高等教育自学考试毕业设计（论文）
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摘要 (3)
第一章绪论 (4)
第二章船型对阻力影响的基本概念 (5)
2.1 船型、航速与阻力性能之间的关系
2.2 确定影响阻力的船型参数
2.3 船型对阻力影响问题的研究方法
第三章船体主尺度的影响 (6)
3.1 排水量长度系数对阻力的影响
3.2 宽度吃水比的影响
第四章主要船型系数的影响 (11)
4.1 棱形系数的影响
4.2 船中横剖面系数的影响
4.3 方形系数的影响
第五章横剖面面积曲线形状的影响 (16)
5.1 浮心纵向位置的影响
5.2 平行中体长度和位置的影响
5.3 横剖面面积曲线两端形状的影响
第六章首尾端形状的影响 (19)
6.1 首尾横剖面形状
6.2 船首柱、尾柱形状
6.3 球鼻艏对阻力的影响
6.4 特殊船尾形状
结束语 (25)
致谢 (26)
参考文献 (27)
附录 (28)
摘要
船舶设计中一个重要步骤是确定船型参数，就是确定表征船体水线以下部分的一些特征参数的数值和几何形状。但应该指出，船舶设计是一个必须考虑各种因素的综合性问题，船型参数的选择应顾及总体布置、工艺结构、快速性、耐波性、稳性、航区和经济性等诸多方面既有联系又有矛盾的各种要求。
关键词：船体主尺度、主要船型系数、横剖面面积曲线、首尾端形状
第一章绪论
船舶设计建造部门总希望所设计建造的船舶具有优良的航行性能，用船部门理所当然要求所属的各类船舶都具有优良的航行性能。概括来说，所谓优良的航行性能大体包括：船舶是否具有合理的浮态和足够的稳性，是否属低阻力的优良船型，推进器的效率是否最佳，推进器与船体及主机是否匹配，是否具有良好的航向稳定性和回转性，在风浪中航行时是否会产生剧烈的摇摆运动以及砰击、甲板上浪及失速等，但在实际造船工作中，判断船舶是否具有优良的航行性能是有一定衡量指标的，有些指标因素考虑到航海安全而由船籍社乃至国际组织规定必须满足的硬指标，有些指标则是与长期积累的优秀船型资料相比较而判定的。所有这些指标都和船舶的主要尺度、船体形状、装载情况等密切相关。因此，本文中所讨论的众多问题，都是船舶设计、建造和营运乃至新型船舶的研究开发需要用到的专门基础知识
第二章船型对阻力影响的基本概念
2.1、船型、航速与阻力性能之间的关系 ? 2.1.1．优良船型的含义
? 船型对阻力性能的影响是与船速密切联系的，在不同速度范围内，船型参
数对阻力的影响不仅程度上不同，甚至还有本质上的差别，因此，所谓阻力性能优良的船型是对某一定速度范围而言。
2.1.2．船舶分类及其主要阻力成分
? 低速船航速较低，兴波阻力很小，其总阻力中 摩擦阻力与粘压阻力占主要成分，
? 中速船的航速较低速船有所增大，兴波阻力成 分随之增大，故在设计过程中既要注意减小兴波阻 力，又要防止其他阻力成分的增长。
? 高速船的兴波阻力是总阻力中的主要成分，有 时可达50%以上。为此，设计中应力求减少兴波阻 力。
2.2、确定影响阻力的船型参数
? 船型参数主要包括三个方面： ? (1) 主尺度比：
? 有长宽比 L /B ，宽度吃水比 B /d 。 ? (2) 船型系数： ? 有方形系数 C b ，棱形系数 C p ，船中横剖面系数 C m 以及排水体积长度系数 ?/L 。 所述的六个船型参数，并非完全独立，存在如下两关系： C p = C b / C m
?
? 因而上述六个参数中，可取四个作独立参 数。即:
? ?/L 、 C m 、C p 或 C b ? (3) 船体形状：
? 表征船体形状的因素很多，可归纳为三个主要方面：
? ① 横剖面面积曲线的形状：可由浮心纵向位置x c ，平行中体长度L p 和位置，以及
曲线两端的形状来表征。
? ② 满载水线面的形状：可以由满载水线面的面积，满载水线平行中段，满载水线首
尾端的形状以及满载水线首端半进角等因素表征。 ? ③ 首尾形状：包括首尾横剖面形状和纵剖面形状。
? 若上述诸方面的各项参数、特征一定时，船的形状可以说基本上确定，故总阻力系
数表达式可改写成： ?
C t = f （ 、 、C p 、C m 、 船体形状、Fr ）
3
L ?d B
2.3、船型对阻力影响问题的研究方法
? 由于目前还不可能用理论计算方法来确定船型诸参数对船体阻力的影响，所以现在解决这个问题的主要手段是船模系列试验方法。
? 派生系列船模改变船型的方式有两种：
一种为仿射变化；
另一种是改变线型特征的方式。
第三章 船体主尺度的影响
3.1
?
船型参数
的变化可以由两种情况所引起：
?
ΔC m ，C p
和B /d 都保持
不变，则
的变化是由同时改变宽度和吃水并相应改变船长L 而得到的；
? 若船长L 一定时：要求C m 、C p 和B /d 均保
持不变，则 的变化是由同时改变B 和d 以致由Δ变化而得到的。 3.1.1．由船长变化，讨论
? (1) ? 由于湿面积可按S = C s 估算，在参数C m ，C p 和B /d 不变情况下，C s 近似
为常数，因此可认为在排水量一定时，S 与L 成正比关系。
? Re
增大所引起的摩擦阻力系数减小是极微的。因此增大船长(或减小 将使摩
擦阻力增加。
(2) 对剩余阻力的影响
? 因为在排水量Δ一定时，增加船长，必 ? 定要求B 、d 同时减小，其L /B 增大，所以船 ? 型变得较瘦长，这样对剩余阻力产生的影响 ? 反映在两个方面：一方面，船型瘦长，将使 ? 粘压阻力下降；另一方面，船宽 B ，吃水 d ? 减小，将使兴波阻力下降。
? 显然，在Δ一定时，增加 L 将使剩余阻 ? 力下降。 (3) 对总阻力的影响
由于在一定Δ时，增长L 的结果使摩擦阻力R f 和剩余阻力R r 产生完全相反的影响，因而对总阻力的影响作用将取决于R f 与R r 两者增减的数值而定。但由前知，对于不同航速的船舶说来，R f 和R r 占总阻力的比重是不同的，因而船长对总阻力的影响也将是不同的。
① 对低速船：
? R f 占总阻力的主要成分，可达总阻力的 70%以上。而R r
量一定时，增长L 时(即减小 ，剩余阻 如果L 过大时，总阻力反而增大。
? ② 对高速船：
L ?2/1
? 由于
船长增大，即
减小，总阻力的变化情 ? 当航速V s 一定时：
? 如果船长较短时，R r 很大，因此增大船长，R r 下降相当明显，R r 的减小值
大于R f 的增加值，因而总阻力的减小相当显著。
? 随着船长继续增加，或 继续减小，R r 的下降渐趋缓慢，总阻L opt ；如果进一步再增加船长，总阻力反趋增大。因为当船长增加到一定程度后，R r 并没有更多的减小，而R f 却随之不断增加，致使总阻力反而变大。
图Ⅲ -1 排水量长度系数对阻力影响的示意图
(a )低速船情况(当Δ＝常数)； (b )高速船情况(当Δ＝常数)。
(4) 船长的选择必须考虑的几个方面的要求
? ① 布置要求：满足船舶使用要求，使舱室布 置符合要求；
? ② 阻力性能：尽量选择对应于船体阻力性能 良好的船长；
? ③ 操纵性： 船长与操纵性关系密切，船过 长，其回转性差，要考虑港口、航道内的操 纵性问题；
? ④ 经济性：如果在最低阻力所对应的最佳船 长附近范围的总阻力差别不大时，应选用阻 力并不过高的最短船长，以降低船体造价。 (5) 确定船长的经验公式
? ① 巴士久宁公式 L disp = 0.305×C △1/3
2
s s 2?
