船舶的重量重心PPT課件

1、3.1 概述概述第三章、船舶重量重心一般貨船，通常取四種典型載況：一般貨船，通常取四種典型載況： 滿載出港滿載出港設(shè)計排水量狀態(tài)；設(shè)計排水量狀態(tài)； 滿載到港滿載到港船上的油水等消耗品重量規(guī)定為設(shè)計狀態(tài)儲船上的油水等消耗品重量規(guī)定為設(shè)計狀態(tài)儲 備量的備量的10； 壓載出港壓載出港船上不裝載貨物，但有所需的壓載水，油水儲備船上不裝載貨物，但有所需的壓載水，油水儲備 量為設(shè)計狀態(tài)之值；量為設(shè)計狀態(tài)之值； 壓載到港壓載到港船上不裝載貨物，但有所需的壓載水，油水為其船上不裝載貨物，但有所需的壓載水，油水為其 總儲備量的總儲備量的10。2. 2. 典型載況典型載況第第1頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估

2、算空船重量估算第三章、船舶重量重心1. 影響船體鋼料重量的主要因素影響船體鋼料重量的主要因素船體鋼料重量的分析與估算船體鋼料重量的分析與估算(1) 主尺度主尺度主尺度主尺度(L、B、D、d、CB）中影響最大的是）中影響最大的是L，其次是，其次是B，d 和和 CB 對對WH 的影響較小，而的影響較小，而 D 的影響程度要根據(jù)具體情況來分析。如用指數(shù)函數(shù)的影響程度要根據(jù)具體情況來分析。如用指數(shù)函數(shù)的形式來表示其影響程度，即：的形式來表示其影響程度，即：BHCdDBLW式中：式中：、 稱為主尺度對船體鋼料重量的影響指數(shù)。稱為主尺度對船體鋼料重量的影響指數(shù)。各指數(shù)的大體關(guān)系為：各指數(shù)的大體關(guān)系為： 和

3、和 及及 ，其中其中 1。（參見表）。（參見表）第第2頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 船體鋼料重量的分析與估算船體鋼料重量的分析與估算第三章、船舶重量重心1. 影響船體鋼料重量的主要因素影響船體鋼料重量的主要因素 （2）布置特征）布置特征 甲板層數(shù)甲板層數(shù) 艙壁數(shù)量艙壁數(shù)量 上層建筑和甲板室上層建筑和甲板室 布置決定的結(jié)構(gòu)形式布置決定的結(jié)構(gòu)形式 （3）使用要求）使用要求 新船要求的使用年限新船要求的使用年限 結(jié)構(gòu)材料（高強度鋼的使用比例）結(jié)構(gòu)材料（高強度鋼的使用比例） 附體的大小和多少附體的大小和多少 第第3頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 船體鋼料重量的

4、分析與估算船體鋼料重量的分析與估算第三章、船舶重量重心2. WH 的粗估方法的粗估方法 （1）平方模數(shù)法）平方模數(shù)法 式中：式中：CH1取自母型船：取自母型船： a、b權(quán)重系數(shù)權(quán)重系數(shù)）（bDaBLCWHH11()HOHOOOWCLaBbD （2）立方模數(shù)法）立方模數(shù)法21HHWCLBDLhlLSDDii1式中：式中： D1 相當型深相當型深 CH2 取自母型船取自母型船第第4頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 船體鋼料重量的分析與估算船體鋼料重量的分析與估算第三章、船舶重量重心2. WH 的粗估方法的粗估方法 （3）指數(shù)法）指數(shù)法 式中：式中：CH3取自母型船；取自母型船；

5、忽略忽略 d 和和CB 時，取時，取 為為 0。 （4）統(tǒng)計法）統(tǒng)計法CBHHWCdDBLCW3、 統(tǒng)計公式。統(tǒng)計公式。例如：適用于例如：適用于1000050000噸散貨船的統(tǒng)計公式：噸散貨船的統(tǒng)計公式：120010)7 . 0(90. 342BHCBKLW23)100300(75.10LK 式中：式中：第第5頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 船體鋼料重量的分析估算船體鋼料重量的分析估算第三章、船舶重量重心3. 比較精確的估算方法比較精確的估算方法 （1）每米船長重量法）每米船長重量法需具備新船和母型船的典型橫剖面結(jié)構(gòu)圖和總布置圖。需具備新船和母型船的典型橫剖面結(jié)構(gòu)圖和總布置

