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50000DWT成品油船的主尺度确定及总布置设计

2.3 空船重量估算

2.3.1 船体钢材重量Wh 按立方模数公式估算该项重量。钢料重量系数Ch一般在0.0792-0.1053

Wh＝ChLppBD （2.3）

Ch取0.1；则Wh=0.1*210*30.5*18=11529吨

2.3.2 舣装设备重量Wf 按平方模数公式估算该项重量。木作舣装重量系数为:

Cf?0.3428DW?1.495 ?0.0886 （2.4）

Wf?CfLpp(B?D) （2.5）

Cf取0.0886，根据公式计算Wf=0.0886*210*(30.5+18)=902.3吨 2.3.3 机电设备重量Wm 利用公式：

Wm?Cm*PB （2.6）

Cm一般在0.11－0.132，本船取Cm＝0.118 根据公式计算：Wm=0.118*8640=1019.52吨 综合以上三部分重量，本船的空船重量为：

LW?Wh?Wf?Wm

根据公式，得出：LW=11529+902.39+1019.52=13450.91吨 2.3.4 排水量及方形系数的估算

排水量=LW+DW=13450.91+50000=63450.91吨

排水体积???/rk=63450.91（1.025*1.005）=61595.35立方米 方形系数Cb=排水体积/Lpp*B*d=61595.35/(210*30.5*12.)=0.8014

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50000DWT成品油船的主尺度确定及总布置设计

2.4 重力与浮力平衡

采用诺曼系数法进行重力浮力平衡，允许误差为1吨。

保持载重量、主尺度不变，通过改变方形系数进行重力浮力平衡。因为只改变方形系数，引起的排水量变化不大，对主机功率的影响可以忽略，所以主机功率不变，因此舾装重量和机电设备重量也不变。但是由于方形系数的改变对钢料重量的影响很大，不可忽略。 (1) 求诺曼系数

N?(2) 载重量增量?DW

?2????Wh?(Wf?Wm)??3?? (2.8)

?DW1?DW?DW1?DW???1?LW1? (2.9)

(3) 排水量增量

??1?N??DW1 (2.10)

?? ?L代入浮性微分方程

??L??BB??dd??CbCb (2.11)

得到方形系数的变化?Cb1?????Cb （2.12）

改变后的方形系数 Cb2?Cb1??Cb1

1?0.5?C (4) 方形系数改变对钢料重量变化的影响b1Wh1?Wh?

平衡后得到?DW的值

1?0.5?Cb (2.13)

（当δDW小于等于0时，重力浮力平衡满足要求;本设计方案满足要求，无

须校核

初步选定主尺度如下：

Lpp=210m; B=33.13m;D=22m;d=12.96m

2.5 性能校核

2.5.1 稳性校核

稳性校核包括初稳性和大角稳性，在主要尺度确定时通常只校核设计船的初稳性是否满足要求。

初稳性高度的估算按初稳性方程式进行

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50000DWT成品油船的主尺度确定及总布置设计

GM?Zb?r?Zg??h (2.14) 式中 GM─所核算状态下的初稳性高度；

Zb─相应吃水下的浮心高度；

r─相应吃水下的横稳心半径； Zg─所核算状态下的重心高度；

?h─自由液面对初稳性高度修正值，此处暂时忽略不计。

由薛安国公式得到浮心高度的近似公式 Cw取0.858

Zb?a1d?0.5*(Bd2CwCb?)0.437*d =6.182 (2.15)

2由诺曼公式得到横稳心半径的近似公式 r?a20.008?0.0745CwCb?Bd2=6.079 (2.16)

重心高度系数参照母型船

Zg??D =0.56*18= 10.08 (2.17)

初稳性高度GM?Zb?r?Zg??h=6.182+6.079-10.08=2.181 2

.

B?4Zg2218)

布格氏认为考虑自由液面影响后 GM?0.1?/L 2.19) GM式中 f—修正系数。B/D?2.5时，f?1?0.07?B/d?2.5?；B/d?2.5时，

横摇周期 T??0.58f=14.4 (2.20)

f取1.0。

波浪周期 Tw?0.8? =6.45 (2.21) 式中 ?—波长，我国沿海为60～70m，本船取65m。

调谐因子要求????1.3经计算调谐因子为2.23>1.3 (2.22)

Tw2.5.2 航速校核

T 选择莱普法（Lap—Keller）计算有效马力曲线：

基本参数如下：

Lpp＝210 Ld＝1.01Lpp=212.1 Cm＝0.993 Cp＝ 0.807 B/D＝1.69 ???/rk=61595.35 Ld/B＝6.95 Xb＝+2%Lpp

S?(3.?41/3?0L.5pp?)=9448.6

2.61/ ??104.5kg?s2/m2

Cfs?0.4631/(lgRe)

表 1.1 莱普法有效功率估算

参考统计资料，取总推进系数为η＝0.52，则THP＝BHP*0.52

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航速校核 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项目 V（kn) Vs(m/s) Vs/Cp*Ld 数值 12 6.174 0.4456 25.5 -0.04 24.48 13 6.6885 0.4827 27 -0.04 25.92 14 7.203 0.5198 28.5 -0.04 27.36 15 7.7175 0.5570 30 -0.04 28.8 ?*1000(查图） Ld/B修正值 修正后?*1000＝(1+[5])*[4] Crt*1000 V*Ld Re＝[8]/1.18831E-6 Cfs*1000 Ca*1000 (Cfs+Ca)*1000＝[10]+[11] Cti*1000＝[7]+[12] Vs^2(m^2/s^2) ?SVs/2(kg) 20.976 1.033 1.091 1.148 2727.150 2954.413 3181.676 3408.938 2.295E+09 2.486E+09 2.68E+09 2.87E+09 1.3812 1.3679 1.3558 1.3447 0.15 0.15 0.15 0.15 1.5312 1.5179 1.5058 1.4947 2.507 2.551 2.597 2.643 38.1182 44.7360 51.8832 59.5598 22044033 25871122 30004379 34443802 91028.62 0.008461 91798.85 0.1029 6952.33 Rti＝[13]*[15]*0.001 55266.571 66003.853 77907.91 B/d修正＝（B/d-2.4)*5% 0.00846 0.00846 0.00846 Rt＝[16]*{1+[17]} 55734.2 66562.333 78567.12 Vs/75(m/s^2) 0.08232 0.08918 0.09604 EHP＝[18]*[19]*0.736(kw) 3376.796 4368.917 5553.551 做出有效马力曲线：

Pe(kw) 设计船有效马力曲线 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 12

设计航速的确定 提供功率 最大航速位置 12.5 13 13.5 航速 14 14.5 15 图2.1 设计船有效马力曲线

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