摘 要

本篇论文对1.35万吨杂货船的主推进装置计算与选型，机舱主要设备的计算与选型进行了一定程度的分析与讨论，我们本科生在这些方面存在着明显的不足之处，请老师们多批评多指导。

此次设计采用阻力法，根据力学方面的有关知识，可以知道船舶在航行过程中所承受的阻力的大小与许多方面有关系，船的大小，行驶速度等等，根据力学观点，要使得船舶克服阻力前进，要给予船舶动力来克服阻力，船舶主动力装置将产生动力的柴油机发出的功率转化为船舶的有效推力，我们首先要了解船舶的阻力特性，才能选择合适的主推进装置。

本文首先从船舶阻力的经验公式入手，我们可以容易推算出本文中的船舶的总阻力，运用阻力计算法计算出船舶的有效功率，然后进行机桨的初步匹配，然后就可依据得出主机的功率，有了主机的功率就可以选定所需要的主机，之后进行机桨最终匹配，最后检验设计有无错误。

一般老师都给出了相应的参数，来进行设计。

Abstract

In this paper, the calculation and selection of the main propulsion unit of the 13 thousand and 500 ton cargo ship, the calculation and selection of the main equipment in the cabin are analyzed and discussed.

And the size of the ship under sail in the process of resistance size, shape, speed, the smooth operation of the ship, the ship must give power, to overcome the resistance, a power marine diesel engine power plant will generate power into the effective thrust of the ship, we must first to understand the resistance characteristics, we can choose the main propulsion apparatus suitable.

This paper from the empirical formula of ship resistance, calculate the total resistance of a ship in this paper, calculate the effective power of ships by Irish law and resistance coefficient method, and then preliminary match engine and propeller, and then based on the results of the power of the host, the host power can be selected to host the model, after the engine and propeller of the final match, the final test meets the requirement.

According to the parameters set by the task to design.

目录

1绪论 1

2主机选型论证 1

2.1船舶主机的初步计算 1

船舶主要尺度： 1

2.2机桨匹配设计 5

2.3终结匹配设计 8

3轴系设计 10

3.1轴系的任务、组成、与设计要求 10

3.2轴系的布置设计 10

3.3传动轴的组成与设计 11

3.4支承轴承与轴系附件 12

3.5尾轴管装置的结构与选型 13

4船舶管路系统 14

4.1.燃油管路 14

4.2滑油管路 20

4.3冷却管路 23

4.4压缩空气管路 23

4.5排气管路 25

4.6舱底水系统 25

4.7压载水系统 26

4.8消防系统 27

4.9供水系统 28

4.10机舱通风管路 29

5机电设备表 32

6说明书 39

6.1概述 39

6.2主柴油机 39

6.3发电机组 40

6.4相关附件 41

7系统与机舱布置 43

7.1机舱布置注意事项 43

7.2机舱布置的方法与步骤 43

7.3各系统 44

8结束语 48

9附录 49

9.1引言 49

9.2节能环保的大环境及背景 50

9.3技术创新 50

9.4结束语 52

10致谢 53

1绪论

船舶动力装置的设计工作对我们本科生设计来说十分复杂，由于其是船舶的心脏设备，是船舶正常航行，作业，人员要求的机械设备的综合，在船上保证船舶的动力具有十分重要的意义。查找相应的资料；船舶动力装置的组成一般有推进装置，辅助装置，管路系统，甲板机械，控制系统,是一个复杂的综合体。我们要综合考虑各个方面，将此次设计完成。

2主机选型论证

根据设计任务书的技术要求并查阅相关资料后，我开始进行主机选型论证。主机选型时，主机与螺旋桨的匹配是直接相关的，因此推进装置的选型设计包含了螺旋桨的选型与设计。选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能，不同的船舶的选择是不同的，通过机桨匹配，加以自己的计算和分析来选择主机和螺旋桨，查阅参考资料，大型低速柴油机在海船上，远洋船上使用比较普遍，具有许多优点，比较适合此次的设计工作，螺旋桨的叶数根据经验，船型等进行选择，螺旋桨数目轴系也通过主机进行选择，一般采用单机单桨的较多。

2.1船舶主机的初步计算

根据所给定的设计数据，确定运用阻力计算法来确定主机的各参数

船舶主要尺度：

船长L： 122.5m

型宽B： 18.5m

型深D： 11.2m

船员人数： 22人

设计吃水T: 7.9m

垂线间长Lpp： 116.9m

续航力： 11000海里

额定航速： 13kn=6.69m/s (1kn=1.852km/h)

