cap.6.4.2.-6.6n

BAZELE PROIECT Ă RII PRELIMINARE A NAVEI .

(6.66)

Definind coeficientul de utilizare a lungimii ( ) cu relaţia:

, (6.67)

expresia volumului specific (6.66) devine:

. (6.68)

Pentru cazul de plină încărcare al navei pe chilă dreaptă, într-o analiză preliminară se poate scrie următoarea ecuaţie de echilibru a momentelor statice de masă:

(6.69)în care xB este abscisa centrului de carenă, xg este abscisa centrului de masă al deplasamentului gol ( ), xu este abscisa centrului de masă al mărfii cu masa Mu, iar xcm este abscisa centrului de masă corespunzătoare grupei combustibilului, uleiului şi apei aferente instalaţiei de propulsie, de masă Mcm. Toate abscisele se măsoară de la secţiunea maestră ( ).

În conformitate cu principalele grupe de mase care alcătuiesc ecuaţia (6.69), deplasamentul navei goale se calculează cu relaţia simplificată: . (6.70)

Înlocuind această expresie în relaţia (6.69) şi apoi împărţind ambii membri ai ecuaţiei la produsul , se obţine:

. (6.71)

Având în vedere relaţiile:

(fig.6.6) (6.72)

şi ţinând cont de expresia (6.67), ecuaţia (6.71) capătă forma:

. (6.73)

Relaţia (6.73) furnizează abscisa centrului de carenă xB, mărime fizică cu contribuţie decisivă la stabilirea asietei navei. Dacă se consideră cunoscută mărimea xB, atunci relaţia (6.73) permite calculul coeficientului .

113

)(


Relaţia (6.68) poate fi utilizată şi pentru calculul raportului :

. (6.74)

Raportul D/T trebuie să fie analizat şi din punctul de vedere al bordului liber.

6.4.3. Cazul navelor de transport mărfuri uscate cucompartimentul de maşini în treimea pupa

În fig.6.7 este marcat spaţiul pentru depozitarea mărfurilor uscate în cazul compartimentului de maşini situat în treimea pupa.

Ecuaţia momentelor statice ale principalelor grupe de mase devine:

(6.75)

unde MCM este masa compartimentului de maşini, xCM este abscisa centrului de masă al compartimentului de maşini, şi sunt abscisele centrelor de masă ale magaziilor pupa şi respectiv prova, produsul reprezintă masă mărfii ce se repartizează în zona prova, iar este masa mărfii ce se repartizează în

114


zona pupa a compartimentului de maşini. Abscisele centrelor de masă se măsoară în raport cu secţiunea maestră a navei.

Dacă se consideră că lungimile magaziilor de marfă sunt proporţionale cu cantitatea de marfă ambarcată, atunci se pot scrie relaţiile:

(6.76)în care Lupv şi Lupp sunt lungimile magaziilor din prova şi respectiv pupa compartimentului de maşini, iar Lu este lungimea totală a magaziilor de marfă.

Presupunând că forma magaziilor este paralelipipedică, din fig.6.7 se obţin relaţiile:

(6.77)

Introducând relaţiile (6.76) în (6.77) şi amplificând cu produsele şi respectiv , rezultă:

(6.78)

Utilizând relaţiile (6.67) şi (4.3), expresiile (6.78) devin:

(6.79)

Prin transformări echivalente obţinem:

(6.80)

Scăzând prima ecuaţie (6.80) din cea de-a doua, rezultă:

(6.81)

Se introduce relaţia (6.81) în expresia (6.75) şi rezultă:

115


(6.82)

Ţinând cont de relaţia (6.70) şi împărţind expresia (6.82) la produsul se obţine:

(6.83)

Relaţia (6.83) permite aprecierea preliminară a abscisei centrului de carenă, în cazul navelor de transport mărfuri uscate cu compartimentul de maşini în treimea pupa. Mărimile xB, xg1, şi xcm se introduc cu semnul lor (sunt mărimi algebrice), iar xCM se consideră fără semn.

6.4.4. Cazul petrolierelor

Tancurile petroliere au compartimentul de maşini amplasat la pupa. Volumul teoretic al tancurilor de marfă, Vtp, se determină cu relaţia:

(6.84)în care CBp este coeficientul de fineţe caracteristic, cu valori cuprinse între 0,96 … 0,98. Volumul necesar pentru a încărca marfă, VN, este dat de expresia:

(6.85)unde este un coeficient care ţine seama de elementele de structură ale tancului şi de volumul de dilataţie specific tipului de marfă, cu valori cuprinse între 0.04 … 0,06.

