第三章船舶性能9-19.ppt

船舶与海洋工程概论 1 浮性:船舶在一定装载情况下浮于一定水面的能力 船舶本身应具备一些特定的性能，才能在汹涌的海洋或湍急的江河中航行，这些性能我们称之为船舶航行性能。 浮性平衡条件 1、重力与浮力大小相等方向相反; 2、重心G和浮心B必须在同一垂线上; 重力与重心计算 ★用理论力学知识可以解决（Xg, Yg, Zg)。 ★重量和重心的计算 直接关系到船舶技术性能 （影响浮态，稳性，横摇性能等) 计算不准满足不了设计要求 设计阶段（分项估算） 建成以后（进行倾斜试验，求得空船重量和重心） 浮力和浮心计算 排水体积与浮心位置计算 ★正浮时设计状态浮力和浮心计算 （利用型线图，进行积分计算） ★不同吃水时浮力和浮心计算 （利用型线图，进行变上限积分计算） ★纵倾时在波浪中的浮力和浮心计算 （邦金曲线，费尔索夫曲线） 浮性曲线及其特性 浮性曲线： 排水体积曲线 浮心纵向坐标曲线 浮心垂向坐标曲线 水线面面积曲线 漂心纵向坐标曲线 储备浮力 船舶在水面的漂浮能力是由储备浮力来保证的。 储备浮力是指水线以上船舶主体的水密容积。 储备浮力通常是以满载排水量的百分比来表示。 内河船约为其满载排水量的10%—15% 海船约为为其满载排水量的20%—50% 军船约为为其满载排水量的100% 载重线标志 载重线标志是船舶在不同季节在不同航区的最大吃水标志。它是保证船舶 水上航行安全情况下所规定的船舶安全装载极限。即船舶航行时的实际吃 水不能超过规定的载重线，以此保证船舶安全航行所需的最小储备浮力。 3-2 稳性 受到外力作用偏离其平衡位置而倾斜， 当外力消失后仍能回到原来平衡位置的能力。 稳性也是决定船舶横摇快慢的一个重要特征数。 外力: 回复能力产生的原因 船舶平衡状态 稳定平衡 不稳定平衡 中性平衡 稳性分类 横稳性 纵稳性 静稳性：角速度可忽略不计 动稳性:有明显的角速度变化 初稳性：倾斜角度小于10-15度，或上甲板 边缘开始入水 大倾角稳性：倾斜角度大于10-15度，或上 甲板边缘入水后 完整稳性 浮态和初稳性影响原因 重量移动对船舶浮态和初稳性影响 装载小量和大量货物对船舶浮态和初稳性影响 自由液面对初稳性影响 悬挂重物对初稳性影响 船舶进坞和搁浅时的浮态和稳性 船舶在各种装载状态下的初稳性和浮性计算 大倾角稳性计算 船舶倾斜试验 抗沉性 抗沉性是指船舶在一舱或数舱破损进水后仍能 保持一定的浮性和稳性的能力. 我国船级社规定：船舶破损后的水线不得超过水密 甲板边线下76mm且 GM 不小于0.05m这条与水密 甲板线相距76mm的平行线叫安全限界线。 抗沉性主要研究两个问题： 1 船舶进水后浮态和稳性的计算 主要是计算出船舶进水后船舶的初稳性值和浮态 （横倾、纵倾值） 2 可浸长度即分舱的极限计算 主要是计算可浸长度并根据各舱室的渗透率绘成可浸长度曲线. 快速性 船舶快速性包括船舶阻力和船舶推进两部分。 研究内容: 1.减小船舶阻力，选择优良船型； 2.增大推力，选择效率较高的螺旋桨； 3.选择合适的主机； 4.推进器，与船体和主机之间的配合 对于低速船： 兴波阻力小， 摩擦阻力占70%-80% 粘压阻力占10% 对于高速船：兴波阻力40-50%， 摩擦阻力占50% 粘压阻力占5% 低速船 Fr0.2 中速船 0.2Fr0.3 高速船 Fr0.3 船舶推进 螺旋桨推进 螺旋桨俗称“车叶”，它的结构可分为两部分： 一是位于四周几片形状和大小都一样的桨叶； 二是位于当中的圆锥形壳体，称为桨毂。 推进效率(似是推进系数) 所谓推进效率就是推进器发出的有用功率与吸收功率之比。 ηD＝PE/PD = ηo×ηh×ηr PE－－ 船体有效马力。 PD－－ 螺旋桨收到马力。 推进系数 P·C＝ PＥ／ＰＢ＝ ηD × ηS PB －－