tehnologii de optimizare a sistemelor Și echipamentelor navale
TRANSCRIPT
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 1/15
UNIVERSITATEA OVIDIUS CONSTAN AȚ FACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ, INDUSTRIALĂ I MARITIMĂ Ș
INGINERIA I MANAGEMENTUL SISTEMELOR I ECHIPAMENTELOR NAVALE Ș Ș
PROIECT
TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR I ECHIPAMENTELOR NAVALEȘ
CONSTAN AȚ
2016
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 2/15
TEMĂ: ,,COMPORTAMENTUL HIDRODINAMIC ALE NAVEI PREVĂZUTE CU BULB DE TIP CARGO
DE 9200 TDW”
Pro!"or #oor$o%&'or ()(Dr(*%+( A)!&%$r- PINTILIE Ș
M&"'!r&%$ L&-r!% *- ROADEVIN ț
Co./or'&.!%'-) *$ro$*%&.*# &)! %&1!* /r!13-'! #-
4-)4 $! '*/ C&r+o $! 9200 '$5
Cap I. Considera ii teoretice privind deterinareaț re!isten ei "a #naintareț
Calită ile de mar ale unei nave sunt acele calită i care asigură acesteiaț ș ț
posibilitatea de a se deplasa cu viteze cât mai mari la consumuri cât mai miciAcestea sunt in!luen ate "n mod direct i preponderent deț ș rezisten a laț
"naintare a navei#ezisten a la "naintare reprezintă proiec ia pe a$a longitudinală a !or elor ț ț ț
%idrodinamice i aerodinamice ce ac ionează asupra navei când aceasta seș ț
deplasează cu o anumită viteza impusă#ezisten a la "naintare depinde de mai mul i !actori&ț ț
• 'ormele corpului navei(• )iteza navei care la rândul său in!luen ează&ț
o regimul de curgere "n *urul carenei +curgerea poate
!i laminară turbulentă sau mi$tă,-
2
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 3/15
o pesca*ul mediu i pozi ia longitudinală a navei(ș ț
• Situa ia de "ncărcare(ț
• 'actorii e$terni(• Caracteristicile scenariului navigabil +rezisten a la "naintare cre te dacăț ș
adâncimea !undului scade,(• Supra!a a udată a carenei +gradul de coroziune- de rugozitate- depuneri deț
alge i vie uitoare marine,ș ț
Având "n vedere cele men ionate mai "nainte- se poate spune că- rezisten a laț ț
"naintare este !ormată din mai multe componente- determinate de cauze diverse iș
care interac ionează "ntre ele "ntr.un mod complicatț
/n studiul teoretico.e$perimental al rezisten ei la "naintare- se !ac ipotezele&ț
Se negli*ează parado$ul lui de uat considerând valabil principiul
reversibilită ii mi cării /n acest sens vom presupune că nava stă si !luidul seț ș
deplasează in sens contrar cu viteza( )om studia rezisten a la "naintare prin componentele sale- negli*ândț
interac iunea dintre acesteaț
Sistemul de coordonate utilizat "n studiul rezisten ei la "naintare este următorul&ț
Originea "n centrul - de greutate al navei( A$a $- cu sensul pozitiv spre prova( A$a - cu sensul pozitiv spre bordul tribord(
3
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 4/15
T
A$a z- cu sensul pozitiv spre puntea navei
#ezultanta !or elor %idro si aerodinamice- care ac ionează asupra navei- esteț ț
aplicată "n centrul de presiune al corpului i !ormează cu direc ia de deplasare unș ț
ung%i oarecare#ezisten a totală la "naintare- # ț T- este dată de componenta după a$a $- a
rezultantei !or elor %idro i aerodinamice e$ercitate asupra corpului navei- laț ș
deplasarea acestuia cu o anumită vitezăOb inerea unor calită i de mar superioare presupune- "n mod deosebit-ț ț ș
proiectarea !ormelor %idrodinamice ale carenei ast!el "ncât- "n condi iile deț