Volumul specific al navei, , se obţine prin raportul dintre volumul necesar, VN şi masa încărcăturii utile:

(6.86)

Relaţia (6.86) poate fi utilizată şi pentru determinarea raportului:

. (6.87)

Raportul D/T trebuie să fie analizat şi din punctul de vedere al bordului liber.

În cazul mărfurilor lichide, specifice tancurilor petroliere, indicele de stivuire se calculează cu relaţia:

(6.88)

116


în care este densitatea produsului petrolier transportat.Ca şi în cazul navelor de transport mărfuri uscate cu compartimentul de

maşini la pupa, navele petroliere trebuie să plutească pe chilă dreaptă. În consecinţă, ecuaţia de echilibru a momentelor statice ale principalelor grupe de mase se scrie sub forma (6.69), iar abscisa centrului de carenă xB se determină cu relaţia (6.73).

În cazul petrolierelor de mare tonaj interesează o serie de problematici distincte, cum ar fi:

posibilitatea încărcării unor produse petroliere cu densităţi diferite, în cadrul voiajului respectiv;

utilizarea unor tancuri de balast pentru corecţia asietei navei şi a unor tancuri pentru scurgeri reziduale;

amplasarea raţională a tancurilor de balast şi a compartimentului de pompe, în scopul reducerii momentului încovoietor în secţiunea maestră.

În cazul produselor cu densităţi diferite, se utilizează în calcule densitatea medie, , determinată cu relaţia:

(6.89)

unde Mui reprezintă masa produsului petrolier „i”, iar este densitatea produsului petrolier „i”.

Dacă se utilizează tancuri de balast cu volumul Vb şi tancuri de scurgeri reziduale cu volumul Vsr, atunci volumul total necesar pentru transportul mărfurilor lichide devine: . (6.90)

Volumele din membrul drept al ecuaţiei de mai sus se calculează cu expresiile:

;

; (6.91)

,unde este densitatea apei de balast, iar csr este un coeficient specific volumului scurgerilor reziduale.

Aplicând relaţia (6.90), obţinem:

(6.92)

Volumul specific total al navei, , se obţine prin raportul dintre volumul total necesar, VNt şi masa încărcăturii utile:

117


(6.93)

Abscisa centrului de masă al mărfii ambarcate, xu, se poate determina utilizând relaţia (6.69). Împărţind ambii membri ai ecuaţiei prin produsul , se obţine:

. (6.94)

Ţinând cont de expresia (6.72), rezultă:

. (6.95)

Având în vedere relaţia (6.70), prin transformări succesive obţinem:

(6.96)

Distribuţia tancurilor de marfă, balast şi scurgeri reziduale trebuie să verifice relaţia (6.96).

6.5. Volumul destinat tancurilor de balast

Deplasamentul navelor de transport mărfuri generale variază în limite largi, cuprinse între 50 … 80% din deplasamentul teoretic de încărcare, datorită coeficienţilor de stivuire diferiţi ai mărfurilor care se cer pe piaţa navlului.

Pentru realizarea unei asiete corespunzătoare este necesară stabilirea distribuţiei tancurilor de balast, precum şi a volumului de balast necesar.

Pescajele prova şi pupa ale navei în balast se exprimă în funcţie de pescajul de plină încărcare T cu relaţiile :

(6.97)

Coeficientul tF trebuie să satisfacă condiţiile de slamming şi se calculează cu relaţia:

(6.98)

unde .Coeficientul tA este legat de funcţionarea normală a elicei.Pescajul mediu al navei în balast se calculează cu relaţia:

. (6.99)

Variaţia pescajului faţă de situaţia de plină încărcare este:

118


. (6.100)

În ipoteza unghiurilor mici de asietă:

. (6.101)

Aplicând formula metacentrică a stabilităţii longitudinale:

(6.102)

în care este momentul de stabilitate longitudinală, iar H este înălţimea metacentrică longitudinală şi ţinând cont că:

(6.103)unde xf este abscisa centrului plutirii, xb este abscisa centrului de masă al balastului, iar xu abscisa centrului de masă al mărfii, se obţine relaţia:

. (6.104)

Egalând expresiile (6.101) şi (6.104) rezultă:

;

. (6.105)

Înălţimea metacentrică longitudinală se poate aproxima cu relaţia:

. (6.106)

Din expresiile (6.105) şi (6.106) obţinem relaţia cu care se poate determina abscisa centrului de masă al balastului, xb:

. (6.107)

Pentru calculul volumului tancurilor de balast, se consideră că variaţia pescajului, , calculată cu relaţia (6.100), se datorează modificării maselor de la bordul navei.

