finalasda

UNIVERSITATEA „OVIDIUS” CONSTANŢAFACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ

Specializarea: Instalaţii şi Echipamente Navale

PROIECT DE DIPLOMĂ

Absolvent: GRECU CRISTIAN EUGEN

Îndrumător: ing. ROTARU MIRCEA

GRECU CRISTIAN EUGEN - PROIECT DE DIPLOMA

2002

TEMA PROIECTULUI:

INFLUENŢA DISTANŢEI REGULAMENTARE ASUPRA CARACTERISTICILOR TEHNICE ALE PLANŞEULUI DE FUND CU DUBLU FUND CONSTRUIT ÎN SISTEM TRANSVERSAL DE OSATURǍ PARTICULARIZAT

PENTRU CARGOUL DE MǍRFURI GENERALE DE 14000 TDW.

2


CUPRINS

A. PARTEA GENERALĂ

Capitolul 1. Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei şi verificarea lor ………………………………………………………

1.1. Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei …………...1.2. Verificarea caracteristicilor principale ale corpului navei …………

Capitolul 2. Alegerea formelor şi întocmirea planului de forme ………...

Capitolul 3. Calculul curbelor hidrostatice şi al curbelor Bonjean ………

Capitolul 4. Descrierea generală a navei …………...................................

Capitolul 5. Determinarea preliminară a caracteristicilor dinamice pentru regimul de exploatare al navei ……………………………………..

5.1. Calculul rezistenţei la înaintare principale …………………………5.2. Calculul rezistenţei la înaintare suplimentare ……………………...5.3. Calculul rezistenţei la înaintare totale şi a puterii instalaţiei de

propulsie

Capitolul 6. Compartimentarea navei ……………………………………6.1. Compartimentarea navei …………………………………………...6.2. Evaluarea eficienţei compartimentării ……………………………..

Capitolul 7. Instalaţii de punte, corp şi de maşini ……………………….7.1. Instalaţia de ancorare ………………………………………………7.1.1. Generalităţi …………………………………………………………7.1.2. Calculul instalaţiei ……………………………….............................7.2. Instalaţia de balast – santinǎ………………………...............................7.2.1. Generalitaţi …………………………………….…..........................7.2.2. Calculul instalaţiei ………………………………..............................

666

8

11

21

39394142

434345

484848546464748484

3


7.3. Instalaţia de alimentare cu combustibil ………..................................7.3.1. Generalităţi …………………………………………………………7.3.2. Calculul instalaţiei …………………………………...........................

B. PARTEA SPECIALĂ

Capitolul 8. Influenţa distanţei regulamentare asupra caracteristicilor tehnice

ale planşeului de fund cu dublu fund construit în sistem transversal de osaturǎ

particularizat pentru cargoul de mǎrfuri generale de 14000 tdw ...........................

Bibliografie

98

106

4


PARTEA GENERALĂ

5


CAPITOLUL 1

STABILIREA CARACTERISTICILOR PRINCIPALE ALE CORPULUI NAVEI ŞI VERIFICAREA LOR

1.1. Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei

În vederea stabilirii caracteristicilor principale ale corpului navei s-a luat în considerare nava prototip cu urmǎtoarele caracteristici : Δdwp = 15000 tdw

LCWL =136,8 mLpp =132,5 mLmax =145,5 mBx = 21 mD = 13,2 mT = 9 m

Folosind coeficientul de utilizare a deplasamentului deadweight :

k = = 0,977264805 , pentru nava de proiectat cu un deplasament

deadweight de 14000 tdw, se obţin următoarele caracteristici principale ale corpului:

Δdw = 14000 tdwLCWL =133,7 mLpp =129,5 mLmax =142,2 mBx = 20,5 mD = 12,9 mT = 8,8 m

1.2. Verificarea caracteristicilor principale ale corpului navei

În general, domeniile de variaţie ale rapoartelor dintre valorile diferitelor caracteristici principale ale corpurilor de navă de dimensiuni medii, obţinute pe cale statistică, se înscriu în anumite limite. Acestea sunt:

6


Unele dintre rapoarte sunt reglementate de prin reguli date de registrele navale. Astfel, pentru navele maritime cu zonă de navigaţie nelimitată, R.N.R. prevede [12]:

Pentru nava de proiectat, rapoartele considerate au valorile:

; ;

; ;

Se observă că valorile rapoartelor se încadrează în domeniile de variaţie indicate.

În mod asemănător sunt indicate în literatura de specialitate [1] valorile uzuale pentru coeficienţii de fineţe corespunzători carenelor diferitelor tipuri de nave. Astfel, pentru navele medii, se găsesc valorile:

; ; .

Pentru nava de proiectat, coeficienţii de fineţe indicaţi înregistrează următoarele valori:

; ; .

Aceste valori sunt apropiate de cele uzuale corespunzătoare parametrilor indicaţi.

7


CAPITOLUL 2

ALEGEREA FORMELOR ŞI ÎNTOCMIREA PLANULUI DE FORME

În vederea trasării planului de forme al navei de proiectat se va utiliza metoda derivării plecând de la planul de forme al unei nave tip cargou de 15000 tdw. Această navă prezintă următoarele caracteristici principale:

Δdwr = 15000 tdwLmax r=145,5 mLCWL r=136,8 mLpp r=132,5 mBxr = 21 mDr = 13,2 mTr = 9 m

Folosind coeficientul de utilizare a deplasamentului deadweight :

k = = 0,977264805 , pentru nava de proiectat cu un deplasament

deadweight de 14000 tdw, se obţin următoarele caracteristici principale ale corpului:

Δdw = 14000 tdwLCWL =133,7 mLpp =129,5 mLmax =142,2 mBx = 20,5 mD = 12,9 m

T = 8,8 m

Planul de forme

Planul de forme constituie reprezentarea geometrică a corpului teoretic al navei obţinută prin secţionarea acestuia cu un sistem de trei plane ortogonale denumite astfel:

-planul diametral (secţionează nava simetric longitudinal);

8


-planul transversal al cuplului maestru (secţionează nava în dreptul cuplului maestru);

-planul plutirii (coincide cu planul suprafeţei libere a apei liniştite la linia de vară de plină încărcare ).

Pe lângă planul orizontal de secţionare al plutirii se utilizează şi planul de bază al navei în scopul obţinerii de proiecţii auxiliare.

Se numeşte “cuplu maestru” secţiunea transversală a navei, de arie maximă. Astfel, planul cuplului maestru va fi planul ce va secţiona nava transversal în dreptul cuplului maestru.

Se numeşte “plan de bază” planul paralel cu suprafaţa liberă a apei şi care conţine punctul de intersecţie inferior al planelor diametral şi al cuplului maestru.

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

Longitudinalul prezintă secţiuni ale navei determinate de planul diametral şi plane paralele cu acesta ce împart lăţimea maximă a cuplului maestru în părţi egale, sau oarecare. Proiecţiile rezultate se vor nota cu cifre romane.

Transversalul prezintă secţiuni ale navei determinate de planul cuplului maestru şi plane transversale ce împart lungimea plutirii de maximă încărcare (secţiunea determinată în corpul navei de suprafaţa liberă a apei atunci când nava este încărcată la nivelul maxim admisibil) în părţi egale. În zonele de curbură pronunţată ale corpului navei se pot utiliza planuri de secţionare suplimentare situate la distanţe regulate între planurile cuplelor iniţial determinate. Secţiunile rezultate se numesc “cuple (coaste) teoretice” şi se proiectează pe planul cuplului maestru notându-se cu cifre arabe. Cuplele se vor reprezenta pe jumătate din motive de simetrie, astfel cuplele dinspre zona pupa se vor reprezenta în stânga urmei planului diametral iar cele dinspre zona prova în dreapta urmei planului diametral.

Orizontalul prezintă secţiuni ale navei determinate de plane orizontale ce împart pescajul navei (distanţa de la plutirea de maximă încărcare la planul de bază ) în părţi egale (sau inegale). Secţiunile obţinute se numesc “plutiri (linii de apă)” şi se proiectează pe planul de bază al navei notându-se cu cifre arabe. Sub urma planului diametral se va reprezenta şi curba de balansare a navei.

Pe planşa de desen, longitudinalul se aşează în zona stânga-sus iar transversalul în zona dreapta-sus, pe aceeaşi orizontală cu longitudinalul.

Orizontalul se aşează în zona stânga-jos, pe aceeaşi verticală cu longitudinalul.

Cele trei proiecţii ale navei se reprezintă pe caroiaje cu următoarele dimensiuni:

9


-caroiajul longitudinalului lungimea egală cu lungimea plutirii de maximă încărcare (LCWL); înălţimea egală cu înălţimea de construcţie a navei (egală cu cota, în planul cuplului maestru, a punctului de intersecţie al punţii navei cu bordul vertical ) ;

-caroiajul transversalului lăţimea egală cu lăţimea maximă a cuplului maestru (B); înălţimea egală cu înălţimea de construcţie a navei (D) ;

-caroiajul orizontalului lungimea egală cu lungimea plutirii de maximă încărcare; înălţimea egală cu ½ din lăţimea maximă a cuplului maestru.

Pe desen, longitudinalul este împărţit, pe orizontală în 20 de părţi egale de plane de secţiune transversale, iar pe verticală este împărţit în 5 părţi egale de plane de secţiune orizontale până la cota pescajului. Astfel, lungimea LCWL

va fi împărţită în segmente egale de lungime :λ = LCWL/20

Transversalul este împărţit pe orizontală în 6 părţi egale de plane de secţiune longitudinale, iar pe verticală în 5 părţi egale de plane de secţiune orizontale până la cota pescajului care va fi astfel împărţit în segmente egale de lungime egală cu:

t = T/5 ,Orizontalul este împărţit pe lungimea sa în 20 de părţi egale de planele de

secţiune transversale, iar pe verticală în 3 părţi egale de plane de secţiune longitudinale. Urmele tuturor planelor de secţionare amintite se trasează pe desen, pe proiecţiile respective. Pe transversal se mai trasează şi două diagonale ce unesc urma intersecţiei planului diametral cu planul plutirii de maximă încărcare şi extremităţile inferioare stângă şi dreaptă ale caroiajului transversalului. Aceste diagonale sunt necesare în vederea trasării ulterioare a curbei de balansare – se măsoară distanţele dintre punctele de intersecţie ale diagonalelor cu fiecare cuplă în parte, se transpun aceste dimensiuni pe orizontal, sub urma planului diametral, şi se unesc punctele astfel determinate.

Pe planşă se trasează un chenar precum şi un indicator conform normelor de desen tehnic.

Planul de forme obţinut este prezentat în desenul 1.

10


CAPITOLUL 3

CALCULUL CURBELOR HIDROSTATICE ŞI AL CURBELOR BONJEAN

3.1. Consideraţii generale

În practica exploatării navale este necesară cunoaşterea unei serii întregi de parametri ce pot furniza date importante despre caracteristicile constructive şi evolutive ale corpului navei în mediul marin în diferite condiţii de navigaţie. Pe baza planului de forme se pot determina o serie întragă de astfel de parametri. Astfel, o primă posibilitate este determinarea ariilor plutirilor drepte şi porţiunilor de cuple transversale situate sub plutirea de maximă încărcare alese la întocmirea caroiajelor. Teoretic, valoarea acestor arii se calculează cu ajutorul relaţiilor integrale următoare: -pentru ariile plutirilor drepte:

unde: LWL = lungimea plutirii a cărei arie se calculează ; x є [ -LCWL/2 ; LCWL/2 ]

-pentru cuplele transversale:

unde: T = pescajul navei la plină încărcare ; z є [ 0 ; D+f ] ; f = săgeata maximă a selaturii punţii în dreptul cuplei respective.

11


În vederea determinării acestor arii cu ajutorul planului de forme se folosesc metode practice de calcul printre care se înumără următoarele:-metoda trapezelor (constă în transcrierea şi prelucrarea sub formă tabelată a

dimensiunilor corespunzătoare corpului navei obţinute prin măsurare directă din planul de forme);

-metoda Cebâşev;-metoda coordonatelor polare.

În lucrarea de faţă s-a folosit metoda trapezelor ale cărei considerente de ordin

teoretic vor fi prezentate în cele ce urmează. Toate dimensiunile vor fi exprimate în unităţi ale Sistemului Internaţional.

3.2. Calculul parametrilor necesari la trasarea diagramei de carene drepte cu ajutorul metodei trapezelor

3.2.1. Determinarea ariei unei plutiri “ j ” : Se va utiliza formula principială de calcul:

; j = 0…m

unde: m = numărul plutirilor reprezentate în desen (5 în cazul de faţă)

Notă: Pentru simplificarea calculelor limitele de integrare ±LCWL/2 se vor aplica pentru toate plutirile considerate. Având în vedere că există şi plutiri ce nu se extind între aceste două limite, erorile pot fi înlăturate, în mare parte, prin utilizarea de valori fictive determinate prin metode de calcul geometric.

Astfel, aria plutirii “j” va fi considerată ca egală cu dublul sumei ariilor trapezelor generate pe caroiajul orizontalului de urma planului diametral, conturul plutirii “j” şi grupuri de câte două semilăţimi de cuple succesive după axa Ox.

Utilizând valorile din planul de forme se va obţine:

unde: ∙ y0j + y1j + y2j + ….. + y(n-1)j + ynj = σj’ = suma necorectată a semilăţimilor după axa Ox [m]

∙ ( y0j + ynj)/2 = corecţie [m]

12


∙ y0j + y1j + y2j + ….. + y(n-1)j + ynj − ( y0j + ynj)/2 = σj = suma corectată a semilăţimilor după axa Ox [m]

∙ λ = distanţa dintre două cuple succesive [m]

Astfel: AWj = 2∙λ∙ (σj’ – corecţie) = 2∙λ∙σj [ m² ]

Deci: AWj = 2∙λ∙σj [m²]

Pentru nava considerată în proiect, valorile AWj sunt prezentate în tabelul nr. 1.3.2.2. Determinarea ariilor porţiunilor de cuple situate sub linia plutirii “ m ” (plutirea de maximă încărcare ) :

Formula principială de calcul va fi:

; i = 0…n

unde: n = numărul cuplelor reprezentate în desen ( 20 în cazul de faţă ) Astfel, aria corespunzătoare cuplei “i” vor fi considerate egale cu dublul

sumei ariilor trapezelor generate pe caroiajul transversalului de urma planului diametral, conturul cuplei “i” şi grupuri de câte două semilăţimi de cuple succesive după axa Oz.

Prin utilizarea valorilor obţinute din planul de forme, relaţia de calcul devine:

unde: ▪ yi0 + yi1 + yi2 + ….. + yi (m-1) + yi m = Ui’= suma necorectată a semilăţimilor după axa Oz [m]

▪( yi0 + yi m )/2 = corecţia [m]▪ yi0 + yi1 + yi2 + ….. + yi (m-1) + yi m – ( yi0 + yi m )/2 = Ui = suma

corectată a semilăţimilor după axa Oz [m] ▪ t = distanţa dintre două plutiri succesive [m]

Astfel: Axim = 2∙ t ∙ ( Ui’ – corecţie ) = 2∙ t ∙ Ui [m²]

Deci: Axim = 2∙ t ∙ Ui [m²]

Pentru nava considerată în proiect, valorile Axim sunt prezentate în tabelul nr. 1.

13


3.2.3. Determinarea volumului de carenă :

Teoretic, volumul de carenă se poate obţine prin integrarea după axa Ox a valorilor Axm sau prin integrarea după axa Oz a valorilor Aw.

Folosind prima varintă de calcul, se obţine pentru volumul de carenă ce se notează cu VCWL sau Vm o relaţie de forma:

[m³] =

= λ ∙ [ Ax0 m +Ax1 m + Ax2 m +….+ Ax(n-1) m +Axn m – (Ax0 m + Axn m)/2]=2 ∙ λ ∙ t ∙ [U0 m + U1 m + U2 m +….+ U(n-1) m + Un m – (U0 m + Un m)/2]

Folosind cea de-a doua variantă se obţine:

[m³] =

= t ∙ [ Aw 0 + Aw 1 + Aw 2 +….+ Aw (m-1) + Aw m – ( Aw 0 + Aw m)/2]

=2 ∙ λ ∙ t ∙ [σ0 + σ1 + σ2 +….+ σm-1+ σm – (σ0 + σm)/2] Pentru obţinerea ariilor porţiunilor de cuple şi volumului de carenă situate

sub o plutire oarecare j integrarea, integrarea relaţiilor prezentate mai sus se face până la cota plutirii j ceea ce înseamnă că ultimii termeni ai sumelor integrale vor fi cei cu indicele de iteraţie j. Astfel vor putea fi calculate Axij şi Vj. Odată cu Vj vor putea fi determinate Δj şi având în vedere faptul că:

[m³] ; k ≈ 1,01 = coeficient ce introduce în calcul volumul foilor de tablă ce îmbracă suprafaţa teoretică de calcul

[ kN ] ; γapă de mare ≈ 10,055 [ kN / m³ ]

Valoarea volumului de carenă corespunzător pescajului maxim este dată în tabelul 1 (dreapta-jos). Diferenţa obţinută prin integrarea pe orizontală şi pe verticală a ariilor plutirilor, respectiv a cuplelor, este de 59,7 m³ ceea ce la volumul total mediu de 18749,14 m³ reprezintă o abatere de aproximativ ± 0,3 %.

3.2.4. Determinarea coordonatelor centrelor plutirilor:

14


Deoarece nava este simetrică faţă de planul diametral, centrele suprafeţelor plutirilor sunt conţinute în acest plan, deci componentele după axa Oy ale coordonatelor acestora sunt nule. De asemenea, cotele centrelor plutirilor sunt egale cu cotele plutirilor cărora le aparţin. În acest caz mai este necesară determinarea componentelor după axa Ox ale coordonatelor centrelor plutirilor.

Având în vedere că: , particularizat pentru fiecare

plutire în parte se va obţine:

[m]

Având în vedere notaţiile şi relaţiile de la punctele anterioare şi integrare prin metoda trapezelor, va rezulta că:

[m]

Deci:

Cunoscându-se elementele ce apar în relaţie, se realizează calculul în mod sistematizat, sub formă de tabel. Pentru nava considerată în proiect, valorile xFj sunt indicate în tabelele 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6.

3.2.5. Determinarea coordonatelor centrelor de carenă corespunzătoare plutirilor considerate:

În studiul diferiţilor parametri ai corpului navei este necesară cunoaşterea poziţiei centrului de carenă corespunzător pescajului maxim al navei sau pentru diferite pescaje intermediare, cum ar fi cele determinate de plutirile considerate. Similar centrelor suprafeţelor plutirilor, şi centrele de carenă sunt situate în planul diametral din motive de simetrie a corpului navei faţă de acest plan. Pentru determinarea componentelor longitudinale ale coordonatelor centrelor de carenă se are în vedere relaţia:

[m].

Astfel:

Pentru determinarea cotelor centrelor de carenă corespunzătoare diferitelor plutiri se utilizează relaţiile:

15


Calculele se realizează sistematizat, sub formă tabelară, prin înlocuirea termenilor din relaţiile prezentate.

Notă: O proprietate importantă prezintă graficul variaţiei centrelor de carenă ce se intersectează în puncte proprii de extrem local cu graficul variaţiei centrelor plutirilor. De asemenea, graficul variaţiei cotelor centrelor de carenă admite tangentă axa ordonatelor în dreptul plutirii 0.

Valorile celor două coordonate ale centrelor de carenă pentru nava de proiectat sunt prezentate în tabelele 3.1. şi 3.2.

3.2.6. Determinarea volumurilor de carenă şi deplasamentelor corespunzătoare plutirilor considerate:

Este suficientă integrarea după axa Oz a valorilor ariilor plutirilor AWj , utilizându-se relaţia:

Utilizând metoda trapezelor, relaţia se mai poate scrie:

Vj =t ∙ [ Aw 0 + Aw 1 + Aw 2 +….+ Aw (j-1) + Aw j – (Aw 0 + Aw j)/2]

=2 ∙ λ ∙ t ∙ [σ0 + σ1 + σ2 +….+ σj-1 + σ j – ( σ0 + σj )/2]

Corespunzător plutirilor j se pot calcula şi deplasamentele navei ce detremină pescajele date de aceste plutiri:

Calculele se realizează tabelar, rezultatele obţinute fiind prezentate în tabelul nr. 4.

3.2.7. Determinarea momentelor de inerţie ale plutirilor faţă de axele longitudinale şi transversale ale sistemului de axe:

Suprafeţele plutirilor navei, prin poziţia lor faţă de sistemul de axe considerat, dau naştere faţă de axele longitudinale şi transversale ce trec prin

16


centrele lor geometrice unor momente de inerţie ce se calculează prin integrarea următoarelor relaţii:

- pentru momentele de inerţie ale celor j plutiri faţă de axa longitudinală

Valorile calculate ale momentelor ILj sunt date în tabelul nr. 5.

- pentru momentele de inerţie ale celor j plutiri faţă de axa transversalăSe va calcula mai întâi momentul de inerţie al plutirilor faţă de axa

transversală a sistemului de axe — Oy :

unde n = 20. Ţinând cont de faptul că abscisele cuplelor sunt simetrice faţă de cuplul maestru, două câte două, relaţia de calcul de mai sus devine:

Valorile momentelor Iyj sunt date în tabelele nr. 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6.

Pentru calculul momentului de inerţie faţă de axa transversală ce trece prin centrul geometric al plutirii se va scrie:

Valorile calculate pentru momentele de inerţie ITj sunt prezentate în tabelul nr. 7.

3.2.8. Determinarea razelor metacentrice corespunzătoare plutirilor considerate:

17


Corespunzător diferitelor pescaje ale navei, razele metacentrice transversale şi longitudinale ale iau diferite valori. Pentru determinarea valorilor acestor parametri se utilizează relaţiile:

[m]

Valorile astfel calculate sunt prezentate în tabelul 9.

NOTĂ: În preajma plutirii 0 graficele de pe diagrama de carene drepte se întrerup datorită imposibilităţii existenţei practice a situaţiei ce ar fi reprezentate în caz contrar.

3.3. Scara Bonjean

3.3.1. Consideraţii generale

În studiul teoretic al comportamentului navei şi în cursul exploatării curente a acesteia este necesară cunoaşterea volumului efectiv imersat al corpului navei la un moment dat, indiferent de forma valului pe care se află acesta.

O construcţie grafică deosebit de utilă la determinarea acestui volum o constituie ‘‘scara Bonjean’’.

Această diagramă este constituită din reprezentarea pe urma corpului navei a unei serii de grafice reprezentând ariile cuplelor teoretice transversale considerate în planul de forme al navei cuprinse între planul de bază şi înălţimea D+f a fiecărei cuple.

Urma intersecţiei dintre corpul navei şi planul diametral, prezentă pe scara Bonjean, are scara înălţimilor dublă faţă de cea a lungimilor.

Pentru determinarea volumului imersat al corpului navei se trasează pe diagrama astfel rezultată urma plutirii sau a valului pe care se află nava şi se integrează pe lungime ariile imerse ale cuplelor teoretice citite în dreptul intersecţiei dintre urma suprafeţei apei şi urmele cuplelor pe diagramă.

3.3.2. Calculele necesare trasării scării Bonjean

Graficele de variaţie ale cuplelor pe înălţime se obţin prin integrarea după axa Oz a semilăţimilor cuprinse între planul de bază şi cota pescajului de încărcare maximă citite din planul de forme al navei şi prezentate în tabelul 1 precum şi a celor cuprinse între această cotă şi cea corespunzătoare ultimei

18


plutiri ce poate fi trasată până la înălţimea de construcţie cu condiţia echidistanţei t (t= 1,76 m) dintre toate plutirile, pentru fiecare cuplă în parte. La ariile rezultate astfel se mai adaugă şi ariile situate între ultima plutire echidistantă posibilă a fi trasată şi înălţimea D+f. Înălţimea D+f se determină luând în calcul şi selatura cuplei a cărei arie se determină ceea ce aduce punctul de intersecţie al conturului cuplei respective cu urma planului diametral la o cota faţă de planul de bază superioară celei corespunzătoare punctului de intersecţie al liniilor punţii şi bordajului cuplei respective.

Într-o primă etapă de calcul se realizează determinarea ariilor jumătăţilor de cuple precum şi a momentelor statice ale jumătăţilor de cuple faţă de planele dimetral şi de bază al navei. Pentru ariile jumătăţilor de cuple se poate scrie:

[m²];

Cele două momente statice se vor determina cu relaţiile:

[m³]

[m]

În cea de-a doua etapă se va realiza determinarea ariei şi momentelor statice ale cuplelor întregi prin dublarea valorilor obţinute pentru jumătăţile de cuple:

Axi = 2· Axi’ [m²]; Mzi = 2· Mzi’ [m³]; Myi = 2· Myi’ [m³]

În relaţiile prezentate s-au folosit următoarele notaţii: - i = 0…n ;- k = numărul de plutiri echidistante situate deasupra plutirii de maximă

încărcare pe cupla respectivă ;- Tm+k = cota plutirii echidistante maxime ;- yi(m+k) = semilăţimea în dreptul plutirii echidistante maxime pe cupla

respectivă ; - yi(m+k)a = semilăţimea în dreptul înălţimii de construcţie pe cupla

respectivă ;- Di = înălţimea de construcţie a cuplei respective ;

19


- fi = selatura cuplei respective ;- ai = Di – Tm+k.Calculul celor 3 parmetri corespunzători fiecărei cuple (jumătăţi de cuple) în parte se poate face tabelar aşa cum apare prezentat în tabelele 8.1…….8.21 în calculul căror coloane s-a considerat:

Axi’ = (t/2)·III; Mzi’ = (t/4)·VII; Myi’ = (t²/2)·XI Axi = 2·IV; Mzi = 2·VIII;

Cap.4 Descrierea generalǎ a navei

1. Generalitǎţi

20


Nava consideratǎ spre exemplificare este un cargou de linie tip semicontainer , destinatǎ transportului de mǎrfuri generale , mǎrfuri în vrac , utilaje , echipamente , cherestea şi containere în magazii şi pe capacele gurilor de magazii.