长深比L/D 10.9m

宽深比B/D 1.68m

环境条件：

绝对大气压 0.1mpa

环境温度 45℃

相对湿度 60%

海水温度 30℃

2.1.1阻力的估算

查阅陆金铭的《船舶动力装置设计》和于萍《工程流体力学》和网上资料知：

在水温为30℃的情况下

u --水的动力粘性系数：u=8.82×

R_e--雷诺数：Re=LV/U=122.5×6.69/8.82×=9.29×

剩余阻力系数Cr根据下图查得：

V/=6.69/=0.604

由上图可得Cr=0.00055

标准船型的阻力R及有效功率Pe可以用下述方法算出：

总阻力R=

Pe=RV（kw）

式中船舶总阻力系数：Ct=Cr Cf Ca

Cr--剩余阻力系数

Cf--摩擦阻力系数

Ca--阻力增加系数

询问成老师并查阅相关资料得出，阻力增加系数包括附体阻力；空气阻力；汹涛阻力，阻力的影响通常附体阻力系数可取3%（陈祖庆编船舶原理P101表5-4）空气阻力系数取2%（陈祖庆编船舶原理P101表5-30）汹涛阻力考虑在储备功率中按储备功率10%取。也可根据路金铭编写的《船舶动力装置设计》P22；在计算船的总阻力系数时，阻力增加系数可根据船舶排水量的不同，由下式确定（为排水量,t吨）；

=1000t ca=0.6×10^-3

=10000t ca=0.4×10^-3

=100000t ca=0

=1000000t ca=-0.6×10^-3

通过分析故ca取0.4；

2.1.2推进的有效功率

数据表如下

2.1.3能量传递关系

根据已经学习的知识：主机产生的动力，会通过螺旋桨将主机发出的能量转换来推动船体克服一系列阻力不断向前运动，所以在这过程中，能量是由主机发出，经螺旋桨再到船体的一个过程，这里有一个能量的转化关系，所以存在着一个转换效率的问题。

燃料 主机 轴系 螺旋桨 船体

主机输出功率， =

其中：

——轴系传递效率，约为0.980；

——敞水效率一般为0.5-0.6，凭经验取0.55；

——螺旋桨相对旋转效率，单桨船一般在1左右，取1.0；

——船身效率，=（1-t）/（1-ω）；

式中t——推力减额系数；ω——伴流系数

方形系数C_b= 为排水体积=13170.7立方米 L=122.5m B=18.5m T=7.9m

得方形系数为0.736

参考路金铭《船舶动力装置设计》：若功率相同，则单螺旋桨船的推进效率常常高于双桨，所以本船的设计也采用单桨。

对单螺旋桨船ω=0.5C_b-0.05=0.5×0.736-0.05=0.318

对单螺旋桨船t=kω式中岁流线型舵k=0.50-0.70，取k=0.70得t=0.223

则可得到船身效率为=（1-t）/（1-ω）=1.139

向老师咨询船身效率一般为0.97-1.15，经计算符合一般船身效率

接下来进行机桨匹配设计

2.2机桨匹配设计

我们通过一定的计算分析，大致选出螺旋桨的参数，可以选择主机，然后综合各方面的因素，选择最佳的动力设备。

2.2.1初步匹配设计

（1）参数的计算

计算进速大小：Va=V(1-ω)=13×(1-0.318)=8.866kn

1. 螺旋桨直径大小的计算

看了商圣义《民用船舶动力装置》P35，知道了轴线的确定及其布置要考虑主机在机舱中的位置，要满足规范，维修与拆装也要考虑尽可能方便，为了使得螺旋桨正常的工作，螺旋桨的布置也要考虑到一些因素，参考有关资料知道：

1. 螺旋桨浸到水中的深度应该符合相关的要求，一般来说（如果是单桨的船e=(0.25-0.35)D)；若是双桨的船e=(0.4-0.5)D。说明e：水线至桨上叶梢距离，D是螺旋桨的直径大小）。
2. 螺旋桨的叶梢与船体间的最小间隙应保持在一定范围之内（见下表）

本船为单螺旋桨船，接下来就知道，取e为0.30D，取螺旋桨下叶梢距船底的垂直距离为500mm,根据所给的已知条件，设计吃水T=7.9m；

e D=1.3D=T-0.5，得出D=5.69m

1. 叶数选择问题

我们查阅资料，根据以前的许多造船的经验，取四叶螺旋桨。