e$ploatare impuse- să rezulte o rezisten ă la "naintare minimăț
'or ele care ac ionează asupra navei "n mi care suntț ț ș
T 3 'or a de trac iune (ț ț
$p . 'or a de presiune+ ar%imedică, (ț
$% 3 'or a de greutate (ț
$&d 3 'or a %idrodinamică(ț
$a . 'or a aerodinamică (ț$i . 'or a de iner ie 3a masei navei i a masei de apă aderente antrenată "n mi careț ț ș ș
odată cu navaComponentele rezisten ei la "naintare principale sunt &ț
1 #ezisten a de !recareț R $
4
Fi
G
Fa
Fhd
Fg
F
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 5/15
#eprezintă o !rac iune din rezisten a la "naintare principală i este de!inităț ț ș
de componenta după a$a $ a rezultantei !or elor de !recare e$ercitate de apă peț
supra!a a udată a careneiț
4acă intr.un curent de lic%id real se depalsează o navă atunci in *urulcorpului acesteia apar 5 zone distincte&
ona 7 3 zona lic%idului neperturbat (ona 77 3 zona stratului limită 3 "n această zănă viteza particulelor de !luidvariază de la 0 "n imediata vecinătate a supra!e ei udate a corpului i +089 3ț ș
088,) pe grani a stratului limită(ț
ona 777 . zona dârei de vârte*
R F =c F∙ ∙ ρ∙ v
2
2∙S
2 #ezisten a de presiuneț R p #eprezintă o !rac iune din rezisten a la "naintare principală i este de!inităț ț ș
de componenta după a$a $ a rezultantelor !or elor %idrodinamice ale presiuniiț
suplimentare e$ercitate de apă pe supra!a a udată a careneiț
R p=c p ∙ ∙ ρ∙ v
2
2∙ S
4istribu ia presiunii %idorstatice dealungul carenei este responsabila de alteț
doua !enomene &
1 Apari ia sistemului de valuri proprii create de navă (ț2 4esprinderea stratului limită pe supra!a a corpului navei i apari ia dârei deț ș ț
varte*uri "n zona pupa(/n consecin ă putem spune ca rezisten a de presiune are la rândul său douaț ț
componente& R p= RW + R pv
a R pv 3 rezisten a de presiune datorată vâscozită ii(ț ț
5
vI
I
I I
III
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 6/15
b R ' 3 rezisten a de valț
)alurile sunt mi cări oscilatorii produse de o perturba ie oarecare "ntr.unș ț
!luid cu o supra!a ă liberă Cauzele principale&ț
. :i cările seismice ale !undului (ș
. ;rup ii vulcanice (ț
. Ac iunea v"ntului (ț
. Atrac ia lunii i soarelui (ț ș
. :i carea navelor prin apă (ș
/n concluzie - la deplasarea navei prin apă calmă- se generează două grupe devaluri &
. rupa valurilor de prova + valuri transversale prova i valuri divergenteș
prova, (. rupa valurilor de pupa + valuri transversale de pupa si valuri divergente
de pupa,(
'enomenul rezultat din "ntâlnirea dintre valurile transversale de prova i pupa- "nș
urma căruia rezultă un val cu caracteristici noi se nume teș *%'!r!r!% ț .
Acest !enomen in!uen ează direct asupra rezisten ei de val #ezultatulț ț
inter!eren ei valurilor transversale depinde de lungimea lor )iteza navei la care seț
asigură o inter!eren ă !avorabilă a valului din prova cu cel din pupa se nume teț ș
1*'!3 o/'*.. A adar pentru a avea o viteză de val minimă e necesar stabilireaș
unei viteze optime de e$ploatare a navei4acă viteza de e$ploatare e navei e impusă- atunci inter!eren aț
!avorabilă se ob ine prin stabilirea unei valori potrivite pentru lungimea navei laț
plutire
Cap. II. Mode"area corp("(i etans a" navei car%o )*++ td'
6
v. v. tv.pp.
v.
v.
