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 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船舶。如客船等。㈢ 載重與布置型船舶 該類船既要重點(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)專用壓載水艙？ 為了保證船在非滿載航行時(shí)的浮態(tài)、穩(wěn)性和適航性，常在船上設(shè)置專用壓載水艙，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（車客渡船）方向發(fā)展。,客船—內(nèi)河客船的分類,按航行時(shí)間分第一類—24小時(shí)以上的長(zhǎng)途客船；第二類—12~24小時(shí)的區(qū)間客船；第三類—4~12小時(shí)的短途區(qū)間客船；第四類—0.5~4小時(shí)的短途客船；第五類—0.5小時(shí)以內(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,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分布的曲線圖。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,容量圖,艙容要素曲線,㈡艙容要素曲線：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。 計(jì)算液

22、艙體積及形心位置時(shí)，以采用沿水線方向積分為好，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,,,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