第三章 船舶容量及噸位

1、第三章 船舶布置地位及噸位,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 載重型船的布置地位 第三節(jié) 布置型船的布置地位 第四節(jié) 容量圖與艙容要素曲線(xiàn) 第五節(jié) 船舶登記噸位,,,,,,第一節(jié) 概述,設(shè)計(jì)任何一種船舶，除滿(mǎn)足重力與浮力平衡外，還必須保證必要的內(nèi)部容積及甲板面積，以便用來(lái)裝載貨物和油水，安放機(jī)械和各種設(shè)備，布置各種工作和生活艙室。㈠ 載重型船舶 運(yùn)輸船舶中，載重量占排水量較大的船舶，

2、如散貨船、油船等。這類(lèi)船對(duì)載重量和艙容的要求是確定船舶主尺度是考慮的主要因素。,第一節(jié) 概述,㈡ 布置型船舶 船舶主尺度由所需的布置地位決定，而載重量不作為主要因素考慮的一類(lèi)船舶。如客船等。㈢ 載重與布置型船舶 該類(lèi)船既要重點(diǎn)考慮布置地位，又有已定的載重量要求，如集裝箱船、滾裝船等。,,第二節(jié) 載重型船的布置地位,㈠容積計(jì)算 ⒈各艙所需容積計(jì)算 ⒉船主體所能提供的型容積計(jì)算 ㈡艙容校核

3、與調(diào)整 ⒈容量方程 ⒉艙容的調(diào)整 ⒊影響容量的因素,,,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,⒈各艙所需容積計(jì)算 ①貨艙 貨艙所需容積與要求的載貨量、貨種及其包裝方式有關(guān)，可按下式計(jì)算：式中： ----載貨量（t） ----貨物的積載因數(shù)（ ） ----型容積利用系數(shù),容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,積載因數(shù)、型容積利用系數(shù)、虧艙 積載因數(shù)：?jiǎn)挝恢亓?/p>

4、貨物所占船艙的容積。非液貨其值不等于貨物密度的倒數(shù)。 型容積利用系數(shù)：是指船艙內(nèi)能用于裝貨的容積與型容積之比。扣除船艙內(nèi)結(jié)構(gòu)件及管系占取容積后的型容積為凈容積。凈容積與型容積之比為結(jié)構(gòu)折減系數(shù)。 對(duì)于油艙另外要考慮一定的膨脹系數(shù)，其值為0.97-0.98。 虧艙：是指貨艙某些部位因堆裝不便而產(chǎn)生裝貨時(shí)無(wú)法利用的空間。其值與貨艙開(kāi)口大小、貨物形狀和包裝方式以及散貨的休止角等有關(guān)，一般包裝的雜貨為10%-20%、散裝貨為

5、2%-10%。,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,常用貨物積載因數(shù)表,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,②油水艙 船上油水艙包括燃油艙、淡水艙、滑油艙、污油水艙等。 式中： ----油水儲(chǔ)存量（t ） ----油水的密度（ ），重柴油為0.89~0.9，輕柴油為0.84~0.86 ----型容積利用系數(shù)，燃油艙為0.94，水艙為本0.97,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,③壓載水艙

6、 為了保證船舶在空載航行時(shí)的浮態(tài)、穩(wěn)性和適航性，船舶必須具有一定的首尾吃水，即壓載。壓載量通常根據(jù)空載時(shí)的首尾吃水來(lái)確定： 尾吃水達(dá)到0.04~0.05L，并保證螺旋槳浸沒(méi)； 首吃水為0.025~0.03L，且尾傾值不大于0.015L。 設(shè)計(jì)初始階段，可用下式來(lái)估算： 式中： ----系數(shù)，散貨船為0.32~0.5（寬淺吃水船取大于0.5) 、多用途船為0.2~0.3、集裝箱船為

7、0.3~0.35、油船為0.42~0.47(10萬(wàn)噸以上取0.35~0.4)。,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,為什么要設(shè)專(zhuān)用壓載水艙？ 為了保證船在非滿(mǎn)載航行時(shí)的浮態(tài)、穩(wěn)性和適航性，常在船上設(shè)置專(zhuān)用壓載水艙，其理由： 1）空載返航過(guò)程中，由于油水和備品的消耗，船舶重心提高，致使初穩(wěn)性高度降低； 2）空載返航時(shí)，吃水太小，槳葉不能充分浸在水中，螺旋槳的推進(jìn)效率和推力就會(huì)減小，且由于槳葉交替變化而引起槳葉的嚴(yán)重振動(dòng)；

