-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
19
Capitolul 2. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVE
2.1. Componentele rezistenei la naintare
Rezistena total la naintare RT, este dat de componenta dup axa
orizontal a
rezultantei forelor hidrodinamice i aerodinamice, exercitate
asupra corpului navei la
deplasarea acestuia cu o anumit vitez..
Rezistena la naintare a navei este influenat de o serie de
factori dintre care:
regimul de curgere al apei n jurul carenei (laminar sau
turbulent), care este
determinat de viteza navei, starea suprafeei udate, etc.;
adncimea apei;
viteza de deplasare;
poziia navei (asieta, nclinarea transversal, oscilaiile navei,
etc.);
caracteristicile enalului de navigaie (adncimea, limea,
etc.);
situaia de ncrcare a navei;
Avnd n vedere cele menionate mai nainte, se poate presupune c
rezistena la
naintare este format din mai multe componente, determinate de
cauze diverse i care
interacioneaz ntre ele ntr-un mod foarte complex. Aceste
componente sunt urmtoarele:
Rezistena la naintare principal;
Rezistena la naintare suplimentar.
Rezistena la naintare principal R, reprezint o fraciune din
rezistena total la
naintare i este definit ca fiind componenta dup axa orizontal a
rezultantei forelor
hidrodinamice exercitate asupra carenei nude (fr apendici), la
deplasarea acesteia cu o
anumit vitez n ap linitit.
2.2. Diverse metode de determinare a rezistenei la naintare
Rezistena la naintare principal se poate determina prin mai
multe metode, printre
care putem evidenia:
Metoda analitic
Este bazat pe teoriile hidrodinamicii i are n vedere
particularitile formelor
geometrice ale carenei. ntruct formele geometrice complexe ale
carenei nu pot fi
reprezentate prin relaii matematice riguroase, utilizarea
metodei analitice, pe lng
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
20
complicaiile de ordin matematic, necesit multe ipoteze i
aproximri care conduc la erori
destul de mari. Din aceste motive nu are o utilizare extins.
Metoda experimentrii pe modele n bazine de ncercri
Primele ncercri cu modele de nave la scar au fost efectuate de
Leonardo da Vinci
(1452-1519), care a studiat diferite variante de extremiti prova
i pupa.
Primele ncercri sistematice ntr-un bazin construit special n
acest scop i prevzut
cu crucior pentru tractarea modelelor, au fost efectuate n anul
1871, n Anglia, de ctre
William Froude. Lucrrile lui Froude au fost continuate de D.W.
Taylor, la indicaia cruia se
construiete, n anul 1894, bazinul din Washington.
Experimentrile efectuate pe modele de nave n bazinele de ncercri
rezolv
urmtoarele probleme:
determinarea rezistenei la naintare i a puterii, necesare pentru
asigurarea
diferitelor viteze de deplasare ale navei pe ap linitit i pe
valuri;
studiul influenei valurilor, asupra unor caliti de
navigabilitate;
studiul oscilaiilor navei, pe ap linitit sau pe valuri;
studiul influenei adncimilor limitate i apropierii pereilor
canalelor de
navigaie, asupra rezistenei la naintare;
determinarea caracteristicilor giraiei navei.
Dup procedeul de remorcare al modelului i tipul aparaturii de
msur se
deosebesc:
bazine de ncercri dinamometrice;
bazine de ncercri gravitaionale.
Metoda ncercrilor prin remorcaj a navei n mrime natural
Presupune proiectarea i construcia unei nave prototip, prin
remorcarea creia se
determin valoarea real a rezistenei la naintare i se pot stabili
msurile ce trebuiesc luate n
vederea mbuntirilor calitilor de mar. Pe baza rezultatelor
obinute prin remorcarea
prototipului se trece la proiectarea seriei navelor de acelai
tip care urmeaz a fi construite.
Dei este metoda cu gradul de precizie cel mai ridicat se
utilizeaz foarte rar deoarece necesit
cheltuieli mari, care nu se justific.