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 7/15
'lotabilitatea si stabilitatea unei nave sunt calită i nautice esen iale determinate deț ț
!ormele si dimensiunile navei- de situa ia de "ncărcare- situa ia compartimentelor+intacte sauț ț
inundate,- condi iile %idro.meteorologice- etc 4intre programele specializate utilizate "nț
industria navală am !olosit pac%etul de programe Autos%ip disponibil in <aboratorul numeric deTeoria i Construc ia Navei Acesta este alcătuit din mai multe programe specializate pentruș ț
realizarea geometriei corpului si a compartimenta*ului +Autos%ip si :odelma=er,- studiulcalită ilor nautice statice +Auto%dro,- studiul calită ilor de mar 3 rezisten a la "naintare- putereaț ț ș ț
de propulsie- propulsorul +Autopo>er,- realizarea e antiona*ului +Autostructure,ș
?tilitatea programelor de generare este una aparte- deoarece permit constructorului săintroducă sau să sc%imbe anumite valori- "n !unc ie de tipul de navă dorit sau de tipul de designț
e$terior pe care dore te să "l adopte Aceste programe permit vizualizarea navei simultan "n celeș
5 planuri- ceea ce permite o mai bună @supraveg%ere i observare a tuturor parametrilor care seș
modi!ică odata cu introducerea de valori
Cu programul :odelma=er am generat supra!a a teoretică a corpului navei cargou deț8200 td>- după care am realizat compartimenta*ul acesteia+'ig1- 'ig2- 'ig5- 'igB,
Supra!a a teoretică a corpului navei s.a modelat avand la dispozi ie planul de !ormeț ț
or iunea din corpul navei cuprinsă "ntre cuplele 0 si 20 a !ost creată ca o singură parte cuț
numele &(""- modeland toate cele 21 de cuple teoretice pe baza semilă imilor e$trase din planulț
de !orme entru realizarea !ormelor aviate pentru cuplele teoretice- am introdus punctesuplimentare pe care le.am repozi ionat corespunzător ?lterior s.au creat alte 2 par iț ț
distincte+ prova si pupa, care apoi s.au unit cu &("" prin op iuneaț ,oin to Corpul navei ast!elcreat- este un obiect de tip disp"acer
4upă realizarea !ormelor corpului- pe baza sc%emei de dispunere a tancurilor ișmagaziilor de mar!ă s.au creat magaziile de mar!ă- tancurile de dublu !und +combustibil- balast-ulei- apă- etc,- tancuri de scurgeri- !orepic=.ul si a!terpic=.ul Toate aceste obiecte s.au creat caobiecte tip -o- ale cărei pozi ii pe lungime- "nal ime i lă ime a navei s.au stabilit "n raport cuț ț ș ț
originea sistemului de re!erin ă considerată la intersec ia dintre linia c%ilei- planul diametral iț ț ș
planul transversal al cuplului maestru entru aceasta s.a utilizat din meniul edit/ comanda 0it to-care realizează intersec ia dintre un compartiment interior tipț -o i corpul navei- realizandu.seș
"n acest mod o(t-oard1(" compartimentului
7
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 8/15
'ig 1 )ederea 54 a corpului avand compartimenta*ul realizatD1E
'ig 2 Nava compartimentată . vedere transversalăD1E
8
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 9/15
'ig5 Nava compartimentată . vedere longitudinalăD1E
'igB Nava compartimentată . vedere orizontalăD1E
4upă generarea corpului navei- precum i a compartimenta*ului- am e$portat modelul "nș
programul Auto%dro +'ig1- 'ig2, ?neori această e$portare poate !i di!icilă din cauza !aptuluică este un alt program- di!erit de cel "n care s.a !ăcut studiul !ormelor navei i este posibil săș
"ntampinăm erori- cum ar !i& ;roare datorată cuplelor- dacă acestea nu sunt "nc%ise(
9
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 10/15
;roare datorată introducerii "n ordine invers trigonometrică a punctelor de
