licenta vracher

8/18/2019 licenta vracher

1/61

Introducere

Transporturile maritime au rolul vital de a asigura legătura între producţie şi consum,

scopull fundamental fiind acela de a asigura permanent un flux de materii prime către sectorulindustrial de produc ie şi de a deplasa în timp util materiile i produsele finite către pieţele deț șdesfacere şi consumatori. Transporturile maritime fiind strâns legate de construc ia navelor înț port, pot avea un efect imens în economie, prin antrenarea unor industrii sau sectoare economiccare creează legături. Dincolo de acest efect, importanţa transporturilor maritime a fostrecunoscută şi prin prisma locurilor de muncă pe care le creează şi a veniturilor importante adu bugetelor naţionale. În al doilea rând, s a avut în vedere rolul deosebit de important !ucat de

transporturile maritime la nivel comunitar, acest mod de transport reprezentând principalulmi!loc de realizare a importurilor şi exporturilor ".#. $proximativ %&' din mărfurile importateşi (&' din mărfurile exportate la nivelul ".#. sunt transportate pe cale maritimă.

)rac*ierele transportă marfă într o singură direcţie, la drumul de întoarcere linia deîncărcare este realizată prin reglarea tancurilor de balast, şi astfel la întoarcere nu câştigă nici u ban. $ceste nave mai sunt vulnerabile şi în timpul recensiunilor în domeniul lor de comerţ,deoarece ele nu sunt suficient de manevrabile şi adaptabile pentru a transporta diferite tipuri de

marfă. +roiectul de navă vrac*ier a fost creat ca o soluţie pentru aceste probleme. $cest tip denavă are compartimente etanşe care pot fi încărcate cu minerale, marfă vrac sau petrolnerafinat ucrarea este structurată pe - capitole în primul capitol sunt men ionate generalită i ț ț știpuri de transport. /apitolul 0 dezvăluie prezentarea te*nică a unui vrac*er corpul, instala ia iȘ ț șmotorizarea. În capitolul 1 sunt prezentate elementele de bază a flotabilită ii i stabilitatea. Înț șcapitolul % sunt prezentate calculele, manevrarea i controlul balastului, elemente esen ialeș ț pentru siguran a vrac*erului. /apitolul % arată calculele i proiectarea sistemului de ancorare aț șnavei. În ultimul capitol se prezintă calculul i evaluarea comportării navei în balast ,în mar i ș ș șsta ionare.ț


2/61

Situa ia actuală a transportului de marfă în vracț

1.1 Generalită i ț

2ărfurile sunt factorul motor în economia transportului maritim. În procesul evolutivgeneral privind transportul maritim, dintre cele trei elemente structurale de bază 3nava, marfa ş portul4, marfa deţine rolul *otărâtor, atât pentru evoluţia navelor cât şi a porturilor. $flându se interdependenţă, cele trei elemente se influenţează, desigur, reciproc, dar analiza pe etape detimp mai lungi arată că, în fapt, factorul motor în economia transportului maritim estedezvoltarea factorului marfă, fie sub forma materiilor prime, prin diversitate, cantitate şiregularitate în trafic, fie ca produse manufacturate, în sortimente cu atât mai variate, mai

complexe şi mai solicitate în sc*imburile internaţionale, cu cât progresul economic, ştiinţific şite*nic este mai avansat.

/u toate ca putem aprecia inceputul transportului de marfuri in vrac situat in antic*itate,mai ales în perioada de inflorire a 5mperiului 6oman, acesta s a impus ca un segment importanal comertului maritim mondial abia dupa cel de al doilea razboi mondial. 5n perioada dereconstructie si de expansiune rapida a tarilor din #uropade vest si 7aponia s a dezvoltat o flotade tancuri petroliere insotita de numeroase nave mai mici destinate pentru a transporta mai mul

produse finite sau semifinite furnizate de industria c*imica.

Transportul marfurilor in vrac a cunoscut o extindere fara precedent si la ora actuala,tona!ul aferent acestui sector fiind de peste 8 din totalul flotei comerciale mondiale. 2a!oritateamarfurilor transportate in vrac se constituie din materii prime cum ar fi petrol, minereu de fiercarbune, cereale, si este uzitata apelarea acestora cu denumirea generica de marfuri in vrac pe baza premisei ca spre export, tot minereul de fier este transportat in vrac. 2arfurile vrac 3lic*idsau solid4 sunt marfuri voluminoase, omogene,grupate în parti mari şi reprezentate în general d

materii prime precum petrol brut şi produse petroliere, gaze lic*efiate, produse c*imice, minerede fier, carbune, cereale, lemn, ciment.


3/61

1.2 Tipuri de mărfuri vrac uscat

$nul 0&99 a fost unul propice pentru mărfurile tip vrac uscat, traficul cu acest tip demarfă crescând ferm cu :.-' a!ungând la un total de aproximativ - bilioane de tone. 2ărfurilevrac uscat în care sunt incluse cele : componente ma!ore precum minereul de fier, cărbunele, bauxita;aluminiul, cerealele şi roca fosfatică şi odată cu acestea, dar în cantităţi mai mici oţelul

minereuri şi metale au cunoscut această creştere de la ultima care a avut loc în anul 0&9& cu90.1'. )olumul total de mărfuri vrac uscat transportat în anul 0&99 s a ridicat la 1.( bilioane detone pentru anul 0&99. Tot în acest an cele : componente principale de vrac uscat au reprezentaaproximativ %0' din marfa de acet tip, pe prima poziţie aflându se minereul de fier cu %0.:',urmat de cărbune 1


4/61

record de 9.- bilioane tone. +roducţia de oţel a crescut şi în /*ina, deşi cu un ritm mai lent, dara!ungând în cele din urmă să acopere aproximativ !umatate din producţia mondială. +e lângă/*ina, şi celelalte ţări aflate în dezvolatare precum 5ndia, ?razilia Turcia şi /oreea au contribuitsemnificativ la creşterea productivităţii de oţel.

Producţia de cărbune, consumul şi transporturile /u un procent de 1&.1' dinconsumul de energie globală, cărbunele este a doua cea mai importantă sursă primară de energifolosit în principal la producerea de curent. /onsumul global de cărbune a crescut cu :.%' în0&99, cu un consum al ţărilor aflate în afara @#/D9, conduse de /*ina =.(', crescând cu "$ şi 7apoiniei. +roducţia de cărbune a crescut cu -.9' în0&99, mai ales datorită ţărilor aflate în continuă dezvoltare şi datorită /*inei care îşi asumă doutreimi din întreaga producţie, drept pentru care preţul cărbunelui a început să crească. În 0&99volumul total de cărbuni transportaţi pe mare a a!uns la =%% milioane de tone, cu :.9' mai mulfaţă de anul 0&9&. Tot în acest an transportul maritim de cărbune cocsificabil a scăzut cu :.:'odată cu constrângerile severe impuse de $ustralia, unde din cauza inundaţiilor lucrările în mineau fost întrerupte astfel rezervele au devenit reduse şi preţul a crescut. $stfel a avut loc o lipsă d

cerere din partea /*inei, care s a orientat către rezervele proprii ca şi alternativă având în veder preţurile aflate în creştere. /onform studiilor, $ustralia va depăşi 5ndonezia, cel mai mareexportator de cărbune, undeva în anul 0&9-. $ustralia pe de altă parte investeşte în desc*idereaunor noi mine şi totodată în extinderea celor de!a existente. @amenii de ştiinţă din domeniu auobservat creşteri ma!ore în ceea ce priveşte generarea de curent, ceea ce ar însemna oconstrângere în exportul 5ndoneziei în anul 0&9%. Producţia şi consumul minereului de fier şi de oţel În anul 0&99 comerţul cu minereude fier a crescut cu -'. $ceastă creştere este în strânsă legătură cu /*ina fiind principalul statinteresat. +rintre principalii exportatori de minereu de fier se numără $ustralia, ?razilia, 5ndia,$frica de >ud, /anada.


5/61

1.! Tipuri de mărfuri lic"ide

+rincipalele mărfuri vrac lic*id sunt reprezentate de petrol brut şi produse petroliere.i eiul în stare brută 3nerafinat4 con ine peste 9( &&& de substan e organice complexe, motivȚ ț ț ț

pentru care este materia primă cea mai importantă pentru industria c*imică 3vopsele,medicamente, materiale plastice, etc.4 i producerea carburan ilor. /a o curiozitate, se poateș țmen iona că unele varietă i de i ei devin fosforescente în prezen a luminii ultraviolete. +etrolulț ț ț ț ț3titeiul4, este un lic*id vascos, de culoare bruna, neagra sau verde masliniu, inflamabil, cu mirocaracteristic, insolubil in apa, cu densitatea mai mica decat a apei. Au are temperatura de fierbefixa fiind un amestec complex de *idrocarburi. /ontine in cantitati mici si substante anorganiceca sulf, oxigen si azot. $proape peste tot pe glob exista bazine de extractie a petrolului. /ele maimari sunt Bolful +ersic 3tarile din regiune sunt cele mai mari exportatoare de petrol din lume4$lasCa 3+rud*oe ?a 9& miliarde de barili de petrol se presupune ca adaposteste acest bazin4si unele mari cum ar fi 2area Aordului 3platformele Aorvegiei,în principal4, 2area Aeagra,2area @*otsC 3în A Eederatiei 6use4 etc. Dar cel mai bogat dintre ele este, cu siguranta Bolful+ersic.

De a lungul ultimelor decenii tarile din regiune au detinut si detin monopolul în ceea ce priveste exporturile de petrol. De altfel, întreaga economie a acestor tari se bazeaza pe productide petrol. /ele mai mari exportatoare de petrol din lume au fondat o organizatie denumita @+#/3@rganizatia tarilor exportatoare de petrol4 care are ca domeniu de activitate politica petrolieraTarile membre sunt $lgeria, $rabia >audita, #cuador, #miratele $rabe "nite, Babon, 5ndonezia,5raC, 5ran, FuGeit, ibia, Aigeria, Huatar, )enezuela. Deşi importurile >"$ sunt cele mai mari încadrul fluxurilor comerciale internaţionale cu ţiţei, acestea nu constituie un flux regional fără precedent. Dependenţa >"$ de importurile de ţiţei este mai mică decât cea a principalilor săi 9&aliaţi. După cum s a menţionat, >"$ importă atât ţiţei, cât şi produse petroliere. Din totalulimporturilor de ţiţei şi produse petroliere, ţiţeiul reprezintă peste


6/61

/apitolul 0

Scurta prezentare tehnica a navei in proiect

2.1 Corp,constructie,magazii

În vederea stabilirii caracteristicilor principale ale corpului navei s a luat în consideraun număr de 09 de nave cu deplasamentele deadGeig*t cuprinse între %:&&& şi -:&&& existente în exploatarea flotei comerciale mondiale, aşa cum este prezentat în tabelul 9/orespunzător caracteristicilor principale ale corpurilor acestor nave 3/I , max, ? x, D, T4 setrasează graficele de variaţie în funcţie de deplasamentul navelor considerate J graficele 39.99.:.4. $stfel, pentru nava de proiectat cu un deplasament deadGeig*t de ::&&& tdG, se obţ

următoarele caracteristici principale ale corpului

K L ::&&& tdG

/I L0&(,


7/61

"nele dintre rapoarte sunt reglementate de prin reguli date de registrele navale. $stfel, pentru navele maritime cu zonă de navigaţie nelimitată, 6.A.6. prevede N90O

:,0D?