2. Caracteristici dimensionale principale

- lungimea maximǎ , Lmax = 142,2 m- lǎţimea maximǎ , Bmax = 20,5 m- înǎlţimea de construcţie , D = 12,9 m- pescajul , T = 8,8 m- motorul : K8SZ 52/105 Cle MAN Reşiţa- echipaj : 40 membri

3. Clasa navei

Nava este construitǎ şi dotatǎ în conformitate cu prevederile regulilor pentru clasificarea şi construcţia navelor maritime ale Registrului Naval Român pentru clasa :

RNR M CM O

4. Deadweight

Deadweight-ul navei la pescajul de plinǎ încǎrcare T = 8,8 m în apa de mare cu densitatea ρ = 1,025 t/mc nu va fi mai mic de 14000 tdw.

5. Viteza

Viteza navei , mǎsuratǎ cu corpul navei proaspǎt vopsit şi carena curatǎ , în apa adâncǎ , la o intensitate a vântului nu mai mare de 3 Beaufort şi starea mǎrii de 2 , la pescajul de plinǎ încǎrcare T = 9,6 m şi la 85 % din puterea maximǎ continuǎ a motorului nu va fi mai micǎ de 15 Nd.

6. Autonomie , zona de navigaţie

Rezervele de combustibil , ulei , apǎ , hranǎ , asigurǎ navei o autonomie de 10000 Mm la o vitezǎ de exploatare de 15,5 Nd şi 85% din puterea maximǎ continuǎ.Zona de navigaţie este nelimitatǎ.

7. Capacitǎţi de încǎrcare

21


Capacitǎţi de încǎrcare

Nr. crt. Magazii Vrac [mc] Mǎrfuri gen.[mc]

1 magazia nr.1 inf. 1879,2 1798,62 magazia nr.1sup. 2613,7 2329,83 magazia nr.2 inf. 4739,9 4502,94 magazia nr.2 sup. 3386,7 3246,75 magazia nr.3 inf. 4926,6 4680,36 magazia nr.3 sup. 3561,2 3412,47 magazia nr.4 inf. 3247,1 3156,28 magazia nr.4 sup. 1928,3 1893,5

TOTAL 8 26282,7 25020,4

Capacitǎţi containere

Nr. crt. Dimensiuni În magazii Pe capace Total1 20’x8’x8’6” 290 de 20t 66 de 20t 356 buc.2 20’x8’x8’6” 290 de 20t 114 de 12t 404 buc.3 20’x8’x8’6” 290 de 12t 114 de 12t 404 buc.4 20’x8’x8’6” 290 de 12t 126 de 2t 416 buc.5 40’x8’x8’6” 141 de 30t 33 de 30t 174 buc.6 40’x8’x8’6” 141 de 30t 63 de 18t 204 buc.7 40’x8’x8’6” 141 de 18t 63 de 18t 204 buc.8 40’x8’x8’6” 141 de 3,39t 63 de 3,39t 204 buc.

Tancuri

Combustibil greu ( 98 % ) – 1393,9 mcMotorina ( 98 % ) – 357,9 mcUlei ( 98 % ) – 68,8 mcApǎ potabilǎ – 43,5 mcApǎ tehnicǎ – 112,1 mcBalast – 4207,4 mc

Masa navei goale este datǎ de urmǎtoarele grupe de mase :

Nr. crt. Grupa de mase Masa [ t ]1 Corp metalic 37642 Instalaţii de corp 2043 Accesorii corp 48,44 Instalaţii de punte 263

22


5 Izolaţii,cǎptuşeli,amenaj. 2206 Instalaţii electrice 747 Inventar 13,38 Motor principal 85,69 Linia de arbori 42,410 Instalaţii în C.M. 94,511 Centralǎ electricǎ 38,412 Amenajǎri în C.M. 35,213 Lichide în sistem 71,714 Aer 5,3

Masa navei goale M 4858,8

Masa deadweight este calculatǎ în tabelul urmǎtor :

Nr. crt. Grupa de mase Masa [ t ]1 Capacit.de transp. a navei 131062 Rezerve apǎ potabilǎ 18,13 Rezerve combustibil 6404 Rezerve apǎ tehnicǎ 1305 Rezerve ulei 1026 Piese de rezervǎ 3,9

Masa deadweight M 14000

8. Structura echipajului

Echipajul este format din 40 + 2 persoane astfel :- cǎpitan de cursǎ lungǎ- şef mecanic- şef electrician- cǎpitan secund- trei ofiţeri de cart punte- trei ofiţeri de cart motoare- ofiţer şef staţie RTG- ofiţer RTG- doi ofiţeri electricieni- şef mecanic secund- ajutor ofiţer mecanic- şef de echipaj- şef timonier- doi timonieri- şase marinari- şase mecanici- doi practicanţi- un strungar

23


- un tâmplar bord- un bucǎtar- un ospǎtar- un brutar- un sanitarTOTAL : 40 persoanePe navǎ mai sunt amenajate o cabinǎ pentru armator şi o cabinǎ de pilot.

9. Motorul principal

Propulsia navei este asiguratǎ de un motor principal tip K8SZ 52/105 Cle MAN construit la Reşiţa.Motorul are o putere maximǎ continuǎ ( MCR ) de 8200 CP la 157 rpm.

10. Stabilitate şi asietǎ

Stabilitatea şi asieta navei satisfac criteriile de stabilitate ale RNR pentru zona de navigaţie nelimitatǎ pentru toate situaţiile de exploatare.La navigaţia în balast , pescajul pupa asigurǎ funcţionarea normalǎ a elicei iar pescajul prova este mai mare de 2,5 % din lungimea navei.

11. Corpul navei

11.1 Materiale

- corpul metalic şi suprastructura sunt construite din urmǎtoarele materiale :- corpul rezistent – table de înaltǎ rezistenţǎ A32 (σ = 314 N/mm ) STAS 832 - 80

şi profile platbandǎ cu bulb conform NTR 505-82 (σ = 514 N/mm ) - centura şi lǎcrimara – table de oţel A (σ = 235 N/mm ) şi profile platbandǎ cu

bulb NTR 505 – 82.- piese turnate din OT – 400 – 2 STAS 600 – 82.

11.2 Sistemul de osaturǎ

Nava este construitǎ în sistem transversal de osaturǎ.

11.3 Sistemul de execuţie al corpului metalic

Nava este construitǎ din patru blocsecţii , compuse la rândul lor , din secţii şi raioane.Cusǎturile transversale s-au executat inelar.

11.4 Dublul fund

24


Se extinde între peretele picului pupa şi peretele corespunzǎtor coastei C188.Osatura este compusǎ din : suport central , suporţi laterali , varange cu inimǎ sau etanşe la fiecare trei coaste , varange schelet în rest.

11.5 Bordajul

Pe toatǎ lungimea navei , bordajul are coaste dispuse la fiecare interval.În zona compartimentului maşini , bordajul este rigidizat prin coaste întǎrite la fiecare interval de 3-4 coaste.

11.6 Puntea principalǎ

În punte sunt prevǎzute decupǎri mari pentru gurile de magazii astfel :- în zona magaziei numǎrul 1 , o singurǎ decupare în planul diametral de 10,2x12,6

m- în zona magaziilor 2,3 şi 4 câte douǎ decupǎri simetrice faţǎ de planul diametral

de 7,8 x 25,16 m pentru magaziile 2 şi 3 şi de 7,8 x 12,58 m pentru magazia 4.

11.7 Puntea intermediarǎ

Puntea intermediarǎ este orizontalǎ şi se întinde pe toatǎ lungimea magaziilor. Puntea intermediarǎ este prevǎzutǎ cu decupǎri în corespondenţǎ cu cele de pe puntea principalǎ.

11.8 Pereţi transversali etanşi

Numǎrul şi dispunerea pereţilor etanşi se face corespunzǎtor regulilor RNR ( vezi capitolul “ Compartimentarea navei “ ).

11.9 Picurile

Picurile au elemente de osaturǎ corespunzǎtoare prevederilor societǎţii de clasificare sub supravegherea cǎreia s-a construit nava. Sunt prevǎzute de asemenea , averse şi platforme. Picurile sunt folosite ca tancuri de balast. 11.10 Etamboul

Etamboul este confecţionat din table fasonate iar bucşa din oţel turnat. Etamboul este rigidizat cu nervuri şi varange orizontale.

11.11 Suprastructura

Suprastructura este amplasatǎ în zona C.M. În suprastructurǎ sunt prevǎzute încǎperi de locuit , comanda navei şi încǎperile de serviciu. Sistemul de osaturǎ este de tip transversal.

25


11.12 Teuga

Teuga este de tip “ teugǎ prelungitǎ “ extinsǎ pe toatǎ lungimea magaziei nr. 1.

11.13 Rufuri

Pe puntea principalǎ sunt amplasate douǎ rufuri astfel :- unul între magaziile 3 şi 4 - unul între magaziile 2 şi 3

11.14 Parapetul

Nava este prevǎzutǎ cu parapet pe puntea teuga , în zona suprastructurii la puntea principalǎ , la puntea etalon şi la puntea de navigaţie.

11.15 Capacele mecanice ale gurilor de magazii

Tipul capacelor este folding şi multifolding. Gararea se face în prova magaziei pentru magaziile 1 şi 3 şi în pupa magaziei pentru magaziile 2şi 4.Capacul este o construcţie metelicǎ , rezistentǎ , sudatǎ , capabilǎ sǎ suporte sarcina containerelor.

12 Amenajǎri interioare

12.1 Mobilier

Mobilierul este executat din panel de fag , lemn masiv , placaj de fag , HDS , furnir estetic pentru finisare , etc.

12.2 Accesorii de corp şi suprastructurǎ

12.2.1 Uşi metalice

Pe puntea principalǎ , în pereţii exteriori ai suprastructurii , rufurilor şi pe puntea teuga sunt prevǎzute uşi de tip greu cu dimensiunile în lumina de 600 x 1400 şi 700 x 1400 cu prag de 600.

12.2.2 Uşi de clasǎ

Uşile de clasǎ sunt folosite pentru accesul din culoare , în încǎperile de locuit.Uşile sunt de tip sandwich fǎrǎ prag.

12.2.3 Ferestre şi hublouri

26


Încǎperile amplasate pe puntea principalǎ sunt prevǎzute cu hublouri etanşe , fixe şi rabatabile cu capace de furtunǎ şi dimensiunea φ = 350 mm.

12.3 Izolaţii şi cǎptuşeli

12.3.1 Izolaţii

În situaţia în care la un perete este nevoie de izolaţie cu rol fonic , termic sau de protecţie contra incendiului , se stabileşte urmǎtoarea ordine de prioritǎţi :- izolaţie pentru protecţia contra incendiului- izolaţie termicǎ- izolaţie fonicǎ

12.3.2 Acoperiri punţi

La acoperirea punţilor interioare se folosesc :- ciment gros 10 mm acoperit cu dale PVC 1,5 mm- ciment gros 10 mm acoperit cu gresie 8 mm- poltex gros 10 mm acoperit cu dale PVC- betex gros 98 mm- piturǎPunţile exterioare se pitureazǎ cu vopsea antiderapantǎ.

12.3.3 Cǎptuşeli pereţi şi plafoane

Pereţii se cǎptuşesc , punând peste izolaţia stelajului de lemn , placaj cu grosimea de 0,8 mm.Plafoanele se cǎptuşesc cu tablǎ zincatǎ cu grosimea de 1 mm.

13 Protecţia anticorozivǎ

13.1 Piturarea

Tablele de oţel din care se construieşte nava se sableazǎ şi se pasiveazǎ cu un strat de grund pasivant vinilic cu zinc seria 4110 + 4117 + 4118. Dupǎ execuţia diferitelor pǎrţi ale navei , acestea se vopsesc cu sisteme adecvate.

13.2 Protecţia catodicǎ

Pentru protecţia anticorozivǎ a operei vii se amplaseazǎ pe corpul navei anozi de sacrificiu din zinc marca 99,99. Cantitatea de anozi este calculatǎ pentru doi ani de exploatare.

13.3 Cimentarea

27


Spaţiile înguste de pe navǎ inaccesibile vopsirii sau întreţinerii sunt cimentate cu beton polistiren.

14 Instalaţii de punte şi corp

14.1 Instalaţia de ancorare ( vezi capitolul Instalaţii ).

14.2 Instalaţia de legare şi remorcare

Instalaţia de legare şi remorcare are rolul de a asigura legarea navei la cheu şi remorcarea acesteia în diferite situaţii de exploatare. Nava este dotatǎ cu o instalaţie de legare – remorcare formatǎ din :- 14 babale de legare φ 406- 4 babale de remorcare φ 508- 1 narǎ P9 amplasatǎ pe teuga 1 planul diametral- 1 narǎ P9 amplasatǎ la pupa - 8 nǎri P7 amplasate în tribord şi babord ( 4 în prova şi 4 în pupa )- 4 nǎri B7 ( 2 în prova şi 2 în pupa )- 28 role de ghidare G8 amplasate simetric faţǎ de planul diametral- 8 nǎri de bordaj cu 5 rulouri- 4 nǎri de bordaj cu 10 rulouri- 8 cabluri de legare tip “ cablu dublu flexibil 30 – H – 6x24 – 1570/B9 – S/2 –

STAS 1553 – 80 “ amplasate 4 pe tamburii de cablu şi 4 pe tamburii vinciurilor.- 1 cablu de remorcǎ tip “ cablu dublu normal 47 – H – 6x37 – 1570/B9 – S/Z

STAS 1553 – 80 “- 4 cabluri de manevrǎ- 1 dispozitiv de botare babale - 1 vinci de manevrǎ şi ancorare pupa cu viteza de virare a parâmei între 0 – 17

m/min şi tracţiunea la tambur de 12000 daN- 1 vinci de manevrǎ amplasat în pupa- 2 vinciuri de încǎrcare având tracţiunea nominalǎ de 6,3/3,2 tf la o vitezǎ de

ridicare de 4/25/30 respectiv 6/25/48 m/min.

14.3 Instalaţia de greement şi lumini

Instalaţia de greement şi lumini are rolul de a asigura iluminarea corespunzǎtoare a navei , potrivit diferitelor situaţii de exploatare. Nava este dotatǎ cu felinare de navigaţie şi mijloace de semnalizare conform prescripţiilor RNR.Instalaţia cuprinde :- baston felinar Panama- arboret prova + felinar ancorǎ- proiector de Suez- catarg prova pe care se monteazǎ felinarul catarg prova , felinarul de rezervǎ ,

verga cu saule , picul pentru pavilion , suportul de clopot.- postamenţi pentru felinarele de poziţie

28


- catargul radar- arboreţii de antene- baston felinare pupa + felinar pupa- suport “ gong “

14.4 Instalaţia de ridicare cu macarale

Instalaţia de ridicare cu macarale are rolul de a asigura manevrarea corespunzǎtoare la bordul navei a diverselor încǎrcǎturi. Nava este dotatǎ cu o instalaţie de ridicare formatǎ din 5x2 macarale de punte electrice.Ele sunt amplasate astfel :- o macara dublǎ ( 1 + 2 ) între magaziile 1 şi 2- o macara dublǎ ( 3 + 4 ) între magaziile 3 şi 2 - o macara dublǎ ( 5 + 6 ) între magaziile 3 şi 4Macaralele au urmǎtoarele caracteristici :- capacitate de ridicare 2x12,5 t = 25 t- raza de lucru – maximǎ 19 m şi minimǎ 3,5 m- viteza de ridicare ( cuplat ) 1,4/8,5/18 m/min- timpul de rotire aproximativ 0,7 rpm- înǎlţimea de ridicare (coborâre ) 25 m- alimentarea în curent alternativ 380 V/50 Hz- puterea instalatǎ ( cuplat ) 192 KW

14.5 Instalaţia de balast – santinǎ ( vezi capitolul Instalaţii )

14.6 Instalaţia de ambarcat şi transfer combustibil

Instalaţia de ambarcat şi transfer combustibil are drept scop umplerea şi golirea tancurilor de rezervǎ , transferul combustibilului greu şi al motorinei din tancurile de rezervǎ în tancurile de decantare.Instalaţia se compune din douǎ circuite :- circuitul de combustibil greu , deservit de o electropompǎ cu şurub având debitul

Q = 36 mc/h şi înǎlţimea de refulare Hr = 5 bari.- circuitul de motorinǎ , deservit de o electropompǎ cu şurub având debitul Q = 16

mc/h şi înǎlţimea de refulare Hr = 5 bari.

14.7 Instalaţia de stins incendiul cu apǎ

Instalaţia de stins incendiul cu apǎ are rolul de a asigura stingerea cu apǎ a incendiilor de la bordul navei. Nava este dotatǎ cu o instalaţie deservitǎ de douǎ electropompe centrifuge verticale cu debitul Q = 100 mc/h şi înǎlţimea de aspiraţie H = 80 mCA. Pentru cazurile de avarie în compartimentul de maşini , nava este dotatǎ cu o motopompǎ de avarie centrifugǎ , verticalǎ având debitul Q = 80 mCA.Instalaţia asigurǎ protecţia oricǎrui punct de pe navǎ cu douǎ jeturi de apǎ simultan.

29


14.8 Instalaţia de stins incendiul cu CO2

Instalaţia de stins incendiul cu CO2 are rolul de a asigura stingerea cu CO2 a incendiilor de la bordul navei. Nava este dotatǎ cu o instalaţie de stins incendiu cu CO2 deservitǎ de o centralǎ de CO2 care este amplasatǎ pe puntea principalǎ , conţinând 98 de butelii acţionate hidraulic cu servocilindrii.Compartimentele protejate sunt :- compartimentul maşini- postul de comandǎ şi control- magaziile - magazia de pituri- atelierul de piturǎ- compartimentul diesel-generatoarelor de piturǎ

14.9 Instalaţia de stins incendiul cu abur , aburire şi spǎlare tancuri

Instalaţia de stins incendiul cu abur , aburire şi spǎlare tancuri are rolul de a asigura stingerea incendiilor de la bordul navei.Aceastǎ instalaţie foloseşte abur la presiunea de 0,7 MPa de la instalaţia caldarinei. Instalaţia este prevǎzutǎ cu douǎ distribuitoare şi un amestecǎtor apǎ-abur.

14.10 Instalaţia de alimentare cu apǎ potabilǎ , apǎ tehnicǎ şi apǎ de mare a tuturor consumatorilor de pe navǎ

Instalaţia are rolul de a asigura pentru pasagerii şi echipajul de la bordul navei apa de spǎlare necesarǎ diferitelor scopuri respectând normele sanitare în vigoare.Instalaţia cuprinde trei pǎrţi componente principale :- instalaţia de apǎ potabilǎ- instalaţia de apǎ tehnicǎ- instalaţia de apǎ de mare

14.11 Instalaţia de ventilare magazii

Instalaţia are rolul de a asigura ventilarea corespunzǎtoare a magaziilor de marfǎ , în vederea transportǎrii în condiţii optime a mǎrfurilor. Sistemul de ventilaţie este mixt cu introducţie artificialǎ şi evacuare naturalǎ , ce asigurǎ şase schimburi pe orǎ când magaziile sunt goale. Electroventilatoarele sunt de tip axial amplasate pe puntea principalǎ , pe puntea teuga şi rufuri.

14.12 Instalaţia de abur serviciu

Instalaţia are rolul de a furniza cantitatea necesarǎ de abur de serviciu la bordul navei. Instalaţia asigurǎ alimentarea cu abur saturat la presiunea de 7 şi 3 bari.La presiunea de 7 bari se alimenteazǎ :- preîncǎlzitoare combustibil greu

30


- preîncǎlzitoare motorinǎ- preîncǎlzitoare ulei- preîncǎlzitor motor principal- boiler apǎ tehnicǎ- distilator apǎ tehnicǎLa presiunea de 3 bari se alimenteazǎ :- instalaţia de aer condiţionat- instalaţia de încǎlzire- separator santinǎ- amestecǎtor combustibil- încǎlzitor apǎ spǎlare separator- filtru combustibil

14.13 Instalaţia de aer condiţionat

Instalaţia realizeazǎ o prelucrare complexǎ a aerului , în vederea asigurǎrii condiţiilor optime de muncǎ şi odihnǎ a echipajului şi pasagerilor , în orice anotimp şi condiţii meteorologice , pentru zona de navigaţie a navei. Nava este dotatǎ cu o instalaţie de aer condiţionat pentru cabine şi o centralǎ separatǎ pentru postul de comandǎ şi control. Instalaţia asigurǎ condiţii optime de microclimat în compartimentele de locuit publice.

14.14 Instalaţia de guvernare

Instalaţia de guvernare are rolul de a asigura respectarea drumului impus navei , în aplicarea la comandǎ a unor momente verticale de rotire care acţioneaza simultan forţa axialǎ de propulsie.Nava este dotatǎ cu o instalaţie de guvernare compusǎ din :1. cârma – semisuspendatǎ , sudatǎ , având aria suprafeţei de 26,41 mp.2. maşina de cârmǎ – electrohidraulicǎ , având momentul nominal Mnom = 40000

daNm şi presiunea de lucru în sistem de 160 bari , unghiul maxim de rotire a echei de ± 40 grade , tensiunea de alimentare 3x380 V/50 Hz şi timpul maxim de rotire de la +35 grade la – 30 grade de 28 sec.

3. arborele cârmei – confecţionat din oţel forjat cu cǎmaşa din oţel inoxidabil4. lagǎrele – confecţionate din oţel cu bucşe de bronz5. bolţul cârmei – confecţionat din oţel forjat cu cǎmaşǎ din oţel inoxidabil6. comandǎ şi indicatoare – comanda se face cu un telemotor electric

14.15 Instalaţia de salvare

Nava este dotatǎ cu douǎ bǎrci de salvare de tip închis , una cu motor , amplasatǎ în babord şi o barcǎ cu acţionare manualǎ amplasatǎ în tribord.Nava mai este dotatǎ cu :- douǎ plute pneumatice de 12 persoane - o plutǎ de salvare de 20 persoane în tribord

31


- o plutǎ de salvare de 12 persoane în babord- opt colaci de salvare - veste de salvare – amplasate în cabine şi în locurile de cart- dispozitiv de aruncare bandulǎ

14.16 Instalaţia de manevrǎ scarǎ de bord

Instalaţia se foloseşte pentru ambarcarea – debarcarea echipajului şi are prevǎzutǎ scara de bord în ambele borduri la nivelul punţii principale.

14.17 Instalaţia de scurgeri de pe punţile deschise

Instalaţia asigurǎ scurgerea apei de pe punţile deschise. În locurile cele mai joase ale punţilor sunt prevǎzute scurgeri care preiau apa începând cu puntea etalon şi conducând-o pânǎ la puntea principalǎ.

14.18 Instalaţia de scurgeri condens

Instalaţia asigurǎ scurgerea apei rezultatǎ în urma condensului produs în izolaţii la pereţii exteriori.Tubulatura este din OLT – 35 STAS 630/2 – 80 zincatǎ la cald. Tubulatura se îmbinǎ prin manşoane şi se protejeazǎ anticoroziv prin zincare.

15 Instalaţia de propulsie

15.1 Motorul principal

Motorul principal este un motor diesel lent , în doi timpi , reversibil , cu supraalimentare , cu injecţie directǎ , cu funcţionare cu combustibil greu cu vâscozitatea maximǎ de 900 mm /s la 38 grade Celsius , în condiţii de marş şi cu motorinǎ în condiţii de manevrǎ.Caracteristici principale :- tipul motorului : K8SZ 52/105 Cle MAN Reşiţa- numǎrul de cilindri : 8- puterea maximǎ continuǎ : 8200 CP ( 6000 KW )- turaţia : 157 rpm- alezaj : 520 mm- cursa : 1050 mm- presiunea medie efectivǎ : 1,39 MpaEchipament standard :- o turbosuflantǎ - un rǎcitor de aer- viror- volant- echipament de injecţie

32


- dispozitiv de reglare a sarcinii şi turaţiei- manometre locale- termometre locale- tubulaturi- tahometre- echipament electric

15.2 Instalaţii din compartimentul maşini

Nava este propulsatǎ de un motor lent cuplat direct la o elice cu pale fixe. Compartimentul maşini este amplasat în pupa navei , între C16 şi C49.Pe înǎlţime compartimentul maşini e împǎrţit de platforma 1 la 7000 mm de linia de bazǎ , platforma 2 la 10400 mm de la linia de bazǎ şi de puntea principalǎ.Energia electricǎ este furnizatǎ de 3 diesel – generatoare de 630 KVA.