Metoda utilizrii programelor specializate de calcul
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
21
Metoda este o compilaie ntre metoda analitic, metoda
experimentrii pe model n
bazinele de ncercri i tehnica de calcul din ce n ce mai
performant. Programele disponibile
acoper o larg plaj de posibile aplicaii, de la estimri
preliminare rapide la determinarea
mrimilor necesare prin calculul spectrului hidrodinamic i
evidenierea liniilor de curent n
jurul carenei navei.
Un astfel de program specializat este programul AUTOPOWER,
program oferit de
Autoship Systems din Vancouver Canada (Fig. 2.1).
Figura 2.1. Programul Autopower
Programul ofer posibilitatea calculului rezistenei la naintare i
a puterii de
remorcare precum i optimizarea caracteristicilor agregatului
propulsiv pentru regimurile de
deplasament, semi-deplasament i glisare prin utilizarea a
diferite metode teoretico
experimentale elaborate de comunitatea tiinifico academic
internaional.
Metodele disponibile sunt eficace numai pentru anumite tipuri de
forme sau
dimensiuni ale carenei precum i pentru game de vitez specifice,
recomandrile de
aplicabilitate precum i limitele de utilizare fiind clar
specificate i n unele cazuri chiar de
netrecut, programul nefuncionnd n aceste situaii. De notat de
asemenea c n alte cazuri
programul ruleaz cu date iniiale ce depesc limitele de utilizare
recomandate ns
rezultatele sunt incerte, uneori chiar aberante.
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
22
Calculul rezistenei la naintare i a puterii de remorcare
debuteaz cu selectarea
regimului de navigaie (deplasament, semi-deplasament sau
glisare) i introducerea datelor
iniiale (Fig. 2.2).
Figura 2.2. Selectarea regimului de navigaie i introducerea
datelor iniiale
Urmeaz selectarea metodei de calcul a rezistenei la naintare i a
puterii de
remorcare (Fig. 2.3).
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
23
Figura 2.3. Selectarea metodei de calcul a rezistenei la
naintare
La selectarea metodei programul afieaz concomitent att limitele
metodei ct i
recomandri succinte ale domeniului de aplicabilitate.
Urmeaz calculul de ctre program prin mai multe metode a
suprafeei udate i apoi
selectarea gamei de viteze (Fig. 2.4). Cu datele astfel
introduse programul calculeaz apoi
rezistena la naintare i puterea de remorcare, genernd de
asemenea i un raport cu
rezultatele obinute.
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
24
Figura 2.4. Selectarea gamei de viteze
2.3. Estimarea efectiv a rezistenei la naintare i a puterii de
remorcare
Datele iniiale ale navei introduse n program sunt prezentate n
Figura 2.4. Gama de
viteze adoptat a fost de 1,00 16,00 Nd cu incrementul de 1,00
Nd. Metoda de calcul a
rezistenei la naintare a fost metoda Holtrop, metod aplicabil
navelor de transport de vitez
medie.
Pentru aceste valori programul a calculat rezistena la naintare
i puterea de
remorcare.
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
25
Date iniiale utilizate pentru calcul
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
26
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
27
Figura 2.5. Calculul rezistenei la naintare
Figura 2.6. Calculul puterii de remorcare
-
Tanc petrolier 160.000 tdw. Elemente ale instalatiei de
propulsie. Operarea ei in conditiile prevederilor
MARPOL 73/78 / Estimarea caracteristicilor propulsive
28
2.4. Alegerea maini de propulsie
Aleg motorul de tip MAN B&W L75MC, care are urmtoarele
caracteristici
constructive i funcionale:
diametru cilindru(alezaj), D=750 [mm]; cursa pistonului, S=2880
[mm]; numarul de timpi ai ciclului de functionare, =2; numarul de
cilindrii, i=7 n linie; turatia motorului, n=84 [rot/min]; puterea
efectiva, Pe= 18235 [kW]