M9(D/I ≤≤

+entru nava de proiectat, rapoartele considerate au valorile

:=(,-:,19


8/61

$ceste valori sunt apropiate de cele uzuale corespunzătoare parametrilor indicaţi.În vederea trasării planului de forme al navei de proiectat se va utiliza metoda derivăr

plecând de la planul de forme al unei nave mineralier de -:&&& tdG. $ceastă navă prezinurmătoarele caracteristici principale

Kr L -:&&& tdG

max r L0:%,0 m

/I r L0%:,1 m

pp r L01=,( m? xr L 10,0 mDr L 9(,& mTr L 90,% m

$vând în vedere faptul că există diferenţe între dimensiunile principale ale corpurilorcelor două nave J de referinţă şi de proiectat J se vor calcula coeficienţii de derivarecorespunzători

pentru dimensiunile longitudinale


9/61

/unoscând valorile coeficienţilor de derivare ai diferitelor tipuri de dimensiuni se va putea trasa în consecinţă planul de forme al navei de proiectat plecând de la cel al navei dreferinţă.

+lanul de forme va întocmit în conformitate cu una din scările de reprezentarestandardizate

9 9 , 9 : , 9 9& , 9 0& , 9 0: , 9 :& , 9 9&& , 9 9:& , 9 0&& , 9 0:&

>cara de reprezentare ce va fi utilizată la trasarea planului de forme este 9 9:&. +lanul de forme constituie reprezentarea geometrică a corpului teoretic al navei obţinut prin proiectarea acestuia pe un sistem de trei plane ortogonale denumite astfel

planul diametral 3secţionează nava simetric longitudinal4M

planul transversal al cuplului maestru 3secţionează nava în dreptucuplului maestru#$

planul plutirii 3coincide cu planul suprafeţei libere a apei liniştite la linia de vară de plină încărcare#.

+e lângă planul orizontal de secţionare al plutirii se utilizează şi planul de bază al naveîn scopul obţinerii de proiecţii auxiliare.

>e numeşte Pcuplu maestruQ secţiunea transversală a navei, de arie maximă. $stfe planul cuplului maestru va fi planul ce va secţiona nava transversal în dreptul cuplului maestru

>e numeşte Pplan de bazăQ planul paralel cu suprafaţa liberă a apei şi care conţine puncde intersecţie inferior al planelor diametral şi al cuplului maestru.

În urma proiectării corpului navei pe cele trei plane mai sus amintite, vor rezulta trei proiecţdenumite, respectiv longitudinal, transversal, orizontal.

ongitudinalul prezintă secţiuni ale navei determinate de planul diametral şi plan paralele cu acesta ce împart lăţimea maximă a cuplului maestru în părţi egale, sau oarecar+roiecţiile rezultate se vor nota cu cifre romane.

Transversalul prezintă secţiuni ale navei determinate de planul cuplului maestru şi planetransversale ce împart lungimea plutirii de maximă încărcare 3secţiunea determinată în corpulnavei de suprafaţa liberă a apei atunci când nava este încărcată la nivelul maxim admisibil4 în


10/61

părţi egale. În zonele de curbură pronunţată ale corpului navei se pot utiliza planuri de secţionasuplimentare situate la distanţe regulate între planurile cuplelor iniţial determinate. >ecţiunilerezultate se numesc Pcuple 3coaste4 teoreticeQ şi se proiectează pe planul cuplului maestrunotându se cu cifre arabe. /uplele se vor reprezenta pe !umătate din motive de simetrie, astfelcuplele dinspre zona pupa se vor reprezenta în stânga urmei planului diametral iar cele dinsprezona prova în dreapta urmei planului diametral.

@rizontalul prezintă secţiuni ale navei determinate de plane orizontale ce împart pesca!unavei 3distanţa de la plutirea de maximă încărcare la planul de bază 4 în părţi egale 3sau inega>ecţiunile obţinute se numesc Pplutiri 3linii de apă4Q şi se proiectează pe planul de bază al navnotându se cu cifre arabe. >ub urma planului diametral se va reprezenta şi curba de balansare anavei.

+e planşa de desen, longitudinalul se aşează în zona stânga sus iar transversalul în zonadreapta sus, pe aceeaşi orizontală cu longitudinalul.

@rizontalul se aşează în zona stânga !os, pe aceeaşi verticală cu longitudinalul.

/ele trei proiecţii ale navei se reprezintă pe caroia!e cu următoarele dimensiuni

caroia!ul longitudinalului R lungimea egală cu lungimea plutirii de maximăîncărcare 3/I 4M înălţimea egală cu înălţimea de construcţie a navei 3egală cu cota, în planul

cuplului maestru, a punctului de intersecţie al punţii navei cu bordul vertical 4 M

caroia!ul transversalului R lăţimea egală cu lăţimea maximă a cuplului maestru 3?4Mînălţimea egală cu înălţimea de construcţie a navei 3D4 M

caroia!ul orizontalului R lungimea egală cu lungimea plutirii de maximă încărcareMînălţimea egală cu% din lăţimea maximă a cuplului maestru.

+e desen, longitudinalul este împărţit, pe orizontală în 0& de părţi egale de plane desecţiune transversale, iar pe verticală este împărţit în : părţi egale de plane de secţiune orizontal până la cota pesca!ului. $stfel, lungimea /I va fi împărţită în segmente egale de lungime

S L /I ;0&


11/61

Transversalul este împărţit pe orizontală în - părţi egale de plane de secţiunelongitudinale, iar pe verticală în : părţi egale de plane de secţiune orizontale până la cota pesca!ului care va fi astfel împărţit în segmente egale de lungime egală cu

t L T;: ,@rizontalul este împărţit pe lungimea sa în 0& de părţi egale de planele de secţiune

transversale, iar pe verticală în 1 părţi egale de plane de secţiune longitudinale. "rmele tuturor planelor de secţionare amintite se trasează pe desen, pe proiecţiile respective. +e transversal semai trasează şi două diagonale ce unesc urma intersecţiei planului diametral cu planul plutirii dmaximă încărcare şi extremităţile inferioare stângă şi dreaptă ale caroia!ului transversalului.$ceste diagonale sunt necesare în vederea trasării ulterioare a curbei de balansare J se măsoarădistanţele dintre punctele de intersecţie ale diagonalelor cu fiecare cuplă în parte, se transpunaceste dimensiuni pe orizontal, sub urma planului diametral, şi se unesc punctele astfeldeterminate.

+e planşă se trasează un c*enar precum şi un indicator conform normelor de desen te*nic.

2.1 Motorizare,MP,MA,Caldarina

Datorită faptului că motoarele cu ardere internă nu şi pot asigura pornirea de la turaţzero prin mi!loace proprii, este necesară dotarea acestora cu dispozitive sau instalaţii care aducă arborele cotit la turaţii suficient de mari de la care motorul să poată să şi asigure propfuncţionare continuă. În cazul motoarelor navale este mai mult decât necesară prezenţa unastfel de instalaţii având în vedere gabaritul acestora şi valoarea forţelor şi momentelor de frecala pornire ce le caracterizează.

Pornirea motorului (lansarea) se poate face prin mijloace electrice,mecanice sau pneumatice. Primele două metode sunt utilizate cu

precădere n cazul motoarelor de puteri !i ga"arite reduse. #ijloacele delansare ce folosesc energia pneumatică se utilizează n cazul motoarelornavale de puteri mari !i medii (ca mijloc de lansare de rezervă pentru celelectric).


12/61

$egistrele navale ce supervizează construc%ia diferitelor nave impunnumeroase condi%ii constructive !i de performan%ă pentru instala%iile delansare ale motoarelor principale. &stfel $egistrul 'aval $om n prevedepentru aceste instala%ii

rezerva totală de aer comprimat pentru pornirea motoarelorprincipale nereversi"ile, cuplate cu elice cu pas regla"il sau cu altemecanisme care asigură posi"ilitatea pornirii motorului fără sarcină,tre"uie să *e su*cientă pentru efectuarea a + porniri de *ecaremotor pregătit pentru func%ionare, dar din stare rece, iar dacă e istămai mult de două motoare - cel pu%in porniri pentru *ecaremotor / n acela!i timp tre"uie asigurată !i func%ionarea sistemelorde comandă ale motoarelor /rezerva de aer comprimat va * păstrată n cel pu%in două "utelii saudouă grupe de "utelii instalate astfel nc t să poată * utilizateindependent / n *ecare din aceste "utelii se va păstra o rezervă deaer comprimat n cantitate de cel pu%in jumătate din necesarulindicat /"uteliile vor * dotate cu dispozitive de semnalizare care să indicescăderea presiunii cu cel mult 0 "ari su" presiunea *nală de

ncărcare a "uteliei /rezerva totală de aer comprimat pentru pornirea motoarelorprincipale nereversi"ile, cuplate cu elice cu pas regla"il sau cu altemecanisme care asigură posi"ilitatea pornirii motorului fără sarcină,tre"uie să *e su*cientă pentru efectuarea a + porniri de *ecaremotor pregătit pentru func%ionare, dar din stare rece, iar dacă e istă

mai mult de două motoare - cel pu%in porniri pentru *ecaremotor / n acela!i timp tre"uie asigurată !i func%ionarea sistemelorde comandă ale motoarelor /se admite folosirea rezervei de aer de pornire dintr o "utelie de aersau dintr o grupă de "utelii de aer ale motoarelor principale pentru


13/61

func%ionarea sirenei !i pentru nevoile gospodăre!ti / acest lucru seadmite cu condi%ia măririi capacită%ii "uteliei de aer cu o cantitatede aer egală cu cea prevăzută de $egistru pentru func%ionareasirenei sau cu condi%ia ncărcării automate a "uteliei de aer saudacă e istă o semnalizare care să declan!eze la scăderea presiunii

n "utelie cu cel mult 0 "ari su" presiunea de lucru /se admite ca "uteliile de aer ale motoarelor au iliare să *ecompletate cu aer din "uteliile de aer ale motoarelor principale cucondi%ia montării unor dispozitive care să e cludă posi"ilitateatrecerii aerului n sens invers.

n legătură cu sursele de aer comprimat ale instala%iei (compresoare)$egistrul 'aval $om n prevede

la navele cu zona de naviga%ie nelimitată, numărul compresoarelorprincipale tre"uie să *e de cel pu%in două, din care unul poate *antrenat de către motorul principal /de"itul total al compresoarelor principale tre"uie să *e su*cient

pentru umplerea "uteliilor de aer ale motoarelor principale n timpde o oră, ncep nd de la presiunea atmosferică p nă la presiuneanecesară asigurării numărului de porniri !i de manevre indicat /compresoarele principale tre"uie să ai"ă de"ite apro imativ egale /de"itul compresoarelor cu ac%ionare independentă tre"uie să *e decel pu%in 034 din de"itul cerut pentru toate compresoareleprincipale nsă nu tr"uie să *e mai mic dec t consumul de aernecesar func%ionării sirenei /pe navele cu zonă nelimitată de naviga%ie tre"uie prevăzut undispozitiv care să asigure posi"ilitatea pornirii compresoarelorprincipale n timp de cel mult o oră / n acest scop se poate folosi uncompresor cu motor 5iesel cu pornire manuală, care va umple o"utelie de aer separată, cu o capacitate su*cientă pentru trei porniri


14/61

a unuia dintre generatoarele cu motor 5iesel sau a unuia dintrecompresoarele principale, dacă acesta este ac%ionat de un motor cucom"ustie internă.