15.2.1 Diesel – generatoarele

Diesel – generatoarele sunt folosite pentru alimentarea cu energie electricǎ a electromotoarelor instalate pe navǎ , a reţelei de iluminare şi a altor consumatori , sunt instalate 3 diesel – generatoare cu urmǎtoarele caracteristici :- putere : 630 KVA- acţionare tip diesel- alternator sincron , excitaţie trifazatǎ , autoventilare- tensiunea : 3x380 V/50 Hz- funcţionare în paralelMotorul diesel al generatorului are urmǎtoarele caracteristici :- tip Sulzer , Cegialski 5AL25 , în patru timpi , cu presiune ridicatǎ , simplǎ acţiune

cu injecţie supraalimentat.- numǎrul de cilindri : 5- alezaj :250 mm- cursa : 300 mm- turaţia : 750 rpm- rǎcirea cilindrilor : cu apǎ dulce.

15.2.2 Diesel – generatorul de avarie

Diesel – generatorul de avarie este un diesel – generator GEN 70/400 format din motor diesel , generator electric şi cuplaj elastic.Sistemul de pornire este electric la 12 V în curent continuu , cu ajutorul a douǎ demaroare montate pe motor.Caracteristicile motorului de antrenare :- tip D 120 N- numǎrul de cilindri : 8 în V- alezaj : 108 mm- cursa : 130 mm

33


- putere nominalǎ : 86 CP- turaţie nominalǎ : 1500 rpm- raportul de compresie : 17 : 1Caracteristicile generatorului :- putere aparentǎ : 70 KVA- tensiunea între faze : 400 V- frecvenţa : 50 Hz

15.2.3 Diesel – generatorul de staţionare

În cazul staţionǎrii se monteazǎ un diesel – generator cu putere de 118 KVA.Lansarea se face de la baterii electrice sau pneumatic , dintr-o butelie separatǎ.

15.2.4 Instalaţia de rǎcire cu apǎ dulce

Instalaţia de rǎcire cu apǎ dulce asigurǎ vehicularea în circuit închis a apei dulci , prin intermediul cǎreia se efectueazǎ transferul de cǎldurǎ de la motoare la apa de mare.Instalaţia conţine patru circuite independente astfel :- circuitul de rǎcire cilindri şi turbosuflante motor principal- circuit de rǎcire pistoane motor principal- circuit de rǎcire injectoare motor principal- circuit de rǎcire cilindri

15.2.5 Instalaţia de rǎcire cu apǎ de mareInstalaţia de rǎcire cu apǎ de mare asigurǎ apa de mare necesarǎ evacuǎrii cǎldurii rezultate din procesul de funcţionare al utilajelor din compartimentul maşini în scopul menţinerii temperaturii acestora în limitele recomandate de constructor.Instalaţia este deservitǎ de o singurǎ pompǎ de rǎcire dublatǎ de una de rezervǎ.

15.2.6 Instalaţia de combustibil ( vezi capitolul instalaţii )

15.2.7 Instalaţia de ungere

Instalaţia de ungere conţine urmǎtoarele circuite :1. ungerea motorului principal2. ungerea motoarelor de antrenare a grupului diesel – generatoarelor şi a altor

auxiliare3. purificarea uleiului4. transferul de ulei la motorul principal5. transferul de ulei la diesel – generatoare6. ambarcarea uleiului

15.2.8 Instalaţia de aer comprimat

34


Instalaţia de aer comprimat este organizatǎ astfel încât sǎ fie realizate urmǎtoarele funcţiuni :- lansarea motoarelor principale şi a diesel – generatoarelor- alimentarea cu aer comprimat pentru nevoi gospodǎreşti- purificarea aerului- alimentarea sirenelor

15.2.9 Instalaţia de evacuare gaze

Instalaţia de evacuare gaze asigurǎ eliminarea în atmosferǎ a gazelor arse prin tubulaturi separate de la motorul principal , diesel – generatoare şi caldarinele cu arzǎtor.

15.2.10 Instalaţia de ventilaţie a compartimentului maşini

Instalaţia de ventilaţie a compartimentului maşini este compusǎ din trei sisteme :- sistemul de introducţie artificialǎ- sistemul de evacuare artificialǎ- sistemul de evacuare naturalǎ

15.2.11 Comanda la distanţǎ a motorului principal

Instalaţia de telecomandǎ pentru motorul principal este alcǎtuit din :- pupitrul de comandǎ din postul de comandǎ şi control- postul de comandǎ din compartimentul maşini

15.3 Linia de arbori

Nava este echipatǎ cu o linie de arbori dispusǎ în planul diametral şi este compusǎ din :- arbore intermediar- arbore port – elice- lagǎrul arborelui intermediar- bucşe pentru tubul etambou- presetupe- elice cu pas fix- frânǎ

15.4 Instalaţia caldarinelor

O caldarinǎ recuperatoare are urmǎtoarele caracteristici :- debitul nominal de aer : 700 kg/h- presiunea nominalǎ : 0,7 Mpa- temperatura minimǎ a apei de alimentare : 50 grade CelsiusO caldarinǎ cu combustibil lichid are urmǎtoarele caracteristici principale :

35


- debitul nominal de abur : 200 kg/h- puterea nominalǎ : 0,7 Mpa- combustibil : motorinǎ la pornire , combustibil greu şi reziduri de combustibil şi

ulei

16 Instalaţia electricǎ

Instalaţia electricǎ se executǎ în conformitate cu prevederile RNR. Sistemul distribuţiei de bazǎ este sistemul cu trei conductori cu nul izolat.Tensiunile de bazǎ sunt :- 380 V/50 Hz – consumatorii de forţǎ- 220 V/60 Hz - 24 V ; 12 V/50 Hz- 24 V în curent continuu

16.1 Instalaţii de forţǎ. Surse de energie. Generatoare electrice principale.

În scopul asigurǎrii necesarului de energie la bordul navei sunt instalate trei generatoare de 630 KVA cu tensiunea nominalǎ 3x400 V la 50 Hz la cos φ = 0,8.

16.2 Transformatoare

Pe navǎ sunt instalate patru transformatoare tip TTAN de putere 32 KVA cu raport de transformare 3x380 / 3x220 V ; 50 Hz rǎcite cu aer.

16.3 Baterii de acumulatoare

Pentru pornirea diesel generatorului de avarie s-a prevǎzut o baterie de plumb amplasatǎ în compartimentul diesel – generatoarelor.

16.4 Tablouri electrice şi pupitre

Tabloul principal de distribuţie ( TPD ) este amplasat în postul central de comandǎ şi este constituit din 11 secţii :- secţiile 2,3,8,9 şi 10 asigurǎ alimentarea consumatorilor diverşi la 380 V/ 50 Hz.- secţia 11 asigurǎ alimentarea consumatorilor 220 V/ 50 Hz.- secţiile 4,5 şi 6 conţin aparatura de mǎsurǎ , comandǎ şi sincronizare pentru

generatoarele de 630 KVA.- secţia 7 pentru generatorul de 70 KVA.

16.5 Cabluri electrice

Pentru alimentarea consumatorilor cu energie electricǎ se folosesc cabluri navale marca : CNYYF , CNYYEYE şi CNFFYYF ( cabluri rezistente la foc ).

36


16.6 Instalaţia de iluminat

Pe navǎ sunt prevǎzute urmǎtoarele genuri de iluminat :- iluminat normal- iluminat portativ- iluminat de lucru- proiectoare- iluminat de avarie

17 Instalaţia electrocomunicǎri , semnalizǎri şi indicatoare

17.1 Instalaţia telefoane fǎrǎ baterii

Pentru realizarea legǎturilor telefonice între diferite puncte ale navei , s-au instalat douǎ grupe de telefoane :a ) grupa telefoanelor de serviciub ) grupa de telefoane directe între timonerie şi postul de comandǎ şi control.

17.2 Instalaţia de telefoane automatǎ

Pe navǎ este instalatǎ o centralǎ telefonicǎ automatǎ cu 20 de numere. Instalaţia mai cuprinde :- instalaţia difuzoare de manevrǎ- instalaţia de radioficare- instalaţia antenǎ colectivǎ- instalaţia telegrafe maşini - sonerii de alarmǎ- instalaţia semnslizare – avertizare incendiu- instalaţia avertizare – lansare CO2

18 Instalaţii de electronavigaţie

Se compun din :- instalaţia girocompas- instalaţia compas magnetic- instalaţia sondǎ ultrason de adâncime mare şi de adâncime micǎ- instalaţia loch magnetic- instalaţia radiogoniometru- instalaţia de radiolocaţie ( sistem ARPA )- instalaţie de navigaţie prin satelit

19 Instalaţia de radiocomunicaţii

Pentru asigurarea legǎturilor radio cu alte staţii fixe sau mobile , nava a fost dotatǎ cu urmǎtorul echipament radio :

37


1. Instalaţii de radiocomunicaţii ( UM , UI , US )Instalaţia cuprinde :- emiţǎtor principal SSB , 1500 W cu comutator automat antene de emisie.- consolǎ radio- receptor de rezervǎ UM- magnetofon- staţie radio portabilǎ pentru barca de salvare2. Instalaţia radiotelefon UUSPe navǎ s-a montat o instalaţie radiotelefon UUS cu banda de frecvenţǎ 156 – 162 Hz cu 55 de canale.3. Radiotelefoane portabileAcestea asigurǎ uşurarea comunicaţiilor în timpul manevrelor şi a operaţiilor de încǎrcare şi descǎrcare.

CAPITOLUL 5

38


DETERMINAREA PRELIMINARĂ A CARACTERISTICILOR DINAMICE PENTRU REGIMUL DE EXPLOATARE AL NAVEI

Având în vedere faptul că nava aflată în marş este un corp ce se deplasează printr-un mediu exterior fluid de natură dublă (apă şi aer), datorită interacţiunii dintre corpul navei şi acest mediu iau naştere şi forţe ce se opun deplasării navei pe direcţia de marş. Pentru a asigura totuşi deplasarea navei pe direcţia propusă şi la parametri de viteză necesari, instalaţia de propulsie va trebui să furnizeze suficientă energie propulsorului în vederea învingerii forţelor de rezistenţă la înaintare ce acţionează asupra navei aflată în marş. Astfel, cunoaşterea valorii acestor forţe de rezistenţă la înaintare (a rezultantei acestora după direcţia de deplasare a navei), chiar şi cu un oarecare grad de aproximare (cele mai multe calcule se bazează pe utilizarea unor indici determinaţi experimental în bazine de încercare), este strict necesară în vederea dimensionării corecte a instalaţiei de propulsie şi propulsorului precum şi aprecierii factorului de eficienţă economică pe care îl prezintă nava în exploatarea curentă.

Forţele ce produc rezistenţă la înaintarea navei sunt de natură variată grupându-se, conform teoriilor de rezistenţă la înaintare, în componentele principală (R) şi secundară (RS) ale rezistenţei la înaintare. Prin însumarea acestor două componente rezultă rezistenţa la înaintare totală (RT). Aceste trei elemente vor fi determinate în subcapitolele următoare. Determinarea se va face pentru o gamă de viteze extinsă în jurul valorii maxime a vitezei navei în condiţii de exploatare normală (15 Nd) cu scopul de a cunoaşte necesarul de putere de propulsie la viteze diferite putându-se astfel determina şi gradul de economicitate al exploatării navei la viteze de deplasare mai mici sau suprasarcina energetică ce trebuie asigurată de instalaţia de propulsie pe perioade relativ scurte de timp atunci când condiţiile de navigaţie o cer.

5.1. C alculul rezistenţei la înaintare principale

Rezistenţa la înaintare principală (R) este compusă din două componente : o componenta dată de frecarea dintre suprafaţa udată a carenei cu apa în care se deplasează nava şi o componentă dată de surplusul de presiune exercitat de apă pe suprafaţa carenei udate pe timpul deplasării navei. Dintre acestea două prima reprezintă componenta majoritară a rezistenţei la înaintare principale, cel puţin în cazul navelor cu carene imersate şi cu viteze reduse şi medii – caz specific şi navelor comerciale de transport marfă.

Din punct de vedere teoretic, componentele rezistenţei la înaintare principale se calculează astfel:

a) rezistenţa de frecare:

39


[kN]

unde: = densitatea apei [t/m3]; v = viteza navei [m/s];

S = aria suprafeţei udate a carenei nude [m2];

CF= coeficientul rezistenţei de frecare = ;

= efortul unitar tangenţial ce acţionează asupra elementului finit de arie al suprafeţei carenei udate;

Gx = axa longitudinală (dispusă după lungimea navei şi îndreptată către prova acesteia) a sistemului de axe considerat ce are centrul G situat în centrul de greutate al navei.

b) rezistenţa de presiune:

[kN]

unde: = densitatea apei [t/m3]; v = viteza navei [m/s];

S = aria suprafeţei udate a carenei nude [m2];

CP= coef. rezistenţei de presiune =

p' = presiunea dinamică suplimentară datorată forţelor hidrodinamice ce apar la deplasarea navei prin apă şi care acţionează asupra elementului finit de arie al suprafeţei carenei udate ;

Gx = axa longitudinală (dispusă după lungimea navei şi îndreptată către prova acesteia) a sistemului de axe considerat ce are centrul G situat în centrul de greutate al navei.

La determinarea valorică a rezistenţei la înaintare principale s-a utilizat metoda seriei japoneze datorită faptului că aceasta este rezultat al testelor efectuate pe modele la scară ale navelor de capacitate mare (mineraliere, petroliere, vrachiere) cu forme pline, porţiune cilindrică prelungită dispusă în zona centrală şi viteze relativ mici de deplasare. Această metodă prevede utilizarea unor serii de grafice obţinute în urma experimentelor efectuate în bazinele de încercări hidrodinamice şi care prezintă variaţia coeficienţilor de calcul necesari (coeficienţii rezistenţei de presiune) în funcţie de: raportul LCWL/Bx, coeficientul CB, numărul Fr specific navei de proiectat, raportul Bx/T. Evident, valorile necesare calculului efectiv specific cazului particularizat pentru nava de proiectat se obţin prin interpolări liniare succesive între

40


indicaţiile oferite de diferitele grafice ce prezintă variaţia coeficienţilor necesari doar pentru anumite valori ale datelor de intrare menţionate.

În calcule intervin şi numerele Reynolds şi Froude corespunzătoare navei de proiectat. Acestea se calculează pentru o anumită viteză a navei după cum urmează:

;

În aceste relaţii intervine = viscozitatea cinematică a apei [m2/s] şi g = acceleraţia gravitaţională [m/s2].

Calculul este realizat tabelar (cu formulele teoretice prezentate mai sus adaptate corespunzător acestui tip de calcul), valorile obţinute fiind prezentate în tabelul 11.1.

5.2. C alculul rezistenţei la înaintare suplimentare

Această componentă a rezistenţei la înaintare totale înglobează forţele de rezistenţă date de: prezenţa apendicilor pe suprafaţa carenei imerse, valurile mării, aerul prin care se deplasează partea emersă a corpului navei inclusiv construcţiile prezente pe puntea principală. La determinarea tuturor acestor elemente se folosesc coeficienţi de calcul determinaţi experimental – exactitatea acestor calcule este uşor diminuată.

Pe ansamblu se poate considera următoarea relaţie de definiţie a rezistenţei la înaintare suplimentare:

RS = RAP + RVM + RAA [kN].

Elementele constitutive ale RS se determină în mod separat astfel:

a) rezistenţa la înaintare datorată apendicilor:

[kN]

în care: ,v,S – prezintă aceleaşi semnificaţii ca şi la paragraful precedent;

CAP = coeficientul rezistenţei datorat apendicilor – din literatura de specialitate [2] aleg pentru acest coeficient, corespunzător tipului navei de proiectat, valoarea 0,00011.

b) rezistenţa la înaintare generată de valurile mării:

41


[kN]

în care: ,v,S – prezintă aceleaşi semnificaţii ca şi la paragraful precedent;

CVM = coeficientul rezistenţei valurilor mării – din literatura de specialitate [2] aleg pentru acest coeficient, corespunzător gradului de agitaţie al mării (20B – considerat iniţial în prezentarea a caracteristicilor generale ale navei), valoarea 0,0002.

c) rezistenţa la înaintare datorată aerului:Pentru calculul acestei forţe de rezistenţă se utilizează formula

indicată a fi folosită în faza de proiectare:

[kN]

în care: kaer = coeficient adimensional determinat pe cale statistică pentru diferite tipuri de nave – pentru acest coeficient aleg corespunzător indicaţiilor din literatura de specialitate [2] valoarea 0,016;

R = rezistenţa la înaintare principală [kN], determinată în cadrul subcapitolului anterior.

Calculul rezistenţei la înaintare suplimentare este realizat tabelar, valorile obţinute fiind prezentate în tabelul 11.2.

5.3. C alculul rezistenţei la înaintare totale şi a puterii instalaţiei de propulsie

Rezistenţa la înaintare totală (RT) se obţine prin însumarea componentelor sale principală şi suplimentară:

RT = R + RS [kN] .Puterea de remorcare necesară a învinge rezistenţa la înaintare totală

determinată trebuie să fie asigurată de către instalaţia de propulsie cu care este dotată nava. Această putere se determină teoretic astfel:

[kW] sau [CP].Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 11.2.

CAPITOLUL 6

42


COMPARTIMENTAREA NAVEI

6.1. Compartimentarea navei

Compartimentarea navei constă în împărţirea corpului navei în segmente perfect izolate între ele prin intermediul unor pereţi transversali etanşi. Aceştia joacă un rol determinant atât în asigurarea nescufundabilităţii navei, prin limitarea cantităţii de apă preluată la bordul navei în cazul apariţiei unei neetanşeităţi în învelişul exterior al corpului navei, cât şi în creşterea rezistenţei generale şi locale a corpului navei supus la solicitări mecanice complexe.

Dată fiind importanţa pereţilor etanşi în siguranţa exploatării navei, numărul acestora la bordul diferitelor tipuri de nave este impus de către Societatea de Clasificare sub supravegherea căreia este construită nava. Registrul Naval Român prevede pentru navele comerciale cu lungimea între perpendiculare cuprinsǎ între 125 m < L <145 m şi compartiment maşini dispus la pupa un număr minim de 6 pereţi transversali etanşi iar distanţa între doi pereţi nu trebuie sǎ depǎşeascǎ 30 m. Acest număr de 6 pereţi transversali etanşi adopt şi pentru nava de proiectat.

Poziţionarea acestor pereţi la bordul navei se efectuează prin operaţiunea de compartimentare a navei, în conformitate cu prescripţiile R.N.R. Astfel, pentru nava de proiectat s-a realizat compartimentarea prin parcurgerea următoarelor etape:

a) determinarea lungimii de calcul a navei:Pentru determinarea acestei mărimi se vor lua în calcul valorile:

R.N.R. prevede considerarea ca lungime de calcul a navei valoarea maximă dintre Lpp şi LCWL cu condiţia ca rezultanta obţinută să nu depăşească valoric mărimea 0,97LCWL. Astfel, adopt:

b) determinarea distanţei regulamentare de-a lungul corpului navei:Formula de calcul indicată de Registru este:

deci: Această distanţă regulamentară poate fi modificată cu 25% ceea

ce permite adoptarea distanţei de 0,74m pentru zonele situate în afara celor caracterizate de distanţe regulamentare impuse.

Pentru acestea din urmă R.N.R. prevede:-pentru picuri: 0,6 m ;

43


c) poziţionarea efectivă a pereţilor transversali etanşi:- peretele picului prova va fi poziţionat la o distanţă minimǎ de

0,05L = 6,48445 m sau 10 m ( adoptându-se valoarea cea mai micǎ ) dar nu mai mult de 0,08L = 10,37512 m de la un punct determinat ca cea mai micǎ valoare dintre :

~ 0,015L în prova perpendicularei prova = 1,945335 m ~ 3 m în prova perpendicularei prova = 3m ~ 1/2 din lungimea bulbului = 1,637 m Se adoptǎ valoarea minimǎ de : 1,637 m Poziţia peretelui picului prova mǎsuratǎ de la punctul de referinţǎ

va fi : 6,48445 m < distanţa < 10,37512 m Se adoptǎ distanţa de 8,73812 în pupa punctului de referinţǎ şi

rezultǎ distanţa de 7,2 m în pupa perpendicularei prova (conform indicaţiilor R.N.R.);

- peretele picului pupa se amplasează la o distanţă de perpendiculara pupa adoptată la valoarea de 0,0555L = 7,2m;

- peretele prova al compartimentului maşini se va poziţiona în aşa fel încât să se asigure spaţiul necesar amplasării maşinii de propulsie şi tuturor celorlalte echipamente şi instalaţii. Astfel, pentru compartimentul maşini se adoptă o lungime de 20 m;

- pereţii despărţitori ai magaziilor de marfă sunt astfel poziţionaţi încât să determine obţinerea unui număr de 4 magazii mari cu dimensiuni asemănătoare între ele.

Poziţionarea pereţilor pe coastele reale ale navei este următoarea: C12, C39, C65, C101, C137, C167.

Pe baza celor arǎtate mai sus rezultǎ urmǎtoarea compartimentare :

Nr. Compartiment Extensie Lungime [ m ]1 Picul pupa Extr.pp. – C12 12.62 CM C12 – C39 20,13 Magazia nr. 4 C39 – C65 19,54 Magazia nr. 3 C65 – C101 275 Magazia nr. 2 C101 – C137 276 Magazia nr.1 C137 – C167 217 Picul prova C167 – Extr.pv. 15

44


6.2. Evaluarea eficienţei compartimentării

Pentru verificarea corectitudinii amplasării pereţilor transversali etanşi (a compartimentării) se va aplica un ansamblu de calcule şi construcţii grafice prezentat succint în cele de mai jos.

Se trasează, pe scara Bonjean (vezi desenul Plut.Incl.), 7 plutiri corespunzătoare unor cazuri diferite de inundare parţială a corpului navei – o plutire dreaptă pentru cazul inundării unui compartiment aflat în zona centrală a corpului navei şi şase plutiri înclinate (trei spre prova şi trei spre pupa) pentru cazul inundării unor compartimente situate către extremităţi – plutirile înclinate se vor trasa tangente la „linia de siguranţă” dispusă paralel cu LPB, sub aceasta, la 76 mm la scara navei în mărime naturală. Din scara Bonjean se vor extrage valorile ariilor suprafeţelor imersate ale cuplelor, urmând ca pentru fiecare plutire în parte să se determine în mod tabelar – vezi tabelele 12 – volumul carenei imersate, momentul static al acestuia faţă de cuplul maestru precum şi volumul de apă ambarcat cu ocazia inundării şi poziţia centrului de greutate al acestuia faţă de cuplul maestru (C10). Volumele amintite se calculează în mod asemănător cu volumul corespunzător plutirii CWL introducând ca arii pentru cuple valorile obţinute prin citirea indicaţiilor scării Bonjean. Astfel:

Vk = λ ∙ [ Ax0 +Ax1 + Ax2 +….+ Ax(n-1) +Axn – (Ax0 + Axn)/2]k [m3] ;

unde: λ = distanţa dintre două cuple succesive [m]; Ax0 … Axn = ariile cuplelor imersate sub plutirea înclinată k Ax0 +Ax1 + Ax2 +….+ Ax(n-1) +Axn = suma necorectată a ariilor

suprafeţelor imersate ale cuplelor (Ax0 + Axn)/2 = corecţie Ax0 +Ax1 + Ax2 +….+ Ax(n-1) +Axn – (Ax0 + Axn)/2 = suma corectată a

ariilor suprafeţelor imersate ale cuplelor

Momentul static al acestor volumuri de carenă se va calcula utilizând relaţia:

Volumurile de apă ce sunt ambarcate la bordul navei cu ocazia inundării se determină astfel:

vk = Vk – VCWL [m3] ;

45


În ceea ce priveşte poziţionarea centrelor de greutate ale volumurilor de apă ce inundă, aceasta se stabileşte utilizând relaţia:

[m] ;

Cu valorile obţinute se va realiza construcţia grafică prezentată în anexe care evidenţiază valorile volumului de apă posibil a fi ambarcat la bordul navei în caz de inundare a oricărei porţiuni a corpului navei (volumul inundabil limită) dar fără a implica „atingerea” nivelului apei de către linia de siguranţă considerată. În continuare se determină lungimile inundabile limită (lk) – acestea sunt dictate de formele geometrice ale carenei imersate care la anumite pescaje şi lăţimi teoretice locale ar înmagazina volumul de apă indicat în anexe. Pentru determinarea acestor lungimi inundabile limită se va recurge la construcţiile grafice prezentate în anexe ce au fost întocmite în conformitate cu metoda cea mai precisă din cele două utilizate în practica proiectărilor navale; graficul de variaţie al lungimilor inundabile limită l = f(x) este prezentat în anexe. Lungimile inundabile au fost obţinute considerându-se compartimentele inundate ca fiind complet goale înaintea inundării. În realitate însă, încăperile existente la bordul navelor în cazul inundării nu vor înmagazina o cantitate de apă egală cu volumul lor teoretic ci o cantitate mai redusă datorită atât pernei de aer create la suprafaţa apei cât şi elementelor de osatură şi diferitelor instalaţii, echipamente şi/sau mărfuri existente în interiorul acestora. În consecinţă lungimile inundabile limită vor putea fi mărite prin împărţirea lor cu anumiţi coeficienţi de permeabilitate () subunitari prevăzuţi de Societăţile de Clasificare fiind specifici fiecărui tip de încăpere existentă la bordul navelor. Astfel, pentru compartimentul maşini aleg un coeficient de permeabilitate cu valoarea de 0,8 iar pentru magaziile de marfă un coeficient cu valoarea de 0,75.

Lungimile inundabile limită reale (lk) ce iau astfel naştere vor fi utilizate la trasarea graficului prezentat în anexe, grafic ce este limitat la capete de drepte oblice ale căror unghiuri cu orizontala sunt date de relaţia:

; .Aceste drepte oblice asigură delimitarea valorilor lungimilor admisibile

pentru picuri ceea ce face astfel lipsită de necesitate adoptarea unor coeficienţi de permeabilitate corespunzători acestor compartimente de la bordul navei.