??
? ??+V V
? 巴士久宁公式适用于Δ＝1600～42000t 的各类民用船。 ? ② 艾亚公式
?
?
= 3.344 + 10.225Fr 适用于L bp = 120～140m ③ 诺吉德公式
?
该公式比较简单，给出的长度排水体积 系数与航速的关系式为
? = 2.3 υs
2．由排水量变化，讨论 的影响
? (1) 对摩擦阻力影响
? 因为在一定船长时，R f /Δ 随 S /Δ 而变，并且：
? 由此知增大排水量，即排水量长度系数 ? 增加时，单位排水量摩擦阻力 R f / Δ
将减小。
(2) 对剩余阻力的影响
? 同样地，当船长不变时，增大排水量Δ是 ? 由同时增大 B 、d 实现的。因此不但兴波阻 ? 力将增大，而且由于船型变肥，粘压阻力亦 ? 随之增大。剩余阻力 R r ? 对于低速船，可以认为 对 R r /Δ的
? 影响是不大的。
图 Ⅲ-2 排水量长度系数对R r /Δ影响
(a )Fr ＝0.208； (b )Fr=0.298 排水量长度系数对R r /Δ影响
(a )Fr ＝0.208； (b )Fr
排水量长度系数对R r /Δ影响
(a )Fr ＝0.208； (b )Fr
3
/1?L 3
/1Δ1
ΔΔΔf ∝?∝∝L S R
? 对于高速船，由图 Ⅲ-2(b )知 的影响相当敏感，随着该系数增大，
R r/Δ将有明显增加。
? (3) 对总阻力的影响
? 低速船：当增大 时，R f/Δ将减小，但R r/Δ
? 高速船：由于 R r /Δ在总阻力中占重要比重， 一般说来，当 值
减小时，R r/Δ将下降，R t/Δ亦是下降的。 3．不同船舶的 选取
? (1) 低、中速船的 随着航速增大，则应降低 值，对阻力
性能是有利的。
?(2) 高速船的
较低速船要小得多，所
?对应于不同航速应该存在的最佳曲线。
3.2 宽度吃水比的影响
3.2.1．B/d 对摩擦阻力的影响
?讨论B/d 对摩擦阻力的影响，亦即讨论B/d变化对湿面积的影响，试验资料认为在B/d = 2.25～3.75的实用范围内变化时，对摩擦阻力的影响很小。
3.2.2. B/d 对剩余阻力的影响
?B/d 对剩余阻力的影响要看B和d分别影响的大小而定：一般认为船宽
B 增大时，船体的散波波高增大；吃水d 增大时横波的波高增大。而改变B/d是由
B、d 两者相反变化而得。因此两者对兴波的影响，反映在剩余阻力有相反影响作用
图Ⅲ -3 对应最小湿面积的B/d值
对应最小湿面积的B/d值
图Ⅲ -4 B/d对R r/Δ的影响
3.3.3．B/d 对总阻力影响
由上述知，B/d 对总阻力将有所影响，但是这种影响作用往往是不大的。一般根据试验统计资料认为可近似估计这种影响，对于低中速船，在常用的B/d 范围内，当B/d 值增加0.1时，将使总阻力增加0.50%～0.75%，而高速船相应增加要大些。
第四章主要船型系数的影响
4.1、棱形系数的影响
C p＝ / L A m
图Ⅳ -1 不同C p值的横剖面面积曲线
4.1.1．棱形系数对阻力的影响
?(1) C p 对R f 的影响
?一般认为C p对摩擦阻力的影响可不予考虑。
?(2) C p 对R r 的影响
?棱形系数对剩余阻力的影响是很大的。
3
Δ/(0.01L) = 常数
C p0.50 C p
0.80
?棱形系数对剩余阻力的影响，随航速而发生变化的原因如下：
?低速时，由于兴波阻力极小，因而棱形系数对阻力的影响甚微；
?中速时，船的兴波作用主要在船首尾两端，棱形系数C p小者，首尾尖瘦，对减小兴波有利。
?在高速时，整个船体均产生较大的兴波作用，若排水体积沿船长分布比较均匀，则有利于缓和兴波作用。因此取适当大的C p值时，其剩余阻力反而较小。
图Ⅳ -3 C p值与船首形状、水压力的关系
?棱形系数对剩余阻力的影响，随航速而发生变化的原因是与不同航速时的兴波情况有关。
?低速时，C p对阻力的影响甚微；
?中速时，选择较小的C p值有利。
?高速时，取适当大的C p值。
4.1.2．最佳棱形系数曲线
图 Ⅳ-4 最佳棱形系数曲线
4.1.3．经验公式确定棱形系数
? (1) 楚思德(Troost)公式 = 1.85 - 1.6C p
?
? (2) 贝克(Baker)公式 C p = 1.02 –
? (3) 直接利用设计资料 ?
? 实际棱形系数可按图6-6选取；也可由下式计算： ? 当Fr ＜0.24时： C p ＝ 1.015-1.46Fr ? Fr ＝0.24～0.30时： C p ＝ 0.325Fr 4.2、船中横剖面系数的影响
图 Ⅳ-5 两种船中横剖面形状
bp s L V 6/1s Δ
10V
21
? 4.2.1．C m对阻力的影响
?基于泰洛的试验结果和其他类似试验结果，总是认为C m对阻力的影响并不重要。
4.2.2．C m 值的选取
C m 值的选取实际上是取决于方形系数C b。
图Ⅳ-5 民用船的C m与对应的C b曲线
4.3、方形系数的影响
图Ⅳ -6 不同Fr时的C b、C p、C m相应关系
? 4.3.1．方形系数对阻力影响
方形系数C b对摩擦阻力的影响比较小，但对剩余阻力的影响较大，尤其是对航速较高的船的影响更为显著。
(1) 根据不同Fr数，可确定临界方形系数：
C bc= 1.05 -1.68 Fr (对于服务速度)
C bc= 1.08 -1.68 Fr (对于试航速度)
(2) 根据C p、C m 和C b三者关系确定：
由于C p、C m和C b三者之间存在着密切联系，图6-16是商船在不同Fr 数时的三者的相应曲线值，可供设计时应用。
图Ⅳ -7 C b对阻力性能的影响
第五章横剖面面积曲线形状的影响
横剖面面积曲线形状可以由下列几方面来表征：
?浮心纵向位置x c；
?平行中体长度L p和位置；
?横剖面面积曲线两端的形状。
5.1、浮心纵向位置的影响
? 5.1.1．浮心纵向位置对阻力的影响
?由于浮心纵向位置的改变，对船体湿面积影响不
大，故对摩擦阻力影响很小，然而对剩余阻力的影响比较大。列表说明如下：
5.1.2．不同船型的x c选择
5.2、平行中体长度和位置的影响
? 5.2.1．平行中体对阻力的影响
?在排水体积一定的情况下，适当地设置平行中体可使船首尾两端尖瘦，在中低速情况下，对减小兴波阻力和粘压阻力均有利，这是对阻力性能有利的一面。但另一方面，由于平行中体的存在，船的前体(进流段)和后体(去流段)与平行中体之间将形成“前肩”和“后肩”，易于产生肩波和旋涡，这是对阻力性能不利的一面。
?对高速船，如果设置平行中体，必然使船首过分瘦削，
水线成为S形，这样在较高航速时，首部波浪水压力的水平分量将增大，因而阻力增大。
5.2.2．确定平行中体长度和位置
图Ⅴ -2 平行中体长度和位置的确定
(a)L p/L bp与V/L?的关系；(b)系列60的L p和L e值。
?此外，平行中体长度和位置亦可直接根据最短进流段和最短去流段要求而确定。
由兴波阻力和粘压阻力部分讨论知：
?避免前肩波系干扰的最短进流段要求为：
?