Condi%iile de amplasare !i montare ale "uteliilor !i tu"ulaturii sunt !iele reglementate de $egistru

tu"ulaturile destinate umplerii "uteliilor de aer tre"uie să *e trasede la compresoare direct la "uteliile de aer !i tre"uie să *e completseparate de tu"ulaturile de pornire /*ecare din "uteliile de aer de pornire tre"uie să ai"ă posi"ilitatea

umplerii de la *ecare compresor principal /după *ecare compresor tre"uie instalată pe tu"ulatură o valvulă de

nchidere cu re%inere /pe tu"ulatura care alimentează cu aer *ecare motor, nainteavalvulei de pornire a acestuia, tre"uie instalată o valvulă cure%inere /temperatura aerului sau a gazelor comprimate care intră n "uteliile

de aer nu tre"uie să depă!ească 633

C / la nevoie pot * prevăzuterăcitoare corespunzătoare /pentru protec%ia la suprapresiune a "uteliilor acestea vor *prevăzute cu supape de siguran%ă !i dopuri fuzi"ile / dacăevacuarea aerului realizată de către acestea se face către e teriorulcompartimentului ma!ini atunci tu"ulatura aferentă se va alege cuo sec%iune transversală cel pu%in du"lă fa%ă de sec%iunile de trecereale supapelor de siguran%ă !i dopurilor fuzi"ile !i va * prevăzută cudispozitive de scurgere a apei.

7uteliile sunt nclinate su" unghi de 3 pentru a facilita purjareaperiodică necesară datorită acumulărilor de apă condensată n urmacomprimării !i răcirii aerului / de asemenea tu"ulaturile se vor monta, pe c tposi"il, după trasee rectilinii, cu nclinare astfel nc t eventualele cantită%i de


15/61

apă e istente n %evi să se scurgă către "utelii. Pentru o mai mare siguran%ăse prevăd pe diferitele tronsoane (dacă nu au fost montate chiar pecompresoare) separatoare de apă, ulei, impurită%i mecanice etc. &cest lucrueste e trem de important deoarece aerul comprimat !i răcit n timp din"utelii, la destindere, se răce!te suplimentar put nd co"or , ca temperatură,su" punctul de nghe% al apei !i provoca astfel dopuri de ghea%ă pe conducte!i aduce astfel instala%ia n imposi"ilitate de func%ionare.

&v nd n vedere caracteristicile func%ionale ale compresoarelor(vi"ra%ii, !ocuri) legătura dintre acestea !i tu"ulatura instala%iei se va faceprin racorduri 8e i"ile. 9ipul !i construc%ia acestora vor * apro"ate de către$.'.$. Pentru izolarea racordurilor 8e i"ile n instala%ie tre"uie să se prevadăvalvule de nchidere astfel pozi%ionate nc t să asigure posi"ilitatea nlocuiriiracordului fără scoaterea din func%iune a altor consumatori din instala%ie.Presiunea de rupere a racordurilor va tre"ui să *e de cel pu%in : ori mai maredec t cea de lucru iar lungimea acestora se va alege astfel nc t să asiguremo"ilitatea m"inărilor !i func%ionarea normală a mecanismelor.

;evile utilizate la transferul aerului comprimat se vor confec%iona din

o%el iar cele destinate realizării legăturii ntre diferitele tronsoane detu"ulatură !i instrumentele de măsură precum !i cele destinate transferuluiaerului comprimat la presiuni mici se vor realiza din cupru. 9u"ulaturile ncare se poate produce o presiune care depă!e!te presiunea de calcul tre"uiesă *e prevăzute cu dispozitive de siguran%ă care să pre nt mpineposi"ilitatea depă!irii acestei presiuni n tu"ulaturi. 5acă pe tu"ulatură seprevede un reductor de presiune, atunci după el tre"uie montat unmanometru !i o supapă de siguran%ă. Se admite e ecutarea unei deriva%ii deocolire a reductorului de presiune ("< pass).

&rmăturile utilizate se vor confec%iona din "ronz, fontă cu gra*tnodular sau din materiale cu caracteristici mecanice superioare acestora, nfunc%ie de temperatura 8uidului ce le stră"ate. Piuli%ele capetelor ro"ine%ilortre"uie să *e asigurate mpotriva de!uru"ării la manipularea acestora.


16/61

2.2 Instala ii principale&ancorare,manevra,salvare,navi'a ie(#ț ț

5nstalaţia de ancorare are rolul de a asigura menţinerea navei la punct fix în condiţii desiguranţă, indiferent de condiţiile *idrometeorologice şi de aspectul fundului mării şi de a generforţa necesară virării ancorei şi lanţului acesteia indiferent de adâncimea la care acestea au fostimersate. +e parcursul staţionării la ancoră, instalaţia de ancorare trebuie să asigure preluareaforţelor de reacţiune provocate de acţiunea factorilor externi navei.

$supra unei nave aflate la ancorăQ acţionează mai multe tipuri de forţe exterioare for

exterioară datorată acţiunii vântului asupra părţii emerse a navei, forţa exterioară produsă devalurile ce lovesc opera moartă a navei şi forţa exterioară produsă de acţiunea curenţilor de apăîn care staţionează nava. Însumarea acestor forţe exterioare duce la obţinerea unei forţerezultante cu componente pe orizontală şi verticală. /omponenta verticală este negli!abilă din punct de vedere valoric mai ales pe mare calmă. /omponenta orizontală este suficient de mare pentru a determina deplasarea navei în planul său de acţiune. Din punct de vedere al ec*ilibrulustatic, nava nu se va deplasa în plan orizontal sub acţiunea rezultantei forţelor exterioare dacăacesteia i se va opune o forţă egală şi de sens contrar. $ceastă din urmă forţă trebuie asigurată dinstalaţia de ancorare pe toată perioada utilizării sale.

Eorţa orizontală de ec*ilibrare generată de instalaţia de ancorare nu poate fi produsă, înlipsa unor elemente fixe la suprafaţa apei J mai ales în mare desc*isă, decât prin crearea uneilegături mecanice directe cu fundul mării considerat fix. egătura directă se realizează în modefectiv prin lanţul de ancoră şi ancora situată la capătul acestuia care coboară şi se aşează pefundul apei. Eorţele de interacţiune dintre ancoră şi lanţul acesteia cu fundul apei au dreptcomponentă preponderentă forţa de frecare care trebuie să fie suficient de mare pentru a asigurec*ilibrarea forţelor exterioare ce acţionează asupra navei. Eorţa de frecare produsă la nivelulfundului apei este transmisă navei prin lanţul de ancoră la nara ancorei ce o preia şi o aplicăcorpului navei. +entru ca forţele de frecare amintite să fie suficient de mari este necesar caasupra ancorei aşezată pe fundul apei să nu acţioneze nici o forţă verticală în afară de ceaar*imedică proprie. >uplimentar, forţa de frecare este mărită şi datorită afundării ancorei în mâ


17/61

existent pe fundul apei precum şi prin coborârea 3filarea4 în apă a unei lungimi de lanţ cât maimari 3de cca. 0U1 ori mai mare4 în raport cu cea impusă strict de adâncimea apei în loculrespectiv.

În concluzie, prin utilizarea instalaţiei de ancorare, nava este este menţinută într un perimetru restrâns datorită legăturii flexibile dintre aceasta şi fundul mării.

În practică se pot utiliza, pentru nave mai mici, şi cabluri de oţel sau parâme în locullanţului de ancoră, mai ales când adâncimea apei este foarte mare. În funcţie de posibilităţi şinevoi, o navă poate fi dotată cu 0 până la % ancore din care 0 sunt situate la prova într un bordîn altul.

Ancorele existente în ec*iparea navelor comerciale sunt de diferite tipuri constructive

cele mai utilizate fiind cele de tip Vall. $cestea, deşi nu sunt caracterizate de un factor desmulgere C s 3raport între forţă de smulgere şi greutate ancoră4 foarte ridicat J C s L 1U%, prezintă oserie întreagă de avanta!e legate de siguranţa deosebită în exploatare şi fixarea uşoară în nara d borda!. Din punct de vedere constructiv, aceste ancore sunt alcătuite dintr un fus articulat, cap braţe, bolţ de asamblare, bolţuri de susţinere şi o c*eie dreaptă de care se fixează lanţul deancoră. 2asa ancorei Vall fără fus reprezintă cel puţin -&' din masa totală a ancorei.

Lanţul de ancoră este alcătuit din zale de un anumit calibru 3grosime a sârmei zalei J d4

şi tip constructiv. >e deosebesc astfel zale terminale 3au un calibru cu 0&' mai mare decât alzalelor normale şi intră în angrenare directă cu c*eia de capăt a ancorei şi c*eia de prindere decorpul navei4, zale vârte! 3împiedică torsionarea lanţului4, zale întărite 3plasate de o parte şi dalta a zalelor vârte!4, zale de cuplare a c*eilor de lanţ 3zale Fenter4 şi zale obişnuite. /*eile delanţ J cu lungimi cuprinse între 0: m şi 0(,: m J cuprind un anumit număr de zale de lanţ, înmod obligatoriu impar. ungimea totală a lanţului depinde de adâncimea de ancorare 3V4 prevăzută pentru nava respectivă, astfel

pentru V W 0: m R ltmin L %⋅

VMpentru 0: m W V W :& m R ltmin L 1⋅VM

pentru :& m W V W 9:& m R ltmin L 0,:⋅VM

pentru 9:& m W V W 0:& m R ltmin L 9,:⋅V.


18/61

$ncora şi lanţul său reprezintă doar o parte din ansamblul instalaţiei de ancorare dinaceasta mai făcând parte şi dispozitivele de acţionare a lanţului 3vinciuri de ancoră4, dispozitivde frânare a lanţului 3stopele de lanţ4, nări de punte şi borda!, tuburi de g*idare, g*ida!e pentrulanţ 3situate pe punte cu rolul de a aşeza lanţul după o direcţie favorabilă antrenării sale petamburii vinciurilor4, puţ lanţ ancoră, dispozitiv de prindere a lanţului de corpul navei.

Dispozitivele de acţionare a lanţului de ancoră sunt de obicei de tipul vinciurilor saucabestanelor fiind antrenate, în mod uzual, de electromotoare de curent alternativ sau continuu,excepţie făcând navele ce transportă produse petroliere la care acţionarea se face cu maşinirotative cu aburi sau pneumatice.

Stopele sunt amplasate pe puntea instalaţiei J puntea teugă J având rolul de a asigurafrânarea şi c*iar blocarea lanţului pe parcursul diferitelor manevre executate şi de a transmitelanţului de ancoră acţiunea forţei rezultante exterioare ce se manifestă asupra navei. >edeosebesc astfel stope de manevră şi stope de staţionare. Totodată există stope fixe şi stope culanţ.