6、圖。估算步驟如下：估算步驟如下： 全船性結(jié)構(gòu)鋼料重量的估算：全船性結(jié)構(gòu)鋼料重量的估算： 分別計算出新船和母型船單元長度（每米長度重量）的結(jié)構(gòu)重量分別計算出新船和母型船單元長度（每米長度重量）的結(jié)構(gòu)重量 w 和和 w0 。按下式換算新船的全船性鋼料重量：。按下式換算新船的全船性鋼料重量： 式中：下標為式中：下標為“o”者是母型船之值；者是母型船之值； WHO為母型船對應(yīng)的全船性鋼料重量。為母型船對應(yīng)的全船性鋼料重量。 3131BOBPPOPPOHOHCCLLWW 局部修正和計入其它結(jié)構(gòu)重量。局部修正和計入其它結(jié)構(gòu)重量。 （2）分項重量換算法分項重量換算法第第6頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估

7、算空船重量估算 舾裝重量的分析與估算舾裝重量的分析與估算第三章、船舶重量重心1. 舾裝重量的分析舾裝重量的分析舾裝部分重量的特點是：項目繁多，且各自獨立，規(guī)律性差。采舾裝部分重量的特點是：項目繁多，且各自獨立，規(guī)律性差。采用分類、分項估算較可靠。用分類、分項估算較可靠。估算舾裝重量，通常可分成以下四類，分別對照母型船的舾裝重估算舾裝重量，通?？煞殖梢韵滤念悾謩e對照母型船的舾裝重量資料來分析和估算量資料來分析和估算 與船的排水量和主尺度有關(guān)的重量與船的排水量和主尺度有關(guān)的重量如船舶設(shè)備與系統(tǒng)，包括錨、如船舶設(shè)備與系統(tǒng)，包括錨、舵、系泊、消防、管系、油漆等。舵、系泊、消防、管系、油漆等。 與船員

8、或旅客人數(shù)有關(guān)的重量與船員或旅客人數(shù)有關(guān)的重量如艙室木作（襯板、天花板、甲如艙室木作（襯板、天花板、甲板敷料）、家俱、衛(wèi)生設(shè)備、救生設(shè)備等。板敷料）、家俱、衛(wèi)生設(shè)備、救生設(shè)備等。 與船的使用特點有關(guān)的重量與船的使用特點有關(guān)的重量如貨船上的起貨設(shè)備及艙口蓋，拖如貨船上的起貨設(shè)備及艙口蓋，拖船上的拖帶設(shè)備等。船上的拖帶設(shè)備等。 特殊項目重量特殊項目重量如減搖裝置，側(cè)向推進裝置等。如減搖裝置，側(cè)向推進裝置等。第第7頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 舾裝重量的分析與估算舾裝重量的分析與估算第三章、船舶重量重心1. 舾裝重量舾裝重量WO 的估算方法的估算方法WO 的粗略估算方法也有類似

9、于的粗略估算方法也有類似于WH 估算方法中的平方模數(shù)法和立估算方法中的平方模數(shù)法和立方模數(shù)法，即：方模數(shù)法，即：LBCWOO1)(2DBLCWOO4OOWCLBD平方模數(shù)法：平方模數(shù)法：立方模數(shù)法：立方模數(shù)法：2 33()OOWCLBD或：或：或：或：式中：式中：CO1、CO2、CO3、CO4均為取自母型船的對應(yīng)系數(shù)。均為取自母型船的對應(yīng)系數(shù)。第第8頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 舾裝重量的分析與估算舾裝重量的分析與估算第三章、船舶重量重心1. 舾裝重量舾裝重量WO 的估算方法的估算方法WO 的其他估算方法：的其他估算方法：統(tǒng)計公式；統(tǒng)計公式；較詳細的分項估算。較詳細的分項

10、估算。 分項估算的詳細程度根據(jù)設(shè)計的深度而定。對于已確定的具體舾裝設(shè)分項估算的詳細程度根據(jù)設(shè)計的深度而定。對于已確定的具體舾裝設(shè)備，可參照設(shè)備樣本提供的重量資料來確定，如救生設(shè)備、錨泊設(shè)備、舵?zhèn)?，可參照設(shè)備樣本提供的重量資料來確定，如救生設(shè)備、錨泊設(shè)備、舵設(shè)備、起貨設(shè)備等。對于艙口蓋、甲板覆料、內(nèi)裝材料等可根據(jù)布置和選設(shè)備、起貨設(shè)備等。對于艙口蓋、甲板覆料、內(nèi)裝材料等可根據(jù)布置和選型結(jié)果，用型船資料或經(jīng)驗公式等方法估算。對于設(shè)計暫未確定的其他雜型結(jié)果，用型船資料或經(jīng)驗公式等方法估算。對于設(shè)計暫未確定的其他雜項的重量也可用型船資料換算，換算中注意對新船和型船的不同處應(yīng)進行項的重量也可用型船資料換