Pentru a determina forma finală a graficului l = f(x) este necesară cunoaşterea poziţiei pereţilor transversali etanşi de-a lungul corpului navei.

În cazul inundării unuia dintre compartimentele ai căror pereţi au fost poziţionaţi utilizând graficul l = f(x) şi prevederile R.N.R., nava s-ar înclina sub un unghi ce ar aduce linia de siguranţă tangentă la suprafaţa apei. Acest

46


lucru trebuie evitat şi chiar din faza de proiectare se recurge la utilizarea lungimilor inundabile limită admisibile (ladmk) ce se determină astfel:

; unde reprezintă un factor de siguranţă.

Având în vedere prevederile legate de gradul de nescufundabilitate pe care trebuie să îl asigure navele de transport mărfuri – să îşi menţină flotabilitatea în cazul inundării oricărui singur compartiment etanş dintre cele existente la bordul navei, conform indicaţiilor existente în literatura de specialitate [1], aleg pentru factorul de siguranţă valoarea 0,82.

Corectitudinea amplasării pereţilor transversali etanşi se verifică efectiv prin construcţia grafică prezentată în anexe. În vederea realizării acesteia s-a transpus graficul ladm = f(x) peste graficul de reprezentare al poziţiilor pereţilor transversali etanşi, utilizând aceeaşi scară de reprezentare. Se construiesc corespunzător fiecărui compartiment triunghiuri isoscele cu baza şi înălţimea egale cu lungimea compartimentului respectiv. Dacă vârful acestor triunghiuri sunt plasate sub sau pe graficul ladm = f(x) atunci lungimile alese pentru diferitele compartimente asigură condiţiile de nescufundabilitate cerute. Aşa cum se observă din anexe, în cazul navei de proiectat vârfurile triunghiurilor ce depind de lungimea compartimentelor navei sunt situate sub graficul lungimilor inundabile limită admisibile, deci poziţionarea aleasă pentru pereţii transversali etanşi la bordul navei este corectă din punct de vedere al asigurării condiţiilor de flotabilitate şi nescufundabilitate prescrise.

CAPITOLUL 7

47


INSTALAŢII DE PUNTE, CORP ŞI MAŞINI

7.1. Instalaţia de ancorare

7.1.1. Generalităţi

Instalaţia de ancorare are rolul de a asigura menţinerea navei la punct fix în condiţii de siguranţă, indiferent de condiţiile hidrometeorologice şi de aspectul fundului mării şi de a genera forţa necesară virării ancorei şi lanţului acesteia indiferent de adâncimea la care acestea au fost imersate. Pe parcursul staţionării la ancoră, instalaţia de ancorare trebuie să asigure preluarea forţelor de reacţiune provocate de acţiunea factorilor externi navei.

Asupra unei nave aflate „la ancoră” acţionează mai multe tipuri de forţe exterioare:- forţa exterioară datorată acţiunii vântului asupra părţii emerse a navei;- forţa exterioară produsă de valuri ce lovesc opera moartă a navei;- forţa exterioară produsă de acţiunea curenţilor de apă în care staţionează

nava. Însumarea acestor forţe exterioare duce la obţinerea unei forţe rezultante cu componente pe orizontală şi verticală. Componenta verticală este neglijabilă din punct de vedere valoric mai ales pe mare calmă. Componenta orizontală este suficient de mare pentru a determina deplasarea navei în planul său de acţiune. Din punct de vedere al echilibrului static, nava nu se va deplasa în plan orizontal sub acţiunea rezultantei forţelor exterioare dacă acesteia i se va opune o forţă egală şi de sens contrar. Această din urmă forţă trebuie asigurată de instalaţia de ancorare pe toată perioada utilizării sale.

Forţa orizontală de echilibrare generată de instalaţia de ancorare nu poate fi produsă, în lipsa unor elemente fixe la suprafaţa apei – mai ales în mare deschisă, decât prin crearea unei legături mecanice directe cu fundul mării considerat fix. Legătura directă se realizează în mod efectiv prin lanţul de ancoră şi ancora situată la capătul acestuia care coboară şi se aşează pe fundul apei. Forţele de interacţiune dintre ancoră şi lanţul acesteia cu fundul apei au drept componentă preponderentă forţa de frecare care trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura echilibrarea forţelor exterioare ce acţionează asupra navei.

Forţa de frecare produsă la nivelul fundului apei este transmisă navei prin lanţul de ancoră la nara ancorei ce o preia şi o aplică corpului navei. Pentru ca forţele de frecare amintite să fie suficient de mari este necesar ca asupra ancorei aşezată pe fundul apei să nu acţioneze nici o forţă verticală în afară de cea arhimedică proprie. Suplimentar, forţa de frecare este mărită şi datorită

48


afundării ancorei în mâlul existent pe fundul apei precum şi prin coborârea (filarea) în apă a unei lungimi de lanţ cât mai mari (de cca. 2÷3 ori mai mare) în raport cu cea impusă strict de adâncimea apei în locul respectiv.

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 locul lanţului de ancoră, mai ales când adâncimea apei este foarte mare. În funcţie de posibilităţi şi nevoi, o navă poate fi dotată cu 2 până la 4 ancore din care 2 sunt situate la prova într-un bord şi în altul.

Ancorele existente în echiparea navelor comerciale sunt de diferite tipuri constructive cele mai utilizate fiind cele de tip Hall. Acestea, deşi nu sunt caracterizate de un factor de smulgere ks (raport între forţă de smulgere şi greutate ancoră) foarte ridicat – ks = 3÷4, prezintă o serie întreagă de avantaje legate de siguranţa deosebită în exploatare şi fixarea uşoară în nara de bordaj. Din punct de vedere constructiv, aceste ancore sunt alcătuite dintr-un fus articulat, cap cu braţe, bolţ de asamblare, bolţuri de susţinere şi o cheie dreaptă de care se fixează lanţul de ancoră. Masa ancorei Hall fără fus reprezintă cel puţin 60% din masa totală a ancorei.

Lanţul de ancoră este alcătuit din zale de un anumit calibru (grosime a sârmei zalei – d) şi tip constructiv. Se deosebesc astfel zale terminale (au un calibru cu 20% mai mare decât al zalelor normale şi intră în angrenare directă cu cheia de capăt a ancorei şi cheia de prindere de corpul navei), zale vârtej (împiedică torsionarea lanţului), zale întărite (plasate de o parte şi de alta a zalelor vârtej), zale de cuplare a cheilor de lanţ (zale Kenter) şi zale obişnuite. Cheile de lanţ – cu lungimi cuprinse între 25 m şi 27,5 m – cuprind un anumit număr de zale de lanţ, în mod obligatoriu impar. Lungimea totală a lanţului depinde de adâncimea de ancorare (H) prevăzută pentru nava respectivă, astfel:

- pentru H ≤ 25 m → Lltmin = 4H;- pentru 25 m ≤ H ≤ 50 m → Lltmin = 3H;- pentru 50 m ≤ H ≤ 150 m → Lltmin = 2,5H;- pentru 150 m ≤ H ≤ 250 m → Lltmin = 1,5H.Ancora şi lanţul său reprezintă doar o parte din ansamblul instalaţiei de

ancorare din aceasta mai făcând parte şi dispozitivele de acţionare a lanţului (vinciuri de ancoră), dispozitivele de frânare a lanţului (stopele de lanţ), nări de punte şi bordaj, tuburi de ghidare, ghidaje pentru lanţ (situate pe punte cu rolul de a aşeza lanţul după o direcţie favorabilă antrenării sale pe tamburii vinciurilor), puţ lanţ ancoră, dispozitiv de prindere a lanţului de corpul navei.

Dispozitivele de acţionare a lanţului de ancoră sunt de obicei de tipul vinciurilor sau cabestanelor 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 maşini rotative cu aburi sau pneumatice.

49


Acţionarea electrică prezintă avantajele unei puneri în funcţiune mai rapide, randament ridicat, posibilitate de automatizare şi control de la distanţă. Legătura dintre axul motorului electric şi axul barbotinei cabestanului se face prin intermediul unei transmisii mecanice în care sunt intercalate o frână electromagnetică (cu rol de a bloca axul barbotinei în cazul dispariţiei accidentale a tensiunii de la bornele motorului electric) şi un sistem reductor de tip melc – roată melcată sau de tip planetar. Aferente acţionării electro-mecanice a cabestanelor (vinciurilor) sunt amplasate şi tablouri electrice de acţionare, control şi reglaj al funcţionării motorului electric. Instalaţia de ancorare a navei de proiectat este dotată cu un vinci de ancoră cu două seturi de tamburi şi barbotine antrenat de un electromotor de curent alternativ cu rotor în scurtcircuit.

Stopele sunt amplasate pe puntea instalaţiei – puntea teugă – având rolul de a asigura frânarea şi chiar blocarea lanţului pe parcursul diferitelor manevre executate şi de a transmite lanţului de ancoră acţiunea forţei rezultante exterioare ce se manifestă asupra navei. Se deosebesc astfel stope de manevră şi stope de staţionare. Totodată există stope fixe şi stope cu lanţ. Stopele sunt amplasate pe puntea teugă între mecanismul de acţionare al lanţului şi nara de punte a tubului de ghidare din bordaj. Dimensionarea stopelor trebuie să ţină seama de tensiunile maxime ce pot apărea în aceste dispozitive şi care nu trebuie să depăşească nivelul de 40% din limita de curgere a materialului de construcţie a stopelor când ancora se află la post şi 95% când trebuie să asigure frânarea lanţului pe perioada filării acestuia. Rezistenţa materialului de execuţie al stopei trebuie să fie egală cu cea a materialului lanţului de ancoră.

Nările de punte şi bordaj împreună cu tuburile de ghidare reprezintă decupări în puntea şi bordajul navei cu rolul de a permite virarea, filarea şi depozitarea lanţului de ancoră la bordul navei. Forma constructivă şi poziţionarea acestor elemente sunt alese în aşa fel încât să nu ducă la deteriorarea prin frecare sau încovoiere a zalelor de lanţ şi nici la ambarcarea apei pe puntea navei la navigarea pe mare montată (sunt prevăzute capace pentru nări). Totodată, poziţionarea nărilor de bordaj nu trebuie să permită atingerea bordajului de către ancoră nici în cazul bandării navei sub un unghi de 50 într-un plan oarecare dar să faciliteze aşezarea normală a ancorei în nară indiferent de poziţia acesteia la intrarea în nară. Nările ce intră în contact direct cu ancora sunt de construcţie turnată iar celelalte, precum şi tuburile de ghidare, sunt de construcţie sudată.

În timpul marşului navei instalaţia de ancorare este inactivă fiind necesară astfel existenţa la bordul navei a unor spaţii de depozitare pentru lanţurile de ancoră. Acestea sunt concretizate de către puţurile lanţurilor de ancoră. Aşezarea lor la bordul navei este de preferat a fi aleasă cât mai aproape de planul diametral al navei şi imediat în prova peretelui de coliziune sau în pupa peretelui de presetupă. Acest lucru este necesar datorită maselor relativ

50


mari ale lanţurilor de ancoră ce pot influenţa stabilitatea navei în regim de oscilaţii pe valuri. Formele şi dimensiunile puţurilor depind de lungimea şi calibrul lanţurilor de ancoră fiind astfel alese încât să permită filarea uşoară a lanţului prin nara de punte şi aşezarea sa în interior pe cale gravitaţională. Puţurile de lanţ sunt prevăzute în partea inferioară cu grătare metalice sau din lemn destinate înlesnirii drenării apei, mâlului şi florei şi faunei acvatice ce a aderat la lanţ pe perioada şederii sale în apă. Cheia de împreunare dintre lanţ şi corpul navei este una specială, de construcţie demontabilă, având rolul de a permite în caz de blocare a ancorei pe fundul apei desprinderea în condiţii de siguranţă a lanţului de navă şi abandonarea sa definitivă.

Pe puntea instalaţiei sunt montate şi dispozitive de spălare a lanţului de ancoră cu necesarul de apă asigurat de instalaţia de stins incendii cu apă.

Având în vedere importanţa instalaţiei de ancorare pentru asigurarea exploatării în condiţii de siguranţă a navei, registrele de clasificare impun reguli privind normele constructiv-funcţionale ale acestor instalaţii. Astfel R.N.R. prevede următoarele condiţii:

- puterea electromotorului de acţionare a mecanismului de ancorare trebuie să asigure ridicarea în mod continuu şi fără întreruperi a lanţului timp de 30 de minute la o viteză de ridicare de cel puţin 9 m/min la o forţă normală de ridicare;

- viteza de ridicare (virare) a ancorei nu trebuie să depăşească valoarea de 10 m/min iar când ancora a intrat în nara de bordaj a instalaţiei viteza de virare nu trebuie să depăşească valoarea de 7 m/min;

- la desprinderea ancorei de fundul apei, forţa de tracţiune asigurată de electromotorul de acţionare trebuie să fie cu 50% mai mare decât cea nominală pe o perioadă de minim 2 minute;

- acţionarea mecanismului de ancoră trebuie să asigure ridicarea simultană a două ancore suspendate liber, de la jumătatea adâncimii convenţionale a apei;

- la utilizarea motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit, acţionarea electrică a mecanismului de ancoră, după o funcţionare timp de 1800 s la sarcina nominală, trebuie să asigure posibilitatea funcţionării frânate a motorului, la tensiunea nominală, pe o durată de timp mai lungă de 30 s;

- după funcţionarea calată a motorului, pe duratele prescrise, temperatura acestuia nu trebuie să depăşească cu mai mult de 70% valoarea normală şi cu mai mult de 130% pe cea maxim admisibilă;

- dispozitivele de frânare ale lanţului de ancoră trebuie să facă faţă unei forţe în lanţ cu cel puţin 30% mai mare decât cea nominală asigurată de electromotor;

- sistemul de frânare trebuie să asigure oprirea lanţului la o filare normală în maxim 5 s şi la cel mult 2 s de la darea comenzii de frânare;

51


- barbotinele (tamburii) dispozitivelor de acţionare a lanţului de ancoră trebuie să prezinte cel puţin 5 locaşuri pentru zale şi un unghi de înfăşurare de minim 1500;

- când comanda instalaţiei se face la distanţă trebuie să se prevadă un dispozitiv de frânare automată astfel încât viteza de filare să nu fie mai mare de 180 m/min sau mai mică de 80 m/min;

- în cazul comenzii de la distanţă, controlerul trebuie să fie prevăzut cu un dispozitiv de numărare al cheilor de lanţ, un indicator de viteză a lanţului şi limitator de viteză;

- indiferent de natura comenzii (la distanţă sau locală) instalaţia trebuie prevăzută şi cu o comandă manuală locală;

- datorită importanţei deosebite a instalaţiei de ancorare, maşinile electrice de acţionare ale vinciurilor (cabestanelor) de ancoră se vor alimenta direct de la tabloul principal de distribuţie (TPD) a energiei electrice printr-un circuit separat.

Funcţionarea instalaţiei

Este una relativ simplă, constând în două faze principale de lucru: filarea şi virarea ancorei.

Filarea ancorei se face pe cale gravitaţională, fiind necesare şi suficiente deblocarea stopelor lanţului şi decuplarea sistemelor de frânare ale axelor tobelor vinciurilor pentru ca lanţul să înceapă să coboare sub acţiunea greutăţii ancorei (greutatea ancorei este de aproximativ 50 de ori mai mare decât cea a unui metru de lanţ). Uneori este necesară şi rotirea uşoară a vinciului pentru a duce la slăbirea lanţului şi declanşarea filării acestuia.

Virarea lanţului de ancoră presupune ambarcarea acestuia la bordul navei prin intermediul dispozitivului de acţionare a lanţului. Funcţionarea electromotorului pe parcursul acestui proces cunoaşte mai multe etape determinate de variaţia tensiunilor din lanţ şi a forţelor de tracţiune necesare la toba vinciului. Aceste etape sunt :

- etapa I – tragerea navei pe lanţ – deplasarea navei către punctul de amplasare al ancorei, lanţul de ancoră păstrându-şi forma de „lănţişor” dobândită pe parcursul repausului; în această etapă este ambarcată la bordul navei porţiunea de lanţ excedentară ce s-a aflat pe fundul mării pe perioada ancorării;

- etapa II – aducerea navei deasupra ancorei – continuarea deplasării navei către perpendiculara dusă prin punctul de amplasare al ancorei, lanţul apropiindu-se ca formă de cea rectilinie verticală;

- etapa III – smulgerea ancorei – are loc când lungimea lanţului imersat este egală cu adâncimea apei – electromotorul trebuie să asigure o forţă de tracţiune maximă la tobă pe o perioadă aproximată la cca. 60 s ; pentru

52


a uşura sarcina motorului la smulgere, în cazurile când ancora s-a înfipt în solul de pe fundul mării, poate fi utilizată şi instalaţia de propulsie a navei când aceasta este pornită;

- etapa IV – virarea lanţului de ancoră împreună cu ancora – forţa de tracţiune scade proporţional cu porţiunea imersată a lanţului;

- etapa V – introducerea ancorei în nară – forţa de tracţiune creşte cu cca. 25% faţă de cea minimă caracteristică etapei IV.În desen s-au mai utilizat următoarele notaţii: h = distanţa dintre nara de

bordaj şi suprafaţa apei; xt = distanţa dintre nara de bordaj a navei şi punctul de staţionare al ancorei pe fundul mării (distanţa parcursă de navă); x = proiecţia după axa orizontală a porţiunii de lanţ l; x1 = proiecţia după axa orizontală a porţiunii de lanţ l1; Fa = forţa de ţinere a ancorei; T2 = forţa de reacţie din partea acţionării (la nivelul nării de bordaj); T2` = forţa de tensiune din lanţul de ancoră; T1`cosφ1 = T2`cosφ2 = ct. = componenta orizontală a tensiunii din lanţ; φ1, φ2 = unghiurile dintre planul orizontal (axa Ox) şi tangentele duse la lanţ în punctele O şi O1; Fext = componenta orizontală a forţelor exterioare aplicate navei.

Aceste etape distincte se concretizează în regimuri de lucru diferite pentru electromotorul de acţionare a cărui funcţionare este comandată şi reglată în acest sens printr-un controler ce comandă introducerea/scoaterea din circuitele de alimentare ale motorului a unor rezistoare electrice corespunzător dimensionate pentru a aduce motorul în regimurile de funcţionare amintite.

53


7.1.2. Calculul instalaţiei de ancorare

Cuprins:

Cap.1 Date iniţiale necesare calculului instalaţieiCap.2 AncoreCap.3 LanţurileCap.4 VinciurileCap.5 Calculul adâncimilor de ancorareCap.6 Determinarea variaţiei tensiunii la barbotinǎ la virarea unei ancore fundarisite la adâncimea “h”Cap.7 Determinarea forţelor exterioare ce solicitǎ nava şi verificarea liniei de ancorare

54


CAP.1 DATE INIŢIALE NECESARE CALCULULUI INSTALAŢIEI

1.1. Lungimea teoreticǎ a navei pe plutirea de plinǎ încǎrcare

Lcwl = 133,7 [m]

1.2. Viteza de serviciu

v = 0,514 v = 7,71 [m/s] unde v = 15 [Nd]

1.3. Numǎrul Froude

Fr = = = 0,2129

1.4. Coeficientul de fineţe bloc al carenei

C = 1,278792 – 2,36Fr = 0,776348

1.5. Raportul Lcwl/Bx

= 6,521951

1.6. Lǎţimea navei

Bx = 20,5 m

1.7. Pescajul navei

T = 8,8 m

1.8. Deplasamentul volumetric

Δ = = 18137 [mc]

1.9. Înǎlţimea de construcţie

D = 12,9 m

55


Datorită utilizării acţionării electrice a instalaţiei de ancorare practic numai pe perioada virării ancorei şi lanţului acesteia, calculul instalaţiei se va face ţinând cont numai de solicitările ce apar numai pe parcursul acestei perioade. Calcul se va referi doar la partea de acţionare electrică (electromotorul utilizat) deoarece acesta este componenta de bază a instalaţiei, de buna sa dimensionare şi alegere depinzând eficacitatea funcţionării acesteia. Celelalte componente sunt mai uşor de proiectat în calculul lor urmărindu-se ca acestea, în final, să îndeplinească condiţiile de rezistenţă determinate de solicitările mecanice la care sunt supuse.

Pentru simplificarea calculelor se va considera că deplasarea navei pe lanţ (etapa I) se realizează cu viteză constantă.

În calculul caracteristicilor constructiv-funcţionale elementelor constructive ale instalaţiei de ancorare intervin următoarele mărimi:

- = deplasamentul volumetric al navei corespunzător liniei de încărcare de vară [m3];

- v = dx1/dt = viteza navei [m/s];- vlt = viteza lanţului [m/s];- Ma = masa ancorei în aer [kg];- Ga = greutatea ancorei în aer [N];- Gaapa = greutatea ancorei în apă [N];- q = greutatea unui metru liniar de lanţ în aer [N/m];- qapă = greutatea unui metru liniar de lanţ în apă [N/m];- d = diametrul (calibrul) tijei zalei lanţului de ancoră [mm];- Llt = lungimea totală a unui lanţ de ancoră [m];- Na = caracteristica de dotare a navei = 2/3 + 2Bxh + 0,1A- Bx = lăţimea maximă a navei [m];- h = înălţimea convenţională de la linia de plutire de vară până la faţa

superioară a învelişului punţii celui mai înalt ruf = a + Σhi [m];- a = distanţa măsurată pe verticală la secţiunea maestră de la linia de

încărcare de vară până la faţa superioară a învelişului punţii superioare [m];

- hi = înălţimea în planul diametral a fiecărui nivel al suprastructurii sau rufului cu o lăţime mai mare de 0,25B [m];

- A = suprafaţa velică în limitele lungimii de calcul a navei considerată la linia de încărcare de vară (se include aria proiecţiei corpului emers al navei pe planul diametral, suprafaţa proiecţiilor pe planul diametral ale suprastructurii şi tuturor rufurilor cu lăţimea mai mare de 0,25B) [m2].

56


În ceea ce priveşte lanţul de ancoră al navelor cu zonă nelimitată de navigaţie, R.N.R. prevede ca diametrul minim al tijei zalei de lanţ (lanţ cu rezistenţă mărită) să fie: [mm]. Diametrul real se va alege imediat superior dmin în conformitate cu STAS LANŢ. Greutatea unui metru liniar de lanţ în aer se poate determina cu relaţia: q = 9,80,0215d2 [N/m].

Masa ancorei nu trebuie să fie mai mică decât valoarea Mamin = kNa [kg], unde k reprezintă un coeficient egal cu 3 pentru navele cu zonă nelimitată de navigaţie. Această condiţie reiese din obligaţia ancorei de a păstra o legătură sigură între navă (lanţul de ancoră) şi fundul apei. De obicei, masa ancorei este de cel puţin 50 de ori mai mare decât cea a unui metru liniar din lanţul acesteia. Bineînţeles, greutatea ancorei va fi: Ga = Mag [N].

Valorile Gaapa şi qapa se pot determina cunoscând valorile acestor greutăţi în aer şi înmulţindu-le cu un coeficient ce ţine cont de împingerea arhimedică exercitată de apă asupra ancorei şi lanţului (β).

Deci: Gaapa = Ga β ; qapa = q β .

Coeficientul β se calculează cu relaţia: . Pentru densităţile

cunoscute ale oţelului (7800 kg/m3) şi apei de mare (1025 kg/m3) rezultă pentru β valoarea: β 0,87.

Pentru a realiza calculul de dimensionare al instalaţiei este imperios necesară cunoaşterea forţelor ce solicită elementele componente ale acesteia. Pentru perioada de staţionare a navei la ancoră se pot scrie următoarele (vezi desenul Etapevirareancoră):

- în punctul O: T0 = T1cosφ1;- în punctul O1: T2` cosφ2 = Fext;în care T1 şi T1` sunt reacţiunile din fundul mării şi lanţ de ancoră în punctul de contact al acestora iar T2 şi T2` sunt reacţiunile din nara de bordaj a instalaţiei de ancorare a navei şi lanţ în punctul acestora de contact.

Având în vedere faptul că lanţul de ancoră adoptă pe perioada staţionării forma lănţişorului, în fiecare punct al lanţului liber suspendat componenta orizontală a forţei de întindere are aceeaşi valoare constantă, astfel:

T1cosφ1 = T2 cosφ2 = … = Ti cosφi.La filarea unei lungimi mai mari de lanţ decât adâncimea de ancorare,

unghiul φ1 dintre lanţ şi fundul mării în punctul de contact al acestora este nul, reacţiunea locală din lanţ neavând componentă pe verticală ce ar putea produce ridicarea cheii de împreunare a ancorei. Astfel pentru l1 > 0 se pot scrie egalităţile:

φ1 = 0 ; T0 = T1cosφ1 = Ticosφi = Fext .

