LUCRARE DE LICENŢĂcu tema:

“Navă fluvială de stins incendiu cu capacitate Fi-Fi 800 m3/h, viteza de 30km/h, Autonomie 300 km+24h în operațiune de stins incendiu,Echipaj 12 persoane (6 echipaj, 4 pompieri, 2 auxiliar).

Calculul sistemului de poziționare dinamică.”

Profesor Coordonator:

Conf.dr.ing. Ovidiu Ionaș Student:Pamînt Tiberiu-Mircea

GALAŢI2015

A. Tema Generală

I. Documentare

II. Descrierea tehnică a navei

III. Determinarea dimensiunilor principale si al planului de forme

IV. Calcule hidrostatice pe plutiri drepte

V. Calculul rezistenţei la înaintare şi a propulsiei

VI. Eşantionajul navei în zona centrală

Nr. Nume Loa [m] B [m] T [m]Deplasament

[t] L/B L/Δ1/3 B/T

1 F.P Response 24.9 7.6 1.7 180 3.28 4.41 4.47

2 Fireboat 1 (Elite)

42.5 9.6 3.5 620 4.43 4.98 2.74

3 Fireboat 2 30 6.5 2.4 160 4.62 5.53 2.71

4 Fireboat 3 27.7 6 2.4 130 4.62 5.47 2.50

5 Fireboat 4 23 5 1.5 172 4.62 4.14 3.33

6 Fireboat 5 35 7.4 2.9 248 4.73 5.57 2.55

7 Fireboat 6 (Excellence)

42 10 3 680 4.20 4.78 3.33

8 Ranger 4200 42.67 10.97 2.74 428 3.89 5.66 4.00

9 Ranger 3900 38.9 9 2.2 420 4.32 5.19 4.09

10Fire Boat No. 2

Warner Lawrence

35.6 10.9 4.74 317 3.27 5.22 2.30

11 Fireboat 343 42.47 10.6 2.4 500 4.01 5.35 4.42

12 Fireboat Leschi 33.5 8.6 3.2 303 3.90 4.99 2.69

Media - 34.85 8.51 2.72 346 4.16 5.11 3.26

I. Documentare

II. Descrierea TehnicaCapitolul dedicat descrierii tehnice conține informații și

detalii asupra următoarelor elemente:

1) Tipul și destinatia navei2) Clasa navei3) Reguli și regulamente utilizate4) Caracteristicile principale ale navei5) Compartimentarea navei6) Corpul metalic al navei7) Mașini și instalații de mașini8) Instalații și echipamente de corp și punte9) Instalații electrice10) Amenajări

11) Echipamente speciale pentru lupta contra incendiilor

III. Determinarea dimensiunilor principale

În determinarea dimensiunilor principale s-au luat în considerare factorii următori:

• Dimensiunile uzuale pentru acest tip de nave;• Limita pescajului de 2m , datorită zonei de

navigație• Influența rapoartelor asupra dimensiunilor

lungimii nave;• Influența rapoartelor asupra dimensiunilor lățimii

navei nave;• Asigurarea spațiului necesar

amenajărilor de la bordul navei;

Dimensiune Valoare Unitate

Loa 33 m

Lwl 32.24 m

Lpp 31.45 m

B 7.5 m

T 2.00 m

D 3.43 m

A 34 h

v 16.2 Nd

Volum 234.5 m3

Deplasament 234.5 t

Cb 0.492

Cp 0.635

III. Calculul elementelor de flotabilitate pe carenă dreaptă

Dupa modelarea 3D a corpului carenei navei, calculul elementelor de flotabilitate pe carenă dreaptă a fost facut folosind programul RhinoMarine;

IV. Calculul stabilității inițiale

Calculul stabilității inițiale, a fost întocmit datorită necesității analizei stabilității navei sub influența momentului dat de thrusterele laterale ale navei și monitoarelor cu apă ale instalației de stins incendii.

Calculul s-a facut pentru 3 cazuri de incarcare ale navei:

Cazul 1: Volumul de combustibil la 100%, volumul de apă potabilă 100%;

Cazul 2: Volumul de combustibil la 50%, volumul de apă potabilă 50% , volumul de apă uzată 50% și volumul de balast 60%;

Cazul 3: Volumul de combustibil la 10%, volumul de apă potabilă 10% , volumul de apă uzată 90% și volumul de balast 100%;

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

hbh

IV. Calculul rezistenței la înaintare și alegerea propulsiei

Calculul rezistenței la înaintare a fost făcută prin două metode: Metoda Holtrop-Mennen Metoda Van Oortmerssen

Rezistența totală obținută prin metoda Holtrop-Mennen este egală cu 179.84 kN;

Rezistența totală obținută prin metoda Van Oortmerssen este egală cu 168.25 kN;

Diferența de 7% dintre valorile obținute prin cele 2 metode poate fi datorată neîncadrării în domeniul de aplicabilitate;

ComponenteHoltrop-Mennen

SimbolValoareacalculată

[kN]

Rezistenţa de frecare

RF 15.96

Factorul de formă al carenei

fără apendici(1+k1) 1.25

Rezistenţa apendicilor

Rapp 0.73

Rezistenţa de val propriu

Rv 153.04

Rezistenţa de corelare model-

navăRA 5.12

Rezistenţa totală RT 179.84

ComponenteVan Oortmerssen

SimbolValoareacalculată

[kN]

Rezistenţa rezidua

Rr 168.25

Rezistenta de frecare

Rf0 17.3

Pentru determinarea caracteristicilor elicei și a puterii s-au folosit diagramele KT-J și KQ-J, pentru z=5 și Ae/A0=1.05;

Instalație de propulsie este alcătuită din: 2 elice cu pas reglabil, 2 reductoare de turație și 2 motoarele MTU 16v2000 cu o putere de 1492 kW, având conectate prin flanșă PTO pompele de stins incendii.