Nările de punte şi borda! împreună cu tuburile de g*idare reprezintă decupări în puntea ş borda!ul navei cu rolul de a permite virarea, filarea şi depozitarea lanţului de ancoră la bordulnavei. Eorma constructivă şi poziţionarea acestor elemente sunt alese în aşa fel încât să nu ducăla deteriorarea prin frecare sau încovoiere a zalelor de lanţ şi nici la ambarcarea apei pe punteanavei la navigarea pe mare montată 3sunt prevăzute capace pentru nări4.

În timpul marşului navei instalaţia de ancorare este inactivă fiind necesară astfel existenla bordul navei a unor spaţii de depozitare pentru lanţurile de ancoră. $cestea sunt concretizatede către puţurile lanţurilor de ancoră. $şezarea lor la bordul navei este de preferat a fi aleasă câtmai aproape de planul diametral al navei şi imediat în prova peretelui de coliziune sau în pupa peretelui de presetupă. $cest lucru este necesar datorită maselor relativ mari ale lanţurilor deancoră ce pot influenţa stabilitatea navei în regim de oscilaţii pe valuri. Eormele şi dimensiunil puţurilor depind de lungimea şi calibrul lanţurilor de ancoră fiind astfel alese încât să permităfilarea uşoară a lanţului prin nara de punte şi aşezarea sa în interior pe cale gravitaţională.+uţurile de lanţ sunt prevăzute în partea inferioară cu grătare metalice sau din lemn destinateînlesnirii drenării apei, mâlului şi florei şi faunei acvatice ce a aderat la lanţ pe perioada şederiisale în apă.


19/61

Cap.3

)lemente esen iale sintetice de flotabilitate i stabilitateț ș

Diagrame,tabele în balast și în încărcare

6olul instalaţiei de balast la bordul unei nave este acela de asigura pesca!ul, asietalongitudinală şi transversală şi stabilitatea navei prin ambarcarea de greutăţi la bord 3lic*ide Japă de mare4 şi poziţionarea centrului de greutate al navei în mod corespunzător asigurării bunelor condiţii de navigaţie şi exploatare ale acesteia.

Aavele de transport mărfuri generale ambarcă la bordul lor cantităţi de balast ce

însumează o greutate egală cu 3&,0U&,14⋅K. Aavele petroliere au caracteristic faptul că ambarcă

balast cu o greutate ce se înscrie în intervalul 3&,1U&,:4⋅K.

/omponenţa instalaţiei de balast este prezentată în cele ce urmează

prize şi c*esoane de fund şi borda!Mmagistrală de apă de mareMpompe de balast cu agregatele lor de acţionareMvalvule de trecere pentru 3de4conectarea pompelor 3de4 la sistemele de tubulaturăMcasete de distribuţieMsisteme de tubulaturiMvalvule comandate de la distanţă corespunzătoare fiecărui tancMtancuri de balastMsorburi şi dispozitive de măsurarea nivelului apei în tancuriMvalvule de borda!M

$pa de balastare preluată din mare prin prizele de fund şi borda!, dotate cu valvuleFingston destinate 3de4cuplării magistralei de balast 3de4 la priză şi împiedicării scurgerii apeidin instalaţie în exterior, cu a!utorul pompelor de balast este stocată la bord în tancuri speciale

denumite tancuri de balast. Prizele de fund şi bordaj sunt prevăzute şi cu filtre mecanice grosiere, dispozitive de

suflare şi dezg*eţare ce constau în serpentine 3inele4 perforate alimentate cu aer comprimat sauabur supraîncălzit plasate închesoanele de fund şi bordaj. +rizele constituie parte integrantă ama istralei de apă de mare ce poate fi uşor recunoscută în compartimentul maşini datorită


20/61

faptului că este constituită din conducta cu diametrul cel mai mare din toate cele existente încompartiment. $mplasarea prizelor trebuie să se facă în zonele de pe suprafaţa operei vii în caredepunerile de nisip şi mâl sunt minime.

a golirea tancurilor apa este refulată de către pompe peste bord prin intermediul unorvalvule de bordaj situate în zona liniei de pesca! maxim. $ceste valvule sunt de sens unicîmpiedicând pătrunderea apei din exteriorul navei în instalaţie.

Pompele de balast sunt prin excelenţă pompe de debite foarte mari şi sarcini pe aspiraţieşi refulare relativ scăzute 3înălţimea maximă de aspiraţie nu depăşeşte :U- m4 fapt pentru caresunt preferate în construcţie pompele de tip centrifugal sau axial autoamorsabile antrenate demotoare electrice de turaţie corespunzătoare. $tât pompele cât şi celelalte ec*ipamente electricemecanice şi *idraulice sunt navalizate în vederea asigurării rezistenţei acestora la acţiunea puternic corozivă a aerului şi apei mării precum şi la acţiunea stropilor de apă. 6olul pompeloreste acela de a asigura umplerea sau golirea tancurilor de balast în timpi cât mai reduşi, înconformitate cu prevederile impuse de >ocietatea de /lasificare. În practica exploatării navale srecurge la umplerea sau golirea tancurilor de balast pe cale gravitaţională dacă durata necesarăefectuării operaţiunii respective o permite şi dacă poziţionarea tancului faţă de linia de plutire pcare se află nava este avanta!oasă, aceasta realizându se în vederea evitării consumului de enesuplimentar şi uzării inutile a ec*ipamentelor instalaţiei.

!ubulatura instalaţiei de balast trebuie să asigure, prin construcţie, ve*icularea debitelorde apă impuse în perioadele de timp corespunzătoare prevederilor 6egistrului. Toate tubulaturilevor fi astfel montate încât să asigure funcţionarea corectă a instalaţiei şi la înclinări transversalede maxim :& şi să nu fie expuse îng*eţului. a punerea în funcţiune a instalaţiei se verificărezistenţa şi etanşeitatea tubulaturii la o presiune a fluidului de lucru de % bari sau o presiuneegală cu cea furnizată de pompa de stins incendii când aceasta asigură preponderent funcţionarinstalaţiei. Xevile utilizate sunt din oţel căptuşit la interior cu material cu efect protector contra

coroziunii 3ex policlorură de vinil, zinc4.

!ancurile de balast sunt tancuri de tip structural fiind dotate cu tubulaturi individualeastfel încât să existe posibilitatea umplerii sau golirii fiecărui tanc sau grup de tancuri în parte. Îacest scop la bordul navei există magistrale de balast corespunzătoare tancurilor din cele două borduri din prova compartimentului maşini 3tancuri de subpunte, gurnă şi dublu fund4 şi piculu


21/61

prova şi o altă tubulatură de alimentare a tancului de balast din picul pupa. /uplarea saudecuplarea acestora la refularea sau aspiraţia pompelor de balast se face prin intermediul unorcasete de distribuţie 3distribuitoare *idraulice cu sertar cu secţiuni de trecere mari4 comandateelectromecanic. Toate racordările tancurilor la magistrale sunt prevăzute cuvalvule comandate3în general de tip fluture4 *idraulic de la distanţă şi sorburi. Toate valvulele comandate sunt prevăzute şi cu comandă directă locală sau de la distanţă. $rmătura telecomandată va avea ocomandă locală care trebuie să acţioneze independent de cea de la distanţă 3mecanică4 J de pe puntea pereţilor etanşi. Dacă este posibil aceste acţionări vor fi directe 3ex roată de mână4. Damplasarea valvulei nu permite accesul direct la aceasta 3ex valvule situate în dublul fund saîn tancul de balast din picul prova4, acţionarea manuală locală poate fi înlocuită printr o acţionmanuală de la distanţă 3ex acţionare mecanică cu ti!e îmbinate cardanic sau *idraulică cu pom

de mână4. /asetele valvulelor şi valvulele cu comandă manuală trebuie să fie amplasate în locurcare, în condiţii normale de exploatare, sunt permanent accesibile. +rotecţia suprafeţelorinterioare ale tancurilor la acţiunea corozivă a apei de mare este realizată prin amplasarea îninteriorul tancurilor a plăcilor de zinc cu rol protector. Aivelul apei din tancuri este determinat prin intermediultraductorilor de nivel incorporaţi în construcţia fiecărui tanc. Aivelul citit deacestea este trimis prin mi!loace electrice la postul de comandă maşini, unde, prin introducereavalorii nivelului în diagrama de capacitate a tancului 3diagramă ce prezintă dependenţa dintre

nivelul lic*idului dintr un tanc şi volum, abscisă şi ordonată a centrului de greutate al lic*iduluînmagazinat în tanc4 se determină volumul de apă existent în tanc. Traductorii utilizaţi folosesdiferite principii funcţionale, în ultima vreme fiind utilizaţi traductorii electronici integraţi careau capacitatea de a memora diagrama de capacitate a tancului şi de a reda permanent cantitateade apă prezentă în tanc.

+rezenţa valvulelor şi casetelor de distribuţie comandate, traductorilor de nivel al apeidin tancuri împreună cu acţionarea electrică a pompelor de balast permit gestionarea centralizata întregii instalaţii din postul central de supraveg*ere şi comandă al compartimentului maşini3+>/24.

Sorburile sunt a!uta!e tronconice 3pâlnii4 dispuse în pupa fiecărui tanc de balast şi cât mînspre planul diametral al navei. >e pot monta sorburi şi în zona gurnei la tancurile din regiuneagurnei. >orburile pot fi prevăzute sau nu cu filtre mecanice grosiere pentru evitarea antrenării ptubulatură a eventualelor impurităţi mecanice de dimensiuni mari.


22/61

#xistă posibilitatea folosirii ca tancuri de balast şi a tancurilor de combustibil după ceacestea s au golit complet cu condiţia ca la debalastare să se efectueze o operaţie de separare aapei de substanţele petroliere antrenate. În acest caz este interzisă folosirea ca pompă de rezerva pompei de stins incendii pentru evitarea pătrunderii în instalaţia de stins incendii a reziduurilo petroliere.

Tancurile de balast sunt situate cât mai departe de centrele de greutate şi de carenă alenavei în vederea maximizării efectului de reducere;amplificare a amplitudinii oscilaţiilortransversale ale navei pe mare montată şi celui de a!ustare a asietei navei. $stfel, tancurile vor f poziţionate în zona borda!elor, dublului fund şi picurilor. "mplerea tancurilor se recomandă a ficompletă în vederea eliminării consecinţelor negative induse de prezenţa suprafeţelor libereasupra stabilităţii navei.

Euncţionarea instalaţiei de balast ca instalaţie de asietă prevede conectarea atât peaspiraţia cât şi pe refularea pompelor de balast, prin intermediul casetelor de distribuţie, aconductelor de legătură cu tancurile de balast în vederea transvazării apei dintr un bord în altulsau între tancurile din prova şi pupa navei cu scopul obţinerii asietei dorite, în vederea apupăriisau limitării amplitudinii oscilaţiilor navei 3prin pomparea continuă în contratimp a apei dintr bord în altul4.