57


Fext 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. Forţele exterioare au origine diversă, dintre toate evidenţiindu-se cantitativ doar cele produse de interacţiunea curentului marin (Fc) şi vântului (Fv) cu porţiunea imersă, respectiv emersă, a corpului şi construcţiilor aflate pe puntea principală a navei. Astfel:

Fext = Fc + Fv .Cele două forţe perturbatoare ale echilibrului static al navei aflate la

ancoră se pot calcula utilizând relaţiile:Fc = 0,5(kkξf + Δξf)AudρapavΣ

2 [N];Fv = kvAvv

2 [N];în care: ρapa = densitatea apei de mare = 1,025 [Ns2/m4];

kk = coeficient de corecţie pentru influenţa curburii corpului (dat tabelar)

L/Bx 6,0 8,0 10 12 > 12kk 1,04 1,03 1,02 1,01 1,0

ξf = coeficient de frecare al apei de carenă = 1,14÷3,84;Δξf = majorare a coeficientului de frecare datorată prezenţei

asperităţilor pe corpul navei = 0,7÷1,2 (valorile mai mici corespund navelor cu construcţie sudată a învelişului corpului);

Aud = suprafaţa carenei;vΣ = vc + vt;vc = viteza curentului marin = 1÷2,57 [m/s] (pentru navele cu

zonă nelimitată de navigaţie);vt = viteza navei la tragerea acesteia pe lanţ = 0,1÷0,3 [m/s];kv = coeficientul de presiune al vântului = 0,24÷0,61 [Ns2/m4];A = suprafaţa velică a navei [m2];vv = viteza vântului = 4÷12 [m/s] (corespunzător 3÷6 grade

Beaufort).

În urma rezolvării ecuaţiei lănţişorului, pentru reacţiunile de la capetele lanţului de ancoră se vor găsi următoarele relaţii de calcul:

[N];

[N];

Lungimea lanţului de ancoră liber suspendat în apă este:

[m].

58


Conform R.N.R., lungimea totală minimă a unui lanţ de ancoră este L ltmin

= 2,5H (pentru o adâncime de ancorare de calcul de 50÷150 m). Trebuie remarcat faptul că adâncimea uzuală de ancorare în practica maritimă este de 15÷30 m rareori depăşind 50 m.

În aceste condiţii lungimea lanţului aşezat liber pe fundul mării este:l1 = Llt – l [m].

Datorită maselor variabile suspendate de nara de bordaj a instalaţiei de ancorare (lungimi diferite de lanţ imersat, smulgerea ancorei de pe fundul apei etc.), forţele de tracţiune la barbotina vinciului de ancoră pe timpul virării ancorei variază pe parcursul diferitelor etape ale acestui proces. În general, forţa de tracţiune la barbotină (T) este determinată de două componente: forţa de greutate a lanţului liber suspendat în apă şi forţa de greutate a lanţului suspendat între barbotina vinciului şi puţul lanţului de ancoră.

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

Etapa I:Forţa de tracţiune în lanţ la barbotina vinciului:

[N].

Cuplul motorului electric de acţionare: [Nm].

Durata de desfăşurare primei etape: [s].

În relaţiile prezentate apar mărimile:- ηnb = randamentul funcţional al nării de bordaj = 0,65÷0,80;- ηnb = randamentul funcţional al nării de punte = 0,70÷0,80;- ηmec = randamentul funcţional al transmisiei mecanice = 0,42÷0,82;- Rb = raza barbotinei vinciului = 6,85d [m] (calibrul lanţului exprimat

în m);- hnp = lungimea lanţului de ancoră suspendat în puţul lanţului [m];- i = raportul de transmisie al transmisiei mecanice = 100÷200;- nI = turaţia motorului electric corespunzătoare cuplului la axul acestuia

[rot/min] (reiese din caracteristica mecanică a motorului)

Etapa II:Odată cu terminarea virării porţiunii de lanţ aflate pe fundul apei forţa de

tracţiune la barbotină creşte datorită rezistenţei opuse de ancoră fapt pentru care nava este nevoită să se deplaseze în continuare către verticala ancorei. Creşterea forţei de tracţiune este liniară, de la valoarea TI la cea corespunzătoare

59


smulgerii ancorei de pe fundul apei (TIII). Forţa TIII şi turaţia nIII corespund debutului etapei a treia. În mod asemănător variază şi cuplul la axul motorului electric al vinciului.

Timpul de desfăşurare al etapei a doua este: [s].

Etapa III:Această etapă corespunde exclusiv procesului de „smulgere” al ancorei.

Forţa de tracţiune necesară la barbotină prevede învingerea atât a forţelor de greutate ale ancorei şi lanţului filat cât şi a celor de reţinere a ancorei pe fundul apei (Fa). Forţa de reţinere a ancorei pe fundul 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. Se vor putea determina astfel următorii parametri:

- forţa de tracţiune necesară smulgerii ancorei:

[N];

- cuplul la axul motorului electric (momentul necesar de smulgere):

[Nm];

- timpul de smulgere al ancorei (de repaus sub curent): tIII 60 [s].Etapa a treia ia sfârşit în momentul în care ancora nu se mai află în

contact direct cu fundul apei când forţa de tracţiune şi momentul necesare scad la valorile TIV respectiv MIV.

Etapa IV:La începutul acestei etape se înregistrează mărimile:

- forţa de tracţiune în lanţ la barbotină: [N];

- cuplul la axul motorului de antrenare:

[Nm].

Lungimea lanţului aflat în apă scade continuu prin virarea cu viteză constantă asigurată de vinciul de ancoră, fapt ce duce la scăderea uniform liniară a forţei şi cuplului necesar la barbotină. La finalul etapei a patra (momentul în care ancora ajunge în dreptul nării de bordaj), forţa şi momentul devin:

[N]; [Nm].

Durata celei de-a patra etape se poate calcula cu relaţia:

[s]

60


Etapa V:La intrarea ancorei în nara de bordaj forţele de frecare cresc substanţial

datorită forţelor de apăsare mult mai mari exercitate de ancoră pe suprafaţa interioară a nării de bordaj fapt determinat de greutatea specifică net superioară a ancorei în raport cu cea a lanţului. Astfel, forţa de 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 25%. Prin urmare, la finalul etapei a cincea, se vor înregistra mărimile:

- forţa de tracţiune în lanţ la barbotină: [N];

- cuplul la axul motorului: [N·m].

Pentru a se evita eventualele deteriorări ale bordajului prin lovirea acestuia cu ancora şi pentru diminuarea solicitării suplimentare a motorului odată cu creşterea forţelor de frecare din instalaţie la intrarea ancorei în nară, viteza de virare a lanţului pe această perioadă este de obicei limitată la maxim 0,05÷0,07 m/s.

Un caz deosebit în funcţionarea instalaţiei de ancorare îl reprezintă funcţionarea în „regim de avarie” care presupune virarea ancorei de la o adâncime egală cu lungimea Llt a lanţului. Într-o astfel de situaţie, solicitarea motorului poate fi mult mai mare decât în cazul smulgerii ancorei din cazul precedent. De aceea este necesar a se verifica comportamentul motorului pe durata acestui regim. Se pot calcula următoarele mărimi:

- forţa de tracţiune în lanţ la barbotină la începutul virării:

[N];

- momentul la axul motorului electric la începutul virării:

[Nm];

- forţa de tracţiune în lanţ la barbotină la finalul virării:

[N];

- momentul la axul motorului electric la finalul virării:

[Nm];

- timpul de virare al ancorei în regim de avarie:

[s]

61


Calculul motorului are în vedere determinarea solicitărilor maxime la care acesta este supus în condiţii normale şi de avarie precum şi alegerea motorului din cataloagele specializate.

Iniţial se calculează cuplul mecanic necesar a fi furnizat de către motor în cele mai defavorabile situaţii posibile [4]:

- cuplul necesar smulgerii ancorei de pe fundul apei:

[Nm];

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

[Nm];

- cuplul necesar virării a două ancore de la adâncimea H:

[Nm].

Dintre cele trei momente se va lua în calcul momentul de valoare maximă (Mmax).

Deoarece pe parcursul situaţiilor amintite motorul se află în regim de suprasarcină, pentru calculul cuplului nominal al motorului (Mn) se va utiliza relaţia:

[Nm],

unde: - Mmax = max (Msm; ML; Ma);- λ = coeficientul de suprasarcină al motorului.

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

[rot/min],

în care: - nmed = turaţia motorului ce corespunde vitezei medii de virare a ancorei (vlt med = Llt/ ttot) [rot/s];

[rot/min]

- Llt = lungimea imersată a lanţului [m];- ttot = timpul total de virare al ancorei [s];- Ψ = coeficient dat de relaţia: Ψ = 1-sn;- sn = coeficientul de scădere al tensiunii de alimentare a motorului pe

timpul suprasarcinii (pentru motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit: sn = 0,1).

62


Odată calculate turaţia şi cuplul nominal se poate determina puterea de calcul a motorului (Pnc), astfel:

[kW],

în care: Mn = momentul nominal al motorului [Nm]; nnc = turaţia nominală de calcul a motorului electric de acţionare [rot/min].

Cunoscând toate aceste caracteristici se alege din cataloagele specializate un motor care să corespundă parametrilor calculaţi sau altora imediat superiori.în care: Mn = momentul nominal al motorului [Nm]; nnc = turaţia nominală de calcul a motorului electric de acţionare [rot/min].Cunoscând toate aceste caracteristici se alege din cataloagele specializate un motor care să corespundă parametrilor calculaţi sau altora imediat superiori.Calculul 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.

Calculul caracteristicii de dotare a navei:Din prezentarea şi planul general de construcţie ale navei se pot desprinde

următoarele caracteristici constructive:- deplasamentul navei : D = 14000 tdw;- suprafaţa velică a navei în limitele lungimii de calcul : A = 1633,6 m2;- lăţimea maximă a navei : B = 20,5 m;- suma înălţimilor etajelor suprastructurii pupa şi rufurilor cu lăţimea

mai mare de (0,25B) : Σhi = 13,4 m;- înălţimea convenţională de la linia de plutire la acoperişul celui mai

înalt ruf : h = 18,6 m.Caracteristica de dotare are astfel valoarea: Na = 2999,3.

Alegerea parametrilor dimensionali ai lanţului şi ancorei:În conformitate cu valoarea caracteristicii de dotare a navei se aleg:- lanţ de ancoră cu calibrul: d = 87 mm (lanţ cu rezistenţă mărită);- lungimea unui lanţ de ancoră: Llt = 330 m;- ancoră tip Hall cu o greutate: Ga = 10 tf = 98066 N.Având în vedere aceşti parametri, pentru un metru liniar de lanţ de ancoră

se determină o greutate: q = 1595,9 N. În apă, greutatea aceleaşi lungimi de lanţ va fi: qapa = 1388,4 N. Greutatea ancorei în apă va fi: Gapa = 85317 N.

63


7.2. Instalaţia de balast-santina

7.2.1. Destinaţie şi cerinţe generale

64


Rolul instalaţiei de balast la bordul unei nave este acela de asigura pescajul, asieta longitudinală şi transversală şi stabilitatea navei prin ambarcarea de greutăţi la bord (lichide – apă de mare) şi poziţionarea centrului de greutate al navei în mod corespunzător asigurării bunelor condiţii de navigaţie şi exploatare ale acesteia.

Navele de transport mărfuri generale ambarcă la bordul lor cantităţi de balast ce însumează o greutate egală cu (0,2÷0,3)Δ. Navele petroliere au caracteristic faptul că ambarcă balast cu o greutate ce se înscrie în intervalul (0,3÷0,5)Δ.

Componenţa instalaţiei de balast este prezentată în cele ce urmează:- prize şi chesoane de fund şi bordaj;- magistrală de apă de mare;- pompe de balast cu agregatele lor de acţionare;- valvule de trecere pentru (de)conectarea pompelor (de) la sistemele de

tubulatură;- casete de distribuţie;- sisteme de tubulaturi;- valvule comandate de la distanţă corespunzătoare fiecărui tanc;- tancuri de balast;- sorburi şi dispozitive de măsurarea nivelului apei în tancuri;- valvule de bordaj;

Apa de balastare preluată din mare prin prizele de fund şi bordaj, dotate cu valvule Kingston destinate (de)cuplării magistralei de balast (de) la priză şi împiedicării scurgerii apei din instalaţie în exterior, cu ajutorul 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 dezgheţare ce constau în serpentine (inele) perforate alimentate cu aer comprimat sau abur supraîncălzit plasate în chesoanele de fund şi bordaj. Prizele constituie parte integrantă a magistralei de apă de mare ce poate fi uşor recunoscută în compartimentul maşini datorită faptului că este constituită din conducta cu diametrul cel mai mare din toate cele existente în compartiment. Amplasarea prizelor trebuie să se facă în zonele de pe suprafaţa operei vii în care depunerile de nisip şi mâl sunt minime.

La golirea tancurilor apa este refulată de către pompe peste bord prin intermediul unor valvule de bordaj situate în zona liniei de pescaj maxim. Aceste valvule sunt de sens unic împiedicând pătrunderea apei din exteriorul navei în instalaţie.

Pompele de balast sunt prin excelenţă pompe de debite foarte mari şi sarcini pe aspiraţie şi refulare relativ scăzute (înălţimea maximă de aspiraţie nu depăşeşte 5÷6 m) fapt pentru care sunt preferate în construcţie pompele de tip centrifugal sau axial autoamorsabile antrenate de motoare electrice de turaţie corespunzătoare. Atât pompele cât şi celelalte echipamente electrice, mecanice

65


şi hidraulice sunt navalizate în vederea asigurării rezistenţei acestora la acţiunea puternic corozivă a aerului şi apei mării precum şi la acţiunea stropilor de apă. Rolul pompelor este acela de a asigura umplerea sau golirea tancurilor de balast în timpi cât mai reduşi, în conformitate cu prevederile impuse de Societatea de Clasificare. În practica exploatării navale se recurge la umplerea sau golirea tancurilor de balast pe cale gravitaţională dacă durata necesară efectuării operaţiunii respective o permite şi dacă poziţionarea tancului faţă de linia de plutire pe care se află nava este avantajoasă, aceasta realizându-se în vederea evitării consumului de energie suplimentar şi uzării inutile a echipamentelor instalaţiei.

Tubulatura instalaţiei de balast trebuie să asigure, prin construcţie, vehicularea debitelor de apă impuse în perioadele de timp corespunzătoare prevederilor Registrului. Toate tubulaturile vor fi astfel montate încât să asigure funcţionarea corectă a instalaţiei şi la înclinări transversale de maxim 50 şi să nu fie expuse îngheţului. La punerea în funcţiune a instalaţiei se verifică rezistenţa şi etanşeitatea tubulaturii la o presiune a fluidului de lucru de 4 bari sau o presiune egală cu cea furnizată de pompa de stins incendii când aceasta asigură preponderent funcţionarea instalaţiei. Ţevile utilizate sunt din oţel căptuşit la interior cu material cu efect protector contra coroziunii (ex: policlorură de vinil, zinc).

Tancurile de balast sunt tancuri de tip structural fiind dotate cu tubulaturi individuale astfel încât să existe posibilitatea umplerii sau golirii fiecărui tanc sau grup de tancuri în parte. În acest scop la bordul navei există magistrale de balast corespunzătoare tancurilor din cele două borduri din prova compartimentului maşini (tancuri de subpunte, gurnă şi dublu fund) şi picului prova şi o altă tubulatură de alimentare a tancului de balast din picul pupa. Cuplarea sau decuplarea acestora la refularea sau aspiraţia pompelor de balast se face prin intermediul unor casete de distribuţie (distribuitoare hidraulice cu sertar cu secţiuni de trecere mari) comandate electromecanic. Toate racordările tancurilor la magistrale sunt prevăzute cu valvule comandate (în general de tip fluture) hidraulic de la distanţă şi sorburi. Toate valvulele comandate sunt prevăzute şi cu comandă directă locală sau de la distanţă. Armătura telecomandată va avea o comandă locală care trebuie să acţioneze independent de cea de la distanţă (mecanică) – de pe puntea pereţilor etanşi. Dacă este posibil aceste acţionări vor fi directe (ex : roată de mână). Dacă amplasarea valvulei nu permite accesul direct la aceasta (ex : valvule situate în dublul fund sau în tancul de balast din picul prova), acţionarea manuală locală poate fi înlocuită printr-o acţionare manuală de la distanţă (ex : acţionare mecanică cu tije îmbinate cardanic sau hidraulică cu pompă de mână). Casetele valvulelor şi valvulele cu comandă manuală trebuie să fie amplasate în locuri care, în condiţii normale de exploatare, sunt permanent accesibile. Protecţia suprafeţelor interioare ale tancurilor la acţiunea corozivă a apei de mare este realizată prin

66


amplasarea în interiorul tancurilor a plăcilor de zinc cu rol protector. Nivelul apei din tancuri este determinat prin intermediul traductorilor de nivel incorporaţi în construcţia fiecărui tanc. Nivelul citit de acestea este trimis prin mijloace electrice la postul de comandă maşini, unde, prin introducerea valorii nivelului în diagrama de încărcare a tancului se determină volumul de apă existent în tanc. Traductorii utilizaţi folosesc diferite principii funcţionale, în ultima vreme fiind utilizaţi traductorii electronici integraţi care au capacitatea de a memora diagrama de încărcare a tancului şi de a reda permanent cantitatea de apă prezentă în tanc.

Prezenţa valvulelor şi casetelor de distribuţie comandate, traductorilor de nivel al apei din tancuri împreună cu acţionarea electrică a pompelor de balast permit gestionarea centralizată a întregii instalaţii din postul central de supraveghere şi comandă al compartimentului maşini (PSCM).

Sorburile sunt ajutaje tronconice (pâlnii) dispuse în pupa fiecărui tanc de balast şi cât mai înspre planul diametral al navei. Se pot monta sorburi şi în zona gurnei la tancurile din regiunea gurnei. Sorburile pot fi prevăzute sau nu cu filtre mecanice grosiere pentru evitarea antrenării pe tubulatură a eventualelor impurităţi mecanice de dimensiuni mari.

Există posibilitatea folosirii ca tancuri de balast şi a tancurilor de combustibil după ce acestea s-au golit complet cu condiţia ca la debalastare să se efectueze o operaţie de separare a apei de substanţele petroliere antrenate. În acest caz este interzisă folosirea ca pompă de rezervă a pompei de stins incendii pentru evitarea pătrunderii în instalaţia de stins incendii a reziduurilor petroliere.

Tancurile de balast sunt situate cât mai departe de centrele de greutate şi de carenă ale navei în vederea maximizării efectului de reducere/amplificare a amplitudinii oscilaţiilor transversale ale navei pe mare montată şi celui de ajustare a asietei navei. Astfel, tancurile vor fi poziţionate în zona bordajelor, dublului fund şi picurilor. Umplerea tancurilor se recomandă a fi completă în vederea eliminării consecinţelor negative induse de prezenţa suprafeţelor libere asupra stabilităţii navei.

Funcţionarea instalaţiei de balast ca instalaţie de asietă prevede conectarea atât pe aspiraţia cât şi pe refularea pompelor de balast, prin intermediul casetelor de distribuţie, a conductelor de legătură cu tancurile de balast în vederea transvazării apei dintr-un bord în altul sau între tancurile din prova şi pupa navei cu scopul obţinerii asietei dorite, în vederea apupării sau limitării amplitudinii oscilaţiilor navei (prin pomparea continuă în contratimp a apei dintr-un bord în altul).

Importanţa unei bune funcţionări şi fiabilităţi a instalaţiei de balast-asietă se extinde şi prin prisma asigurării vitalităţii navei având în vedere importanţa asigurării flotabilităţii şi nescufundabilităţii navei prin limitarea înclinării acesteia – se evită în acest fel imersarea navei până sub linia de siguranţă – şi

67


utilizarea, în caz de necesitate deosebită, a pompelor de balast la golirea compartimentelor inundate şi asigurarea debitelor de apă necesare stingerii de incendii apărute la bordul navei – prin cuplarea pompelor de balast la instalaţiile de santină respectiv la cea de stins incendii cu jet de apă. Interconectarea instalaţiilor de balast, santină şi stins incendii prezintă avantaje pentru toate instalaţiile în cazul avarierii pompelor vreuneia dintre acestea, această metodă fiind utilizată şi pentru reducerea numărului de pompe utilizate (pompele dintr-o altă instalaţie pot fi folosite/considerate ca pompe de rezervă pentru celelalte instalaţii), în acest grup poate fi inclusă şi pompa de rezervă a instalaţiei de răcire cu apă a motorului principal.

Registrele navale prevăd o serie întreagă de condiţii referitoare la caracteristicile constructiv-funcţionale ale instalaţiilor de balast cu care sunt dotate navele. Registrul Naval Român impune următoarele cerinţe:

- asigurarea corectării poziţiei centrului de masă al navei conform necesităţilor impuse de stabilitatea navei, în timp util;

- asigurarea drenării tancurilor de balast în cazul înclinărilor îndelungate ale navei de maxim 150 în plan transversal şi de maxim 50 în plan longitudinal;

- funcţionare care să excludă posibilitatea inundării arbitrare a navei, degradarea de către apă a mărfii transportate sau pătrunderea apei în combustibil;

- nepoluarea în funcţionare a acvatoriilor cu apă amestecată cu reziduuri petroliere sau cu alte produse prevăzute în convenţiile internaţionale (ex: MARPOL – 1973);

- dispunerea de mijloace de acţionare locală şi de la distanţă a pompelor şi de aparate pentru măsurarea cantităţii de apă în locurile de colectare;

- materialele de construcţie utilizate să fie rezistente la acţiunea apei de mare;

- prezenţa în componenţa instalaţiei a unui număr minim de armături de manevră şi fitinguri demontabile.

7.2.2. Calculul instalatiei

Calculul instalaţiei de balast prevede determinarea caracteristicilor constructiv-funcţionale ale elementelor componente ale acesteia în funcţie de condiţiile impuse de Registrul de Clasificare. Pentru această instalaţie, R.N.R. prevede următoarele :

- diametrul interior minim al tubulaturii ce deserveşte un anumit tanc de balast este dat de relaţia :

[mm] ,

68


în care Vb reprezintă volumul tancului de balast considerat [m3]; specific navei de proiectat este faptul că aceasta poate folosi magaziile de marfă 3 şi 5 ca tancuri de balast pe perioada marşului fără marfă la bord în vederea îmbunătăţirii pescajului şi stabilităţii navei ; diametrul nominal adoptat pentru tubulatură va fi diametrul standardizat cel mai apropiat de cel calculat ;

- viteza minimă a apei prin tubulaturile de balast este v = 2 m/s ;- debitul pompei de balast se determină în funcţie de diametrul

conductei de balast corespunzătoare celui mai mare tanc de balast după cum urmează (diametrul nominal al magistralei este apreciat în metri):

[m3/h].

Timpul total de (de)balastare a navei poate fi calculat cu relaţia :

[h],

în care s-au utilizat următoarele notaţii: Vtot = volumul însumat total al tuturor tancurilor de balast aflate la bordul

navei [m3];Qtot = debitul însumat al pompelor de balast ce funcţionează simultan în

condiţii normale la bordul navei [m3/h].Timpul total va trebui să se încadreze în ecartul 8÷10 ore, cu condiţia ca

(de)balastarea celui mai mare tanc de balast să se realizeze într-o perioadă de timp maximă de 2 ore.

Diametrele nominale şi grosimile ţevilor utilizate trebuie să corespundă celor STAS, grosimea minimă a ţevilor la un anumit diametru exterior fiind impusă de R.N.R.

Având în vedere configuraţia şi componenţa sistemului de tubulatură al instalaţiei de balast, funcţionarea pompei de balast trebuie să asigure învingerea sarcinei piezometrice şi a sarcinei suplimentare. Sarcina piezometrică a pompei este dată de diferenţa de nivel dintre punctul de aspiraţie al apei (valvula Kingston situată în zona fundului sau gurnei navei) şi cel de refulare ; sarcina suplimentară este dată de pierderile de presiune suferite de fluidul transportat datorită frecărilor şi turbioanelor create la trecerea acestuia prin diferitele elemete de tubulatură. Pierderile de presiune pe tubulatură se pot împarte în pierderi liniare (iau naştere prin frecarea dintre fluid şi peretele interior al segmentelor liniare de tubulatură) şi pierderi locale (datorate formelor secţiunilor de trecere ale elementelor de control, distribuţie şi îmbinare ale tubulaturilor ce conduc la devieri ale vânelor de lichid precum şi la accelerări sau decelerări ale acestora fapt ce are loc cu consum din energia cinetică

69


acumulată de lichid la ieşirea din pompa de balast). Calculul acestor sarcini are în vedere utilizarea următoarelor relaţii:

Sarcina piezometrică este dată de relaţia :

[bar].

Pierderile de sarcină se pot calcula cu relaţia :

[bar] ;

în care : dtr = diametrul interior al tubulaturii de balast considerate [m];vtr = viteza apei prin tubulatura [m/s];ρtr = densitatea apei vehiculate [kg/m3] ;λ = coeficientul de rezistenţă liniară ;Σlech = suma lungimilor echivalente ale armăturilor de pe tronson [m] ;ltr = lungimea tronsonului de tubulatură considerat [m].

Coeficientul de rezistenţă liniară este un parametru ce defineşte din punct de vedere cantitativ pierderile de sarcină suferite de fluid la trecerea sa prin segmentele de tubulatură. Acest coeficient este dependent de parametrii definitorii ai modului de curgere al apei prin tubulatură şi de parametrii constructivi ai ţevii utilizate. Astfel :

în care : Re = numărul Reynolds corespunzător curgerii fluidului prin segmentul considerat de tubulatură

kc = rugozitatea absolută a suprafeţei interioare a tubulaturii [mm] dc = diametrul nominal al conductei [m];

kc/dc = rugozitatea relativă a suprafeţei interioare a conductei.Numărul Reynolds, pentru o curgere turbulentă (caracteristică vitezelor

mari de cugere specifice deplasării apei în tubulatura de balast), se poate determina cu formula :

pentru care : vc = viteza medie a apei prin conductă [m/s] dc = diametrul nominal al conductei [m] νac = viscozitatea cinematică a apei din conductă [m2/s]

Pentru determinarea viscozităţii cinematice a apei la diferite temperaturi se poate utiliza relaţia :

[m2/s],

în care: t0C = temperatura apei ce străbate segmentul de tubulatură [0C].