?L e= 0.257V s ，即= 9.474 Fr
?
?避免严重旋涡的最短去流段要求为：
?L r= 4.08 即= 4.08
5.3、横剖面面积曲线两端形状的影响
?不同航速船舶的横剖面面积曲线两端的形状可概括为：
?低速船：两端宜为直线形；
?中速船：前端宜取微凹或凹形，后端直线或微凹；
?高速船：两端宜取直线或微凸。
min
?
?
?
?
?
L
L
e
m
A
min
r?
?
?
?
?
L
L
B
d
C
L
B
?
m
图Ⅴ -3 横剖面面积曲线的两端形状
第六章首尾端形状的影响
6.1首尾横剖面形状
? 6.1.1．横剖面形状的形式
?按程度不同又可分为极端U形、V形，和缓和U形、V形(又称中U形和中V形)如图Ⅴ -1
图Ⅵ -1 不同的横剖面形状
6.1.2．横剖面形状对阻力影响及选择
?(
1) 首部横剖面形状：低速船取V形较佳，一般对中高速船以采用U形为佳。
?(2) 尾部横剖面形状：从阻力观点来看，采用V形剖面。
?从推进观点来看，尾部采用U形剖面可使伴流比较均匀，因此船体振动较小，特别对提高单螺旋桨效率有利。
6.2、船首柱、尾柱形状
6.2.1．船首柱形状
图Ⅵ - 2 各种船首型
6.2.2
图Ⅵ -3 各种船尾外型
6.3、球鼻船首(亦称球鼻首)对阻力的影响
? 6.3.1．球鼻船首的减阻机理
?(1) 减小兴波阻力；
?(2) 减小舭涡阻力：
?(3) 减小破波阻力。
选用球鼻船首的“界限速度”
滚动阻力的成因分析与影响因素分析报告 车辆1203班第2组 汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力，主要有车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等。本文主要针对滚动阻力的成因和影响因素研究分析。 一、滚动阻力的成因分析 近代摩擦学关于滚动摩擦的理论认为：滚动体在力的推动下滚动，在赫兹接触区内除存在赫兹正压力外，还存在切向力，从而使接触区被分为微观滑动区和黏着区，在黏着区内只有滚动而无滑动，微观 滑动区内还存在着滑动，认为滚动摩擦阻力由 以下四个因素构成：弹性滞后、黏着效应、微 观滑动、朔性滞后。 但在车轮滚动过程中，热弹性滞后、黏着 效应、微观滑动、朔性滞后引起的能量损失所 占比例很小，因此，主要原因在于弹性滞后。 当弹性轮胎在硬路面（混凝土路、沥青路）上滚动时，轮胎的变形是主要的。由于弹性材料的粘弹性性能，弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时，加载变形曲线和卸载变形曲线不重合导致能量损失，此能量系损耗在轮胎各部分组成相互间的摩擦以及橡胶、棉线等物质间的分子间摩擦，最后转化为热能消失在空气中，是轮胎变形时做的工不能全部收回。这种损失称为弹性物质的迟滞损失。（如右图） 这种迟滞损失表现为一种阻力偶。当车轮不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力, F相对于法线前移这样,地面法向反作用力的分布前后不对称,而使他们的合力z
一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 T Fz f a =? ,阻碍车轮滚动。（如下图） 由此可见，滚动阻力的作用形式为 f f f T F Wf F r == 。 另一方面，当轮胎在松软的路面上滚动时，轮胎的变形很小，主要是路面下凹变形，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。还有车轮轴承内部也存在着磨擦，这些磨擦和变形都要损耗发动机的动力，从而形成了汽车行驶中的滚动阻力。车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的产生来源。 由上可知，汽车的滚动阻力主要是由轮胎和路面的变形引起的，而轮胎和支撑面的相对刚度决定了变形的特点。 二、滚动阻力影响因素分析 由滚动阻力的作用形式 f f f T F Wf F r == 可知，滚动阻力主要与滚动阻力 系数有关，试验可知，滚动阻力系数主要与以下因素有关。 路面环境 不同路面的滚动阻力系数不同。总的来说，路面状况越良好，摩擦因数越小，滚动阻力越小。 柔性路面（土路、草地、沙土、雪地）比硬性路面滚动阻力大。因为还需要克服附加滚动阻力，具体包括接触面材料被压缩和移动行程的车辙阻力和车辙与轮胎之间的摩擦力。
第一章总论 1.什么是“船舶快速性”？船舶快速性研究的主要内容有哪些？ 2.为什么船舶快速性问题，通常分成“船舶阻力”和“船舶推进”两部分来研究？ 3.简述水面舰船阻力的组成，及每种阻力的成因？ 4.简述船舶阻力分类方法。 5.什么是船舶动力相似定律？研究船舶动力相似定律有何意义？ 6.在什么条件下，任意2条形似船，只要它们的Re和Fr相等，则它们有相同的总阻力系数？ 7.已知某远洋货轮的水线长152m，设计航速16.45kn，制作长为3.04m的船模，进行阻力试验。分别求满足粘性力、重力相似条件的船模速度（假定实船与船模的流体运动粘性系数相同）？ 8.某舰设计水线长L=84.4m，湿面积S=728m2，航速Vs=34kn。今用α=40的船模在重力相似条件下进行阻力试验，测得水池温度t=12℃(淡水)。试求： 1）相应的船模速度Vm(m/s)? 2）此时实船及船模的雷诺数各是多少？ 3）若测得该相应速度时船模的兴波阻力为Rwm=0.52kgf，试求该舰（在15℃海水）的兴波阻力Rws？ 第二章粘性阻力 1. 实际工程中是怎样处理船舶粘性阻力的？ 2. 试述摩擦阻力的成因，及流体流态、雷诺数、船体湿面积对摩擦阻力的影响。 3. 船体表面边界层与平板边界层有哪些不同？ 4. 小结平板摩擦阻力系数计算公式，公式名称、表达式、参数、适用范围等。 5. 试述船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响及其计算处理方法。 6. 什么是污底？污底对船舶阻力有什么影响？ 7. 减少船体摩擦阻力的有效、实用方法有哪些？ 8. 试述粘压阻力的成因、基本特性，及船体粘压阻力的处理方法。 9. 船舶设计时从降低船体粘压阻力出发，应该注意哪些方面？ 10. 试述琼斯尾流测量法确定船体粘性阻力的基本原理和方法 11. 某海上单桨运输船，水线长L=126m宽B=18m，吃水T=5.6m，方形系数Cb=0.62，速度Vs=12kn，试用各种公式计算摩擦阻力（ts=15℃,ΔCf =0.0004）。 12. 题1-7中远洋货轮的船模数据：缩尺比α=50，水线长Lw1=3.04m，宽B=0.408m，吃水T=0.164m，排水体积▽=0.132m3，中横剖面系数Cm=0.984，试验水温t=26℃，试验数据如下：
实验报告 项目名称：流体流动阻力测定实验 学院： 专业年级： 学号： 姓名： 指导老师： 实验组员： 一、实验目的 1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数λ的测定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。 3、学习压差测量、流量测量的方法。了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法 及性能。 4、掌握对数坐标系的使用方法。