(6.108)

Egalând expresiile (6.100) şi (6.108), obţinem:

(6.109)

Masa balastului lichid se determină cu relaţia:

119


. (6.110)

6.6. Forma preliminară a diagramei cubaturii

Diagrama cubaturii, propusă de Sokolow (fig.6.8), permite determinarea preliminară a volumului teoretic al navei, prin integrarea curbei ariilor secţiunilor transversale (ale cuplelor) pe lungimea navei.

Ariile secţiunilor transversale (ale cuplelor) până la puntea superioară continuă, se determină preliminar cu formula:

(6.111)unde „i” este indicele cuplei curente, iar ki este un coeficient care se obţine pe baza diagramelor din fig.6.9, 6.10 şi 6.11.

Primul termen din paranteza pătrată a relaţiei de mai sus se referă la aria secţiunii maestre până la nivelul plutirii de calcul.

Al doilea termen reprezintă aria secţiunii maestre cuprinsă între plutirea de calcul şi înălţimea de construcţie, fără a considera curbura transversală a punţii.

Al treilea termen se referă la aria secţiunii maestre determinată de curbura transversală a punţii.

Diagramele 6.9, 6.10 şi 6.11 permit determinarea coeficientului k i pentru cazul în care raportul D/T = 1,2.

Dacă D/T≠1,2 atunci coeficientul bloc se corectează cu relaţia: (6.112)

în care kB este un coeficient de corecţie determinat din diagrama 6.12, iar în fig.6.9, 6.10 şi 6.11 se utilizează .

Diagrama Sokolow permite şi determinarea volumului util al spaţiilor destinate transportului mărfii.

În acest scop, se determină aria secţiunii maestre până la nivelul dublului fund, utilizând relaţia: (6.113)

unde este coeficientul de fineţe al ariei secţiunii maestre până la nivelul dublului fund, care se determină preliminar în funcţie de coeficientul de fineţe al ariei secţiunii maestre, CM (tabelul 6.1), iar hD este înălţimea dublului fund.

120


0,96 ÷ 0,97 0,84 ÷ 0,880,97 ÷ 0,98 0,86 ÷ 0,900,98 ÷ 0,99 0,89 ÷ 0,93

Tabelul nr. 6.1 Valorile preliminare ale coeficientului De asemenea, se calculează ariile secţiunilor transversale până la nivelul

dublului fund, pentru cuplele 5 şi 15, utilizând relaţiile:

(6.114)

Coeficientul kd se determină din diagrama 6.13, în funcţie de coeficientul bloc, CB şi raportul xB/Lpp(dacă D/T1,2 se utilizează ).

Pentru cuplele 0 şi 20, corespunzătoare perpendicularelor pupa şi prova se consideră ariile secţiunilor transversale până la nivelul dublului fund egale cu zero: . (6.115)

Pentru a putea determina volumul util, pe diagrama cubaturii se introduc lungimile picurilor şi compartimentului de maşini.

Pentru determinarea volumului util se vor adăuga şi spaţiile dintre ramele gurilor de magazii şi suprastructuri, destinate transportului mărfurilor.

Pentru a obţine volumul util, în faza preliminară, volumele determinate cu ajutorul diagramei cubaturii vor fi reduse cu următoarele procente:

- picurile prova şi pupa, 3%;- dublul fund, 2%;- spaţii situate la extremităţile navei, destinate:

încărcăturii în vrac, 3%; mărfurilor generale, 12%; magaziilor frigorifice, 32%;

- spaţii situate la mijlocul navei, destinate: încărcăturii în vrac, 2%; mărfurilor generale, 11%;

121


magaziilor frigorifice, 25%.Diagrama cubaturii oferă rezultate practice satisfăcătoare pentru nave cu

forme obişnuite, cu selatură normală şi curbură transversală normală, cu etravă înclinată şi pupă de crucişător.

Pentru calculul absciselor centrelor de greutate ale volumelor se pot utiliza cu rezultate satisfăcătoare diagramele lui Guldhammer [7].

122

cap.6.4.2.-6.6n

Documents