70


Pompele de balast vor solicita de la motoarele de antrenare (de obicei motoare electrice de curent alternativ asincrone cu rotor în scurt circuit) o energie suficientă asigurării vehiculării apei de balast prin tubulatură la viteza şi debitul necesare. Puterea necesară a motorului de antrenare al unei pompe (de balast) este:

[kW],

unde: Qpb = debitul pompei de balast [m3/h] ;Hpb = sarcina maximă pe refulare a pompei de balast [mCA] ;γ = greutatea specifică a apei vehiculate [tf/m3] = 10,0518 tf/m3 ;ηpb = randamentul nominal al pompei de balast.

În urma efectuării calculelor mai sus prezentate s-au determinat următoarele:

- dimensiunile constructive ale tronsoanelor tubulaturii de balast:

Denumire compartimentDiam. interior

minim calculat [mm]

Gros. min perete ţeavă

conform R.N.R.[mm]

Ţeava adoptată conform STAS SR 404-1/99

Diam. inter. al ţevii adoptate

[mm]

Volum compartiment deservit [m3]

Tanc lateral superior 1 Bb (Tb) 107,65 4,5 219 x 6 207 213,9Tanc lateral superior 2 Bb (Tb) 156,41 4,5 219 x 6 207 656,1Tanc lateral superior 3 Bb (Tb) 131,59 4,5 219 x 6 207 390,7Tanc lateral superior 4 Bb (Tb) 152,37 4,5 219 x 6 207 606,6Tanc lateral superior 5 Bb (Tb) 131,59 4,5 219 x 6 207 390,7Tanc lateral superior 6 Bb (Tb) 157,13 4,5 219 x 6 207 665.2Tanc lateral superior 7 Bb (Tb) 124,74 4,5 219 x 6 207 332,8Tanc balast pic prova nr. 8 204,97 5,4 324 x 8 308 2076,6Tanc balast pic pupa nr. 43 135,88 4,5 280 x 8 264 430,2Tanc dublu fund 11 Bb (Tb) 120,88 4,5 324 x 8 308 302,9Tanc dublu fund 12 Bb (Tb) 169,53 4,5 406 x 12 382 835,4Tanc dublu fund 13 Bb (Tb) 208,68 5,4 406 x 12 382 1558,3Tanc dublu fund 14 Bb (Tb) 198,44 5,4 406 x 12 382 1339,8Magazia nr. 3 357,42 6,3 406 x 12 382 7829,3Magazia nr. 5 357,42 6,3 406 x 12 382 7829,3MAGISTRALA DE BALAST – 6,3 406 x 12 382 –

- debitul pompei de balast adoptate: Qpb = 1000 m3/h;- sarcina totală asigurată de pompa adoptată: Hp = 32 mCA;- timpul total de (de)balastare al navei: tb = 4,9 h (12,73 h împreună cu

magaziile 3 şi5);

71


- timpul de (de)balastare al celui mai mare tanc de balast: tbtkm = 1,038 h (3,91 h pentru fiecare din magaziile 3 sau 5).

Pentru calculul pierderilor de sarcină corespunzătoare deplasării apei de balast în tubulaturile instalaţiei, s-a considerat reprezentativ tronsonul A-N (vezi şi desen). Prin continuarea particularizării calculelor prezentate la subcapitolul anterior, s-au obţinut următoarele rezultate:

- pierderea de presiune datoarată rezistenţelor liniare întâlnite pe tronson ΔplinAN = 10,36 mCA (s-a considerat 1 bar = 9,9484 mCA);

- pierderea de presiune datorată rezistenţelor locale existente pe tronson ΔplocAN = 11,98 mCA;

- sarcina piezometrică maximă a pompei: ΔppzmaxAN = 8,8 mCA;- pierderile totale de sarcină pe tronsonul cu cele mai mari rezistenţe

hidraulice: ΔptrAN = 31,15 mCA;- puterea necesară a motorului electric de antrenare al pompei de balast:

Pmot = 22,7 kW (s-a considerat randamentul global al funcţionării pompei ca fiind ηpb = 0,52).

Notă: La calculul sarcinii piezometrice a pompei de balast s-a luat în considerare faptul că primele tancuri de balast umplute cu apă vor fi cele situate în zona dublului fund ceea ce duce la creşterea pescajului navei şi scăderea sarcinii piezometrice a pompei la alimentarea cu apă a tancurilor de balast situate în picurile navei şi a tancurilor de balast superioare, în cazul procedării în sens contrar stabilitatea navei fiind grav afectată. Rezultă astfel că încărcarea tancurilor de balast situate în zona liniei de maximă încărcare şi a celor superioare poate începe numai după ce s-au îndeplinit condiţiile necesare legate de asigurarea stabilităţii navei şi de nedepăşirea sarcinii maxime suportate de pompa (pompele) de balast.

În cazul cel mai defavorabil pentru funcţionarea instalaţiei de balast – cazul navei aflate la pescaj minim – sarcina pe absorbţie a pompei este totuşi negativă (axul pompei se află situat sub nivelul apei) ceea ce asigură autoamorsarea pompei şi concentrarea întregii sarcini asigurate de pompă pe refulare.

72


Datorită faptului că motoarele cu ardere internă nu-şi pot asigura pornirea de la turaţie zero prin mijloace proprii, este necesară dotarea acestora cu dispozitive sau instalaţii care să aducă arborele cotit la turaţii suficient de mari de la care motorul să poată să-şi asigure propria funcţionare continuă. În cazul motoarelor navale este mai mult decât necesară prezenţa unei astfel de instalaţii având în vedere gabaritul acestora şi valoarea forţelor şi momentelor de frecare la pornire ce le caracterizează.

Pornirea motorului (lansarea) se poate face prin mijloace electrice, mecanice sau pneumatice. Primele două metode sunt utilizate cu precădere în cazul motoarelor de puteri şi gabarite reduse. Mijloacele de lansare ce folosesc energia pneumatică se utilizează în cazul motoarelor navale de puteri mari şi medii (ca mijloc de lansare de rezervă pentru cel electric).

Registrele navale ce supervizează construcţia diferitelor nave impun numeroase condiţii constructive şi de performanţă pentru instalaţiile de lansare ale motoarelor principale. Astfel Registrul Naval Român prevede pentru aceste instalaţii:

- rezerva totală de aer comprimat pentru pornirea motoarelor principale nereversibile, cuplate cu elice cu pas reglabil sau cu alte mecanisme care asigură posibilitatea pornirii motorului fără sarcină, trebuie să fie suficientă pentru efectuarea a 6 porniri de fiecare motor pregătit pentru funcţionare, dar din stare rece, iar dacă există mai mult de două motoare – cel puţin 3 porniri pentru fiecare motor ; în acelaşi timp trebuie asigurată şi funcţionarea sistemelor de comandă ale motoarelor ;

- rezerva de aer comprimat va fi păstrată în cel puţin două butelii sau două grupe de butelii instalate astfel încât să poată fi utilizate independent ; în fiecare din aceste butelii se va păstra o rezervă de aer comprimat în cantitate de cel puţin jumătate din necesarul indicat ;

- buteliile vor fi dotate cu dispozitive de semnalizare care să indice scăderea presiunii cu cel mult 5 bari sub presiunea finală de încărcare a buteliei ;

- rezerva totală de aer comprimat pentru pornirea motoarelor principale nereversibile, cuplate cu elice cu pas reglabil sau cu alte mecanisme care asigură posibilitatea pornirii motorului fără sarcină, trebuie să fie suficientă pentru efectuarea a 6 porniri de fiecare motor pregătit pentru funcţionare, dar din stare rece, iar dacă există mai mult de două motoare –

73


cel puţin 3 porniri pentru fiecare motor ; în acelaşi timp trebuie asigurată şi funcţionarea sistemelor de comandă ale motoarelor ;

- se admite folosirea rezervei de aer de pornire dintr-o butelie de aer sau dintr-o grupă de butelii de aer ale motoarelor principale pentru funcţionarea sirenei şi pentru nevoile gospodăreşti ; acest lucru se admite cu condiţia măririi capacităţii buteliei de aer cu o cantitate de aer egală cu cea prevăzută de Registru pentru funcţionarea sirenei sau cu condiţia încărcării automate a buteliei de aer sau dacă există o semnalizare care să declanşeze la scăderea presiunii în butelie cu cel mult 5 bari sub presiunea de lucru ;

- se admite ca buteliile de aer ale motoarelor auxiliare să fie completate cu aer din buteliile de aer ale motoarelor principale cu condiţia montării unor dispozitive care să excludă posibilitatea trecerii aerului în sens invers.

În legătură cu sursele de aer comprimat ale instalaţiei (compresoare) Registrul Naval Român prevede :

- la navele cu zona de navigaţie nelimitată, numărul compresoarelor principale trebuie să fie de cel puţin două, din care unul poate fi antrenat de către motorul principal ;

- debitul total al compresoarelor principale trebuie să fie suficient pentru umplerea buteliilor de aer ale motoarelor principale în timp de o oră, începând de la presiunea atmosferică până la presiunea necesară asigurării numărului de porniri şi de manevre indicat ;

- compresoarele principale trebuie să aibă debite aproximativ egale ;- debitul compresoarelor cu acţionare independentă trebuie să fie de cel

puţin 50% din debitul cerut pentru toate compresoarele principale însă nu trbuie să fie mai mic decât consumul de aer necesar funcţionării sirenei ;

- pe navele cu zonă nelimitată de navigaţie trebuie prevăzut un dispozitiv care să asigure posibilitatea pornirii compresoarelor principale în timp de cel mult o oră ; în acest scop se poate folosi un compresor cu motor Diesel cu pornire manuală, care va umple o butelie de aer separată, cu o capacitate suficientă pentru trei porniri a unuia dintre generatoarele cu motor Diesel sau a unuia dintre compresoarele principale, dacă acesta este acţionat de un motor cu combustie internă.

Condiţiile de amplasare şi montare ale buteliilor şi tubulaturii sunt şi ele reglementate de Registru:

- tubulaturile destinate umplerii buteliilor de aer trebuie să fie trase de la compresoare direct la buteliile de aer şi trebuie să fie complet separate de tubulaturile de pornire ;

- fiecare din buteliile de aer de pornire trebuie să aibă posibilitatea umplerii de la fiecare compresor principal ;

74


- după fiecare compresor trebuie instalată pe tubulatură o valvulă de închidere cu reţinere ;

- pe tubulatura care alimentează cu aer fiecare motor, înaintea valvulei de pornire a acestuia, trebuie instalată o valvulă cu reţinere ;

- temperatura aerului sau a gazelor comprimate care intră în buteliile de aer nu trebuie să depăşească 900C ; la nevoie pot fi prevăzute răcitoare corespunzătoare ;

- pentru protecţia la suprapresiune a buteliilor acestea vor fi prevăzute cu supape de siguranţă şi dopuri fuzibile ; dacă evacuarea aerului realizată de către acestea se face către exteriorul compartimentului maşini atunci tubulatura aferentă se va alege cu o secţiune transversală cel puţin dublă faţă de secţiunile de trecere ale supapelor de siguranţă şi dopurilor fuzibile şi va fi prevăzută cu dispozitive de scurgere a apei. Buteliile sunt înclinate sub unghi de 30 pentru a facilita purjarea

periodică necesară datorită acumulărilor de apă condensată în urma comprimării şi răcirii aerului ; de asemenea tubulaturile se vor monta, pe cât posibil, după trasee rectilinii, cu înclinare astfel încât eventualele cantităţi de apă existente în ţevi să se scurgă către butelii. Pentru o mai mare siguranţă se prevăd pe diferitele tronsoane (dacă nu au fost montate chiar pe compresoare) separatoare de apă, ulei, impurităţi mecanice etc. Acest lucru este extrem de important deoarece aerul comprimat şi răcit în timp din butelii, la destindere, se răceşte suplimentar putând coborî, ca temperatură, sub punctul de îngheţ al apei şi provoca astfel dopuri de gheaţă pe conducte şi aduce astfel instalaţia în imposibilitate de funcţionare.

Având în vedere caracteristicile funcţionale ale compresoarelor (vibraţii, şocuri) legătura dintre acestea şi tubulatura instalaţiei se va face prin racorduri flexibile. Tipul şi construcţia acestora vor fi aprobate de către R.N.R. Pentru izolarea racordurilor flexibile în instalaţie trebuie să se prevadă valvule de închidere astfel poziţionate încât să asigure posibilitatea înlocuirii racordului fără scoaterea din funcţiune a altor consumatori din instalaţie. Presiunea de rupere a racordurilor va trebui să fie de cel puţin 4 ori mai mare decât cea de lucru iar lungimea acestora se va alege astfel încât să asigure mobilitatea îmbinărilor şi funcţionarea normală a mecanismelor.

Ţevile utilizate la transferul aerului comprimat se vor confecţiona din oţel iar cele destinate realizării legăturii între diferitele tronsoane de tubulatură şi instrumentele de măsură precum şi cele destinate transferului aerului comprimat la presiuni mici se vor realiza din cupru. Tubulaturile în care se poate produce o presiune care depăşeşte presiunea de calcul trebuie să fie prevăzute cu dispozitive de siguranţă care să preîntâmpine posibilitatea depăşirii acestei presiuni în tubulaturi. Dacă pe tubulatură se prevede un reductor de presiune, atunci după el trebuie montat un manometru şi o supapă de siguranţă. Se admite executarea unei derivaţii de ocolire a reductorului de presiune (by-pass).

75


Armăturile utilizate se vor confecţiona din bronz, fontă cu grafit nodular sau din materiale cu caracteristici mecanice superioare acestora, în funcţie de temperatura fluidului ce le străbate. Piuliţele capetelor robineţilor trebuie să fie asigurate împotriva deşurubării la manipularea acestora.

Marcarea valvulelor se face având în vedere faptul că fiecare valvulă de închidere trebuie prevăzută cu o plăcuţă fixată la loc vizibil, cu o inscripţie clară care să indice destinaţia respectivei valvule ; deasemenea, valvulele cu comandă la distanţă trebuie să aibă în posturile de comandă etichete care să indice destinaţia lor precum şi indicatoare pentru poziţia ‘deschis’ şi ‘închis’.

Pentru îmbinările traseelor de tubulaturi de aer comprimat R.N.R. prevede posibilitatea folosirii următoarelor tipuri de îmbinări : îmbinări sudate cap la cap cu pătrundere completă pe adâncime cu măsuri speciale pentru asigurarea calităţii rădăcinii cordonului de sudură pentru orice diametru, îmbinări cu mufe sudate cap la cap (cu bucşe) cu pătrundere completă pe adâncime fără măsuri speciale pentru asigurarea calităţii rădăcinii cordonului de sudură pentru orice diametru exterior, îmbinări cu mufe filetate de diametru exterior mai mic de 57 mm pentru alte tubulaturi decât cele destinate mediilor fierbinţi, îmbinări cu ştuţuri de diametru exterior mai mic de 32 mm, îmbinări cu flanşe de tipuri standardizate de către Registru (A, B, C, D, E, F – R.N.R., partea 0, pag. 535).

Suprafeţele maşinilor, echipamentelor şi tubulaturilor încălzite la peste 2200C trebuie să fie izolate adoptându-se măsuri pentru prevenirea deteriorării izolaţiei în urma vibraţiilor şi distrugerilor mecanice.

Datorită numărului mare de dispozitive existente în compartimentul maşini traseul tubulaturii de aer comprimat trebuie prevăzut cu coturi, curburi cu diferite raze de racordare, bucle etc. În legătură cu regulile după care se efectuează îndoirea ţevilor destinate diferitelor tipuri de instalaţii existente la bordul navei, R.N.R. prevede ca raza interioară de îndoire a ţevilor de oţel şi de cupru care lucrează la o presiune mai mare de 5 bari sau la o temperatură a mediului mai mare de 600C să fie de cel puţin 2,5d (d = diametrul exterior al ţevii). Dacă în procesul de îndoire nu se produce subţierea peretelui ţevii raza indicată poate fi redusa. Îndoirea ţevilor de oţel se realizează la cald la temperaturi de 8500 (7500) 10000C.

Pentru optimizarea funcţional-economică a instalaţiilor şi dispozitivelor ce folosesc aer comprimat la bordul navei (instalaţia de lansare motor principal, lansare motoare auxiliare, nevoi gospodăreşti, generare-preparare aer instrumental, tifon etc.) acestea sunt reunite într-o instalaţie generală de producere aer comprimat la bordul navei. Astfel, toate instalaţiile enunţate vor utiliza în comun compresoarele existente la bordul navei, anumite porţiuni din tubulatura de transport şi distribuţie a aerului, butelii de aer comprimat, diferitele circuite fiind separate şi protejate prin valvule şi reductoare de presiune calibrate. Instalaţiile principale ce utilizează aerul comprimat (lansare

76


motor principal şi auxiliare) au butelii de aer comprimat separate. Totuşi, din acestea sunt alimentate şi alte instalaţii (ex: sifon) urmând ca volumul de aer consumat să fie înlocuit de un altul provenit de la compresoare – buteliile de lansare joacă rol de tampon între grupul de consumatori şi compresoare. Acest fapt duce şi la o utilizare mai raţională a electrocompresoarelor ce nu mai pornesc de fiecare dată când un consumator intră în funcţiune datorită rezervei de aer comprimat existentă în buteliile de lansare.

În general, la bordul navelor, compresoarele sunt acţionate cu ajutorul motoarelor termice, electrice, turbine cu abur sau gaze sau maşini cu abur, prin cuplaje directe, curele de transmisie sau prin angrenaje. Când compresorul necesită o turaţie mare de lucru (mai mare decât cea a motorului de antrenare)- cazul compresoarelor cu şurub şi al turbocompresoarelor, se prevăd mijloace de angrenare cu roţi dinţate. Dimpotrivă, când compresorul necesită o turaţie de lucru mai mică decât cea caracteristică maşini de antrenare se recurge la varianta acţionării prin intermediul transmisiilor demultiplicatoare cu curele.

Compresoarele moderne prezintă posibilitatea acţionării la turaţii mari astfel încât să se elimine pierderile specifice diferitelor tipuri de transmisii. La compresoarele de puteri mari şi foarte mari (de ordinul sutelor de kW) se utilizează acţionarea pe baza electromotoarelor de înaltă tensiune pentru a se evita montarea de transformatoare ce duc la pierderi de ordin economic şi energetic. În cazul compresoarelor mici şi medii se poate utiliza şi acţionarea mixtă.

Pentru nava de proiectat se adoptă acţionarea de tip electric pentru compresoare. Astfel aerul comprimat este produs la bordul navei cu ajutorul unor electrocompresoare alimentate de la dieselgeneratoarele navei. Numărul electrocompresoarelor principale conform R.N.R., la navele cu zonă nelimitată de navigaţie, este de minim două.

Puterea electromotoarelor de antrenare se alege cu 10-15 % mai mare decât puterea nominală cerută de compresor iar alegerea tipului acestora se face în funcţie de natura curentului electric disponibil la bordul navei (curent continuu sau curent alternativ). Cel mai utilizat motor electric de curent alternativ (tipul de curent cel mai uşor şi mai economic a fi obţinut la bordul navei) este motorul asincron trifazat cu rotorul în scurt circuit ce are avantajele de a fi simplu din punct de vedere constructiv şi funcţional, robust, are cuplu de pornire suficient de mare pentru a porni compresorul în gol, funcţionare uniformă şi randament ridicat la plină sarcină. Se racordează la reţea prin circuite de tip stea sau triunghi.

Funcţionarea electrocompresoarelor este semnalizată prin aprinderea unor lămpi de semnalizare în postul local de comandă al instalaţiei de lansare cât şi în postul de supraveghere şi comandă maşini (PSCM). Acest lucru este necesar având în vedere importanţa existenţei aerului de lansare pentru siguranţa navei. Aprinderea într-un anumit ritm a lămpii de semnalizare în PSCM indică

77


funcţionarea normală a instalaţiei de aer. Micşorarea duratei între aprinderile succesive indică faptul că pe instalaţie sunt scăpări şi trebuie să se intervină pentru depistarea şi eliminarea acestora. De asemenea, neaprinderea lămpii o durată mai mare de timp poate indica o defecţiune în funcţionarea compresorului şi de asemenea trebuie să se intervină.

În vederea creşterii vitalităţii navei instalaţia de aer comprimat este alimentată şi de la un electrocompresor auxiliar (de avarie) care înlocuieşte electrocompresoarele principale în cazul defectării acestora sau suplineşte debitul de aer comprimat furnizat în cazul unor nevoi speciale la bordul navei. Acesta poate intra în funcţiune în mod automat sau la intervenţia directă a operatorului.

Electrocompresoarele sunt astfel alese încât să asigure umplerea totală a buteliilor de aer ale instalaţiei de lansare, începând de la presiunea atmosferică, într-un timp cât mai scurt (maxim 1 oră).

În legătură cu principiile de proiectare şi exploatare al instalaţiei de aer comprimat (de lansare cu aer comprimat) sunt prevăzute în literartura de specialitate o serie întreagă de norme din care se pot aminti: se va urmări menţinerea unui echilibru între rezerva de aer şi aerul consumat ţinându-se cont şi de factorul de simultaneitate al funcţionării consumatorilor ; schimbarea uleiului de ungere al compresoarelor se va face respectând cu stricteţe termenele şi calitatea lubrifiantului utilizat indicate de firmele constructoare ; compresoarele vor prezenta protecţii pe circuitele de ungere şi de răcire ; părţile în mişcare cu potenţial vătămător (curele, cuplaje, volanţi etc.) trebuie protejate contra atingerii ; aerul aspirat va fi luat dintr-un loc ferit de praf (în caz contrar va fi purificat cu filtre adecvate) ; este interzisă aspiraţia aerului din zone în care se găsesc gaze toxice sau inflamabile ; reparaţia compresoarelor va fi efectuată de personal calificat ; punerea în funcţiune a compresoarelor se face fără sarcină ; carcasele compresoarelor acţionate de electomotoare vor fi legate la o priză de pământ ca de altfel şi instalaţia ; se va urmări cu atenţie modul de funcţionare al instalaţiei de răcire a compresorului şi dacă pătrunde sau nu apă în cilindrii acestuia ; compresoarele sunt prevăzute pe refulare cu manometre destinate monitorizării de către operator a modului de funcţionare al acestora.

În vederea purificării aerului comprimat produs la bordul navei se vor utiliza filtre de aer de tipul filtrelor uscate, umede sau electrofiltrelor. Pentru compresoare se vor utiliza filtre ce vor asigura o limită maximă de 5 mg/m3

praf. Totodată, datorită particulelor de apă, ulei şi rugină, imediat după ieşirea aerului din compresor este necesară instalarea de separatoare specializate în vederea eliminării acestora. Prin acestea se va obţine o separare grosieră suficientă trecerii aerului prin diferitele tipuri de armături cu care este dotată instalaţia. Datorită faptului că în urma trecerii aerului prin tubulaturi va putea colecta alte impurităţi, înaintea intrării acestuia în dispozitivele ce îl utilizează

78


mai poate fi supus unei separări suplimentare, de fineţe, dacă funcţionarea respectivelor dispozitive o cere.

Instalaţiile de lansare motor principal se pot diferenţia din punct de vedere structural şi constructiv. Astfel, există instalaţii la care distribuţia aerului comprimat în cilindrii motorului se face de către un distribuitor pneumatic care fie comandă deshiderea supapelor speciale de pornire situate în chiulasa motorului acestea fiind alimentate direct de buteliile de aer comprimat, fie le alimentează cu aer comprimat, într-o ordine dictată de poziţia arborelui cotit cu care distribuitorul se află în legătură mecanică.

Elementele constitutive ale instalaţiei de lansare cu aer comprimat a motorului principal, precum şi funcţionarea acesteia, vor fi descrise în cele ce urmează.

Instalaţia este alcătuită din: 2 electrocompresoare principale cu un debit de 360 m3/h la o presiune de 30 bari, un electrocompresor auxiliar ce furnizează un debit de 70 m3/h la o presiune de 30 bari, un compresor de avarie acţionat de un motor Diesel cu debitul de 25 m3/h la o presiune de 30 bari, un compresor manual cu debitul de 25 m3/h la o presiune de 30 bari, 2 butelii de aer cu volumul de 10 m3 dimensionate pentru a stoca aerul comprimat la o presiune de 30 bari, o butelie de aer pentru compresorul de avarie cu o capacitate de stocare de 50 l la o presiune de 30 bari, tubulaturi, armături simple şi automate, separatoare de picături, ulei şi impurităţi mecanice, dispozitive de reglare şi indicare a presiunii, fitinguri, elemente de etanşare, mijloace de fixare pe structura metalică a navei etc.

Principial, funcţionarea instalaţiei de lansare se desfăşoară astfel: unul din electrocompresoare produce aer cu presiunea de 3 MPa (30 bari) care este trecut printr-un proces de separare a picăturilor şi apoi preluat de tubulatură şi dus în una din buteliile de aer comprimat aleasă de operator sau de sistemul automat de gestionare cu care poate fi prevăzută instalaţia. Înainte de ieşirea din compresor aerul a cărui temperatură este ridicată datorită comprimării este răcit până la temperatura de 900C pentru a asigura îndeplinirea condiţiilor impuse de Registru. Când butelia de aer lansare motor principal a ajuns la presiunea maximă prescrisă electrocompresorul se opreşte sau îşi continuă funcţionarea dacă celelalte instalaţii ce utilizează aerul comprimat o cer.

