高度 各种方法的适用情况 平方模数法 适用于新船与母型船船长相似 且船体结构特征相似的情况 立方模数法 适用于比较大的丰满型船舶 指数法 这种方法从理论上讲更符合主尺度与Wh之间的关系 钢料重量估算 统计分析法 对于一
9、些常规船舶 如常规的散货船 油船 多用途船 集装箱船等 已经有大量的实船资料 将与新船同一类型 包括吨位相似 的型船重量资料进行统计分析 其结果可用于新船重量的估算 即选择某种适用的表达船舶主尺度 或尺度比 与船体钢料重量关系的基本函数关系 以型船重量资料作为样本 用数学回归方法求取公式中的有关系数 从而得到重量估算的回归公式 这种回归公式特别适用于新船主尺度论证中对不同尺度方案的重量估算 钢料重量估算 统计分析法 对于一些常规的船型 可采用回归分析的方法 得出回归公式 要注意其的适用范围 这里的船长通常取垂线间长 散货船 1 5万吨 干货船 油船 3 10万吨 l为最大舱长 l L 0 07
10、 0 2b为中舱宽 b B 0 48 0 8k 0 261 0 273 双底 k 0 276 0 345 双底双壳 集装箱船 LW 7000 20000吨 钢料重量估算 较精确的估算法 修差法 加减法 根据设计船与母型船主尺度差别进行修正得出新船的钢料重 每米船长重量法 a 根据横剖面图以单元长度 横骨架式为一个肋距 纵骨架式为强横框架距离 来计算全船性构件重量 分别得出设计船和母型船的每米船长重量 再加以换算 对于局部重量应逐项加以修正 b 在缺乏母型船资料时 计算出新船每米重量以后 可近似估算全船性结构钢料重 丰满型船 瘦长型船 分项换算法 如母型船有详细的分项资料 就可以将船体构件分成组
11、 再逐项进行换算 钢料重量估算 精确的计算法 当设计进行到某一阶段时 就可以根据该阶段的图纸进行逐项计算 该方法计算工作量大 舾装重量的分析与估算 影响舾装重量的因素舾装分内舾装 舱室内装 和外舾装 甲板设备 该部分的重量特点是 项目繁多 且各自独立 规律性差 特别是有些舾装件的型号 规格 技术参数变化和更新很快 增加了重量估算的难度 舾装重量的估算从舾装重量占整个空船重量比例来看 大型干货船和油船相对较小 但小船 特别是客船所占比例较大 影响舾装重量的因素 与船的排水量和主尺度有关的重量 锚泊设备 系泊设备 舵设备 消防设备 船舶管系 油漆等 与生活设施的标准 人员数量有关的重量 舱室木作
12、家具 卫生设备 救生设备等 与船的使用特点有关的重量 货船的起货设备及舱口盖 拖船的拖带设备 渔船的捕捞及加工设备等 特殊要求的重量 如减摇装置 侧推装置等 舾装重量的估算 百分数法 相对于排水量 平方模数法 较适用于货船 立方模数法统计公式法油船 多用途货船 大型散货船 较详细的估算法 根据总布置图分系统来估算 机电设备重量的分析与估算 影响机电设备重量的因素机电设备重量包括主机 辅机 轴系 动力管系 也有的包括船体管系 电气设备等 机电设备重量的估算粗估法较详细估算法 分项估算 影响机电设备重量的因素 主辅机的类型及技术特征 转速的高低 有无增压装置 结构特点等 船型及所载货物类型 如客船
13、和冷藏船将赠加发电装置和制冷装置 油船需设加热及蒸气洗舱用的锅炉装置等 机舱位置及螺旋桨数目 机电设备重量的估算 粗估法a 根据主机功率 式中 主机功率 kw 系数 按母型船或中速机为5 6 低速机为7 9 b 分组估算 主机及齿轮箱 轴系 螺旋桨 辅机 其他重量 管系及泵 电气设备等 可取为 0 04 0 07 特殊重量 冷藏装置 惰性系统等 逐项比较法 选择主辅机相同的母型船 进行逐项比较分析 相同的照用 不同的修正 没有的除取 该方法较可靠 较详细估算法 根据设计已确定的各项设备重量进行汇总 对有些设备应用湿重来计算 固定压载与排水量裕度 固定压载 是固定加在船上的压载 一般为生铁块 水
14、泥块或矿渣快等 也有用压载水的 它们在任何载况下都是不变的 属于空船的一部分中量 区别于航行时用的压载水 设固定压载的考虑 稳性不足 加大吃水和排水量 调整浮态 通常 固定压载只是在某些特定的船舶 拖船 渡船 海洋调查船 客船 上加载对货运船舶 设计时加固定压载是不允许的 排水量裕度 加在空船重量中 留排水量裕度的原因 设计中重量估算误差 设备重量的增加 材料和设备的代用引起空船重量增加 裕度大小 在初步设计阶段 可取空船重量的4 6 或对钢料取3 5 舾装和机电设备重量各取8 10 第三节载重量的估算 载重量 载货量 货物 人员及行李 食品及淡水 燃油 润滑油及炉水 备品及供应品 四 压载水
15、 的构成 人员及行李食品及淡水燃油润滑油炉水备品及供应品 1 2 LW 人员及行李 食品及淡水 人员及行李人员重量 65公斤 人船员行李 35 55公斤 人长途旅客行李 25 35公斤 人短途旅客行李 10 20公斤 人 食品及淡水总储备量 自持力 天 人数 定量 公斤 天 人 自持力 续航力 24 服务航速 淡水定量 海船全部带足100 200公斤 人 天 内河船可适当少些食品定量 2 5 4 5公斤 人 天人数包括船员和旅客 燃油 润滑油及炉水 燃油燃油储备量根据主机功率P 续航力R 航速V及油耗率等来定 对于货船可按下式来算 式中 一切用途的油耗率 kg kw h 其值为主机额定油耗的1
16、 15 1 20 考虑风浪影响的系数 取为1 1 1 2 滑油滑油量可取燃油量的一个百分数 即 式中 对于柴油机为2 5 主机功率大 航程远的船取小值 燃油 润滑油及炉水 炉水炉水是指锅炉用水 其储备量仅需考虑蒸汽的漏失量 对于内燃机船 船上设的辅助锅炉仅用于燃油 或货油 的加热和生活用汽 其储备量可按 式中 G 锅炉额定蒸发量 t h t 航行时间 h 蒸汽漏失率 辅锅炉取为0 05 0 06对于小型船舶 因炉水所需量较小 在淡水储备量中考虑适当裕度后 可不计炉水的重量 备品及供应品 备品 是指船上备用的零部件 设备和装置 包括锚 灯具 易损管件 油漆等 供应品 是指零星物品 如生活用品 炊具 办公用品医疗器材等 国外有时将这部分放在空船重量中 我国一般将其放在载重量内 备品和供应品一般取 0 5 1 LW 排水量的初步估算 排水量 空船重量 载重量排水量的初步估算重力与浮力的平衡方法 排水量的初步估算 排水量的第一次近似通常可应用载重量系数的方法初步确定 DW 载重量系数适用范围 适用于载重量较大的船舶 如散货船 油船 多用途船等运输货物 对于客船 车客渡船 拖船 科学考察船等 由