5mportanţa unei bune funcţionări şi fiabilităţi a instalaţiei de balast asietă se extinde şi prin prisma asigurării vitalităţii navei având în vedere importanţa asigurării flotabilităţii şinescufundabilităţii navei prin limitarea înclinării acesteia J se evită în acest fel imersarea navei până sub linia de siguranţă J şi utilizarea, în caz de necesitate deosebită, a pompelor de balast lagolirea compartimentelor inundate şi asigurarea debitelor de apă necesare stingerii de incendiiapărute la bordul navei J prin cuplarea pompelor de balast la instalaţiile de santină respectiv lacea de stins incendii cu !et de apă. 5nterconectarea instalaţiilor de balast, santină şi stins incend prezintă avanta!e pentru toate instalaţiile în cazul avarierii pompelor vreuneia dintre acestea,

această metodă fiind utilizată şi pentru reducerea numărului de pompe utilizate 3pompele dintraltă instalaţie pot fi folosite;considerate ca pompe de rezervă pentru celelalte instalaţii4, în acesgrup poate fi inclusă şi pompa de rezervă a instalaţiei de răcire cu apă a motorului principal.


23/61

6egistrele navale prevăd o serie întreagă de condiţii referitoare la caracteristicileconstructiv funcţionale ale instalaţiilor de balast cu care sunt dotate navele. 6egistrul Aaval6omân impune următoarele cerinţe

asigurarea corectării poziţiei centrului de masă al navei conform necesităţilor impude stabilitatea navei, în timp utilMasigurarea drenării tancurilor de balast în cazul înclinărilor îndelungate ale navei d

maxim 9:& în plan transversal şi de maxim :& în plan longitudinalMfuncţionare care să excludă posibilitatea inundării arbitrare a navei, degradarea d

către apă a mărfii transportate sau pătrunderea apei în combustibilMnepoluarea în funcţionare a acvatoriilor cu apă amestecată cu reziduuri petroliere s

cu alte produse prevăzute în convenţiile internaţionale 3ex 2$6+@ J 9=(14Mdispunerea de mi!loace de acţionare locală şi de la distanţă a pompelor şi de apara

pentru măsurarea cantităţii de apă în locurile de colectareMmaterialele de construcţie utilizate să fie rezistente la acţiunea apei de mareMprezenţa în componenţa instalaţiei a unui număr minim de armături de manevră

fitinguri demontabile./alculul instalaţiei de balast prevede determinarea caracteristicilor constructiv funcţionale

ale elementelor componente ale acesteia în funcţie de condiţiile impuse de 6egistrul de

/lasificare. +entru această instalaţie, 6.A.6. prevede următoarele diametrul interior minim al tubulaturii ce deserveşte un anumit tanc de balast este d

de relaţia

1 b b )9


24/61

debitul pompei de balast se determină în funcţie de diametrul conductei de balacorespunzătoare celui mai mare tanc de balast după cum urmează 3diametrul nominal magistralei este apreciat în metri4

1-&&v%dH max b

0

pb ⋅⋅⋅π= Nm1;*O.

Timpul total de 3de4balastare a navei poate fi calculat cu relaţia

tot

tot b H

)t =

N*O,

în care s au utilizat următoarele notaţii

) tot L volumul însumat total al tuturor tancurilor de balast aflate la bordul navei Nm1OM

Htot L debitul însumat al pompelor de balast ce funcţionează simultan în condiţii normalela bordul navei Nm1;*O.

Timpul total va trebui să se încadreze în ecartul T$>,grosimea minimă a ţevilor la un anumit diametru exterior fiind impusă de 6.A.6.

$vând în vedere configuraţia şi componenţa sistemului de tubulatură al instalaţiei de balast, funcţionarea pompei de balast trebuie să asigure învingerea sarcinei geometrice şi asarcinei suplimentare. >arcina geometrică a pompei este dată de diferenţa de nivel dintre punctude aspiraţie al apei 3valvula Fingston situată în zona fundului sau gurnei navei4 şi cel derefulare M sarcina suplimentară este dată de pierderile de presiune suferite de fluidul transportadatorită frecărilor şi turbioanelor create la trecerea acestuia prin diferitele elemete de tubulatură+ierderile de presiune pe tubulatură se pot împarte în pierderi liniare 3iau naştere prin frecareadintre fluid şi peretele interior al segmentelor liniare de tubulatură4 şi pierderi locale 3datorateformelor secţiunilor de trecere ale elementelor de control, distribuţie şi îmbinare ale tubulaturiloce conduc la devieri ale vânelor de lic*id precum şi la accelerări sau decelerări ale acestora fap


25/61

ce are loc cu consum din energia cinetică acumulată de lic*id la ieşirea din pompa de balast4./alculul acestor sarcini are în vedere utilizarea următoarelor relaţii

Sarcina eometrică este dată de relaţia

:gm 9&*g p

−⋅∆⋅⋅ρ=∆

NbarO.

Pierderile de sarcinăse pot calcula cu relaţia

:tr ec*tr

0tr

tr tr 9&4ll3vd0

9 p −⋅+Σ⋅λ⋅ρ⋅⋅⋅

=∆ NbarO M

în care dtr L diametrul interior al tubulaturii de balast considerate NmOM

vtr L viteza apei prin tubulatura Nm;sOM

Ytr L densitatea apei ve*iculate NCg;m1

O MS L coeficientul de rezistenţă liniară M

Zlec* L suma lungimilor ec*ivalente ale armăturilor de pe tronson NmO M

ltr L lungimea tronsonului de tubulatură considerat NmO.

/oeficientul de rezistenţă liniară este un parametru ce defineşte din punct de vederecantitativ pierderile de sarcină suferite de fluid la trecerea sa prin segmentele de tubulatură. $cecoeficient este dependent de parametrii definitori ai modului de curgere al apei prin tubulatură de parametrii constructivi ai ţevii utilizate 3la determinarea valorilor necesare pentru S şi lec* s auutilizat indicaţiile literaturii de specialitate N9&M 99O4. $stfel

4dC

36eMf c

c=λ


26/61

în care 6e L numărul 6e nolds corespunzător curgerii fluidului prin segmentul considerat detubulatură

C c L rugozitatea absolută a suprafeţei interioare a tubulaturii NmmO

dc L diametrul nominal al conductei NmOMC c;dc L rugozitatea relativă a suprafeţei interioare a conductei.

Aumărul 6e nolds, pentru o curgere turbulentă 3caracteristică vitezelor mari de cugerespecifice deplasării apei în tubulatura de balast4, se poate determina cu formula

ac

cc dv6e ν⋅=

pentru care vc L viteza medie a apei prin conductă Nm;sO

dc L diametrul nominal al conductei NmO

[ac L viscozitatea cinematică a apei din conductă Nm0;sO

+entru determinarea viscozităţii cinematice a apei la diferite temperaturi se poate utilizarelaţia

0&&

-

ac 4/t3&&&000,&/t&&11,&99&(


27/61

unde H pb L debitul pompei de balast Nm1;*O M

V pb L sarcina maximă pe refulare a pompei de balast Nm/$O M

\ L greutatea specifică a apei ve*iculate Ntf;m1O L 9&,&:9< tf;m1 M

] pb L randamentul nominal al pompei de balast.

În urma efectuării calculelor mai sus prezentate s au determinat următoarele

dimensiunile constructive ale tronsoanelor tubulaturii de balastTabel $0

Denumire compartiment

Diam.interior minimcalculatNmmO

Bros. min perete

ţeavăconform6.A.6.

NmmO

Xeavaadoptatăconform>T$> >6 %&% 9;==

Diam.inter. al

ţeviiadoptate

NmmO

)olumcomparti

mentdeservit

Nm1O

Tanc lateral superior 9 ?b 3Tb4 9&(,-: %,: 09= x - 0&( 091,=Tanc lateral superior 0 ?b 3Tb4 9:-,%9 %,: 09= x - 0&( -:-,9Tanc lateral superior 1 ?b 3Tb4 919,:= %,: 09= x - 0&( 1=&,(

Tanc lateral superior % ?b 3Tb4 9:0,1( %,: 09= x - 0&( -&-,-Tanc lateral superior : ?b 3Tb4 919,:= %,: 09= x - 0&( 1=&,(Tanc lateral superior - ?b 3Tb4 9:(,91 %,: 09= x - 0&( --:.0Tanc lateral superior ( ?b 3Tb4 90%,(% %,: 09= x - 0&( 110,<Tanc balast pic prova nr. < 0&%,=( :,% 10% x < 1&< 0&(-,-Tanc balast pic pupa nr. %1 91:,


28/61

2agazia nr. : 1:(,%0 -,1 %&- x 90 1T J -,1 %&- x 90 1


29/61

Datorită utilizării acţionării electrice a instalaţiei de ancorare practic numai pe perioadavirării ancorei şi lanţului acesteia, calculul instalaţiei se va face ţinând cont numai de solicitărilce apar numai pe parcursul acestei perioade. /alcul se va referi doar la partea de acţionareelectrică 3electromotorul utilizat4 deoarece acesta este componenta de bază a instalaţiei, de bunsa dimensionare şi alegere depinzând eficacitatea funcţionării acesteia. /elelalte componentesunt mai uşor de proiectat în calculul lor urmărindu se ca acestea, în final, să îndeplineascăcondiţiile de rezistenţă determinate de solicitările mecanice la care sunt supuse.

+entru simplificarea calculelor se va considera că deplasarea navei pe lanţ 3etapa 54 serealizează cu viteză constantă.

În calculul caracteristicilor constructiv funcţionale elementelor constructive aleinstalaţiei de ancorare intervin următoarele mărimi

L deplasamentul volumetric al navei corespunzător liniei de încărcare de vară Nm1OMv L dx9;dt L viteza navei Nm;sOMvlt L viteza lanţului Nm;sOM2a L masa ancorei în aer NCgOMBa L greutatea ancorei în aer NAOMBaapa L greutatea ancorei în apă NAOM^ L greutatea unui metru liniar de lanţ în aer NA;mOM

âpă L greutatea unui metru liniar de lanţ în apă NA;mOMd L diametrul 3calibrul4 ti!ei zalei lanţului de ancoră NmmOM

lt L lungimea totală a unui lanţ de ancoră NmOM

Aa L caracteristica de dotare a navei L0;1 _ 0⋅? x⋅* _ &,9⋅$

?x L lăţimea maximă a navei NmOM* L înălţimea convenţională de la linia de plutire de vară până la faţa superioară

învelişului punţii celui mai înalt ruf L a _ Z*i NmOMa L distanţa măsurată pe verticală la secţiunea maestră de la linia de încărcare de va

până la faţa superioară a învelişului punţii superioare NmOM*i L înălţimea în planul diametral a fiecărui nivel al suprastructurii sau rufului cu o

lăţime mai mare de &,0:⋅? NmOM


30/61

$ L suprafaţa velică în limitele lungimii de calcul a navei considerată la linia dîncărcare de vară 3se include aria proiecţiei corpului emers al navei pe planudiametral, suprafaţa proiecţiilor pe planul diametral ale suprastructurii şi tuturor

rufurilor cu lăţimea mai mare de &,0:⋅?4 Nm0O.

În ceea ce priveşte lanţul de ancoră al navelor cu zonă nelimitată de navigaţie, 6.A.6. prevede ca diametrul minim al ti!ei zalei de lanţ 3lanţ cu rezistenţă mărită4 să fie

amin A::,9d ⋅= NmmO. Diametrul real se va alege imediat superior dmin în conformitate cu

>T$> ul de lanţ utilizat 3>T$> 9-<


31/61

în punctul @ T& L T9⋅cos 9M

în punctul @9 T0 ⋅ cos 0 L EextM

în care T9 şi T9 sunt reacţiunile din fundul mării şi lanţ de ancoră în punctul de contact a

acestora iar T0 şi T0 sunt reacţiunile din nara de borda! a instalaţiei de ancorare a navei şilanţ în punctul acestora de contact.