二、实验原理 流体在管道内流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，会产生摩擦阻力。这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。 流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： h f = ρf P ?=2 2 u d l λ （4-1） 式中： -f h 直管阻力，J/kg ； -d 直管管径，m ； -?p 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 直管管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -λ摩擦系数。 滞流时，λ= Re 64 ；湍流时，λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度d ε?的影响，即λ= )(Re,d f ε。 当相对粗糙度一定时，λ仅与Re 有关，即λ=(Re)f ，由实验可求得。 由式（4—1），得 λ= 2 2u P l d f ???ρ （4-2） 雷诺数 Re =μ ρ ??u d （4-3） 式中-μ流体的黏度，Pa*s 测量直管两端的压力差p ?和流体在管内的流速u ，查出流体的物理性质，即可分别计算出对应的λ和Re 。 三、实验装置 1、本实验共有两套装置，实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管；被测粗糙直管段为管内径d=10mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管 2、 流量测量：在图1-2中由大小两个转子流量计测量。 3、 直管段压强降的测量：差压变送器或倒置U 形管直接测取压差值。
干散货船，或简称散货船，一般用来散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，干散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。总载重量在500吨以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同。因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船， 装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。用于粮食、煤、矿砂等大宗散货的船通常分为如下几个级别。 （1）总载重量DW为1000吨级以上，称为好望角型船。 （2）总载重量DW为600吨级，通常称为巴拿马型。这是一种巴拿马运河所容许通过的最大船型。船长要小于245米，船宽不大于 32．2米，最大的容许吃水为 12．04米。 （3）总载重量DW为35000吨级-400吨级，称为轻便型散货船。吃水较浅，世界上各港口基本都可以停靠。 （4）总载重量DW为200吨级一27000吨级，称为小型散货船。可驶人美国五大湖泊的最大船型。最大船长不超过 222．5米，最大船宽小于 23．1米，最大吃水要小于 7．925米。用于运输矿砂的船，由于载重量越大，运输成本越低，目前，矿砂船最小的总载重量为57000吨；最大的为2600吨；大多数为12000吨-1500吨左右。由于船型高大，在高潮时岸上的起货设备的高度往往不够高。因此，这种矿砂船在装卸货的同时，利用压载水的多少来调节船舶吃水高低。 灵便型散货船（Handysize bulk carrier)：
指载重量在２－５万吨左右的散货船，其中超过４万吨的船舶又被称为大灵便型散货船（Handymax bulk carrier)。众所周知，干散货是海运的大宗货物，这些吨位相对较小的船舶具有较强的对航道、运河及港口的适应性，载重吨量适中，且多配有起卸货设备，营运方便灵活，因而被称之为“灵便型”。 巴拿马型散货船（Panamax bulk carrier)： 顾名思义，该型船是指在满载情况下可以通过巴拿马运河的最大型散货船，即主要满足船舶总长不超过 247.32米，型宽不超过 32.3米的运河通航有关规定。根据需要，调整船舶的尺度、船型及结构来改变载重量，该型船载重量一般在６－７.５万吨之间。 好望角型散货船（Capesize bulk carrier)： 指载重量在１５万吨左右的散货船，该船型以运输铁矿石为主，由于尺度限制不可能通过巴拿马运河和苏伊士运河，需绕行好望角和合恩角，台湾省称之为“海岬”型。由于近年苏伊士运河当局已放宽通过运河船舶的吃水限制，该型船多可满载通过该运河。 大湖型散货船（Lake bulk carrier)： 是指经由圣劳伦斯水道航行于美国、加拿大交界处五大湖区的散货船，以承运煤炭、铁矿石和粮食为主。该型船尺度上要满足圣劳伦斯水道通航要求，船舶总长不超过２２２.５０米，型宽不超过２３.１６米，且桥楼任何部分不得伸出船体外，吃水不得超过各大水域最大允许吃水，桅杆顶端距水面高度不得超过３５.６６米，该型船一般在３万吨左右，大多配有起卸货设备 一、Handy Size 船 35,000 ~ 50,000 DWT级 港口或者运河等没有特别的限制可以自由往来的大小所以被叫做Handy 相对小的港船只xx时本身安装卸载装备
探究影响空气阻力的因素 【实验目的】 探究影响空气阻力的因素 【实验原理】 设：一块平板以v的速度运动，且v的方向垂直平面S，其受流体阻力为F. （如图1）。 以平板为参考系，则上述运动状况等效于流体以v的速度垂直撞击平板。（如图2）。 在Δt的时间内，则：流体有底面积为Ｓ ，高为的流体柱撞击平面（如图3）。 流体柱的体积V=S·vΔt 流体柱的质量m=ρV=ρSvΔt 撞击后，流体以v的速度被反射（如图4）。 在Δt时间内的全过程中： 由牛顿第三定律得：平板对流体的作用力F N=-F 由动量定理得： F N·Δt=m(-v)-mv 解得：F合=mg-2ρv2S 对实验中的钩码-减速伞装置进行受力分析（以竖直方向为正方向） F合=mg-F f 根据导出公式：F f=2ρv2S 得：F合=mg-2ρv2S v 图1 v 图2 vΔt v 图3 vΔt v 图4
则：钩码加速度：2222v m S g m S v mg m F a ρρ-=-==合 在Δt 时间内，钩码-减速伞装置的速度由v 变为（v +Δv ），位移了Δx . 当Δt →0时，则：Δv →0, 2 222Sv mg v mv v m S g v v a v v t v x ρρ-?=-?=?=?=? 移项，得: 2 2Sv m g m v v x 设：在实验过程中，减速伞装置的位移关于速度v 的函数表 达式为x (v ). 则：2 2)('lim Sv mg mv v x v x v 将x '(v )积分解得x (v ). [] 2 22022 02ln 4)2ln(ln 4)0ln(4)2ln(4)2ln(4)(2)()()(Sv m g m g S m Sv m g m g S m m g S m Sv m g S m Sv m g S m v d Sv m g m v v d v x v x v v v ρρρρρρρρρρ-=--= ?? ????-----=--=-?='?= 2 2ln 4)(Sv mg mg S m v x ρρ-= ∴ 【实验器材】 8开素描纸、吸管、废旧笔芯、细棉线、硬纸板、铁架台、钩码、刻度尺、 托盘天平、滑轮、打点计时器、纸带、纸夹、学生电源、海绵垫、透明胶带 【实验步骤】 伞面制作： 1、用刻度尺测量8开素描纸的边长。 2、取8开的素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张16开纸，取16开的素描 纸延其对边对折，裁剪，得到两张32开纸，取32开的素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张64开纸. 3、取16开纸，测出每边中点得到一个菱形，并将其剪裁下来，取16开纸，