8、3）空載時(shí)，首吃水太小，船舶在海浪中易引起拍擊和砰擊，以致?lián)p壞首部結(jié)構(gòu)； 4）同時(shí)極度的尾傾會(huì)縮小駕駛的視野，在橫向風(fēng)浪中會(huì)給操舵增加困難。,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,④ 機(jī)艙 機(jī)艙所需的容積實(shí)際上由機(jī)電設(shè)備布置地位所需的艙長(zhǎng)和機(jī)艙的位置所決定。其大小可安下式： 式中： ----機(jī)艙段體積豐滿(mǎn)系數(shù) ----機(jī)艙雙層底高度，一般為1.2~1.5m（小船為0.9~1.2m)

9、 機(jī)艙布置時(shí)，盡可能充分利用空間（設(shè)平臺(tái)），以縮短機(jī)艙長(zhǎng)度。,容積計(jì)算—各艙所需容積計(jì)算,⑤其他艙室 主船體的其他艙室還有首尾尖艙、隔離艙、軸隧等。 首尖艙：防撞艙壁位置“法規(guī)”有要求，0.05~0.08L； 尾尖艙：須滿(mǎn)足布置尾軸管的要求，一般為0.04~0.05L； 隔離艙：一般作貨油泵艙和燃油艙用； 污油水艙：其容積不小于貨油艙容積的3%，對(duì)設(shè)有專(zhuān)用壓載水 艙和使用原油洗艙的可為2%； 一般來(lái)講，貨船其他

10、艙室容積為主體總?cè)莘e的2~4% 防污染公約：載重量600t及以上的油船須設(shè)雙層底 載重量5000t及以上的油船須設(shè)雙底雙舷,容積計(jì)算—船主體所能提供的型容積計(jì)算,①主船體總?cè)莘e的估算 式中： ----計(jì)算到型深的方形系數(shù) ----計(jì)入舷弧和梁拱的相當(dāng)型深,容積計(jì)算—船主體所能提供的型容積計(jì)算,②貨艙容積估算式中： ----按母型船選取，或粗估時(shí)取C=

11、0.55~0.56式中 、 ----分別為貨艙長(zhǎng)度、船中處貨艙橫剖面 、 、 ----分別為機(jī)艙、首尖艙、尾尖艙長(zhǎng)度 ----系數(shù)，散貨船： 雜貨船：,,艙容的校核與調(diào)整—容量方程,⒈容量方程 ①全船容量方程 ②貨艙容量方程,艙容的校核與調(diào)整—艙容的調(diào)整,① 艙容不足 ⑴縮短機(jī)艙長(zhǎng)度； ⑵加大主尺度

12、L、B、D：a.L/B正常，穩(wěn)性富余，則增加D； b.如穩(wěn)性和快速性都不滿(mǎn)意，則應(yīng)結(jié)合艙容綜合考慮（浮力與重力的平衡等）。② 艙容多余 ⑴如浮性、穩(wěn)性和快速性基本合適，可考慮減小D； ⑵如浮性、穩(wěn)性和快速性等允許L、B調(diào)整，則可適當(dāng)進(jìn)行。③ 如貨艙容積富余而壓載艙容積不足，可適當(dāng)調(diào)整雙層底高度、首尾尖艙和邊艙的尺寸。調(diào)整時(shí)應(yīng)注意規(guī)范的有關(guān)規(guī)定以及對(duì)穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性的影響。特別要重視首尾壓載水壓載航行時(shí)對(duì)總縱強(qiáng)度的影響。,

13、艙容的校核與調(diào)整—影響容量的主要因素,根據(jù)貨艙容量方程 ，可以分析出影響容量的因素：①增加船長(zhǎng)，可以增大艙容，但也相應(yīng)增加船體鋼料，提高造價(jià)。②增加船寬，雖能增加艙容，但對(duì)穩(wěn)性有較大影響，應(yīng)慎重。如果Δ、L、δ都不變，此時(shí)增大B，勢(shì)必要減小T，這將對(duì)快速性有影響。③縮小首尾艙及雙層底高度似乎能增加艙容，但“規(guī)范”對(duì)其都有一定的規(guī)定，更何況首尾尖瘦，對(duì)容量影響不大。因此都不能作為解決

14、容量的有效措施。,艙容的校核與調(diào)整—影響容量的主要因素,④最大限度地縮短機(jī)艙長(zhǎng)度無(wú)疑是提高船舶經(jīng)濟(jì)性的措施之一。盡管選擇好了主機(jī)后，其變化范圍不大，但機(jī)艙應(yīng)盡量采用立體布置，以利于機(jī)艙長(zhǎng)度的縮短。⑤增加D和D/T是增大貨艙容積最有效的措施。因?yàn)閷?duì)大船來(lái)說(shuō)，加大D對(duì)強(qiáng)度有利，對(duì)鋼料影響不大。當(dāng)然，D增大，船的重心升高，受風(fēng)面積也加大，對(duì)穩(wěn)性有影響，但一般情況比較好解決。,,第三節(jié) 布置型船的布置地位,對(duì)于布置型船，往往需要從所需的布