generare pentru o cuplă teoretică F arie negativă(
;roare datorată tipului de obiect selectat necorespunzator& {a.displacerb.container
c. sail
4upă e$portarea programului "n Auto%dro am realizat "ncarcărea +cargoplanul, navei-simuland diverse situa ii de "ncărcare impuse de registrele de clasi!ica ie&ț ț
1 100G mar!ă i 100G rezerve +nava gata pentru mar ,(ș ș
2 100G mar!ă !ără rezerve +nava a*unge la locul de destina ie,(ț
5 'ară mar!ă i 100G rezerve(ș
B 'ară mar!ă i !ără rezerve(ș
'ig1 ;cranul progarmului Auto%dro cu tabelul compartimentelor- date %idrostatice- pesca*elela e$tremită i si borduriț D1E
4upă alegerea unei situa ii trebuie completat tabelul cu compartimente /n @Tan= ț
contents avem coloana @'ill unde trebuie completat procentual precum i coloana @Spgr undeș
trebuie introdusă greutatea speci!ică "n tH m3
7ntroducem datele pentru <ig%t S%ip- i anume deplasamentul navei goale- precum iș ș
pozi ia centrului de greutate +<C- TC- )C,ț
4upă ce am completat aceste 2 coloane- avem c%iar i o vedere a tancului respectiv sau aș
compartimentului ales
10
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 11/15
'ig2 )ederea 54 a navei in Auto%dro după "ncărcarea compartimentelor D1E
entru a determina rezistenIa la "naintare am !olosit setul de programeA2TOSHIP 7nitial am creat !orma teoretică a mineralierului "nMODELMA3ER pe care am introdus.o "n programul A2TOPO4ER
specializat "n determinarea rezistenIei la "naintare Ji a puterii de propulsie optime /n !unc ie de anumi i parametri ai navei + principalele dimensiuni- coe!icien iț ț ț
de !ine e- numarul 'roude,- programul con ine mai multe metode de determinare aț ț
rezisten ei la "naintare pentru patru mari categorii de nave&ț
1 Nave de deplasament 3 K metode (1 Nave de semideplasament . 1 metodă (1 Nave cu !orme !ine . 2 metode(1 Nave catamaran . 1 metoda + fastcat , (
/n acest program am "ntrodus datele unei %&1! #&r+o de 8200 td> principalele dimensiuni ale acesteia sunt&
. <ungime ma$imă +<ma$ , & 5055B9 m
. <ă ime ma$imă +ț ma$, & B6000 m
. /năl imea de construc ie +4, & 2BB00 mț ț
. esca* de proiect +d, & 1L000 m#apoarte "ntre principalele dimensiuni&
. <ma$Hma$M698(
. <ma$H4 M2BB00(
. 4Hd M159 (4atorită caracteristicilor navei cargo- metoda ce poate !i utilizată esteO<<T#O
11
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 12/15
<imitele de aplicabilitate ale acestei metode sunt &. 'r 1 (. Cp +coe!icinet de !ine e prismatic,ț & 099 P 0K9 (. <H & 58 P 1B8 (. Hd & 21 P B (
1 #ezisten a la "naintare atunci cand variază aria sec iunii transversale aț ț
bulbului la perpendiculara prova
A 1A
A b Dm
2
E 50 90 629 L0 b DmE 9 9 9 9
# T DQNE 1592K6 1595BK 159B1L 159B6L
;n D=>E 100812B 100862B 101015K 101090K
A b Dm2E M aria sec iunii transversale la perpendiculara prova(ț
b DmE M cota centrului geometric al bulbului( # T DQNE M rezisten a la "naintare(ț
; DQRE M puterea de remorcare(
12
A
Ab
A
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 13/15
2 #ezisten a la "naintare atunci cand variază cota centrului geometric alț
bulbului
A b Dm2E 629 629 629 629 629
b DmE 5 B 9 6 L
# T DQNE 159BK6 159B-95 159B1L 1595LK 1595BB
;n D=>E 101069 1010B09 101015K 1008KBK 1008981
13
z
G Zb
y
7/25/2019 TEHNOLOGII DE OPTIMIZARE A SISTEMELOR ȘI ECHIPAMENTELOR NAVALE
http://slidepdf.com/reader/full/tehnologii-de-optimizare-a-sistemelor-i-echipamentelor-navale 14/15
5 #ezisten a la "naintare atunci cand variază pesca*ul naveiț
;SCA+d,DmE
1K 16 1B 12 10
# T DQNE 126L09 120BB2 1151K5 1069LK 11BKB1
;DQRE 8B91-BK K8KB2L KBB2K5 L89011 K96691
14
w L
d