船舶设计原理：船舶重量及容量PPT教学课件.pptx

CONTENTS2.12.2船舶重量船舶容量第2章船舶重量及容量

船舶重量2.1

2.1.1重量及重心计算概述1.浮力与重力的平衡船舶在水中同时受到重力和浮力的作用,当浮力和重力相等,作用在同一铅垂线上时,船舶才能在水面上达到平衡。

2.1.1重量及重心计算概述船舶所受到的重力等于构成船舶的所有重量之和,故有重力方程式W=∑Wi(2-1)式中W———船舶所受的重力,t;∑Wi———构成船舶的所有重量之和,t。船舶所受到的浮力等于船舶所排开的水的重量,故有浮力方程式Δ=γk?=γkLBdCb(2-2)式中Δ———对应载况下的船舶排水量,t;γ———水的密度,t/m3,淡水为1.0t/m3,海水为1.025t/m3;k———附体体积系数,通常取k=1.004(大船),k=1.01(小船);?———对应载况下的型排水体积,m3;L,B,d,Cb———船长、型宽、吃水及方形系数。当船舶在水中达到平衡时,其浮力必等于重力,可得浮性方程式Δ=∑Wi=γkLBdCb(2-3)

2.1.1重量及重心计算概述2.重量、重心计算的目的及特点为使设计船舶准确地漂浮在预定的吃水线上,就必须比较准确地估算船舶的重量与重心。重量计算的误差如果过大,船将不能漂浮在预定的吃水线上,影响船舶使用性能。船舶重量、重心计算是贯穿设计始终的逐步近似过程。在不同设计阶段,重量、重心计算的方法是不一样的。在设计初期即主要尺度及排水量确定阶段,设计船的重量、重心只能依据母型船或统计资料进行估算。在技术设计、施工设计阶段可以按图纸进行详细的分项计算,然后逐项累计,完工设计阶段经倾斜试验最后确认。本节主要介绍设计初期重量及重心的估算方法。

2.1.2重量及排水量分类1.民船重量分类船舶在某载况下的总重量即为此时的排水量Δ,它是空船重量与相应载况时的载重量之和,即Δ=LW+DW(2-4)式中LW———空船重量,t;DW———相应载况时的载重量,t。其中,空船重量又可分为船体钢料重量Wh、木作舾装重量Wf及机电设备重量Wm,即LW=Wh+Wf+Wm(2-5)

2.1.2重量及排水量分类2.典型排水量民船通常有下列载况:空船排水量空载排水量满载排水量最大排水量

2.1.3空船重量计算1.载重量系数法载重量DW与Δ排水量之比称为载重量系数,即当设计船的DW给定时,可用下式粗估空船重量LW:式中的载重量系数ηDW可参考同类型船舶的统计值选取,最好取自相近的母型船,也可按同类型船舶载重量系数的统计公式计算。

2.1.3空船重量计算1.载重量系数法对于Δ大的船舶,ηDW要大些。对于一般货船或油船等载重型船舶,ηDW随Δ变化有相对稳定的范围,因此可用ηDW来确定LW或初始Δ。ηDW表示船舶的DW占Δ的百分数,它反映了运输船舶装载能力的大小,表示Δ的利用率。对同样Δ的船来说,ηDW大者,表示其DW大;反之,当DW和其他要求相同时,ηDW大者,说明Δ小些也能满足要求,故造价较低。

2.1.3空船重量计算2.分项估算法(1)船体钢料重量Wh的分析及估算①影响船体钢料重量的因素a.船舶主要尺度及系数b.布置特征c.船级、规范、航区d.结构材料

2.1.3空船重量计算2.分项估算法(1)船体钢料重量Wh的分析及估算②船体钢料重量的估算方法a.百分数法此法假定船体钢料重量Wh与满载排水量Δ成正比,即Wh=Ch·Δ(2-9)式中Ch———Wh占Δ的百分数,称为钢料重量系数,可根据母型船或按同型船的统计值选取,即式中,下标带“0”者为母型船的相应数值。式(2-9)实际上可由式(2-8)导出。当式(2-8)中的指数α=β=δ=τ=1,γ=0时,即得式(2-9)。

2.1.3空船重量计算2.分项估算法(1)船体钢料重量Wh的分析及估算②船体钢料重量的估算方法b.立方模数法此法假定Wh正比于船的内部总体积,并以LBD作为内部总体积的特征数,则有Wh=ChLBD(2-11)式中Ch———关于立方模数的船体钢料重量系数,可参考母型船选取;LBD———立方模数,其中D为至最上层连续甲板的型深。

2.1.3空船重量计算2.分项估算法(1)船体钢料重量Wh的分析及估算②船体钢料重量的估算方法b.立方模数法若设计船的舷弧高度及上层建筑的体积与母型船相差较大,式(2-11)中D可采用相当型深D1,以提高计算的精确性。D1可用下式计算:式中Sm———平均舷弧高;li,hi———连续甲板上的第一