Marime Simbol Valoare

Diametru elice De 1.45 m

Coeficientul de siaj

w 0.098

Coeficientul de sucţiune

t 0.093

Viteza de avans va 7.52 m/s

Coeficientul influenţei corpului

ηH 1.006

Turatia optimă a elicei noptim 576 rot/min

Randamentul elicei în apă liberă

0 0.55

Puterea disponibilă la elice

Pe 1290 kW

Puterea la flanşa motorului

Pb 1357 kW

V. Eşantionajul navei în zona centrală

Calculele de eșantionaj s-au efectuat în conformitate cu prevederile regulilor pentru clasificarea și construcția navelor de destinație interioară, cu lungimi mai mici de 40m, ale registrului Bureau Veritas.

După întocmirea calculelor elementelor structurale și a momentelor de arc și contraarc (hogging și sagging), rezultatele și au fost verificate folosind programul MARS.

B. Tema Specială :Calculul sistemului de poziționare dinamică

I. Alegerea clasei și încadrarea în reguli

II. Calculul forțelor exteriore

III. Calculul împingerii thrusterelor

IV. Alegerea echipamentelor

V. Verificarea împingerii thrusterelor 

VI. Arhitectura sistemului

I. Alegerea clasei și încadrarea în reguli

Clasa navei este “DYNAMPOS” și a fost aleasă folosind registrul de clasă Bureau Veritas. Clasa DYNAMPOS este completată cu AM (automatic mode), deoarece sistemul este construit pentru a-și menține poziția automat, fără necesitatea intervenției unui operator.

Clasa de redundantă atribuită echipamentelor instalației de poziționare dinamică, este Clasa 1, ceea ce înseamnă că, în cazul în care apare o defecțiune a unui element al instalației de poziționare dinamică, atunci nava își poate pierde capacitatea de menținere pe poziție.

Sistemul componentelor

Echipament Cerinte minime

Sistem electric

Generatoare Fara factor de redundanta

Tablou electric 1

Sistem de distribuție Fara factor de redundanta

Sistem de management putere 0

Sistem propulsie

Aranjamentul propulsiei Fara factor de redundanta

Sistem control

Calculatoare pentru control 1

Instrument pentru control manual al poziției

1

Instrument pentru control manual al thrusterelor

1

Sisteme de referință pentru poziție

2

Senzori

Vânt 2

MRU 1

Gyrocompas 2

II. Calculul forțelor exteriore

Forta Valoare [kN]

Forta vant 35.42

Forta curent 34.56

Forta monitorului 1.572

vantvantdvantaervant ACvF .2

2

1

curentcurentdcurentapacurent ACvF .2

2

1

ajutaj

apamonitor A

QF

2

Mișcările navei ce trebuiesc controlate sunt:

Mișcarea de translație laterală – „Sway”; Mișcarea de translație longitudinală – „Surge”; Mișcarea de rotație în plan orizontal – „Yaw”;

Principalii factori ce influențează poziția navei sunt următorii:

Vântul; Curenții; Echipamentele de la bordul navei;

III. Calculul împingerii thrusterelor

IV. Alegerea echipamentelorSistemul

componentelorEchipament Model Echipament

Sistem propulsie Thrutere

ProvaThruster model

42TT400ML-AL

PupaThruster model

36TT300ML-AL

Sistem electric Generatoare

Prova Generator M1305 300kW

PupaGenerator

M250C13 225kW

Sistem control

Panou comanda K-Bridge IBS

Sistem automat K-Pos DP – 12 system

Sistem manual cPos DP cu cWing joystick

Sisteme de referință pentru poziție

( GPS )

PrincipalDifferential Positioning

Sensor Model 5D

AuxiliarDifferential Positioning

Sensor Model 232

Senzori

VântPrincipal Windobserver II

Auxiliar Windobserver II

MRU Kongsberg’s MRU D

Gyrocompas

PrincipalNaviGAT 2100 Gyrocompass

AuxiliarNaviGAT X MK 2

Gyrocompass

V. Verificarea împingerii thrusterelor

3

2

TLP C

DTPKT

ThrusterÎmpingere

Necesară [kN]Împingere

Nominală [kN]Împingere

Efectivă [kN]

Thruster Prova

41.1 43 41.8

Thruster Pupa

31.9 32 31.92

VI. Arhitectura Sistemului

Vă mulțumesc pentru atenție!