11、算，換算中注意對新船和型船的不同處應(yīng)進行適當?shù)男拚?。適當?shù)男拚?。第?頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 機電設(shè)備重量估算機電設(shè)備重量估算第三章、船舶重量重心1. 按主機功率按主機功率 的粗估方法的粗估方法機電設(shè)備重量可以近似地按主機功率平方根機電設(shè)備重量可以近似地按主機功率平方根 的關(guān)系進行換算的關(guān)系進行換算 ，例如：，例如： 式中：式中：PD主機功率主機功率MCR（kW）；）； CM系數(shù)，可用母型船資料換算。缺乏母型資料時，系數(shù)，可用母型船資料換算。缺乏母型資料時， CM可按可按以下范圍取值：對于中速主機：以下范圍取值：對于中速主機： CM =56，對于低速主，對于低速主機

12、：機：MCR 在在10000kW以上時以上時 CM =78；MCR在在10000kW 以下時以下時 CM =89。5 . 0DP5 . 0)7355. 0(DMMPCW2. 分項估算方法分項估算方法第第10頁頁/共共19頁頁3.2 空船重量估算空船重量估算 固定壓載和排水量裕度固定壓載和排水量裕度第三章、船舶重量重心1. 固定壓載固定壓載固定壓載屬于空船重量的一部分。船舶加固定壓載的主要原因有：固定壓載屬于空船重量的一部分。船舶加固定壓載的主要原因有： 某些船穩(wěn)性不足，加固定壓載以降低重心高度；某些船穩(wěn)性不足，加固定壓載以降低重心高度； 某些特殊船舶嫌滿載吃水太淺或排水量太小，用固定壓載加大吃

13、水和某些特殊船舶嫌滿載吃水太淺或排水量太小，用固定壓載加大吃水和排水量；排水量； 有的船因布置的特殊要求導(dǎo)致浮態(tài)不理想，用加固定壓載來調(diào)整縱傾。有的船因布置的特殊要求導(dǎo)致浮態(tài)不理想，用加固定壓載來調(diào)整縱傾。對于一般運輸貨船，設(shè)計成加固定壓載是不允許的。某些特殊情對于一般運輸貨船，設(shè)計成加固定壓載是不允許的。某些特殊情況下，新船建造完工后，發(fā)現(xiàn)重心過高或浮態(tài)很不好，用加固定壓載況下，新船建造完工后，發(fā)現(xiàn)重心過高或浮態(tài)很不好，用加固定壓載來作為一種補救措施，以便在新船犧牲了部分裝載能力后還能繼續(xù)使來作為一種補救措施，以便在新船犧牲了部分裝載能力后還能繼續(xù)使用。用。第第11頁頁/共共19頁頁3.2

14、空船重量估算空船重量估算 固定壓載和排水量裕度固定壓載和排水量裕度第三章、船舶重量重心設(shè)計中重量估算誤差。設(shè)計中重量估算誤差。未預(yù)計重量的增加，如在設(shè)計后期或建造過程中船東未預(yù)計重量的增加，如在設(shè)計后期或建造過程中船東提出增加設(shè)備等。提出增加設(shè)備等。建造中時常難免會采用代用品（包括材料及設(shè)備等）建造中時常難免會采用代用品（包括材料及設(shè)備等）導(dǎo)致空船重量增加。導(dǎo)致空船重量增加。2. 排水量裕度排水量裕度 排水量裕度也叫排水量儲備。在估算空船重量時，通常都排水量裕度也叫排水量儲備。在估算空船重量時，通常都要考慮加一定的排水量裕度，其原因大致有以下三個方面：要考慮加一定的排水量裕度，其原因大致有以下

15、三個方面：排水量裕度的取值視不同設(shè)計階段而定，例如，在初步設(shè)計階排水量裕度的取值視不同設(shè)計階段而定，例如，在初步設(shè)計階段，排水量裕度可取空船重量段，排水量裕度可取空船重量 LW 的的 46?；蛘邔Υw鋼料重。或者對船體鋼料重量量 WH 取取 35，對舾裝重量，對舾裝重量 WO 和機電設(shè)備重量和機電設(shè)備重量WM各取各取 8%10。第第12頁頁/共共19頁頁3.3 載重量估算載重量估算第三章、船舶重量重心人員、行李、食品、淡水的重量人員、行李、食品、淡水的重量載重量載重量DW包括了貨物、人員及行李、食品、淡水、燃油、滑油、爐水包括了貨物、人員及行李、食品、淡水、燃油、滑油、爐水以及備品和供應(yīng)品的重

