船舶原理(杜嘉立)课后简答题答案

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1.船舶碰撞造成破损后地应急措施 2.调整横倾及纵倾地注意事项 3.进入或逃出水密舱柜地方法 三、船舶破损控制须知

1.船舱进水重量和进水速率估算公式 2.船长对船体破损风险地分析 四、附录

1.本轮堵漏器材清单及检查和保养要点

2.本轮货仓、水舱和油舱的通风管。测量管、溢油管在甲板上的位置图 3.船舶破损是本轮水密装置操作程序及其须知

5、某排水量50000t的远洋船在满载状态下航行途中,在第2货舱舱壁水线下发现船壳出现裂缝且有海水涌入装满大豆的货舱,你认为应当采取那些应急措施?

?关闭所有的水密和风雨密装置;

?将大豆抛出船外,对裂缝处进行修补。

第六章

1、船体强度的概念是什么?有哪些分类?

船体强度是指为了保证船舶安全,船体结构必须具有的抵抗各种内外作用力不使之发生极度变形和破坏的能力。

分类:总强度和局部强度;总强度又分为纵向强度,横向强度和扭转强度

2、船体横剖面上的切力和弯矩是如何产生的?分别使船体产生怎样的变形?其大小受什么限制?

?如果船体纵向坐标位x的横剖面一侧载荷分布曲线下的面积代数和不等于零,就意味着该侧所受的重力和浮力总数不相等。为了维持平衡,该侧船体必然收到来自另一侧船体的作用力,这一作用力就是通过横剖面的船体纵向有效构件传递的内力——切力。

?如果纵坐标为x的剖面一侧载荷曲线下的面积对该剖面所取的面积静矩之代数和不等于零,那么即剖面一侧的重力对剖面的力矩不等于该侧浮力对剖面的力矩,同样也需要一个力矩来维持平衡,这一内部力矩就是弯矩。

剪切使船体剪切变形,弯矩使船体弯曲变形。 3、船体纵向强度条件的校核方法有哪些? 1)许用切力和许用弯矩:船舶设计部根据各剖面的实际尺度及其布局和使用材料,据《规范》推算出船舶各个横剖面上正、负两个方向上最大允许的静水切力和静水弯矩,作为该剖面的许用切力和许用弯矩,供船舶装载时校核强度条件之用。 2)计算并校核各横剖面的静水切力和静水弯矩。帆船长不小于90米且装载不均匀,或船长不小于90米且有2道纵舱壁的船舶均应进行静水切力校核。

3)船中静水弯矩估算法。原理:将船体中横剖面允许承受的最大静水弯矩Ms作为校核船舶总纵弯矩的衡准并与船舶该航次实际装载时作用于船体的静水弯矩Ms’作比较。当/Ms’/≦Ms时,总纵强度不受损伤;当/Ms’/>Ms时,总纵强度不满足要求;当Ms’>0时,船舶成中拱状态;当Ms’<0时,船舶成中垂状态。 4)强度曲线图及其数值表

5)船舶总强度电算校核方法.。运用计算机对船体n个横剖面进行校核中第i个剖面的切力、弯矩和扭矩的校核指标分别为

第i剖面实际所受切力RSFi??10000第i剖面最大允许切力;

RBMi?第i剖面实际所受弯矩?10000第i剖面最大允许弯矩;

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RTMi?第i剖面实际所受扭矩?10000第i剖面最大允许扭矩若同时满足,RSFi,RBMi,RTMi?100%(i?1,2,...,n),则表明船体受力满足总纵强度和扭转强度条件。

6)满足纵强度条件的经验积载方法。按照经验配货方法,各货仓装货重量Pi的计算公式

???V??V?max?chi??P?Ai,0??Pi??chi??P?Ai???V???ch??Vch???,

Pi第i舱应分配的货物重量,t;Vch第i舱容积,m3;?Vch全船各货仓的总容积;

?P航次载货总重量;A第i舱调整值。i7)根据实际吃水判断船舶的总总弯曲变形。船中平均吃水dmin大于首尾平均吃水dm1,船舶处于中垂变形状态;船中平均吃水小于首尾平均吃水,船舶处于中拱变形状态。

8)用主机气缸曲拐开档差值校验拱垂变形。

4、船体总纵弯曲变形的大小受哪些因素影响?实际生产中可采取哪些措施减缓这一变形? 船体总纵弯曲变形受油水及货物的纵向分布等因素的影响,可通过船体总体布置来分析这种影响。

1)对于舯机船通过以下方式消除影响。货物配置、油水配置及使用、正确使用深舱和冷藏舱。

2)艉机船。合理安排压载水、油水分配与使用。

3)中后机船。减轻压载状态的中拱变形,同艉机船空船压载状态一致。

5、船体局部强度的概念是什么?不同情况下,船体局部强度分别用什么指标表示?其含义和所使用的船舶装载状况是什么?