Datorită vibraţiilor în funcţionare ce carcterizează compresoarele, conectarea acestora la reţeaua de tubulaturi se face prin racorduri elastice rezistente la presiuni înalte. Toate compresoarele sunt dotate cu separatoare de

79


picături (de apă şi ulei) ce devarsă prin paiolul compartimentului maşini în santină.

Viteza maximă a aerului prin conducte este de 26 m/s în zona refulării compresorului auxiliar şi de 30 m/s în conductele de refulare ale compresoarelor principale şi în conductele ce fac legătura între butelii şi motor – conform R.N.R. vitezele pe care le înregistrează aerul comprimat în aceste secţiuni de tubulatură trebuie să se înscrie în intervalul 2030 m/s.

Buteliile de aer sunt prevăzute cu capete speciale multivalvulă prin care se realizează alimentarea buteliei, furnizarea de aer către reţeaua de tubulaturi, eliminarea excesului de aer în cazul creării unor suprapresiuni în butelie (mai mari de 30 bari). De asemenea, în zona inferioară, la ambele capete, sunt dispuşi robineţi de purjare. Toate aceste armături sunt acţionate manual în afară de cele de protecţie la suprapresiune ce sunt precalibrate şi funcţionează independent. Buteliile de aer comprimat sunt prevăzute cu manometre dispuse în locuri vizibile şi tubulaturi de cupru ce fac legătura cu manometrele existente pe panourile de comandă şi control existente in compartimentul maşini sau pe puntea de comandă.

Lansarea motorului principal se face introducând aer sub presiune (8 bari) în cilindrii motorului (în minim 4 cilindri la motoarele în 2 timpi) pe tot intervalul de timp necesar atingerii turaţiei de pornire (cca. 90-100 s) şi în distribuitorul de aer comprimat ce comandă supapele speciale pentru lansare. În vederea obţinerii presiunii aerului necesare lansării se vor folosi reductoare de presiune dispuse pe conductele situate imediat după ieşirea din butelii. Pentru înlesnirea desfăşurării procesului de lansare este bineînţeles necesară decuplarea prealabilă a arborelui motorului de la linia axială a navei (dispozitivul inversor). Totodata, procesul de lansare al motorului nu poate fi declanşat decât atunci când toţi indicatorii de stare specifici ai motorului şi subsistemelor ce îl deservesc - temperatura cămăşilor cilindrilor (sau a apei de răcire la ieşirea din motor), temperatură ulei de ungere, temperatură combustibil - se înscriu în limitele indicate de fabricantul motorului.

Folosirea aerului comprimat la pornirea motorului principal prezintă dezavantajul unei răciri suplimentare a cămăşilor cilindrilor imediat înainte de apariţia temperaturilor înalte caracteristice fenomenelor de ardere a combustibilului ce iau naştere odată cu stabilirea funcţionării normale a motorului. Răcirea se produce datorită faptului că aerul comprimat aflat în

80


buteliile de stocare la temperatura mediului din compartimentul maşini (aprox. 350C) şi la presiunea de stocare (30 bari) prin destinderea sa la ieşirea din buteliile de stocare se răceşte în mod semnificativ putând ajunge până la temperaturi situate cu puţin deasupra punctului de îngheţ al apei. De aceea, când motorul se află în starea ‘motor rece’, este necesară preîncălzirea mecanismului motor prin circularea forţată a apei (uleiului) circuitului de răcire la o temperatură ridicată începând cu câteva ore înainte de iniţierea secvenţei de lansare. Astfel se va evita apariţia eforturilor excesive de natură termică în cămăşile şi chiulasele cilindrilor precum şi în capetele pistoanelor.

Aerul comprimat trimis către motor ajunge iniţial în distribuitorul de aer al acestuia. Distribuitorul de aer este un dispozitiv special prin care aerul comprimat este trimis către supapele cilindrilor ale căror pistoane se află la începutul cursei dintre punctele moarte interior şi exterior. Acest lucru este posibil datorită unui sistem de supape interne, în număr egal cu numărul de cilindri al motorului, comandate de către un element tip camă care se roteşte în concordanţă cu poziţia şi viteza de rotaţie a arborelui cotit şi care astfel ‘calcă’ pe tijele ce comandă deplasarea elementelor obturatoare ale supapelor asigurând deschiderea acestora. Aerul comprimat ce pleacă din distribuitor va realiza deschiderea sau alimentarea supapelor de lansare din chiulasele cilindrilor motorului în funcţie de tipul distribuitorului.

În momentul în care motorul a atins turaţia minimă de pornire şi a început să-şi asigure propria funcţionare continuă, sistemul de lansare este decuplat automat sau manual urmând ca electrocompresoarele să înceapă reîncărcarea buteliilor de aer lansare motor principal.

Pentru a asigura vitalitatea navei, prin prescripţiile Registrului, la bordul navei sunt montate şi câte un compresor de avarie acţionat de un motor Diesel şi un compresor cu acţionare manuală ce au rolul de a asigura strictul necesar de aer comprimat pentru lansarea motorului principal în cazul nefuncţionării electrocompresoarelor sau lansarea dieselgeneratoarelor când acestea nu sunt în stare de funcţionare (şi nu pot asigura nici funcţionarea electrocompresoarelor) iar buteliile de aer comprimat pentru lansare ale acestora sunt goale.

81


Pentru calculul caracteristicilor constructiv-funcţionale ale instalaţiei de lansare cu aer comprimat a motorului principal se utilizează etapele şi relaţiile de calcul prezentate în cele ce urmează:

1) Calculul volumului total necesar al buteliilor de aer comprimat pentru lansarea motorului principal al navei

Volumul buteliilor de aer depinde în mod direct de valoarea cilindreei unitare şi de numărul de cilindri al motorului principal. Astfel :

[m3]

unde : Vb = volumul total al buteliilor de aer comprimat lansare [m3] p0 = presiunea mediului ambiant din compartimentul maşini [bar] V0 = υiVs = volumul de aer consumat pentru o pornire [dm3] υ = consumul specific de aer pentru o pornire = 6÷9 l/l

i = numărul de cilindri al motorului Vs = cilindreea unitară a motorului [dm3] m = numărul de porniri realizat cu aerul din butelii pi = presiunea iniţială a aerului din butelii [bar] = 25÷30 bar

pf = presiunea finală a aerului din butelii (la care mai poate avea loc lansarea motorului) [bar] = 7÷15 bar

Firma constructoare a motorului principal (MAN B&W) utilizează la calculul capacităţii de stocare necesare a buteliilor de aer comprimat următoarea relaţie de calcul:

[m3],în care Vb şi Vs reprezintă respectiv volumul total al buteliilor şi

cilindreea unitară a motorului exprimate în m3.

2) Calculul debitului şi presiunii aerului furnizat de către compresoareDebitul de aer al fiecărui compresor principal se calculează cu relaţia :

[m3/h]

unde : Qv = debitul compresorului [m3/h] ΣVb = volumul total al buteliilor de lansare MP [m3]

τ = timpul de încărcare al buteliilor de lansare MP (impus de Registru) [h].

3) Calculul diametrelor tronsoanelor de tubulaturăDiametrele tronsoanelor de tubulatură se calculează prin prisma

asigurării tranzitării unui anumit debit de fluid cu o anumită viteză medie de deplasare prin conducta respectivă:

82


[mm]

unde: d = diametrul interior al segmentului de tubulatură considerat [mm] Qc = debitul volumic de fluid ce străbate conducta [m3/s]

vc = viteza medie de deplasare a fluidului prin conductă [m/s].

4) Calculul pierderilor de presiune de pe tronsoanele de tubulaturaDeplasarea aerului comprimat prin tubulaturi, de la compresoare la

butelii sau de la butelii la valvula de lansare motorului principal, are loc cu pierderi de presiune (sarcină) fapt datorat curgerii acestuia cu frecare între particulele de aer şi pereţii tronsoanelor de tubulaturi şi ai armăturilor. Forţele de frecare duc la încetinirea straturilor limită ale maselor de fluid precum şi la formarea de vârtejuri în interiorul acestora fapt ce se petrece cu un consum suplimentar de energie, acesta din urmă determinând pierderile de sarcină amintite.

În practica proiectărilor instalaţiilor de tubulaturi se obişnuieşte a se împărţi pierderile suferite de fluid în deplasarea sa în pierderi pe tronsoanele liniare de tubulatură (pierderi liniare de presiune) şi în pierderi în diferite dispozitive sau elemente de îmbinare (ex : teuri, coturi) montate pe aceste tronsoane (pierderi locale de presiune).

Calculul pierderilor liniare introduse de un segment de conductă liniară se face utilizând următoarea relaţie de calcul :

[N/m2]

unde : Δplin = pierdera de sarcină liniară [N/m2] vc = viteza medie a fluidului prin segmentul de conductă considerat [m/s]

ρfc = densitatea fluidului de lucru ce tranzitează conducta [kg/m3]λ = coeficientul de rezistenţă liniarălc = lungimea segmentului de tubulatură considerat [m]

dc = diametrul interior (nominal) al segmentului de tubulatură [m].

În ceea ce priveşte coeficientul de rezistenţă liniară, în literatura de specialitate [7;8], sunt prezentate mai multe modalităţi de calcul obţinute pe cale experimentală de diferiţi cercetători sau institute de cercetare în domeniu. Utilizată pe scară largă este metoda grafică de determinare (graficele lui Nikuradze) aplicată şi în cadrul proiectului de faţă. Această metodă presupune obţinerea valorii efective a coeficientului λ în funcţie de alţi parametri definitiorii ai procesului de curgere a fluidului prin diferitele categorii tipo-

83


dimensionale de conducte. Graficele lui Nikuradze redau valoarea λ în funcţie de numărul Reynolds caracteristic curgerii şi rugozităţii relative a ţevii. Graficele au aplicabilitate pentru valori ale Re cuprinse între 105 şi 106. Astfel :

în care : Re = numărul Reynolds corespunzător curgerii fluidului prin segmentul considerat de tubulatură

kc = rugozitatea absolută a suprafeţei interioare a tubulaturii [mm] dc = diametrul nominal al conductei [m];

kc/dc = rugozitatea relativă a suprafeţei interioare a conductei

Numărul Reynolds, pentru o curgere turbulentă (caracteristică vitezelor mari de cugere specifice deplasării aerului comprimat în instalaţia de lansare), se poate determina cu formula :

7.3 Instalaţia de alimentare cu combustibil

1. Generalităţi

Combustibilul este preluat , depozitat , transvazat , pregătit şi trimis pentru alimentarea motoarelor principale , a motoarelor auxiliare , a cazanului auxiliar şi eventual debitat la o altă navă prin sistemul de alimentare cu combustibil. La majoritatea navelor comerciale , motoarele principale , în regim de navigaţie sunt alimentate cu combustibil greu , având vâscozitate mare. La pornire , în regim de manevră şi înainte de oprire se foloseşte combustibil cu vâscozitate medie , motorina. De aceea instalaţiile de combustibil sunt alcǎtuite din douǎ instalaţii:una pentru combustibil cu vâscozitate mare şi una pentru combustibil cu vâscozitate medie.Prima instalaţie va alimenta motorul principal , cazanul auxiliar şi douǎ motoare auxiliare. Dacǎ atât motorul principal cât şi motoarele auxiliare funcţioneazǎ cu combustibil cu vâscozitate medie atunci şi pentru cazanul auxiliar se va prevede acelaşi combustibil. În componenţa instalaţiilor de combustibil intrǎ : tancurile de combustibil , rezervoarele de serviciu ( de siguranţǎ ) , rezervoarele de consum , rezervoarele de scurgere , pompe de transfer , pompe de alimentare , filtre , preîncǎlzitoare , conducte de legǎturǎ , separatoare , pompe de injecţie , injectoare , aparate de mǎsurǎ şi control.

2. Prevederi R.N.R.

Pompe

84


Pentru transferul combustibilului trebuiesc prevǎzute cel puţin douǎ pompe cu acţionare mecanicǎ din care una este de rezervǎ. Ca pompǎ de rezervǎ poate fi folositǎ orice pompǎ , inclusiv pompa separatorului de combustibil. Pompele de transfer combustibil precum şi pompele separatoarelor trebuie sǎ aibǎ în afarǎ de comanda localǎ şi mijloace pentru oprirea din locuri accesibile oricând , amplasate în afara compartimentelor în care sunt instalate.Pompele de combustibil vor fi prevǎzute atât pe partea de aspiraţie cât şi pe partea de refulare cu supape de siguranţǎ

Tubulaturi

Tubulaturile de combustibil , de regulǎ nu trebuie sǎ aibǎ comunicaţii cu tubulaturile altor instalaţii.Tubulaturile de transfer sub presuiune al combustibilului trebuie amplasate în locuri uşor vizibile şi accesibile.Tubulaturile de combustibil nu trebuie instalate deasupra motoarelor cu combustie internǎ , turbinelor , tubulaturilor de evacuare a gazelor arse , tubulaturilor de abur , cǎldǎrilor de abur şi coşurilor de fum.Pe tancurile de serviciu se recomandǎ instalarea valvulelor cu închidere rapidǎ.

Încǎlzirea combustibilului în tancuri

Încǎlzirea combustibilului lichid poate fi efectuatǎ cu ajutorul serpentinelor de apǎ sau abur , sau a încǎlzitoarelor electrice. Serpentinele de încǎlzire şi elementele de încǎlzire ale încǎlzitoarelor electrice trebuie amplasate în pǎrţile cele mai joase ale tancurilor. Temperatura maximǎ a combustibilului încǎlzit în tancuri trebuie sǎ fie cu 10 grade celsius sub temperatura de aprindere.Presiunea aburului folosit la încǎlzirea combustibilului nu trebuie sǎ depǎşeascǎ 7 bari.Pentru controlul temperaturilor combustibilului încǎlzit trebuie instalate termometre în locurile necesare.

Evacuarea apei din tancurile de combustibil

Pentru evacuarea apei din tancurile de serviciu şi de decantare trebuie prevǎzute valvule cu autoânchidere şi tubulaturi de evacuare în tancurile de scurgere.Pe tubulaturile de evacuare a apei se vor instala vizoare.Utilizarea în locul vizoarelor a pâlniilor deschise este permisǎ numai la tancurile cu tǎvi colectoare.

Colectarea scurgerilor de combustibil

La tancuri , la pompe , filtre şi în alte locuri unde e posibilǎ scurgerea combustibilului se vor prevedea tǎvi de colectare.Tuburile de scurgere ale tǎvilor de colectare trebuie trimise în tancurile de scurgere.Evacuarea combustibilului scurs în tancul de preaplin sau în santinǎ este interzis. Diametrul interior al tuburilor de scurgere trebuie sǎ fie de cel puţin 25 mm.Se va prevedea o semnalizare de avertizare care sǎ indice nivelul limitǎ superior în tancurile de scurgeri şi în cazul deteriorǎrii învelişului exterior.

85


Umplerea tancurilor de buncǎr

Navele vor face buncǎr cu combustibil lichid printr-o tubulaturǎ permanentǎ , dotatǎ cu valvulele necesare încǎrcǎrii combustibilului în toate tancurile principale de buncǎr. Tubulatura de umplere a tancurilor trebuie dusǎ cât mai aproape de fundul tancului.Tuburile de umplere ale tancurilor situate deasupra dublului fund trebuie racordate la pǎrţile superioare ale tancurilor.

Tancuri de combustibil

Tancurile de combustibil trebuie sǎ fie separate de tancurile pentru apǎ potabilǎ , de cele pentru apa din cǎldǎri , de tancurile pentru ulei vegetal şi de cele pentru ulei de ungere prin coferdamuri. La navele cu tonaj brut mai mare sau egal cu 400 , compartimentele amplasate în prova peretelui de coliziune nu trebuie sǎ fie utilizate pentru transportul combustibililor sau a altor lichide inflamabile.

Alimentarea cu combustibil a motoarelor cu ardere internǎ

Echipamentul instalaţiei de combustibil trebuie sǎ asigure alimentarea cu combustibil pregǎtit în mod corespunzǎtor şi curǎţat în gradul necesar pentru respectivul motor.Filtrele de combustibil de pe tubulatura de alimentare cu combustibil a motoarelor trebuie sǎ permitǎ curǎţarea lor fǎrǎ a întrerupe funcţionarea motorului.La instalaţiile de combustibil ale motoarelor care au o pompǎ de alimentare trebuie prevǎzute mijloace care sǎ asigure alimentarea cu combustibil a motoarelor în cazul defectǎrii pompei de alimentare.

Alimentarea cu combustibil a cǎldǎrilor

Instalaţia de alimentare trebuie prevǎzutǎ cu 2 seturi de pompe de combustibil , filtre pe tubulaturile de aspiraţie şi refulare precum şi preâncǎlzitoare.Pompele care servesc sistemul de alimentare cu combustibil al cǎldǎrilor nu trebuie folosite în alte scopuri.Pentru controlul temperaturii şi al presiunii combustibilului care alimenteazǎ arzǎtoarele trebuie prevǎzute pe tubulaturǎ termometre şi manometre.

3. Automatizarea instalaţiei

La instalaţiile de combustibil se folosesc aparate de mǎsurǎ şi elemente de reglare automatǎ prin care se urmǎreşte îmbunǎtǎţirea calitativǎ a funcţionǎrii instalaţiei şi creşterea siguranţei în funcţionare.În cazul folosirii combustibilului greu se impune montarea unui vâscozimetru care sǎ regleze încǎlzirea combustibilului astfel încât vâscozitatea acestuia sǎ fie menţinutǎ la mǎrimea cerutǎ de realizarea injecţiei şi a pulverizǎrii corespunzǎtoare.Sunt utilizate relee de nivel pentru pornirea şi oprirea pompelor de transvazare a combustibilului în tancuri.

86


Aceste relee comandǎ motorul pompei pornind-o sau oprind-o la atingerea unui nivel minim respectiv maxim.Pentru mǎsurarea şi înregistrarea consumului de combustibil , unele instalaţii se doteazǎ cu debitmetre.Asemenea aparate se prevǎd pentru motorul principal şi mai rar pentru auxiliar.Se mai utilizeazǎ manometre şi termometre.Manometrele se dispun înainte şi dupǎ filtre.Ele semnalizeazǎ momentul înfundǎrii filtrelor.Atât manometrele cât şi termometrele sunt cu citire localǎ dar şi la distanţǎ a mǎrimii mǎsurate.

4. Montarea instalaţiei de combustibil

Generalitǎţi

Montarea instalaţiilor cu tubulaturi începe cu activitatea de saturare încǎ din faza de realizare a blocsecţiilor navei din necesitatea finalizǎrii activitǎţii de montare ale acestora în timp cât mai scurt.

Tehnologia de principiu

Procedeul tehnologic de montare a instalaţiei este urmǎtorul:Pregǎtirea elementelor instalaţiilor în vederea montajului.Transportul elementelor instalaţiei cu tubulaturi şi a SDV-urilor necesare de la atelier la locurile de saturare şi montaj la navǎ.Presaturarea şi saturarea secţiilor de corp cu elemente ale instalaţiilor cu tubulaturi.Montajul elementelor instalaţiilor cu tubulaturi.Executarea probelor şi predarea execuţiei lucrǎrilor de saturare şi montaj tubulaturi.Executarea circuitelor de spǎlare tubulaturi.

Pregǎtirea elementelor instalaţiilor cu tubulaturi în vederea executǎrii montajului

Identificarea pe baza marcajului poansonat pe repere ( nr. comandǎ , instalaţia nr. reperului din documentaţia de execuţie ) şi preluarea elementelor instalaţiilor cu tubulaturi din magazia secţiei.Se vor respecta:clasa materialului.Caracteristicile materialului şi dimensiunile nominale conform documentaţiei tehnice.Caracteristicile şi dimensiunile nominale ale elementelor instalaţiilor cu tubulaturi conform documentaţiei tehnice.Controlul stǎrii tehnice şi de curǎţenie a suprafeţelor interioare şi exterioare a reperelor în vederea montajului.

87


Depozitarea în containere a elementelor de tubulaturǎ în vederea transportului la locurile de montaj.Respectarea NPM aferente operaţiei de transport şi manipulare a materialelor.

Transportul elementelor instalaţiilor de tubulaturi de la atelier la locul de montare.Elementele ce urmeazǎ a fi montate vor fi transportate la locul de montaj , în containere , cu mijloace auto-moto sau electrocare.Legarea şi manevrarea containerelor se va face numai de legǎtor de sarcinǎ iar dispozitivele de ridicat vor fi verificate de ISCIR.Aprovizionarea cu materiale alocurilor de muncǎ se va face numai de personal instruit pentru aceastǎ operaţie.Manipularea containerelor se va face numai cu ajutorul instalaţiilor de ridicat.Legarea sarcinilor va fi efectuatǎ astfel încât sǎ fie echilibrate în macara ( legarea containerelor se va face în patru colţuri ) , folosindu-se parâme de oţel ( zbiruri ) fǎrǎ defecte sau uzuri; zbirurile folosite vor fi etalonate şi marcate.Pentru manevrarea unei ţevi sau a grupurilor de ţevi , legarea acestora se va face întotdeauna cu douǎ zbiruri egale pentru a asigura transportul lor în poziţie orizontalǎ.Ţevile cu forme spaţiale vor fi transportate în containere special destinate acestui scop , cu sistem de legare în patru colţuri.Comenzile pentru macara vor fi date de personal instruit şi autorizat în acest sens.Este interzisǎ staţionarea sub sarcinǎ a macaralei în timpul manevrei.Depozitarea materialelor la locul de montaj se va face astfel încât sǎ nu blocheze cǎile de acces , sǎ fie stivuite , amarate în containere şi sǎ nu deterioreze instalaţiile tehnologice provizorii.Transportul armǎturilor şi valvulelor se va face în containere cu sistem de legare în patru colţuri.Transportul se va face în ordinea montajului pentru a evita supraaglomerarea locurilor de muncǎ cu materiale.Transportul tronsoanelor pe tunel sau dublu fund se va face pe cât posibil odatǎ cu desfǎşurarea lucrǎrilor de corp , fiind obligatorie amararea pe poziţie.În cazul lansǎrii navei toate piesele şi materialele rǎmase pentru montaj , vor fi anarate sau dacǎ nu este posibil acestea vor fi coborâte de pe navǎ.

Presaturarea şi saturarea secţiilor de corp cu elemente ale instalaţiilor cu tubulaturi.

Identificarea elementelor instalaţiilor cu tubulaturi conform marcajului din containere sau de la locurile de depozitare , conform documentaţiei de execuţie şi transportul acestora la locurile de montaj , utilizând dacǎ este cazul palane verificate din punct de vedere al NPM , ISCIR.Montarea trecerilor de tubulaturǎ prin elemente de osaturǎ ale corpului navei.În principal se folosesc douǎ tipuri de treceri: etanşe şi neetanşe.Trecerile neetanşe se folosesc prin platforme C.M. , picuri , etc ; prevǎzute cu borduri de formǎ circularǎ sau rectangularǎ.

88


figura 1

Trecerile etanşe utilizate , vor fi în conformitate cu descrierea tehnicǎ.In principal , tipul trecerii e în funcţie de îmbinǎrile traseului , astfel:- trecere etanşǎ cu flanşe Pn 6- trecere etanşǎ cu flanşe Pn 10- trecere etanşǎ cu flanşe Pn 16- trecere etanşǎ cu flanşe Pn 40- trecere etanşǎ cu 3 flanşe Pn 6- trecere etanşǎ cu 3 flanşe Pn 10- trecere etanşǎ cu 3 flanşe Pn 16- trecere etanşǎ cu 3 flanşe Pn 40- flanşǎ etanşǎ Pn 6- flanşǎ etanşǎ Pn 10- flanşǎ etanşǎ Pn 16- trecere cu flanşǎ şi manşon , etc.

Pentru montarea trecerilor de tubulaturǎ prin elementele de osaturǎ ale corpului navei , se vor respecta urmǎtoarele etape tehnologice :Trasarea decupǎrii se va face pe baza datelor din documentaţia tehnicǎ de saturare ( planuri de saturare şi amenajare secţii ).SDV-uri necesare pentru trasare : ruleta , şubler , ac de trasat , compas , raportor.Dupǎ trasare maistrul va verifica corectitudinea trasǎrii pentru a înlǎtura eventualele erori.DebitareaDupǎ trasare , pentru debitarea perpendicularǎ sau şanfrenarea marginilor decupǎrii se va utiliza aparatul de tǎiere cu flacǎrǎ oxiacetilenicǎ prevǎzut cu compas.Debavurarea marginilor debitate , polizarea.Se executǎ în scopul curǎţirii marginilor debitate de brocuri , zgurǎ , oxizi , utilizǎnd : dalta şi ciocanul , peria de sârmǎ , polizorul pneumatic portabil.Decuparea se va poliza pânǎ se obţine o muchie netedǎ continuǎ.Conturul decupǎrii se va poliza pe o lǎţime de 20 mm pe ambele feţe.Conteolul vizual al suprafeţelor muchiilor.Se verificǎ calitatea marginilor suprafeţelor debitate , astfel încât sǎ nu prezinte arsuri , scurgeri de metal ; sǎ prezinte muchii netede. Dupǎ recepţionarea de cǎtre CTC a acestei faze se va trece la urmǎtoarea fazǎ de lucru.