15、置地位入手來(lái)考慮船長(zhǎng)、船寬和型深，勾畫(huà)總布置草圖，然后在根據(jù)性能、強(qiáng)度等方面的考慮來(lái)校核其主尺度是否合理，并決定其他要素。 ㈠客船 ㈡集裝箱船 ㈢其它船舶 ⒈車(chē)客渡船 ⒉挖泥船,,,,客船,客船：是指載客人數(shù)超過(guò)12人的船舶，通常分純客船和客貨船兩種。 純客船已向旅游船和高速船兩個(gè)方向發(fā)展。它包含起居處所、服務(wù)處所、游步處所和機(jī)器處所， 其中與乘客相關(guān)的處所及通道、出入口、扶梯等按《乘客定額及

16、艙室設(shè)備》規(guī)范布置。此外，此類(lèi)船還要布置較多的船員生活設(shè)施以及配備大量的救生設(shè)備。 客貨船向著客滾船（車(chē)客渡船）方向發(fā)展。,客船—內(nèi)河客船的分類(lèi),按航行時(shí)間分第一類(lèi)—24小時(shí)以上的長(zhǎng)途客船；第二類(lèi)—12~24小時(shí)的區(qū)間客船；第三類(lèi)—4~12小時(shí)的短途區(qū)間客船；第四類(lèi)—0.5~4小時(shí)的短途客船；第五類(lèi)—0.5小時(shí)以?xún)?nèi)的對(duì)江渡船。,按總噸位分大型客船—大于等于1000的客船；中型客船—200~1000之間的客船；小型

17、客船—小于等于200的客船。,客船—客船布置的注意點(diǎn),客船布置的注意點(diǎn)： ①客艙盡可能不要布置在主甲板以下以改善乘客乘坐條件。注意不同等級(jí)艙室布置的獨(dú)立性和進(jìn)出的方便性和安全性。 ②上層建筑層數(shù)過(guò)多會(huì)使受風(fēng)面積過(guò)大、重心過(guò)高，從而影響船舶穩(wěn)性和操縱性。 ③注意所選擇的主尺度和布置方案要使布置地位得到充分的利用，做到既滿(mǎn)足要求，又不浪費(fèi)。 ④小型客船的型寬和型深選取要注意機(jī)艙主機(jī)的布置。,,

18、集裝箱船,集裝箱船：是指用于裝載集裝箱的船，通常分專(zhuān)用和集散兩種（艙口有敞口和非敞口）。布置地位主要是根據(jù)總載箱數(shù)的要求，通過(guò)對(duì)集裝箱（行數(shù)、列數(shù)、層數(shù)）的具體布置，得出新船初步的主尺度，進(jìn)而通過(guò)浮性、穩(wěn)性、快速性、以及強(qiáng)度等方面的考慮和校核來(lái)確定新船的主尺度。,集裝箱船—考慮布置地位的兩個(gè)方面,①艙內(nèi)和甲板上載箱數(shù)的分配（沒(méi)有確切的比例） 艙內(nèi)箱數(shù)：直接影響主尺度的大小。在尺度一定時(shí)盡可能增加（最多9層），以降低重心。

19、甲板上箱數(shù)：堆高不限（4~6層），且盡量利用船的全寬，但要考慮穩(wěn)性、箱的綁扎、艙蓋及箱的強(qiáng)度等因素。②機(jī)艙和上層建筑的位置（大多數(shù)在尾部） 長(zhǎng)度：盡可能縮短。 位置：尾部或偏位部，也有在首部設(shè)上層建筑。,集裝箱船—ISO指定的部分標(biāo)箱,集裝箱船—集裝箱船貨艙尺寸的考慮,①貨艙總長(zhǎng) 貨艙總長(zhǎng)與貨箱行數(shù)X有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)可按7.7X-8(米)考慮。通常一個(gè)單元貨艙縱向布置兩個(gè)艙口（中間為甲板條），共裝4行TEU。 ②貨艙口