$vând în vedere faptul că lanţul de ancoră adoptă pe perioada staţionării formalănţişorului, în fiecare punct al lanţului liber suspendat componenta orizontală a forţei deîntindere are aceeaşi valoare constantă, astfel

T9⋅cos 9 L T0⋅ cos 0 L L Ti⋅ cos i.

a filarea unei lungimi mai mari de lanţ decât adâncimea de ancorare, ung*iul 9 dintrelanţ şi fundul mării în punctul de contact al acestora este nul, reacţiunea locală din lanţ neavândcomponentă pe verticală ce ar putea produce ridicarea c*eii de împreunare a ancorei. $stfel pentru l9 & se pot scrie egalităţile

9 L & M T& L T9⋅cos 9 L Ti⋅cos i L Eext .

Eext reprezintă componenta orizontală a sumei forţelor exterioare sistemului navă lanţ

fund de apă, care acţionează asupra navei tinzând să o îndepărteze de punctul de ancorare.Eorţele exterioare au origine diversă, dintre toate evidenţiindu se cantitativ doar cele produse dinteracţiunea curentului marin 3Ec4 şi vântului 3Ev4 cu porţiunea imersă, respectiv emersă, acorpului şi construcţiilor aflate pe puntea principală a navei. $stfel

Eext L Ec _ Ev .

/ele două forţe perturbatoare ale ec*ilibrului static al navei aflate la ancoră se pot calculautilizând relaţiile

Ec L &,:⋅3C C ⋅ f _ K f 4⋅$ ud⋅Yapa⋅vZ0 NAOM

Ev L C v⋅$ ⋅vv0 NAOM

în care Yapa L densitatea apei de mare L 9,&0: NA⋅s0;m%OM


32/61

C C L coeficient de corecţie pentru influenţa curburii corpului 3dat tabelar Jtabelul $94M

Tabel $9

;?x -,&


33/61

4*V304*V3l

^T00

apa0 +⋅++

⋅= NAOM

ungimea lanţului de ancoră liber suspendat în apă este

0

apa

ext 4*V3^

E4*V30l ++

⋅+⋅=

NmO.

/onform 6.A.6., lungimea totală minimă a unui lanţ de ancoră este ltmin L 0,:⋅V 3pentru

o adâncime de ancorare de calcul de :&U9:& m4. Trebuie remarcat faptul că adâncimea uzualăancorare în practica maritimă este de 9:U1& m rareori depăşind :& m.

În aceste condiţii lungimea lanţului aşezat liber pe fundul mării este

l9 L lt J l NmO.

Datorită maselor variabile suspendate de nara de borda! a instalaţiei de ancorare 3lungimdiferite de lanţ imersat, smulgerea ancorei de pe fundul apei etc.4, forţele de tracţiune la barbotina vinciului de ancoră pe timpul virării ancorei variază pe parcursul diferitelor etape aleacestui proces. În general, forţa de tracţiune la barbotină 3T4 este determinată de douăcomponente forţa de greutate a lanţului liber suspendat în apă şi forţa de greutate a lanţuluisuspendat între barbotina vinciului şi puţul lanţului de ancoră.

Eorţele de tracţiune la barbotină, cuplul necesar al motorului electric de antrenare şiduratele diferitelor etape ale procesului de virare a ancorei sunt prezente în cele ce urmează

"tapa #$

Eorţa de tracţiune în lanţ la barbotina vinciului


34/61

nb

00

apa5 4*V304*V3l

^Tη⋅+⋅

++⋅=

NAO.

/uplul motorului electric de acţionarei

6 4*^T32mec

bnpnp55

⋅η ⋅⋅η⋅−= NA⋅mO.

Durata de desfăşurare primei etape5 b

95 n6

il1&t

⋅⋅π⋅⋅=

NsO.

În relaţiile prezentate apar mărimile

]nb L randamentul funcţional al nării de borda! L &,-:U&,


35/61

"tapa ###$

$ceastă etapă corespunde exclusiv procesului de smulgereQ al ancorei. Eorţa de

tracţiune necesară la barbotină prevede învingerea atât a forţelor de greutate ale ancorei şilanţului filat cât şi a celor de reţinere a ancorei pe fundul apei 3Ea4. Eorţa de reţinere a ancorei pefundul apei nu poate fi precis calculată ea depinzând de o serie de factori de origine complexă,totuşi ea este estimată în mod acoperitor ca fiind egală cu dublul greutăţii în aer a ancorei. >e v putea determina astfel următorii parametri

forţa de tracţiune necesară smulgerii ancorei

nb

apaaapaa

555

*^V^BB0T

η

⋅+⋅++⋅=

NAOM

cuplul la axul motorului electric 3momentul necesar de smulgere4

i

6 4*^T32

mec

bnpnp555555

⋅η⋅⋅η⋅−

= NA⋅mOM

timpul de smulgere al ancorei 3de repaus sub curent4 t555 ≅ -& NsO.

#tapa a treia ia sfârşit în momentul în care ancora nu se mai află în contact direct cufundul apei când forţa de tracţiune şi momentul necesare scad la valorile T5) respectiv 25).

"tapa #%$

a începutul acestei etape se înregistrează mărimile

forţa de tracţiune în lanţ la barbotinănb

apaapa

5)

Ba*^V^T

η

+⋅+⋅=

NAOMcuplul la axul motorului de antrenare

i

6 4*^T32

mec

bnpnp5)5)

⋅η⋅⋅η⋅−

= NA⋅mO.


36/61

ungimea lanţului aflat în apă scade continuu prin virarea cu viteză constantă asiguratăde vinciul de ancoră, fapt ce duce la scăderea uniform liniară a forţei şi cuplului necesar la barbotină. a finalul etapei a patra 3momentul în care ancora a!unge în dreptul nării de borda!4forţa şi momentul devin

nb

a5)f

BT

η=

NAOMi

6 4*^T32

mec

bnpnp5)f 5)f

⋅η⋅⋅η⋅−

= NA⋅mO.

Durata celei de a patra etape se poate calcula cu relaţia

4nn36 i4*V3-&

t5)f 5) b

5) +⋅⋅π⋅+⋅=

NsO

"tapa %$

a intrarea ancorei în nara de borda! forţele de frecare cresc substanţial datorită forţelorde apăsare mult mai mari exercitate de ancoră pe suprafaţa interioară a nării de borda! faptdeterminat de greutatea specifică net superioară a ancorei în raport cu cea a lanţului. $stfel, forţde tracţiune necesară la barbotina vinciului trebuie să crească, din momentul intrării ancorei în

nară şi până la aducerea ancorei în poziţia finală, cu un procent evaluat la circa 0:'. +rinurmare, la finalul etapei a cincea, se vor înregistra mărimile

forţa de tracţiune în lanţ la barbotinănb

a)

B0:,9T

η⋅

=

NAOM

cuplul la axul motorului

i

6 4*^T32

mec

bnpnp))

⋅η⋅⋅η⋅−

=

NA mO.+entru a se evita eventualele deteriorări ale borda!ului prin lovirea acestuia cu ancora şi

pentru diminuarea solicitării suplimentare a motorului odată cu creşterea forţelor de frecare dininstalaţie la intrarea ancorei în nară, viteza de virare a lanţului pe această perioadă este de obicelimitată la maxim &,&:U&,&( m;s.


37/61

"n caz deosebit în funcţionarea instalaţiei de ancorare îl reprezintă funcţionarea înregim de avarieQ care presupune virarea ancorei de la o adâncime egală cu lungimea lt a

lanţului. Într o astfel de situaţie, solicitarea motorului poate fi mult mai mare decât în cazulsmulgerii ancorei din cazul precedent. De aceea este necesar a se verifica comportamentulmotorului pe durata acestui regim. >e pot calcula următoarele mărimi

forţa de tracţiune în lanţ la barbotină la începutul virării

nb

aapaltapain

B*^^T

η+⋅+⋅

= NAOM

momentul la axul motorului electric la începutul virării

i

6 4*^T32

mec

bnpnpinin

⋅η⋅⋅η⋅−

= NA⋅mOM

forţa de tracţiune în lanţ la barbotină la finalul virării

nb

afin

BT

η=

NAOM

momentul la axul motorului electric la finalul virării

i

6 4*^T32

mec

bnpnpfinfin

⋅η⋅⋅η⋅−

= NA⋅mOM

timpul de virare al ancorei în regim de avarie

4nn36

i-&t

finin b

ltav

+⋅⋅π

⋅⋅=

NsO


38/61

&alculul motorului are în vedere determinarea solicitărilor maxime la care acesta estesupus în condiţii normale şi de avarie precum şi alegerea motorului din cataloagele specializate

5niţial se calculează cuplul mecanic necesar a fi furnizat de către motor în cele mai

defavorabile situaţii posibile N:Ocuplul necesar smulgerii ancorei de pe fundul apei

i6 *^

i

6 4*^V^BB032

mec

bnpnp

nbmec

bapaaapaasm

⋅η⋅⋅η⋅−

⋅η⋅η⋅⋅+⋅++⋅

=

NA⋅mOM

cuplul necesar virării ancorei de la o adâncime egală cu lungimea lanţului de ancoră

i

6 *^

i

6 4B*^3̂2

mec

bnpnp

nbmec

baapaltapalt

⋅η⋅⋅η⋅−

⋅η⋅η

⋅+⋅+⋅=

NA⋅mOM

cuplul necesar virării a două ancore de la adâncimea V

i6 *^

i

6 4*^V^B302

mec

bnpnp

nbmec

bapaaapaa

⋅η⋅⋅η⋅−

⋅η⋅η⋅⋅+⋅+⋅

=

NA⋅mO.

Dintre cele trei momente se va lua în calcul momentul de valoare maximă 32max4.

Deoarece pe parcursul situaţiilor amintite motorul se află în regim de suprasarcină, pentru calculul cuplului nominal al motorului 32n4 se va utiliza relaţia

λ= maxn 22

NA⋅mO,

unde 2max L max 32smM 2M 2a4M

S L coeficientul de suprasarcină al motorului.

În ceea ce priveşte turaţia motorului, aceasta se poate determina prin prisma vitezei devirare a lanţului. Turaţia nominală de calcul a motorului este


39/61

Ψ⋅= mednc nn Nrot;minO,

în care nmed L turaţia motorului ce corespunde vitezei medii de virare a ancorei 3vlt med L lt; ttot4Nrot;sOM

b

ltmed

tot b

ltmed

6 vi

::,=t6

i::,=n

⋅⋅=

⋅

⋅⋅=

Nrot;minO

lt L lungimea imersată a lanţului NmOM

ttot L timpul total de virare al ancorei NsOM L coeficient dat de relaţia L 9 snM

sn L coeficientul de scădere al tensiunii de alimentare a motorului pe timpusuprasarcinii 3pentru motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit sn L &,94.

@dată calculate turaţia şi cuplul nominal se poate determina puterea de calcul a motorul3+nc4, astfel

=::&n2+

ncnnc ⋅=

NCIO,

în care 2n L momentul nominal al motorului NA⋅mOM nnc L turaţia nominală de calcul a motorului

electric de acţionare Nrot;minO.

