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研究生:蔡育伸
研究生(外文):Tsai, Yu-Shen
論文名稱:以管路網絡佈置方法評估管路空間適足性之研究
論文名稱(外文):A Space Sufficiency Evaluation Approach Using Pipe Net Based Routing Arrangement Method
指導教授:吳景凱吳景凱引用關係
指導教授(外文):Wu, Jiing-Kae
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄海洋科技大學
系所名稱:輪機工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:機艙管路設計管路網絡
外文關鍵詞:Engine RoomPiping DesignPipe Net
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本研究發展出一個評估機艙預留長方形空間是否足以安置輪機設
備以及其管路系統之方法。並應用此方法於機艙底層主機前端預留空
間適足性之評估。
本研究將連接裝備的管路以管路網絡來敘述。依據船廠施工常
規,裝備間的管件連接方式決定了網絡中各管段長度的最小值。透過
管路網絡的數學分析,可設定部份管段之長度(自由管長參數)、由電腦
決定其餘管段之長度。若連接裝備的管路系統各管段之管長均能符合
其最小管長之限制,且管路、裝備、及維修空間均能安置於預留空間
裡,則該預留空間為適足。
有關管路網絡佈置方法,本研究發展出自由管長參數之選擇與參
數值設定原則,並發展出(1)正向評估方法在,網絡中有某段管長不
符合最小管長條件,欲在不改變裝備位置情況下,決定新的、符合管
長限制的管長參數組{q};以及(2)反向評估方法,以決定符合管長
限制的管長參數組{q}及新裝備位置{r};或在佈置管路網絡前,估算所
需之最小佈管空間。對符合最低管長限制之管路以裝備與管路之立體
模型,與預留空間做比較,來判斷預留空間足夠佈置管路系統與否。
本研究以實船之壓艙水與冷卻海水系統為例子,展示運用管路網
絡分析方法評估預留空間適足性之可行性。此方法讓管路工程師可以
在機艙佈置初期,即可大略評估其預留之機艙特定空間足夠與否,提
高其船舶設計品質。
This research has developed a space sufficiency evaluation method to
judge if a reserved rectangular space is sufficient to arrange pipes to
connect equipment sets whose positions have been defined.
Shipyard standards in separating pipe components such as elbows,
bends, flanges, and valves have been studied. Minimum pipe lengths for
various combinations of pipe component pairs are derived. A reserved
piping space is “sufficient” if the space is larger than the one occupied,
together, by the pipe net, equipment sets, and maintenance spaces, where
every pipe segment in the pipe net that connects the equipment sets
satisfies its minimum pipe length.
In this research, a forward evaluating scheme has been developed to
adjust the values of pipe length parameters when the minimum pipe length
constraints are violated. A backward evaluating scheme is developed (1)
to adjust equipment positions when the minimum pipe length constraints
are continually being violated in several trials by forward evaluating
scheme, or (2) to estimate the minimum pipe net space required when the
sizes of the equipment sets and maintenance space are ignored.
Examples have been developed to demonstrate (1) the feasibility of
the evaluating method in judging the sufficiency of the reserved space and
(2) that the evaluating method can suggest new equipment positions to
satisfy the minimum pipe length constraints. Such functionalities are very
useful for basic design engineers to quickly estimate the sufficiency of the
space reserved in engine room, especially for the frontal space of the main
propulsion engine in the Main Floor of a ship engine room.
第一章 簡介 1
1.1研究動機與目的 1
1.2文獻回顧 5
1.3研究方法與步驟 7
第二章 機艙管路佈置實務 8
2.1主機前端機艙底層空間管路佈置程序 8
2.2主機前端機艙底層管路系統之佈置考量 10
2.3管路佈置空間適足性之條件 16
第三章 管路網絡佈置方法之回顧 34
第四章 自由管長參數之選擇與設定 38
4.1自由管段之選擇原則 38
4.2自由管長參數值之決定 40
第五章 管路空間適足性之評估方法 46
5.1管路設計空間適足性之分類 47
5.2正向評估之使用及步驟 50
5.3反向評估之使用及步驟 52
第六章 測試案例與討論 57
6.1邊界節點固定評估管路空間適足性之案例 61
6.2調整邊界節點以評估最小管路空間之案例 65
6.3主機前端機艙底層主海水管路系統空間適足性之評估案例 70
第七章 結論與未來發展 88
7.1結論 88
7.2未來發展 89
參考文獻 90
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