阀门的流量系数,流体阻力系数,压力损失 阀门的流量系数、流阻系数、压力损失 一、阀门的流量系数 阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。国外工业发达国家的阀门生产厂家大多把不同压力等级、不同类型和不同公称通径阀门的流量系数值列入产品样本，供设计部门和使用单位选用。流量系数值随阀门的尺寸、形式、结构而变化，不同类型和不同规格的阀门都要分别进行试验，才能确定该种阀门的流量系数值。 1.流量系数的定义 流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时流体的流量。由于单位的不同，流量系数有几种不同的代号和量值。 2.阀门流量系数的计算 3.流量系数的典型数据及影响流量系数的因素 公称通径DN50mm的各种型式阀门的典型流量系数见表。 流量系数值随阀门的尺寸、形式、结构而变。几种典型阀门的流量系数随直径的变化如图1-9所示。 对于同样结构的阀门，流体流过阀门的方向不同。流量系数值也有变化。这种变化一般是由于压力恢复不同而造成的。如果流体流过阀门使阀瓣趋于打开，那么阀瓣和阀体形成的环形扩散通道能使压力有所恢复。当流体流过阀门使阀瓣趋于关闭时，阀座对压力恢复的影响很大。当阀瓣开度为&#+ 或更小时，阀瓣下游的扩散角使得在两个流动方向上都会有一些压力恢复。 对于图1-11所示的高压角阀，当流体的流动使阀门趋于关闭时流量系数较高，因为此时阀座的扩散锥体使流体的压力恢复。阀门内部的几何形状不同，流量系数的曲线也不同。 阀门内部压力恢复的机理，与文丘里管的收缩和扩散造成的压力损失机理一样。当阀门内部的压降相同时，若阀门内压可以恢复，流量系数值就会较大，流量也就会大些。压力恢复与阀门内腔的几何形状有关，但更主要的是取决于阀瓣、阀座的结构。 二、阀门的流阻系数 流体通过阀门时，其流体阻力损失以阀门前后的流体压力降△p表示。 1. 阀门元件的流体阻力 阀门的流阻系数! 取决于阀门产品的尺寸、结构以及内腔形状等。可以认为，阀门体腔内的每个元件都可以看作为一个产生阻力的元件系统（流体转弯、扩大、缩小、再转弯等）。所以阀门内的压力损失约等于阀门各个元件压力损失的总和。 应该指出，系统中一个元件阻力的变化会引起整个系统中阻力的变化或重新分配，也就是说介质流对各管段是相互影响的。 为了评定各元件对阀门阻力的影响，现引用一些常见的阀门元件的阻力数据，这些数据反映了阀门元件的形状和尺寸与流体阻力间的关系。
187 第九章 高速船型的阻力特性 高速船，又称高性能船，是当前世界造船事业的热门课题。这些船舶无论在军用上，还是在民用交通运输方面都占有相当重要的地位。世界各国十分重视对各种形式高性能船开发与研制，高速船被预言是“21世纪海上主要的运输工具之一”。本章仅简要介绍那些应用较广或颇受有关方面关注的某些船型以及它们的阻力问题。 § 9-1 船舶航行中的航态与高速船种类 由于各类船舶所处的航速范围不同，所以航行中的航态亦各不相同。航态变化往往与阻力特性的变化联系在一起，通常的排水型船舶由于其航速处于排水航行状态，航态变化极小，所以通常不考虑航态对阻力的影响。但对各种快艇而言，航态对阻力的影响相当重要，因此在讨论阻力特性时必须与航态联系在一起。 一、船舶航行中的航态 有关研究表明，船舶航行中的航态有时会对阻力特性产生较大的影响。一般说来，船舶在航行时的航态与静浮状态是不相同的，而且航态随航速变化而变化。根据已有资料表明：船舶在航行过程中，船体各部位的吃水较静浮时将发生变化。图9-1是巴甫连柯根据试验给出的船舶在不同速度下，船首、船尾和重心处的吃水变化情况，其中速度参数为：Fr ▽＝ 3 /1s g υ?(这里▽为排水体积，Fr ▽ 称为体积傅汝德数)。船舶航行过程中，伴随有航态变化， 即在垂直方向出现运动和位移，表明其不但受到静力作用，而且必然存在着流体动力的作用。 设Δ为船体排水量，▽为船体静浮时的排水体积，▽1为船体在航行过程中的排水体积，L 为沿垂直方向作用在船体上的流体动力或称升力。则船体在航行时，沿垂直方向的受力关系为： L ρ+??=1g Δ (9-1) 实际航行表明，根据船舶的Fr ▽值，所有水面船舶大致可以划分为三种航态： (1) 排水航行状态：当Fr ▽＜1.0，此时航速较低，流体动力所占比重极小，船体基本上由静浮力支持，船体航态与静浮时变化不大。 下沉 图9-1 船舶运动中的航态与Fr ▽的关系
实验一 流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习直管摩擦阻力f P ?、直管摩擦系数λ的实验方法； 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系及其变化规律； 3、学习局部阻力的测定方法； 4、学习压强差的几种测量方法和技巧； 5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 1． 直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2 u d l P h f f λρ=?= （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ；
-ρ流体的密度，kg / m 3 ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。 在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 f P ?与流速u （流量V ）之间的关系。 测得一系列流量下的f P ?后，根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（4）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2. 局部阻力系数ζ的测定 2 2 'u P h f f ζρ =?= ' （5） 2'2u P f ?????? ??=ρζ （6） 式中：-ζ局部阻力系数，无因次； -?'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ； -'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。 图3 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a ’和b-b ＇，见图3，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇ 则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇
. 化学实验教学中心 实验报告 化学测量与计算实验Ⅱ 实验名称：流体流动阻力的测定 学生姓名：学号： 院（系）：年级：级班 指导教师：研究生助教： 实验日期： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02