/unoscând toate aceste caracteristici se alege din cataloagele specializate un motor caresă corespundă parametrilor calculaţi sau altora imediat superiori.

/alculul instalaţiei de ancorare a navei de proiectat efectuat pe baza relaţiilor anterior prezentate a dus la obţinerea rezultatelor ce vor fi prezentate în cele ce urmează.

Din prezentarea şi planul general de construcţie ale navei se pot desprinde următoarelecaracteristici constructive


40/61

deplasamentul navei D L ::&&& tdGMsuprafaţa velică a navei în limitele lungimii de calcul $ L 9-11,- m0Mlăţimea maximă a navei ? L 19,: mMsuma înălţimilor eta!elor suprastructurii pupa şi rufurilor cu lăţimea mai mare d

3&,0:⋅?4 Z*i L 91,% mM

înălţimea convenţională de la linia de plutire la acoperişul celui mai înalt ruf *9 9-< :=:


41/61

aria suprafeţei carenei $ud L 9&&=&,%09 m0Mviteza navei la tragerea pe lanţ vt L &,09 m;sMviteza curentului de apă vc L 0,: m;sMviteza vântului vv L 99,< m;s.

În urma calculelor efectuate s au determinat următoarele valori pentru forţele exterioare

forţa perturbatoare produsă de curentul de apă Ec L =1


42/61

Eorţa de tracţiune la barbotină la sfârşitul acestei etape este T55 L :-0==& A. /uplul

necesar la axul motorului de acţionare 25 L 1&&%,1 A⋅m. $ceste valori sunt cele maxim

înregistrate pe toată perioada procesului de virare a ancorei corespunzând începutului smulgeriiancorei de pe fundul mării.

"tapa ###$

Eorţa de tracţiune la barbotină T555 L 1&%=0& A. /uplul necesar la axul motorului de

acţionare 2555 L 9-&-,0 A⋅m. )alorile corespund sfârşitului procesului de smulgere a ancorei.

"tapa #%$Eorţa de tracţiune la barbotină T5) L 90=&1& A. /uplul necesar la axul motorului de

acţionare 25) L -:1,1 A⋅m. $ceste valori se înregistrează în momentul a!ungerii ancorei în

dreptul nării de borda!.

"tapa %$

a sfârşitul acestei etape vor fi determinate următoarele valori forţa de tracţiune la barbotină T) L 9-90=& A şi cuplul necesar la axul motorului de acţionare 2) L


43/61

la finalul operaţiunii de virare T L T) M 2 L 2) .În mod asemănător se poate trasa graficul de variaţie al forţei de tracţiune la barbotină.

&alculul puterii acţionării electrice a vinciului$2otorul electric de antrenare al vinciului va fi astfel ales încât să facă faţă solicitărilor

maxime de cauzalitate diversă ce pot apare în exploatarea instalaţiei de ancorare. $stfel,literatura de specialitate N%O prevede ca la alegerea motorului electric să se considere cuplumaxim de exploatare al motorului cel mai mare cuplu dintre următoarele trei

cuplul necesar smulgerii ancorei de pe fundul apei 32sm4Mcuplul necesar virării ancorei de la o adâncime egală cu lt 32 lt4M

cuplul necesar virării a două ancore de la adâncimea V 32a4.+entru aceste cupluri s au determinat valorile

2 sm L 1&&%,1 A⋅mM 2lt L 1


44/61

Cap.

Calculul si evaluarea comportarii navei in balast ,in mars si in

stationare!ancora"

Aavigaţia în balast presupune deplasarea navei fără marfă, având pesca!ul necesar undeplasări în condiţii de siguranţă şi economicitate asigurat prin intermediul ambarcării la uncantităţi suficiente de lic*ide !udicios amplasate şi repartizate la bordul acesteia.

"na dintre condiţiile cele mai importante ce se pun la alegerea pesca!ului corespunzătonavigaţiei în balast este asigurarea imersării complete a elicei în apă având în vedere efectenegative ale funcţionării elicei cu porţiuni din disc emersate. +entru o bună funcţionare a elicei

a considerat suficientă asigurarea afundării acesteia în apă la o adâncime ce să asigure prezen peste extremitatea sa superioară a unui strat de apă de &,: m. În studiul temei speciale propuse se vor lua în considerare diferiţi factori restrictivi privind situaţia de încărcare a nave3funcţionarea elicei în condiţii de cavitaţie minimă, încărcarea necesară a tancurilor de balast navei în vederea asigurării unor solicitări structurale sub valorile limită admisibile4.

Din planul de forme al navei+ s,a desprins cota a(ei de simetrie a discului elicei ca fiind$zax.elice L %,%(1 m.

>istemul de axe considerat este cel cu originea în punctul de intersecţie al planelocuplului maestru, planului diametral şi planului de bază al navei. $xa @x se consideră în lungcorpului navei cu sensul pozitiv spre prova. $xa @z este axa verticală având sensul pozitiv sp puntea principală a navei. $xa @ are sensul pozitiv orientat spre tribord.

În urma calculului de determinare a parametrilor constructiv funcţionali principali elicei, pentru diametrul discului acesteia s a adoptat valoarea

Delice L ( m.


45/61


46/61

/alculul acestor grupe de greutăţi se poate realiza tabelar odată cu cel al cotei centruluide greutate al navei goale, relaţiile de calcul şi rezultatele obţinute fiind prezentate în tabelul =Din acesta reies următoarele date

Kgol L 9%1:


47/61

interes pentru studiul influenţei suprafeţelor libere asupra stabilităţii navei. >e cunosc volumeşi greutăţile specifice ale lic*idelor rezerve de la bord astfel încât se poate determina aporacestor rezerve 3Krezerve4 la creşterea de deplasament necesară hK

Krezerve L 1-==(,19%e observă că această cantitate de lic*ide nu asigură deplasamentul dorit fiind inferioarvaloric lui hK. 6estul de forţă de deplasament necesară a fi generată de către navă pentratingerea pesca!ului de navigaţie în balast se asigură prin ambarcarea la bord a unei cantităţi d balast ce să asigure diferenţa rămasă până la Kn.balast . $ceastă cantitate de balast se va încărca atâtîn tancurile de balast ale navei cât şi în magaziile 1 şi : caracteristic mineralierului de ::&&

tdG este faptul că magaziile cu numerele 1 şi : sunt adaptate transportului de balast 3în zoninferioară a acestora sunt prevăzute casete speciale de umplere;golire cu sorburi şi filtre4. $cestvor fi considerate pline atât pentru creşterea suficientă a pesca!ului cât şi pentru evitarea creşteexagerate a influenţelor negative induse de suprafeţele lic*ide libere existente la bordul navei.

În general, tancurile de balast sunt dispuse în perec*i de tancuri simetrice şi de volumegale aflate în cele două borduri excepţie făcând tancurile de balast dispuse în picurile nav3acestea sunt aşezate cu axa proprie de simetrie J şi implicit centrul de greutate propriu J î

planul diametral al navei4. "mplerea unei perec*i de tancuri nu se face întotdeauna în proporegale având în vedere dispunerea şi volumele nesimetrice faţă de planul diametral ale tancurilde rezerve lic*ide 3tancurile din /24 J pentru compensarea deplasării centrului de greutate anavei înspre unul din borduri în urma încărcării complete a tancurilor de rezerve este necesar în bordul opus, în unul din tancurile de balast, să se ambarce o cantitate suplimentară de apă casă contrabalanseze efectul dat de tancurile din compartimentul maşini 3acestea au centrul greutate rezultant aflat în !umătatea tribord4.

/alculul modificării coordonatelor centrului de greutate B al navei 3xB , B ,FB

4 laambarcarea unei greutăţi H într un punct oarecare al navei de coordonate xH , H , zH are învedere următoarele relaţii


48/61

abscisa rezultantă a punctului BH

xHxx HBiBr +∆

⋅+⋅∆=

M

ordonata rezultantă a punctului BH

H HBiBr +∆

⋅+⋅∆=

M

cota rezultantă a punctului BH

zHFBFB H

ir +∆

⋅+⋅∆=

Munde K L deplasamentul navei în fază iniţialăM

xBi , Bi ,FB

i L coordonatele iniţiale ale centrului de greutate al navei

xBr , Br ,FB

r L coordonatele rezultante ale centrului de greutate al navei.

2odul exact şi detaliat de umplere al tancurilor de lic*ide aflate la bordul navei învederea atingerii deplasamentului şi asietei dorite este prezentat în tabelul =.0. Din acesta observă că abscisa obţinută a centrului de greutate al navei în urma balastării este uşor mscăzută valoric decât cea a abscisei centrului de carenă J nava va prezenta o foarte uşoartendinţă de apupare, tendinţă ce va însă neluată în considerare în calculele ulterioare. #ste dmenţionat faptul că poziţiile centrelor de greutate individuale ale maselor de apă înmagazinatefiecare tanc de balast variază odată cu gradul de încărcare al acestora datorită atât maselodiferite de apă cât şi formelor neregulate ale ma!orităţii tancurilor. În calculul de determinaredeplasamentului şi poziţiei punctului B al navei balastate s au introdus coordonatele centrelor greutate ale fiecărui tanc de balast în conformitate cu gradul de încărcare al fiecăruia dintr

acestea, valorile necesare fiind desprinse din graficele =.9., =.0., =.1.

@bţinerea acestor grafice a fost posibilă prin crearea tridimensională particularizatătuturor corpurilor acestor tancuri, în conformitate cu datele de formă geometrică extrase di+lanul de forme, +lanul general şi >c*ema de tancuri, cu a!utorul unui soft tip /$D 3$uto/$D0&&&4 şi extragerea datelor corespunzătoare prin intermediul unei comenzi subrutină specia


49/61


50/61

metacentrul transversalQ 32T4 J reprezintă centrul de curbură al curbei centrelor de

carenă pentru înclinările transversaleMbraţul stabilităţii staticeQ 3l>4 NmO J distanţa dintre suportul forţei de deplasament

3perpendiculara la linia plutirii dusă prin centrul de greutate al navei4 şi suportuforţei de împingere $r*imede 3perpendiculara la linia plutirii dusă prin centrul decarenă al navei4M braţul stabilităţii statice prezintă două componente importan braţul stabilităţii de formă 3l>f J distanţa de la centrul de carenă la suportul forţei deîmpingere $r*imede considerându se fix punctul de aplicaţie al forţei pe parcursu procesului de înclinare faţă de plutirea iniţială dreaptă4 şi braţul stabilităţii de greuta3l>g J distanţa de la centrul de carenă la suportul forţei de deplasament considerânduse fix punctul de aplicaţie al forţei pe parcursul procesului de înclinare faţă de

plutirea iniţială dreaptă4Mbraţul stabilităţii dinamiceQ 3ld4 NmO J este egal valoric cu variaţia distanţei dintre

centrele de greutate şi carenă ale navei măsurată după direcţiile forţelor aplicate îaceste puncteM

momentul stabilităţii staticeQ 32>4 NCAmO J reprezintă valoarea cuplului de revenire

a navei la poziţia iniţială în condiţii statice de aplicare a momentului exterior şi sdetermină valoric efectuarea produsului dintre valoarea braţului stabilităţii statice ş

cea a deplasamentului naveiMmomentul stabilităţii dinamiceQ 32D4 NCAmO J reprezintă valoarea cuplului de

revenire a navei la poziţia iniţială în condiţii dinamice de aplicare a momentuluexterior şi se determină valoric efectuarea produsului dintre valoarea braţulustabilităţii dinamice şi cea a deplasamentului navei.