船体结构必须具有抵抗在局部外力作用下产生的局部极度变形或损坏的能力,这种能力就是船体局部强度。

表示指标:1)均布载荷。指船舶不同载货部位单位面积允许承受的最大重量。 2)集中载荷。指某一特定面积上允许承受的最大重量。

3)车辆甲板载荷。指在舱盖、甲板或舱内装载车辆或使用车辆装卸货时,甲板、舱盖或内底板允许承受的以特定车轮数目为前提的车辆及所载货物的总重量。

4)堆积载荷。指集装箱船的甲板、舱盖或舱底上不同的20英尺或40英尺集装箱底座所能承受的最大重量。

第七章

1.什么是快速性?如何改善快速性?

船舶快速性是指在给定主机功率下船舶的直线均速航行的性能。 为了提高船舶的快速性,一方面应尽力降低流体对船舶的阻力,另一方面则应尽可能提高船舶的推进系数。

2.船舶阻力由哪几个部分组成?其中基本阻力按其产生的原因不同,可分为哪三部分? 实际应用中船舶阻力分为基本阻力和附加阻力两部分。基本阻力按阻力产生原因不同可分为摩擦阻力;压差阻力,通常称为剩余阻力,根据其不同特点分为黏性压差阻力(涡流阻力),兴波压差阻力(兴波阻力)。

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3.摩擦阻力的成因是什么?如何减小摩擦阻力?

水是具有黏性的液体,船舶在水中运动时,作用在整个船体湿面积S上所受切应力沿艏艉向的分力即为摩擦阻力。摩擦阻力的大小,除了与水的黏性有关外,主要与船体水下湿表面积的大小、船体表面的光滑程度(称为粗糙度)和船的航速大小有关。船体与水接触的面积越大、船体表面越粗糙、船舶航行速度越高,摩擦阻力就越大。减小摩擦阻力就是在相同排水量的情况下设法减小船体的湿表面积,例如:定期进行检修,清除污底,重新油漆船壳等。 4. 涡流阻力的成因是什么?如何减小涡流阻力?

答:有船体尾部产生漩涡导致压力降低所致,涡流阻力主要与船舶水下部分(主要是尾部)形状及航速有关,航速一定时形状其决定作用,增加船舶的长宽比,即船型瘦长时,涡流阻力可以减小。

5. 兴波阻力的成因是什么?如何减小兴波阻力?

答:成因:水面船体运动中兴波引起压力分布的变化所产生的阻力。减小兴波阻力途径:降低船速;适当选择船舶长度;船舶采用球鼻艏设计。

6. 船舶的附加阻力有哪几部分组成?一般如何减小其影响?

答:船舶附加阻力包括:附体阻力、空气阻力、污低阻力、汹涛阻力和浅水附加阻力。 船体水下做成流线型减少附体阻力;减少受风面积、上层建筑前段设计成流线型、后端成阶梯状且尽可能低而长来减少空气阻力;通过定期进坞清除污底,外层加涂防污漆来减少污低阻力。减缓船舶纵摇和升沉运动减小汹涛阻力;减小吃水与水深比(d/h),降低船速来减少浅水附体阻力。

7.球鼻艏为何能降低阻力? 在航行时,由球鼻艏所产生的波浪与船体所兴起的艏横波发生有利干扰,可减小兴波阻力。 即当球鼻兴波的波谷和船首波的波峰处于相同位置,使合成波的波高较原来船首波的波高有明显减小,从而降低兴波阻力。

8.阻力全相似定律及傅汝德假设的内容是什么?为何实船与船模无法做到全相似?

阻力全相似定律:船模与实船几何相似且雷诺数Rn和傅汝德数Fn均相等时,两者的基本阻力Co相等。

傅汝德假设:1.基本阻力Ro和摩擦阻力和剩余阻力组成。 2.船体的摩擦阻力等于相当平板的摩擦阻力。 3. 剩余阻力系数Cr处理为仅与傅汝德数有关。

淡水与海水的运动黏性系数相差甚微,无法满足雷诺数和傅汝德数均相等,且船模试验池液体的γ无法实现远小于水,所以实船与船模无法做到全相似。

9.何为船舶失速?为何船在风浪航行时不计算其阻力,而变为考虑失速?