一、实验目的 1.学习直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法； 2.掌握直管摩擦阻力系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律； 3.掌握局部阻力的测量方法； 4.学习压强差的几种测量方法和技巧； 5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 化工管路是由直管和各种管阀件组合构成的，流体通过管内流动必定存在阻力。因此，在进行管路设计和流体机械造型时，阻力大小是一个十分重要的参数。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1.直管摩擦阻力系数与雷诺数的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，对水平等径管道，它们之间存在如下关系： （1-1） （1-2） （1-3） 式中，为直管阻力引起的压头损失，；为管径，；为直管阻力引起的压强降，； 为管长，；为流速，；为流体密度，；为流体的粘度，。 直管摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系，一般可以用曲线来表示。在实验装置中，直管段长度与管径都已经固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直 管段流体阻力引起的压强降与流速（流量V）之间的关系。根据实验数据以及式（1-2）可以计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（1-3）计算对应的，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出两者的关系曲线。
五、数据处理 由于实验中的水温变化较小，平均温度为27.2，查得 ρ水= 995.7 kg/m3 μ水= 0.8545 mPa·s 局部阻力管径d：20.0 mm 测量长度l:95 cm 光滑管径d：20.0 mm 测量长度l:100 cm 粗糙管径d：21.0 mm 测量长度l:100 cm 1.估算粗管的相对粗糙度和绝对粗糙度 由 hf = △p f/ρ = λlu2/2d 得：λ= 2d△p f/ρlu2 将粗糙管的第一组数据代入得; u = 1.3÷3600÷(3.14×0.01052) = 1.0431 m/s λ = (2×0.021×1.52×1000)÷(995.7×1×1.04312) = 0.0589 同理可得: 由 Re = duρ/μ得（粗糙管的第一组数据）： Re =0.021×1.0431×995.7÷（0.8545÷1000） = 25525 同理可得： 由此可以作出λ- Re曲线，如下所示：
由趋势线可以知道，λ- Re 曲线近似于一条平行于Re 轴线的直线，且在一定范围内无论Re 取何值，其λ都接近于0.059。 所以经过查表可知，此粗管的相对粗糙度近似为： ε/d = 0.03 则绝对粗糙度为 ε = 0.03×0.021 = 0.00063 2. 根据光滑管实验结果，对照柏拉修斯方程，计算误差： 同第一步计算λ值一样，由公式 λ= 2d △p f /ρlu 2 可根据实验数据计而根据柏拉修斯方程 λ= 0.3164/Re 0.25 ,以第一组数据为例计算如下： Re = du ρ/μ =0.020×1.1500×995.7÷（0.8545÷1000） =26801 则 λ= 0.3164/Re 0.25 =0.3164÷26801 0.25 =0.0247 误差为 （0.0179 - 0.0247）÷0.0247 = -27.5 % 同理可计算其他各组数据的误差为：
中国海运集团 2012年世界十大船公司排名 （总公司）概况 中国海运（集团）总公司（简称中国海运）组建于1997年7月1日，总部设在上海，是以航运为主业的跨国经营、跨行业、跨地区、跨所有制的特大型综合性企业集团。中国海运主营集装箱运输、油品运输、散货运输、旅客运输、汽车船运输、特种运输等，目前正积极开展LNG（液化天然气）运输业务，截止到2012年底，集团拥有各类船舶约500艘/3000万载重吨，集装箱、油轮、干散货三大主力船队的规模均跻身世界前列。集团年货运量4.6亿吨、集装箱运量1100万标箱，在国家能源和进出口贸易中发挥了重要的运输支持和
保障作用。 近年来，中国海运围绕航运主业，积极拓展码头经营、综合物流、船舶代理、环球空运、船舶修造、集箱制造、船员管理、供应贸易、金融投资、信息技术、交通科技等相关业务领域，已形成完整的业务体系。集团业务范围已覆盖全球100多个国家和地区，拥有香港、北美、欧洲、东南亚、西亚五家控股公司，境外下属公司、代理、代表处超过110家，营销网点近400个。集团船岸员工总数47000余人。 中国海运坚持稳健发展，积极参与资本市场运作，控股沪、港、深三地上市公司四家，集团共拥有总资产约1800亿元，财务状况良好。 中国海运将坚持科学发展、建设百年中海、世界一流航运企业的发展理念；坚持做强做优航运、工业制造、码头物流金融三大板块的经营战略；以进入世界500强为中期目标，努力建成具有国际竞争力的大型国际航运企业集团。 概况（上海） 中海集装箱运输上海有限公司是经国家工商管理部门批准注册登记的新型集装箱运输代理企业，集国际、国内集装箱揽货、船舶代理、集装箱代理于一身，依属于中国海运(集团)总公司，是在中国和香港上市的中海集装箱运输股份公司全资子公司。在华东和长三角地区具有较高的市场影响力和较强的市场竞争力。 公司主要业务范围：代理中海集运国内外全部集装箱航线的运输揽货业务，接受客户的订舱，及围绕上述业务而开展的仓储、中转、
风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小，说明它受空气阻力影响越小，反之亦然。风阻系数与油耗是成正比的关系，风阻系数越低的车子，油耗就越低。而且有一个公式：W=Cd×V的二次方，W代表车辆所消耗的油耗、Cd为车辆风阻系数、V为车速。从公式中可见，任何细微的风阻系数变化，都被速度加以放大，而这损耗的功率对于油耗就不利。另外也有测试标明，当轿车以80km/h行驶时，其中60%的功率是用来克服风阻的。 汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向、侧向和垂直等三个方向的空气动力量，其中纵向空气力量是最大的空气阻力，大约占整体空气阻力的80％以上。空气阻力系数值是由风洞测试得出来的。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系，现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数。从20世纪50年代到70年代初，轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。70年代能源危机后，各国为了进一步节约能源，降低油耗，都致力于降低空气阻力系数。现在轿车的空气阻力系数一般在0.28至0.4之间。 试验表明，空气阻力系数每降低10％，燃油节省7％左右。曾有人对两种相同质量、相同尺寸，但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较，以每小时88km的时速行驶了100km，燃油消耗后者比前者节约了1.7L。 风阻系数＝正面风阻力×2÷(空气密度×车头正面投影面积×车速平方)。 以下是我个人搜集的市场上主流车型风阻系数一览表：
5、保时捷卡宴：0.35 10、纳智捷：0.36 10、沃尔沃XC60：0.36 12、斯巴鲁森林人：0.365 13、途欢：0.37 13、起亚狮跑：0.37 13、现代ix35：0.37 13、起亚智跑：0.37 17、普拉多：0.38 17、大众途观：0.38 17、大众途锐：0.38 20、雷诺科雷傲：0.387 21、新日产奇骏：0.3892 22、老日产奇骏：0.3905 23、本田CR-V：0.3959 主流SUV由于车身高，车体大，而且车身流线不佳，普遍处于0.34到0.39，极为优秀的是宝马X5和标致3008达到了0.31，而不含车顶行李架的风阻系数可以低至0.29，已经是轿车优秀级别的风阻系数了。不得不赞一下咱们的小狮子，虽说低低的前额让他跟传统SUV比少了一分阳刚，但是作为一款都市跨界车，他的设计无所挑剔。以上数据均为网上搜集所得，如有错误欢迎指正。