În calculul stabilităţii navei la ung*iuri mari se vor utiliza o serie de parametri a căromodalitate analitică de determinare este prezentată în cele ce urmează 3vezi şi grafic 9&.9.4

ordonata centrului de carenă la ung*iul de înclinare 3distanţa de la planul diametralnavei la centrul de carenă4

∫ ϕ

ϕϕ ϕ⋅ϕ⋅= & T? dcos4?23 M

&& =&,&=ϕ NmOM


51/61

cota centrului de carenă la ung*iul de înclinare 3distanţa de la planul de bază al nala centrul de carenă4

∫ ϕ

ϕϕ ϕ⋅ϕ⋅+= & T dsin4?23F?4F?3 M

&& =&,&=ϕ NmOM

ordonata metacentrului transversal al navei la ung*iul de înclinare 3distanţa de planul diametral la metacentru4

ϕ⋅−=ϕϕϕ

sin4?23 T?2T M

&& =&,&=ϕ NmOM

cota metacentrului transversal la ung*iul de înclinare 3distanţa de la planul de bazămetacentru4

ϕ⋅+= ϕϕϕ cos4?234F?34F23 TT M

&& =&,&=ϕ NmOM

în careϕ

4?23 T reprezintă raza metacentrică transversală corespunzătoare ung*iului de

înclinare considerat. 6ezultă astfel că, pentru determinarea celor patru parametri enumera

trebuie cunoscut modul de variaţie al luiT?2

în funcţie de ung*iul de înclinare al navei.


52/61

/elaţia enerală de calcul analitic a razei metacentrice transversale este$

)

54?23 T

ϕ

ϕ = M

&& =&,&=ϕ NmO

unde 5 L momentul de inerţie al suprafeţei plutirii înclinate la ung*iul calculat în raport caxa longitudinală centrală de inerţie a acesteia Nm%O iar ) L volumul carenei corespunzător situaţiei de încărcare alese Nm1O.

/alităţile stabilităţii navei la diferite ung*iuri de înclinare se vor putea aprecia prinanaliza valorilor şi modului de variaţie, cu ung*iul de înclinare al navei, al următoarelor mărim3relaţii de calcul analitic4

braţul stabilităţii statice

ϕ⋅−ϕ⋅−+ϕ⋅= ϕϕϕ sinasinOF?4F?N3cosl ?> M

&& =&,&=ϕ NmOM

momentul stabilităţii statice

ϕϕ ⋅∆= >> l2

M

&& =&,&=ϕ NCAmOM

braţul stabilităţii dinamice

∫ ϕ

ϕ ϕ⋅=

& >d dll

M&& =&,&=ϕ

NmOM

momentul stabilităţii dinamice .

ϕϕ ⋅∆= dD l2

M

&& =&,&=ϕ NCAmOM

în care∫ ϕ

ϕϕ ϕ⋅ϕ⋅=− & T dsin4?23F?4F?3 M

&& =&,&=ϕ NmO.


53/61

Pentru a se putea determina valorile lui # L0 este necesară cunoaşterea formelor e(acte ale suprafeţelor plutirilor -nclinate ale navei. "ste aşadar necesară trasarea precisă a plutirilor

-nclinate izocarene ale navei aflate la pescajul navi aţiei -n balast. 1n acest scop se utilizeazăreprezentarea corpului navei prin intermediul transversalului &eb)şev.

2etoda &eb)şev de reprezentare a corpului navei utilizează un număr de 3+ 4+ 5+ 6 sau 7 cupletransversale astfel poziţionate pe lun imea corpului de navă -nc)t să poată fi consideratereprezentative pentru caracteristicile eometrice ale acestuia. 1n cazul lucrării de faţă s,aconsiderat necesară şi suficientă utilizarea unui număr de 6 cuple. &ele 6 cuple sunt dispuseastfel$ 8 cuple -n zona pupa 9notate cu 8:+ ;:+ =8 cuple -n zona prova 9cuplele


54/61

x1 L =9,


55/61

În acest sens, o metodă rapidă şi eficientă de trasare a plutirilor înclinate o constituie ceelaborată de către Frîlov şi Dargnies. $ceasta este o metodă aproximativă dar rezultateleobţinute sunt acceptabile din punct de vedere al erorilor obţinute. 2etoda menţionată prevedeurmătoarele

plecându se de la plutirea iniţială dreaptă I& &, prin centrul geometric E& al acesteia3coincide cu punctul de intersecţie al plutirii cu planul diametral4 se trasează o nou plutire înclinată a!utătoare defazată ung*iular cu valoarea 3Ij j4M

datorită neregularităţilor formelor geometrice ale corpului navei, volumele ongletelimers 3va4 şi emers 3v b4 create nu sunt egale ceea ce înseamnă că plutirea a!utătoaretrasată nu este izocarenă cu cea iniţialăMpentru trasarea plutirii reale înclinate cu ung*iul faţă de cea iniţială, este necesa

determinarea diferenţei de volum dintre cele două onglete 3va v b4M dacă această diferenţăeste pozitivă însemnă că plutirea reală înclinată 3I 4, paralelă cu Ij j, se va aflasub aceasta din urmă la o distanţă k astfel încât

baI vv$ −=ε⋅ϕ Nm1OM

întrucât k ia de obicei valori mici valorile $jI şi $I se vor considera aproximativ egaleMvaloarea lui k se poate determina analitic cu următoarea relaţie

0δϕ⋅η=ε

NmO,

unde ∫

∫ −

−

ϕ

ϕ

⋅+

⋅−⋅==η 0;

0;

0;

0;

00

I

Ix

/I

/I

/I

/I

dx4 ba3

dx4 ba3

09

$

4$32

NmOM

h L valoarea în radiani a ung*iului de defaza! dintre plutirile iniţială şi finalăM


56/61

2 x3$jI _h 4 L 2x3$I 4 L momentul static al suprafeţei plutirii a!utătoareînclinate la ung*iul faţă de plutirea iniţială dreaptă şi la ung*iul hfaţă de I , calculat în raport cu axa longitudinală a ce trece prin ENm1OM

$ I L aria suprafeţei plutirii înclinate cu ung*iul Nm0OM

a i L semilăţimea cuplei iQ măsurată de la centrul Ej al plutirii iniţiale Ij J j către bordul navei ce a imersat NmOM

b i L semilăţimea cuplei iQ 3C ,C i =

4 măsurată de la centrul Ej al plutiriiiniţiale Ij J j către bordul navei ce a emersat NmOM

după trasarea plutirii reale înclinate I se reia procesul în vederea trasării plutiriiînclinate următoare.2odalitatea grafică practică de trasare a plutirilor înclinate 3defazate ung*iular cu câte

9&&4 se bazează pe următoarea succesiune de operaţii

prin centrul Ei al plutirii iniţiale Ii J i se trasează plutirea a!utătoare Ij3i_9&4 j3i_9&4Mse calculează valoarea parametrului ] cu relaţia precizată anteriorMpe I i J i se trasează segmentul Ei$ L ];0 spre dreapta dacă ] & şi spre stânga dacă ] &Mprin punctul $ se trasează plutirea reală înclinată I 3i_9&4 3i_9&4 astfel încât să se respecte

condiţia NI3i_9&4 3i_9&4O NIj3i_9&4 j3i_9&4OMpe Ij 3i_9&4 j3i_9&4 se trasează segmentul NEiEj3i_9&4O L ]Mse trasează NEj3i_9&4E 3i_9&4O= NI 3i_9&4 3i_9&4OMprin E 3i_9&4 3centrul geometric al plutirii I 3i_9&4 3i_9&4 4 se trasează plutirea a!utătoare

NIj 3i_0&4 j3i_0&4OMse repetă în continuare procesul până la trasarea ultimei plutiri înclinate reale.


57/61

S,a arătat mai sus că toate mărimile necesare a fi determinate -n calculul de stabilitate depind -n

mod direct sau indirect de valoareaT?2

0 . Acestea pot fi determinate practic+ cu ajutorul

transversalului &eb)şev şi a urmelor plutirilor -nclinate trasate pe acesta+ prin următorulal oritm de calcul$

94 /alculul ariei suprafeţei plutirii înclinate sub un ung*i

∑=

ϕϕ +λ=C

C ii/I 4 ba3$

MC ,C i =

M&& =&,&=ϕ

Nm0O

unde S/ L /I ;( L 0=,-= m M

ai , bi L semilăţimile cuplei iQ măsurate de la centrul plutirii a!utătoare cătr bordurile navei imers respectiv imers NmOM

04 /alculul distanţei dintre centrul plutirii a!utătoare şi centrul plutirii reale anterioare

∑

∑

=ϕ

=ϕ

ϕ

+

−⋅=η

C

C ii

C

C ii

00

4 ba3

4 ba3

09

MC ,C i =

M&& =&,&=ϕ

NmO M

14 /alculul momentului de inerţie al suprafeţei plutirii înclinate a!utătoare în raport cuaxa longitudinală ce trece prin centrul plutirii reale anterioare

∑=

ϕϕ +λ=

C

C ii

11/&, 4 ba31

5

MC ,C i =

M&& =&,&=ϕ

Nm%O M


58/61

%4 /alculul momentului de inerţie al suprafeţei plutirii înclinate a!utătoare în raport caxa longitudinală centrală de inerţie proprie

0I&, $55 ϕϕϕϕ η⋅−= M

&& =&,&=ϕ Nm%O M

:4 /alculul razei metacentrice transversale

)

54?23 T

ϕ

ϕ = M

&& =&,&=ϕ NmO.

Toate aceste calcule se realizează sub formă tabelară, rezultatele obţinute fiind prezentaîn tabelele 9&.9. JJ 9&.9&. M 9&.90. JJ 9&.09.

@dată determinate valorile razei metacentrice transversale pentru întreg domeniul de înclinung*iulare, se poate trece la calculul celorlalte mărimi necesare analizei stabilităţii navei braţele şi momentele stabilităţii statice şi dinamice J prin utilizarea particularizată a relaţiil

analitice de calcul ale acestora prezentate anterior. 6ezultatele acestor calcule sunt prezentaîn tabelele nr. 9&.99., 9&.00., 9&.0%. şi 9&.0:.

&u ajutorul valorilor obţinute pentruT?2

0 şi l d0 se poate trasa dia rama polară a stabilităţiinavei. Această dia ramă constituie reprezentarea rafică a modului de variaţie a poziţiilor succesive ale centrului de carenă şi metacentrului transversal corespunzătoare plutirilor-nclinate ale navei cu 0 B >> C 7>>. !raiectoria 9locul eometric= descris9ă= de poziţiile succesive

ale acestora proiectate pe planul cuplului maestru vor da naştere la două curbe distincte$ curbacentrelor de carenă 9curba


59/61

• tangenta dusă într un punct ? la această curbă este paralelă cu plutirea care admite

pe ? drept centru de carenăM• forţa de împingere ar*imedică aplicată în ? are suportul întotdeauna normal la curba

centrelor de carenă în acest punctM

• curba centrelor de carenă are razeleT?2

, L && U =&& , de acela�

licenta vracher

Documents