89


Potrivirea şi prinderea în puncte de sudurǎ a trecerilor.Trecerile se monteazǎ în decupare , realizând centrarea pentru luftul de sudurǎ (sǎ fie uniform pe circumferinţǎ ) urmǎrindu-se perpendicularitatea pe elementul de osaturǎ.Dupǎ execuţia sudurii , cordoanele de sudurǎ se ajusteazǎ cu polizorul pneumatic portabil.Dimensiuni standard la montajul trecerilor :

figura 2

Distanţa faţǎ de perete

figura 3

90


Montaj aerisire la partea superioarǎ a tancurilor

figura 4

Poziţionarea şi montajul tubulaturilor ; amplasarea şi montarea armǎturilor , compensatorilor de dilataţie ; fixarea elementelor de tubulaturǎ.

La poziţionarea elementelor de tubulaturǎ şi la stabilirea punctelor de rezemare trebuie avute în vedere o serie de reguli care se vor respecta pentru buna desfǎşurare a lucrǎrilor de montare , întreţinere şi reparare a instalaţiilor navei.In vederea controlului periodic şi reparaţiilor ulterioare , elementele conductelor trebuie instalate în locuri accesibile.Modulizarea prezintǎ avantajul utilizǎrii unui spaţiu minim necesar ; totuşi distanţele dintre douǎ ţevi învecinate sau dintre ţevi şi perete trebuie alese astfel încât sǎ se asigure montarea uşoarǎ a acestora şi sǎ nu îngreuneze întreţinerea şi repararea lor.La poziţionarea şi montarea elementelor instalaţiilor cu tubulaturi se vor lua în consideraţie urmǎtoarele aspecte : parametrii fluidului transportat ( presiune , temperaturǎ ) , cerinţele tehnologice privind funcţionalitatea sistemului , condiţiile de funcţionare ale conductei (regim mecanic şi termic , coroziune , vibraţii ) , caracteristicile materialului inclusiv comportarea sub acţiunea sarcinilor şi în timp.La montaj se vor evita tensiunile care apar în conducte , fiind determinate de : presiune ( interioarǎ sau exterioarǎ ) , sarcina masicǎ ( datoratǎ greutǎţii proprii ,

91


izolaţiei , mediului de lucru sau de probǎ ) , sarcinile datorate temperaturii ( din dilataţii sau contracţii , gradientului de temperaturǎ în pereţi , etc ) , deplasarea suporţilor , mediul ambiant , etc.Condiţii de acceptabilitate ale execuţiei lucrǎrilor de montaj , general valabile instalaţiilor de tubulaturi.Traseele instalaţiilor cu tubulaturi vor respecta desenele de execuţie ( scheme de montaj , tuburi confecţionate dupǎ albume de schiţe cotate , planuri de coordonare , proiecte tehnice ).Cuplǎrile elementelor de tubulaturi vor fi amplasate pe cât posibil , accesibile pentru supraveghere şi depistarea eventualelor scurgeri.Armǎturile vor fi în mod obligatoriu accesibile manevrǎrii.In cazul instalǎrii armǎturilor sub paiol , în dreptul acestora vor fi prevǎzute deschideri echipate cu capace pentru acces.Tubulaturile vor fi pe cât posibil drepte iar numǎrul boturilor şi al îmbinǎrilor pe traseu va fi minim.Tubulaturile de scurgeri apǎ în santinǎ vor fi duse la minim 100 mm sub paiol.In locurile cele mai înalte şi cele mai joase ale tubulaturii , vor fi prevǎzute mijloace de purjare a fluidului , de regulǎ dopuri de scurgere.Se va asigura spaţiu pentru întreţinere şi vopsire a suprafeţelor astfel : 60 mm între tubulaturi şi între tubulaturi şi pereţi şi 150 mm între tubulaturi şi platforme.Trebuie sǎ se asigure posibilitatea demontǎrii fiecǎrui tronson de tubulaturǎ precum şi a armǎturilor , mecanismelor , agregatelor , etc.Inainte de montare , tubulaturile şi armǎturile se vor sufla la interior cu aer comprimat.Traseele de tubulaturi care nu se închid complet vor fi protejate împotriva pǎtrunderii impuritǎţilor , prin blindarea capetelor libere cu flanşe oarbe.Tubulatura se va fixa la bordul navei astfel încât sǎ nu prezinte deplasǎri sau vibraţii în timpul funcţionǎrii.La montajul îmbinǎrilor flexibile şi a compensatorilor de dilataţie se vor respecta cerinţele firmelor furnizoare ( din fişele tehnice ale produselor ).Tubulaturile şi armǎturile prin care circulǎ apa de rǎcire , în nodurile constructive în care se întâlnesc materiale diferite ca potenţial electro-chimic , vor fi protejate de coroziunea electroliticǎ prin montarea unor protectori de zinc.Aceşti protectori se vor monta în vecinǎtatea armǎturilor , în cazul când materialele armǎturilor şi ale ţevilor diferǎ ( ex ; bronz-oţel ).Tubulatura de aerisire a motoarelor şi rǎcitoarelor va avea pantǎ continuǎ , ascendentǎ spre rezervorul de expansiune.Tubulatura instalaţiei de aer comprimat va fi montatǎ pe cât posibil în linie dreaptǎ , cu o micǎ înclinare pentru scurgerea apei. Inclinarea nu trebuie sǎ fie spre valvula principalǎ de lansare.Toate purjele de aer se vor dirija cǎtre puţurile de santinǎ prin tubulaturi cu panta continuu descendentǎ.Ramificaţiile în T se vor evita , în special pentru tronsoanele de distribuţie a aerului.Ramificaţiile pentru tubulaturile de aer , abur se vor confecţiona conform desenului de mai jos :

92


figura 5

Tubulaturile prin care circulǎ medii fierbinţi ( apǎ , abur , ulei termal ) ce vor fi izolate , se vor amplasa astfel încât sǎ existe posibilitatea executǎrii şi demontǎrii izolaţiei.Tubulaturile de abur şi ulei termal din compartimentele maşini şi cǎldǎri , se vor amplasa pe cât posibil în pǎrţile superioare ale acestor compartimente , în locuri accesibile pentru observare şi deservire.Valvulele cu reţinere , oalele de condens , filtrele de abur se monteazǎ în poziţie orizontalǎ.Se va asigura spaţiul necesar în vederea curǎţiirii filtrului de condens şi a oalei de condens.Nu se admite aşezarea tuburilor sub paiolul compartimentului maşini sau cǎldǎri , cu excepţia tubulaturilor de încǎlzire şi de purjare a cǎldǎrilor.

93


Scurgerile de la distribuitoarele de abur şi colectoarele de condens , vor fi colectate în pâlnii şi dirijate la cel mai apropiat sifon de la scurgeri platforme.Amplasarea tubulaturilor de ulei şi combustibil se face în locuri permanent vizibile şi accesibile , in locuri protejate de lovituri mrcanice.Tubulaturile instalaţiilor de ungere , combustibil , acţionǎri hidraulice , vor fi supuse unui control amǎnunţit de verificare a curǎţeniei interioare.La navǎ blindele de protecţie se scot numai în momentul în care tuburile se monteazǎ , fiind interzisǎ lǎsarea capetelor libere neobturate.Dacǎ se constatǎ cǎ unui tub îi lipsesc capacele de protecţie , acesta va fi adus la atelier pentru refacerea curǎţeniei şi conservǎrii.Suprafaţa interioarǎ trebuie sǎ fie cu aspect de metal curat , unsǎ cu ulei de conservare , fǎrǎ urme de oxidare şi fǎrǎ nici un corp strǎin vizibil aderent pe suprafaţa unsǎ.Controlorul CTC va impune respectarea acestor cerinţe şi va verifica vizual starea interioarǎ a tuturor tuburilor şi armǎturilor înainte de montare.Tubulaturile de ungere , combustibil nu vor fi amplasate deasupra tubulaturilor de abur , a tablourilor electrice , a motoarelor cu combustie internǎ.Se admite amplasarea acestor tubulaturi în pǎrţile frontale ale tablourilor şi echipamentelor electrice , la o distanţǎ de cel puţin 500 mm , cu condiţia ca pe o lungime de cel puţin 1500 mm de acestea sǎ nu existe îmbinǎri demontabile.Tubulaturile de scurgere de la tǎvile agregatelor şi echipamentelor se vor monta cu o pantǎ continuu descendentǎ spre tancurile de scurgere.Tronsoanele de tubulaturǎ de pe aspiraţia pompelor şi separatoarelor de ulei se vor monta cu o pantǎ astfel încât la navǎ sǎ se obţinǎ olinie de aspiraţie scurtǎ cu pantǎ continuu crescǎtoare spre pompǎ , fǎrǎ coturi , sau dacǎ nu este posibil numǎrul acestora trebuie sǎfie minim.Tronsoanele de pe refulare vor fi cât mai drepte posibil , cu un numǎr minim de îmbinǎri sudate şi demontabile.Instalaţiile de ungere sunt preferabil , a se monta la navǎ cât mai aproape de momentul pornirii acestora şi de începere a circuitului de spǎlare.Armǎturile se vor transporta la navǎ cu blinde la capete.Inainte de montare se verificǎ curǎţenia interioarǎ a acestora.Inainte de montare , tubulaturile şi armǎturile se prezintǎ pentru control reprezentantului firmei furnizoare sau comisiei de recepţie din partea beneficiarului navei.Pentru tubulaturile care se şabloneazǎ şi se potrivesc la navǎ , se controleazǎ poziţionarea corectǎ a tronsoanelor , perpendicularitatea suprafeţei de etanşare a elementului de îmbinare pe axa tubului.Sculele folosite trebuie sǎ fie corespunzǎtoare , sǎ nu deterioreze sistemele de îmbinare.Suprafeţele de etanşare a elementelor de îmbinare trebuie sǎ fie curate şi paralele.La cuplarea cu armǎturi , agregate , flanşele tuburilor trebuie sǎ fie paralele cu flanşele acestora astfel încât la strângerea şuruburilor sǎ nu se creeze tensiuni care pot produce fisurarea şi spargerea acestora.

94


Inainte de cuplarea flanşei tubului cu flanşa agregatului sau cu flanşa armǎturii se verificǎ cu sonda şi şublerul paralelismul dintre suprafeţele de etanşare a flanşelor.Distanţa dintre aceste suprafeţe trebuie sǎ fie egalǎ cu grosimea garniturii , cu o toleranţǎ de minim 0.2 mm.Aceastǎ fazǎ de execuţie se predǎ la CTC. Dupǎ aceea se introduce garnitura şi se strǎnge cuplarea treptat în cruce.Capǎtul şurubului va ieşi din piuliţǎ 2-3 filete.

figura 6

Elementele de îmbinare ( şuruburi , piuliţe ) vor fi galvanizate.La montajul compensatorilor de dilataţie se va avea în vedere centrarea tubulaturii astfel încât sǎ se asigure coaxialitatea dintre cilindrul culisant şi corpul compensatorului , precum şi distanţa dintre capetele tuburilor care este datǎ în fişa tehnicǎ a compensatorului.Fixarea elementelor de tubulaturǎ.Tuburile vor fi montate astfel încât sǎ nu sufere deteriorǎri datorate vibraţiilor.Pentru suporţii fixaţi pe pereţii tancurilor , punţi sau pe pereţi etanşi , cu grosimea mai micǎ de 15 mm , se prevǎd dubluri între table şi suporţi ; grosimea dublurii nu va fi mai micǎ decât grosimea suportului.Brǎţara OR se va fixa la o distanţǎ de minim 500 mm faţǎ de coturi.Fixarea ţevilor de cupru se va face cu bandǎ protectoare împotriva ovalizǎrii , în cazul folosirii brǎţǎrilor din oţel rotund.Nu se admite fixarea suporţilor de susţinere atubulaturilor pe tabla bordajului.In principal suportul se va amplasa în corespondenţa unui element structural.Fixarea ţevilor din oţel în locuri de producere a incendiului prin scânteie , se face cu bandǎ protectoare din cupru .Zona de contact dintre tub şi suport se va vopsi cu sistemul complet de vopsire , conform specificaţiei de vopsire.

95


figura 7

96


Executarea probelor şi predarea execuţiei lucrǎrilor de montaj tubulaturǎ

Identificarea traseelor de tubulaturi montate conform documentaţiei de execuţie.Pregǎtirea SDV-urilor necesare efectuǎrii testului de presiune ( dispozitiv de presare , blinde , by-passuri , AMC-uri cu vizǎ de verificare metrologicǎ valabilǎ în timpul probei ). Probele de presiune se executǎ de cǎtre muncitorul tubulator sub îndrumarea maistrului. Probarea se executǎ înainte de izolarea tuburilor.Efectuarea probei de presiune cu aer comprimat sau cu azot se face în funcţie de tipul instalaţiei şi este specificatǎ în tehnologia emisǎ de STCN. Aceastǎ probǎ este

97


recomandatǎ a se executa în scopul eliminǎrii defectelor majore ale reperelor ce sunt supuse testului de presiune.Eliminarea eventualelor neetanşietǎţi apǎrute , remedierea defectelor majore apǎrute la presa cu aer comprimat sau azot.Efectuarea testului de presiune hidraulicǎ cu fluid de lucru , la presiunea cerutǎ prin documentaţia de execuţie şi a normelor SC. Se verificǎ etanşarea îmbinǎrilor , a armǎturilor , deformarea tubulaturilor. Vor fi evitate scurgerile inutile de fluid de lucru în locul unde are loc proba.Incercǎrile hidraulice se executǎ în prezenţa controlorului CTC , a reprezentantului SC şi a beneficiarului , la presiunea de probǎ :P probǎ = 1,5p (bari)unde p = presiunea de proiectareEliminarea eventualelor neetanşietǎţi apǎrute în timpul executǎrii testului de presiune hidraulicǎ prin procedee uzuale în cazul problemelor minore ( înlocuirea garniturilor de etanşare , strângerea elementelor de îmbinare la cuplǎri , refacerea cordoanelor de sudurǎ , înlocuirea zonelor deteriorate ale tronsoanelor de tubulaturǎ , etc ) sau prin procedee agreate cu SC.Executarea testului de presiune hidraulicǎ pe traseele ale cǎror neetanşietǎţi au fost eliminate.In timpul probei se verificǎ :- rezistenţa şi etanşarea îmbinǎrilor demontabile şi nedemontabile , a armǎturilor ,

elementelor de compensare , a tronsoanelor de tubulaturǎ , a restului de elemente componente ale instalaţiilor ce formeazǎ un anumit traseu.

- eventualele deformaţiiDecuplarea traseelor supuse testului de presiune de la dispozitivul de presare , demontarea blindurilor utilizate , demontarea by-passurilor , refacerea legǎturilor iniţiale.

Executarea circuitelor de spǎlare tubulaturi

Traseele instalaţiilor de ungere , combustibil , rǎcire , acţionǎri hidraulice , înainte de punerea în funcţiune , vor fi supuse unor operaţii de curǎţite la interior prin circulaţia fluidelor de lucru , conform cerinţelor firmelor furnizoare de echipamente.

98


7.3.2 Calculul instalaţiei de alimentare cu combustibil

1. Parametrii funcţionali

Puterea motorului : Pe = 6000 KWConsumul orar de combustibil : Ch = 2436,672 kgcb/hDomeniul normal de temperaturi pe alimentare : p = 4 – 6 bariPresiunea de injecţie : pinj = 180 bariTemperatura de intrare în preîncǎlzitorul final : T1 = 358 K Temperatura de ieşire din preîncǎlzitorul final : T2 = 408 KConsumul orar de comb. al motorului auxiliar : Caux = 118,8 kgcb/h

2. Dimensionarea tancurilor

Volumul rezervoarelor de consum

Rezervoarele de consum se instaleazǎ conform registrului în compartimentul maşini.Se considerǎ un numǎr de douǎ rezervoare de consum pentru combustibil de vâscozitate mare şi douǎ pentru cel cu vâscozitate medie. Se considerǎ cǎ motorul principal este alimentat timp de douǎ carturi din tanc. Se considerǎ cǎ un tanc de consum pentru combustibil cu vâscozitate mare , asigurǎ funcţionarea motorului timp de douǎ carturi.

Volumul unui rezervor de consum pentru combustibil greu :

C1 = 2 nr. de carturiC2 = 1,08 coeficient de mǎrire a capacitǎţii lui datoritǎ îmbâcsirii cu reziduri vâscoase. ρcg = 950 kg/mc – densitatea combustibilului

Vccg = 5,54 mc

Volumul rezervorului de consum pentru motorina necesarǎ funcţionǎrii motorului principal , se admite în limitele de 20 – 25 % din volumul celui pentru combustibil greu.

Vcm = 1,385 mc

99


Volumul rezervoarelor de serviciu

Rezervoarele de serviciu se executǎ dublate ; fiecare trebuie sǎ conţinǎ cantitatea de combustibil necesarǎ pentru alimentarea motorului principal pe durata a 24 ore de funcţionare ( 6 carturi ).

C3 = 6 nr de carturi

Vscg = 16,621 mc

Vsm = 4,155 mc

Rezervoarele de serviciu ca şi cele de consum trebuie dotate cu conducte de alimentare , aerisire , golire şi purjare , cu dispozitive pentru indicarea nivelului lichidului din interior.

Volumul altor rezervoare

În afara rezervoarelor de serviciu şi consum în compartimentul maşini , se instaleazǎ tancuri pentru colectarea scǎpǎrilor de la injectoarele motorului principal.

Volumul tancului de combustibil rezidual :

Vcr = 2,744 mc

Volumul tancului de colectare a scǎpǎrilor de combustibil de la injectoare :

Vsi = 0,686 mc

Volumul tancului de colectare a rezidurilor de la separatoare :

Vrs = 1,662 mc

Acest rezervor se prevede cu posibilitate de golire şi de încǎlzire a conţinutului.

100


Stabilirea cantitǎţilor de combustibil necesare

Cantitǎţile de combustibil care trebuie îmbarcate la bordul navei , depind de:autonomia navei , viteza navei şi de consumul de combustibil al instalaţiilor.Necesarul de combustibil se va calcula pentru a asigura funcţionarea continuǎ a instalaţiilor timp de 45 de zile.Consumul de combustibil greu al motorului principal pe toatǎ perioada impusǎ :

τ = ore τ = 1080 ore de funcţionare

Gmp = τ Ch - consumul de comb. greu al M.P. Gmp = 2631605,76 kg

Pentru a determina consumul caldarinei auxiliare se considerǎ cǎ consumul ei este de 10 % din cel al motorului principal.

Gcaz = 0,1 Gmp kg - consumul de combustibil greu al caldarineiGcaz = 263160,576 kg

Consumul motoarelor auxiliare :

Gma = τ - consumul de comb. al M.A. Gma = 128304 kg

Se considerǎ cǎ motoarele auxiliare au un consum specific de :

Caux = 0,22 kg/KWh

În cazul în care este necesar sǎ funcţioneze douǎ motoare auxiliare este prevǎzut ca volumul tancurilor de combustibil ( de depozit ) va fi majorat cu un coeficient pentru situaţii neprevǎzute.Datoritǎ faptului cǎ motorul principal funcţioneazǎ cu combustibil greu , se va adǎuga o cantitate de 15 % pentru alimentarea lui la pornire , oprire şi în domeniul de manevrǎ.Cantitatea de combustibil pentru voiaj :

- combustibil greu

Gcg = Gmp + Gcaz - comb. greu consumat totalGcg = 2894766,336 kg

- combustibil cu vâscozitate medie

Gmpm = 0,15 Gmp - comb. cu vâscozitate medie consumat de M.P.Gmpm = 394740,864 kg

Gcm = Gma +Gmpm - comb. mediu consumat total

101


Gcm = 523044,864 kg

Volumul tancurilor de combustibil

- pentru tancurile de combustibil greu

C4 = 1,15 coeficient pentru situaţii neprevǎzute

Vcg = 3784,526 mc

- pentru combustibilul de vâscozitate medie

Vcm = 683,812 mc

3. Dimensionarea schimbǎtoarelor de cǎldurǎ ( preîncǎlzitoare )

Pentru reducerea în aşa fel încât combustibilul sǎ poatǎ fi curǎţat de impuritǎţi , transportat şi pulverizat acesta trebuie încǎlzit.În acest scop în tancuri se instaleazǎ serpentine de abur iar la separatoare şi înaintea pompelor de injecţie se prevǎd preîncǎlzitoare.Pentru încǎlzirea combustibilului se folosesc schimbǎtoare de cǎldurǎ prin suprafaţǎ.

- debitul de cǎldurǎ necesar

Qv = - debitul de comb. ce urmeazǎ a fi încǎlzit

Qv = 2,799 mc/h

C = 1,85 KJ/kg grd - cǎldura specificǎ a combustibilului

Q = - debitul de cǎldurǎQ = 245974,357 KJ/h

- suprafaţa de încǎlzire necesarǎ

Cî = 1,12 - coeficient de majorare a suprafeţei de încǎlzire

k = 800 KJ/mp h grd - coeficient global de transfer de cǎldurǎ ( se adoptǎ )

Ts = 438 K - temp. vaporilor coresp. presiunii de lucru

δT = K - diferenţa medie de temperaturǎ

102


δT = 55 K

S = mp - suprafaţa de încǎlzire S = 6,261 mp

- debitul de vapori necesari pentru încǎlzire

îv = 2764 KJ/kg - entalpia valorilor saturaţi

îa = 168 KJ/kg - entalpia condensatului

ns = 0,97 - randamentul schimbǎtorului

Gv = kg/h Gv = 91,909 kg/h

Se alege un preîncǎlzitor tip “ Încǎlzitor – 6,3/A – 4/6 – 0,3.0,2.0,8 “.

4. Dimensionarea pompelor

Pompele folosite în instalaţia de combustibil sunt de tip volumic cu roţi dinţate. Pompele cu roţi dinţate sunt construcţii simple , sigure în funcţionare , deservire uşoarǎ în exploatare cu masǎ şi gabarit redus. Au un randament cuprins între 54 – 74 %. Toate tipurile de pompe vor fi în numǎr de douǎ , dintre care una principalǎ iar cealaltǎ de rezervǎ.

Pompa de transfer

Debitul pompei de transfer trebuie sǎ asigure vehicularea combustibilului din tancuri , în rezervorul de serviciu , în decursul a τ1 = 1 orǎ şi umplerea rezervorului de consum a motorului principal în τ2 = 0,5 ore.

τ1 = 1 orǎ - timpul maxim necesar umplerii rezervorului de serviciu

τ2 = 0,5 ore - timpul maxim necesar umplerii rezervorului de consum

c1 = 1,2 - coeficient ce ţine seama de reducerea randamentului volumic al pompei în decursul exploatǎrii

j = 1 - numǎrul pompelor ce lucreazǎ în paralel

Deci :

103


Qvpts = Qvpts = 19,945 mc/h

Qvptc = Qvptc = 13,297 mc/h

Se alege o pompǎ tip : D1 9

Pompa de alimentare

Pompa de alimentare ste tot de tipul cu roţi dinţate :

c2 = 1,12 - coeficient ce ţine seama de reducerea randamentului şi de ceilalţi consumatori.

Qvpa = Qvpa = 2,821 mc/h

Se alege o pompǎ tip : Dl 5.

5. Dimensionarea tubulaturilor

- pe aspiraţia pompei de transfer

Se alege o vitezǎ de curgere : v1 = 0,9 m/s

Suprafaţa de curgere :

S1 = S1 = 0,006 mp

Diametrul interior al tubulaturii :

d1 = d1 = 0,089 m

Se alege o tubulaturǎ tip 100 x 5 STAS 530/1 – 87

- pe refularea pompei de transfer

Se adoptǎ o vitezǎ de curgere : v2 = 1,4 m/s


104


S2 = S2 = 0,004 mp


d2 = d2 = 0,071 m

Se alege o tubulaturǎ : 80 x 5 STAS 530/1 – 87

- pe aspiraţia pompei de alimentare.

Se adoptǎ o vitezǎ de curgere : v3 = 0,9 m/s


S3 = S3 = 0,001 mp


d3 = d3 = 0,033 m

Se alege o tubulaturǎ : 40 x 4 STAS 530/1 – 87.

- pe refularea pompei de alimentare

Se alege o vitezǎ de curgere : v4 = 1,4 m/s


S4 = S4 = 0,001 mp


d4 = d4 = 0,027 m

Se adoptǎ o tubulaturǎ : 32 x 4 STAS 530/1 – 87.

6. Separatoarele de combustibil

105


La navele cu zonele de navigaţie nelimitatǎ şi la care combustibilul nu este curǎţat prin separare sau acolo unde acesta este depozitat în tancuri folosite şi pentru balastarea navei , este necesar sǎ se prevadǎ separatoare.Debitul total al separatoarelor ce lucreazǎ în paralel , trebuie sǎ asigure separarea combustibilului , dintr-un rezervor de serviciu în 10 ore.Pentru combustibil greu se vor prevedea douǎ separatoare din care :- unul purificator- unul clarificatorAcestea sunt cuplate în serie iar pentru combustibilul de vâscozitate medie se va prevedea un singur separator.

τs = 10 ore - timpul de separare

js = 1 - numǎrul de separatoare în serie

Debitul pentru combustibil greu :

Qscg = Qscg = 1,662 mc/h

Debitul pentru combustibil mediu :

Qscm = Qscm = 0,416 mc

106


PARTEA SPECIALǍ

107

finalasda

Documents