海运码头一般分类介绍 码头：供船舶停、装卸货物和上下游客的水工建筑物。是港口的主要组成部分。按码头的平面布置分：有顺岸式、突堤式、墩式等。墩式码头又分为与岸用引桥连系的孤立墩或用联桥连系的连续墩;突堤码头又分窄突堤(突堤是一个整体结构)和宽突堤(两侧为码头结构，当中用填土构成码头地面)。按断面形式分，有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式。按结构形式分，有重力式、板桩式、高桩式、斜坡式、墩柱式和浮码头式等。按用途分，有一般件杂货码头、专用码头(渔码头、油码头、煤码头、矿石码头、集装箱码头等)、客运码头、供港内工作船使用的工作船码头以及为修船和造船工作而专设的修船码头、舾装码头。 码头岸线：码头建筑物靠船一侧的竖向平面与水平面的交线，即停靠船舶的沿岸长度。它是决定码头平面位置和高程的重要基线。构成码头岸线的水工建筑物叫码头建筑物。根据船舶吃水深度和使用性质等的不同，一般分为深水岸线、浅水岸线和辅助作业岸线等等。港口各类码头岸线的总长度是港口规模的重要标志，说明它能同时靠码头作业的船舶数量。 码头前沿作业地带：从码头线至第一排仓库(或堆场)的前缘线之间的场地。它是货物装卸、转运和临时堆存的场所。一般设有装卸、运输设备;有供流动机械，运输车辆操作运行的地带;有的还有供直取作业的铁路轨道。前沿作业地带的宽度没有统一的标准，主要根据码头作业性质，码头前的设备装卸工艺流程等因素确定。我国沿海港口、件杂货码头前沿作业地带的宽度在25~40 米。前沿作业地带的面层，一般用混凝土、钢筋混凝土块体和块石进行铺砌，以满足运输机械行走和场地操作等要求。 客运站：旅客办理乘船手续和登船候船的场所。它包括客运码头、售
CAPE型船舶在港口接卸时的若干问题 日照港(集团)有限公司徐传德滕以来 摘要:CAPE型船舶以承运矿石、煤炭等大宗散货为主,具有载货多、运货稳、费用省等特点。此类船舶易出现中垂、中拱现象,因此应制定合理的装卸计划,确定各舱货物装卸 及压载水注入和排放的数量、顺序,尽量使船长各段上的浮力和重力保持一致。为提高作业效率和保障安全,应熟悉货种特性,正确选用和妥善安排机械、人力,搞好作业衔接和配合。 1CAPE型船舶的船型 CAPE型(好望角型)船舶是指载重吨在8万t以上,一般为9个舱口、主要承运矿石等大宗散货且营运航线相对单一的船舶。BCI(BALTICCAPE2SIZEINDEX波罗的海好望角型船舶运价指数)现时作为定价基准的CAPE型船舶通常规范为:载重吨为161000t,散装舱容为176000m3,最大船长为280m,最大船宽45m,满载航速为14kn,耗重油52t/d。 目前,靠泊我国港口的主要是重载进口矿石且需要到专业码头接卸的CAPE型船舶。因此,对此类船舶在港装卸作业的分析,也侧重于针对进口矿石货种的接卸。 2CAPE型船舶的特点 (1)船舱容积小。矿石密度大,所需容积小,虽然船舶排水量大,但货舱容积仅占全船容积的40%左右,其它容积作为压载舱使用。 (2)船舶层底高。为保持船舶的重心平衡,减小船舶因过大而产生的不稳定性,主要采取的措施就是增大船舶的双层底高度。 (3)舱两弦设置较大的压载舱。较大边舱的设置,减小了货舱容积,增大了压载能力,有利于货物的平舱和清舱。 (4)货舱设置较少。由于货种单一,且具有两道纵向边舱壁。从货物配载和船体强度方面考虑,没有必要设置过多的横舱壁使货舱数增加,但舱口数仍按需要设置。 (5)船上不设置装卸设备。 (6)船体结构满足不同的装载方式。 (7)绝大部分CAPE型船舶能满足货物的均匀装载或隔舱装载的需要。 3CAPE型船舶的相关概念 1)船舶强度船舶结构抵抗船体发生损坏及变形的能力。在卸货期间主要考虑船体的纵强度。 2)船舶纵强度船舶在整个船体结构抵抗沿船长方向产生弯曲变形的能力称为船体纵强度。船舶在水中受重力和浮力的作用,船体每段的重量与浮力的差值就是实际作用在船体上的负荷。负荷的作用产生了剪力和弯距。它们是船舶在装卸货期间所要考虑的主要数值指标之一。剪力的最大值在距船首和船尾约1/4船长附近,而最大弯距值则在船中附近。弯距的作用使船舶产生了2种变形:中拱和中垂。 3)中拱船体受正弯距的作用,中部上拱,甲板受拉伸,船底受压。 4)中垂船体受负弯距的作用,甲板受压,船底受拉。 5)作业过程中应考虑的船舶拱垂变形值的区间有利范围小于LBP(LBP为沿夏季载重水线从船首柱前缘至舵柱后缘的长度)/1200m;正常范围为LBP/1200～LBP/800m;极限范围为LBP/800～LBP/600m;危险范围大于LBP/600m。对于大型船舶(长度常在150m以上),船舶资料中给出的剪力和弯距的许用值是针对新船舶状态的。营运中的船舶可按每年扣除腐蚀量的0.4%～0.6%,使用年限小于5年的船舶取下限值,使用年限在10年以上的船舶取上限值。 4CAPE型船舶的作业规律 应均衡装卸各舱货物,合理安排装卸顺序。在装卸过程中,应尽量使船长各段上的浮力和重力保持一致,所以做到各舱均衡装卸尤其重要。在实际操作中应坚持采取多头作业,及时更换作业舱室,即各舱必须交替进行装卸,以防在作业过程中因某一舱内货物与其它舱内货物重量悬
金属材料屈服强度及其影响因素 屈服强度是指材材料开始产生宏观塑性变形时的应力。对于屈服现象明显的材料，屈服强度就屈服点的应力—屈服值；对于屈服现象不明显的材料，通常将应力-应变曲线上以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为σ0.2或σys。 屈服强度通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有： 1.金属本性及晶格类型——纯金属单晶体的屈服强度由位错运动时所受的阻力决定。这些阻力有晶格阻力和位错间交互作用产生的阻力之分。其中晶格力与位错宽度和柏氏矢量有关，而两者又与晶体结构有关。位错间交互产生的阻力包括平行位错间交互产生的阻力和运动位错与林位错交互产生的阻力。用公式表示：T=αGb/L,式中α为比例系数，又因为密度ρ与1/L2成正比，因此，T=αGb ρ1/2，由此可见，密度增加，屈服强度也随之增加。 2.晶粒大小和亚结构——晶粒大小的影响是晶界影响的反映，减小晶粒尺寸将增加位错运动障碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，将使屈服强度提高。许多金属与合金的屈服强度与晶粒大小的关系均符合霍尔佩奇公式σ s =σ j +k y d-1/2,式中，σ j 是位错在基体金属中运动的总阻力，亦称摩擦阻力，它决定于 晶体结构和位错密度；k y 是度量晶界对强化贡献大小的钉扎常数，或表示滑移带端部的应力集中系数；d为晶粒平均尺寸。亚晶界的作用和晶界类似，也阻碍位错的运动。 3.溶质元素——纯金属中融入溶质原子形成间隙型或置换型固溶合金将会显著提高屈服强度，此即为固溶强化。这主要是由于溶质原子和溶剂原子直径不同，在溶质周围形成了晶格畸变应力场，该应力场产生交互作用，使位错运动受阻，从而提高屈服强度。 4.第二相——工程上的金属材料，其显微组织一般是多相的。第二相对屈服强度的影响与质点本身在金属材料屈服变形过程中能否变形有很大关系。据此可将第二相质点分为不可变形和可变形的两类。 根据位错理论，位错线只能绕过不可变形的第二相质点，为此，必须克服弯曲位错的线张力。不可变形第二相质点的金属材料，其屈服强度与流变应力就决定于第二相质点之间的间距。对于可变形的第二相质点，位错可以切过，使之同基体一起变形，由此也能提高屈服强度。 第二相的强化效果还与其尺寸、形状、数量和分布以及第二相与基体的强度、塑性相应硬化特性、两相间的晶体学配合和界面能等因素有关。在第二相体积比相同的情况下，长形质点显著影响位错运动，因而具有此种组织的金属材料，其屈服强度就比球状的高。 综上所述，表征金属微量塑性变形抗力的屈服强度是一个对成分、组织极其敏感的力学性能指标，受许多内在因素的影响，改变合金成分或热处理工艺可使屈服强度产生明显变化。