16、量，如果設(shè)計狀態(tài)還有壓載水的話，則還包括壓載水以及備品和供應(yīng)品的重量，如果設(shè)計狀態(tài)還有壓載水的話，則還包括壓載水的重量。的重量。 如設(shè)計任務(wù)書已知如設(shè)計任務(wù)書已知DW，為了考慮各種艙室容積的要求和計算重心的位，為了考慮各種艙室容積的要求和計算重心的位置等，也必須對組成載重量的各部分重量進行計算或估算。置等，也必須對組成載重量的各部分重量進行計算或估算。 人員和行李通常按每人平均（人員和行李通常按每人平均（70kg50kg）計算。）計算。 食品及淡水總儲備量自持力食品及淡水總儲備量自持力人員數(shù)人員數(shù)定量定量）（自持力dVRS24R為續(xù)航力，為續(xù)航力，Vs是服務(wù)航速。是服務(wù)航速。食品和淡水的定量標

17、準食品和淡水的定量標準。第第13頁頁/共共19頁頁3.3 載重量估算載重量估算第三章、船舶重量重心1. 燃油（燃油（WF）33221110k)gPgPg(tWFt 航行時間航行時間 （h）;g1主機耗油率主機耗油率kg/(kW.h)；p1主機常用額定功率（主機常用額定功率（kW）；）； g2輔機（主要指發(fā)電機組）耗油率輔機（主要指發(fā)電機組）耗油率kg/(kW.h) ；p2航行時使用的輔機總功率（航行時使用的輔機總功率（kW）；）；g3其他燃油設(shè)備（如燃油鍋爐）單位時間耗油量其他燃油設(shè)備（如燃油鍋爐）單位時間耗油量 （kg/h）；）；k風浪影響系數(shù)，可取風浪影響系數(shù)，可取1.11.2。2. 滑油

18、（滑油（WL）FLWW3. 爐水（爐水（WBW）tGWBW4. 備品供應(yīng)品備品供應(yīng)品備品和供應(yīng)品的重量可取空船重量的一個百分數(shù)，如（備品和供應(yīng)品的重量可取空船重量的一個百分數(shù)，如（0.5%1.0%）LW。燃油、滑油、爐水及備品供應(yīng)品的重量燃油、滑油、爐水及備品供應(yīng)品的重量第第14頁頁/共共19頁頁3.4 排水量的粗估和重量與浮力的平衡排水量的粗估和重量與浮力的平衡第三章、船舶重量重心在設(shè)計的最初階段，初步選取主尺度時如何考慮排水量的要求是設(shè)計在設(shè)計的最初階段，初步選取主尺度時如何考慮排水量的要求是設(shè)計者面臨的第一個問題。在已知載重量的情況下，排水量的第一次近似通常者面臨的第一個問題。在已知載重

19、量的情況下，排水量的第一次近似通常可應(yīng)用載重量系數(shù)的方法初步確定，即：可應(yīng)用載重量系數(shù)的方法初步確定，即：DW 的估算方法在有相近母型船資料時，用母型船資料較可靠。的估算方法在有相近母型船資料時，用母型船資料較可靠。也有一些統(tǒng)計公式可供參考使用，例如：也有一些統(tǒng)計公式可供參考使用，例如：DWDW式中式中DW 稱為載重量系數(shù)稱為載重量系數(shù) 。 DW 表示船舶載重量表示船舶載重量DW占排水量的比例占排水量的比例系數(shù)，對于相同排水量的船來說，系數(shù)，對于相同排水量的船來說， DW大，表示空船重量輕，或者說載大，表示空船重量輕，或者說載重能力大。由此可見，一艘運輸貨船重能力大。由此可見，一艘運輸貨船 D

20、W的大小是反映該船設(shè)計建造質(zhì)的大小是反映該船設(shè)計建造質(zhì)量的一個重要指標。量的一個重要指標。 554535255)10(0469. 0)10(1441. 0)10(1294. 0)10(0775. 0)10(1304. 07666. 0DWDWDWDWDWDW該式適用于該式適用于DW=10000100000t的散貨船。的散貨船。第第15頁頁/共共19頁頁3.4 排水量的粗估和重量與浮力的平衡排水量的粗估和重量與浮力的平衡第三章、船舶重量重心根據(jù)浮性方程：根據(jù)浮性方程：DWLWkLBdCB已知粗估所得的新船排水量已知粗估所得的新船排水量和初步選取的和初步選取的L、B、D、d及及CB ，就可，就可根據(jù)這些要素估算出空船的重量根據(jù)這些要素估算出空船的重量 LW以及載重量以及載重量DW。此時