船舶在风浪中航行时,若主机发出的功率不变,由于汹涛阻力的的存在使其船速低于静水船速,其较之静水中的船速的降低值为失速。

汹涛阻力一般与船舶纵摇和升沉运动以及与波浪的的相位关系有关,一般不能准确方便得出汹涛阻力而转为由失速即降低值简单清楚得出船舶航行主机需要的储备功率。 10:浅水航行为何会增加阻力和吃水?

在浅水中,河床与船底之间距离很小,即水流过水断面很小,船底的流速明显增加,因而压强降低,船体下沉,吃水增加。其增加的程度与航道水深及船舶航速有关。因船底边界层自首向后逐渐增加,船尾富余水深(船底与河床之间的余量)减小,常会产生尾倾。

此时,船体周围的水流因空间受限,水流加快,船体下沉,吃水增加,纵倾加大,因而摩擦阻力增加;此外,浅水航行时,兴波阻力增加,船尾涡流增大,涡流阻力增大;所以船舶总体阻力增大。

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11:名词解释:桨叶,桨毂,....(如需文字,请参考152页上端)

12:螺旋桨是如何产生推力的?为什么在正车等转速条件下,系泊时的推力要大于航行时的推力? 系泊时,有

此时,螺旋桨进速为零;

ur是相对于水的切向速度,大小为n2?r;b是桨叶在半径r

处的叶宽。依图,可以得到

12dL?CL?urbdr

212dD?CD?urbdr

2这时,微推力等于微阻力:

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推力为:

T?Z??Z?D/2d0/2D/2 dL

rdD

转矩为: Qd0/2船舶前航正车时,由于螺旋桨前进,螺距角不等于冲角,存在进程角,所以推力下降。 13. 螺旋桨的进速与船速有什么区别? 因螺旋桨有船体伴流影响,进速vA应小于船速

vS.

14. 船体和螺旋桨之间各有什么影响? 船体对螺旋桨推力的影响—伴流影响。

伴流分布:沿船体前后方向,船首最小、船尾最大,离船体越远,伴流越小;船尾处沿螺旋桨的径向,上大下小,左右对称 船速与螺旋桨进速

伴流对提高螺旋桨推力是个有利因素;

螺旋桨对船体的影响—推力减额。船尾螺旋桨工作时,其产生的水流柱,引起船体尾部流速加快,压强降低,从而使船体阻力产生增值,这部分增加的阻力称为阻力增额。计算时常处理为推力减额。

15.船舶主机功率和有效功率之间有何关系?

有效功率PE与主机机器功率PM之比称为推进系数,该值约为0.5~0.7。这就是说,主机发出功率变为船舶推进有效功率后己损失了将近一半. 16.推进系数由哪几个效率组成?

?Cp??????sRPH答:螺旋桨的推进系数 ,主要由轴系传送效率s,相对旋转效率R,敞

水桨效率

?P和船身效率?H组成.

17.什么是空泡现象?空泡产生的条件是什么?

答:螺旋桨在水下工作时往往会在桨叶的叶片处产生空泡,这种现象称为空泡现象. 产生条件是:

PB?Pr(其中

PB为桨叶上任一点B的压强;

Pr为水的汽化压强)

18.空泡有几个阶段?对螺旋桨有什么危害?

答:空泡有两个阶段,第一阶段空泡为开始阶段,当叶背某处的压力降低至该水温下的汽化压力时,该点的水质就会首先形成空泡,因此时的空泡只占据叶面的一小部分,称局部空泡.当局部空泡形成后,随着螺旋桨的转动及水流的冲刷,空泡产生位置会进行后移,进入了压强大于汽化压力的场所,空泡受压直接产生破裂,瞬间的破裂可对桨面产生很大的冲击力.第二阶段空泡:随着来流速度的提高,若螺旋桨在运动过程中,叶背的负压力不仅继续增加,而且范围也有所扩大,在叶背某点先前产生的局部空泡,此时尽管由于水流的流刷而后移,但后移区域的压力条件呢任然适合空泡产生和存在,于是局部空泡就在叶背宽度方向逐渐扩展,可达60%~70%叶背面积,从而形成空泡. 危害:瞬间的空泡破裂会使桨叶表面金属材料受到剥蚀而遭损坏,减小了桨叶断面面

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