空气阻力的计算 空气阻力的计算公式是什么？ 空气阻力Fw是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：Fw=1/16·A·Cw·v2(kg) 其中：v为行车速度，单位：m／s；A为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。 空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力会增加3倍。因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积A和风阻系数Cw有关。 风阻系数Cw是一个无单位的数值。它描述的是车身的形状。根据车的外形不同，Cw值一般在0．3(好)—0．6(差)之间。光滑的车身造型(最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小，不会形成旋涡，Cw值就低；相反，如果车身外形有棱有角又有缝，Cw值就高。一般赛车将车轮设计在车身之外，自成一体。理论上每一辆车的Cw可以在模型制作阶段测得，但准确的Cw值都必须在出了成品之后，通过做风洞实验来获得。 通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地盖住轮子，也有利于降低空气阻力。 == 空气阻力. 空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即：f=kv k是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能找到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数. 当物体从空中开始下落的时候,v很小,f很小,mg>f,所以物体逐渐加速.随着速度 的增加,f增加,最终会达到mg=f的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落.并且我们知道下落的速率便是v=mg/k在一般意义上我们说的重量,指的便是mg. 冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员，他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。由于百分之一秒就可能决定胜负，所以尽可能地减小风阻就是迫在眉睫的事情了。 一个移动物体所受的风阻取决于许多因素，例如它的速度，速度增加一倍，物体所受的阻力就会是原阻力的四倍。重要的还有风阻系数，通常它只取决于移动物体的形状。风阻系数缩写为“Cw”，是一个无单位的数。我们在汽车目录的参数一栏中也可以看到。一辆车（滑
流体流动阻力系数的测定实验报告 一、实验目的: 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。 2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管与阀门的局部阻力系数ξ。 3、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re与相对粗糙度的函数。 4、将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。 二、实验器材: 流体阻力实验装置一套 三、实验原理: 1、直管摩擦阻力 不可压缩流体(如水),在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性与涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度与方向突然变化,产 生局部阻力。影响流体阻力的因素较多,在工程上通常采用量纲分析方法简化实验,得 到在一定条件下具有普遍意义的结果,其方法如下。 流体流动阻力与流体的性质,流体流经处的几何尺寸以及流动状态有关,可表示为 △P=f (d, l, u,ρ,μ,ε) 引入下列无量纲数群。 雷诺数Re=duρ/μ 相对粗糙度ε/ d 管子长径比l / d 从而得到 △P/(ρu2)=ψ(duρ/μ,ε/ d, l / d) 令λ=φ(Re,ε/ d) △P/ρ=(l / d)φ(Re,ε/ d)u2/2 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用试验方法直接测定。 h f=△P/ρ=λ(l / d)u2/2 ——直管阻力,J/kg 式中,h f l——被测管长,m d——被测管内径,m u——平均流速,m/s λ——摩擦阻力系数。 当流体在一管径为d的圆形管中流动时,选取两个截面,用U形压差计测出这两个截面间的静压强差,即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差 与摩擦阻力系数的关系式,即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦 阻力系数,这样就可得出某一相对粗糙度下管子的λ—Re关系。 (1)、湍流区的摩擦阻力系数 在湍流区内λ=f(Re,ε/d)。对于光滑管,大量实验证明,当Re在3×103~105范围内,λ与Re的关系遵循Blasius关系式,即λ=0、3163 / Re0、25 对于粗糙管,λ与Re的关系均以图来表示。 2、局部阻力
高性能船舶船型介绍 发布: 2010-3-11 18:07 | 作者: lowellzhu | 来源: 龙de船人 [i=s] 本帖最后由lowellzhu 于2010-3-11 18:27 编辑 接触高性能船舶时一直不太理解什么是高性能船以及高性能船舶船型的分类，经过翻阅各类书籍及论文，总结一下，供船人参考，并希望专业人士斧正！ 当前，高性能船舶的研发与推广应用备受国内外造船界的青睐，其船型更是国际著名学者机构研究的热点。这类船舶种类繁多，新船型层出不穷，日新月异，在各类船舶中是新思想最丰富、最有创新、也最有活力的领域；其高航性、优良的耐波性、低物理场辐射特征、舒适安全性、良好的经济性等性能受到军事和民用领域的极大关注，拥有良好的发展前景 依据支持船重的方式和作用原理的差异对高性能船舶船型进行分类，并分别介绍各类船型。 1 高性能船舶的分类 高性能船舶按其特性可分为气垫船，水翼船，小水线面双体船，多体船，地效翼船，高速单体船等各式各样的显著不同于常规船舶的船型。而按照支承船重的方式和作用原理差异，把高性能船舶分为：浮力支承型、静态气垫升力支承型、动态升力支承型、复合型。本文将按照后者分类方式分别对各种高性能船舶的船型进行介绍。 2 船型介绍 2.1
浮力支承型 1)高速深V型船 船首部横剖面呈深V形，并突出到船体基线的下方，其V形断面比U形断面的船体可以更好的满足适航性的要求。深V船型具有两种基本的舯剖面形式，即单折角线或双折角线（见下图）。当要求设计艇有较大内部容积和较低的相对航行速度（低傅氏数）时采用双折线型，而单折角线型的艇则更适合于要求较低的排水量和较高的相对航行速度（较高傅氏数）的情况。然而，对船舯剖面形式的选择不存在确定性的规则，因为其它的参数也起重要作用。所以双折角线型也可以应用于快艇，反之亦然。 1.jpg 2) 小水线面双体船 小水线面双体船基本上由三大部分组成，即水下体(提供浮力)、桥体结构(生活与工作平台)、支柱(星双凸流线形截面，作为前二者之联结体)。 小水线面双体水下体（如图）有两个深置水下承受大部分浮力的鱼雷状下潜体，它的宽敞的船体高出水面，船体和鱼雷状下潜体之间由狭长的流线型支柱连接。 小水线面双体船有几种形式：下图所示的为“单体单支型”，还有“单体双支柱型”（即一个潜体用前后两个支柱连接），或者“双体双支柱型”（每一侧有前后两个潜体，每个潜体各有一个支柱）。下潜体后端安装有两个螺旋桨，内侧装有前后各两个稳定鳍，前小后大[5]。