20、寬 貨艙口寬與貨箱的列數(shù)Y、貨箱間的橫向間隙、船上有無(wú)吊車(chē)等相關(guān)。當(dāng)設(shè)有吊時(shí)，橫向間隙為100/50；沒(méi)有時(shí)，橫向間隙為200/125。 ③貨艙深 貨艙深與貨箱層數(shù)Z、艙底墊板厚度（25~100）、最上層箱與艙蓋的間隙要求（200~300）、艙口圍板高、梁拱有關(guān)。,集裝箱船—典型的單元貨艙布置,,其他船舶—客滾船,,其他船舶—客滾船,,其他船舶—挖泥船,,其他船舶—挖泥船,,第四節(jié) 容量圖與艙容要素曲線(xiàn),㈠容量圖：是表明船

21、舶主體內(nèi)艙室和艙柜在船上的縱向和豎向位置及其橫剖面面積曲線(xiàn)分布的曲線(xiàn)圖。該圖長(zhǎng)度方向反映船長(zhǎng)及各艙室、艙柜長(zhǎng)度，豎向代表各艙室、艙柜在對(duì)應(yīng)位置上的剖面面積。 其最高曲線(xiàn)下包圍的面積就是船主甲板下型體積，圖形的面積心（沿船長(zhǎng)方向）就是體積心長(zhǎng)度方向坐標(biāo)。 ㈡艙容要素曲線(xiàn),容量圖,艙容要素曲線(xiàn),㈡艙容要素曲線(xiàn)：是指液體艙的容積、容積形心垂向和縱向坐標(biāo)、自由液面對(duì)通過(guò)其中心縱軸的慣性矩等隨液面不同而變化的曲線(xiàn)。 計(jì)算液

22、艙體積及形心位置時(shí)，以采用沿水線(xiàn)方向積分為好，因?yàn)檫@樣可同時(shí)算出各艙深處自由液面的要素。,艙容要素曲線(xiàn),,,第五節(jié) 船舶登記噸位,㈠船舶登記噸位（RT）：是指國(guó)際船舶噸位丈量公約或船籍國(guó)政府制定的噸位丈量規(guī)則核定的噸位，包括總噸位和凈噸位。 ⒈總噸位（GT）：是以全船圍蔽處所的總?cè)莘e（除去免除處所）來(lái)量計(jì)，它表征船的大小。 ⒉凈噸位（NT）：是按船舶能用于營(yíng)利部分的有效容積來(lái)量計(jì)，它表征船舶的營(yíng)利能力。 船舶登記噸

23、RT為與船的載重噸位DW是完全不同的概念。對(duì)于同樣載重量的船舶，其登記噸位小者經(jīng)濟(jì)性要好些。,船舶登記噸位,㈡ 船舶噸位的作用 ⒈作為稅收和各類(lèi)收費(fèi)的基準(zhǔn)：如港務(wù)費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、檢驗(yàn)費(fèi)、船舶租借費(fèi)等 ⒉作為船舶統(tǒng)計(jì)的量度標(biāo)準(zhǔn)：如船舶擁有量等 ⒊作為劃分船舶大小的依據(jù)：如大船與小船的設(shè)備配備 ⒋作為船舶營(yíng)運(yùn)管理的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：如規(guī)定船員的等級(jí)等 鑒于此，船舶設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制好船舶的總?cè)莘e，盡可能使船舶的總噸位確定在經(jīng)濟(jì)合

24、算和其他方面也有利的限度內(nèi)（噸位劃有檔次）。,船舶登記噸位,㈢ 噸位的計(jì)算⒈噸位丈量規(guī)范計(jì)算 ?、俅翱倗嵨唬?GT=k1*V =(0.2+0.02lgV)V 式中：V----扣去免除部分所有圍蔽處所的型容積?、诖皟魢嵨唬?NT=k2*GT⒉設(shè)計(jì)初期估算 式中: 、 ----按母型船選取, 可為0.6左右,噸位計(jì)算時(shí)的注意

25、點(diǎn),⑴正確選用規(guī)范：國(guó)際航行/非國(guó)際航行 ⑵正確理解規(guī)范：定義及解釋 ⑶噸位應(yīng)取整，且無(wú)單位,復(fù)習(xí)思考題-3,⒈何謂積載因數(shù)，艙容利用系數(shù)？⒉為什么要設(shè)置壓載水艙，其量通常怎么確定？⒊對(duì)于載重型船舶，試分析影響艙容的因素。⒋如艙容不足，當(dāng)采用加大主尺度來(lái)解決時(shí)，通常調(diào)整哪個(gè)尺度比較合理？為什么？調(diào)整時(shí)應(yīng)注意什么？⒌客船布置地位包括哪些部分？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么？⒍設(shè)計(jì)集裝箱船時(shí)，艙內(nèi)和甲板上集裝箱的布置應(yīng)考慮哪些因