INSTALATII DE BORD SI PUNTE

(note de curs)

1. Structura instalatii navale (1)

Certificarea instalatiilor de bord si punte a fost facuta o data cu existenta mijloacelor de deplasare pe apa , inca de la aparitia primelor ambarcatiuni .

Aceasta categorie a fost inclusa in conceptul om- ambarcatiune si s-a dezvoltat de-a lungul perioadei de modernizare , suferind implementarea tehnologiilor de top ale societatii.

De amintit impactul descoperirii busolei , ca instrument modern de navigatie ,(aprox 1000 ani in urma de chinezi ), existind ipoteze de folosire si de catre egipteni, descoperirea Lumii Noi , impactul considerabil asupra societatii.

1.1 Introducere

Nava este privita ca un sistem complex ce indeplineste trei obiective majore :

-Primul este destinat scopului navei de a transporta marfa sau a executa servicii, ceea ce determina tipul de nava , zona de activitate .

-Al doilea obiectiv este legat de capacitatea navei de a naviga in conditii optime sau speciale

-Al treilea scop il reprezinta asigurarea conditiilor de habitat si sigurantei echipajului la bordul navei .

Toate aceste functii stau la baza instalatiilor navale , inst de bord si de punte .

Reglementarile de proiectare, constructive , expluatare sunt evidentiate de norme , reguli impuse de Autoritatile nationale si internationale (Registre de clasificare , SOLAS, IMO , etc.). Evident ca pentru fiecare etapa exista reguli precise, delimitate activitatii.

Din punt de vedere a cadrului timp : Faza initiala proiect sfirsitul expluatarii navei .

Din punct de vedere al locului : At . proiectare santier zona maritime sau fluviala.

Participanti la proiect sunt : armatorul , executantul ( priect si exe.), executantul serviciilor , beneficiar.

Legatura dintre acestia se regaseste contractual , cauzal si temporal pentru fiecare faza .

Toate aceste elemente enumerate mai sus au impact asupra intalatiilor navale (bd si pt )

Fazele principale de elaborare/fuctionare a instalatie sau a unui sistem sunt :

proiectarea /avizare

executie / test (tehnic , etans )

commissioning (punerea in functiune )

test (shore , sea sau combinat)

expluatare /revizii /reparatii /modernizare

Ca principiu derularea etapelor reprezinta incadrarea in sisteme de calitate, proceduri , norme tehnice.

Ca factori implicati in etapele mai sus mentionate :

- finante

- informatie

- materiale/energie

- management/principii

Aceste elemente pot fi gasite total sau partial in fazele de elaborare/functionare de mai sus.

1.2 Categorii

Instalatiile mai pot fi impartite in patru categorii:

-Inst . energetice destinata:

propulsie nava, generare energie agregate, generare abur, generare aer.

-Inst tubulaturi :

Ballast , santina, cargo lichid, fi-fi , sanitare, clima ,

-Inst punte :

Manevra-legare, ancorare, incrcare/descarcare, remorcaj, salvare, inst speciale.

-Inst de navigatie :

Giro, satellite, loch, ultrason , radio, special (detectare /locatie )

1.3 Elementele inst. hidraulice si pneumatice :

1.Masini hidraulice

a) Mainile hidraulice pot fi : HIDRAULICE, avind ca fluid apa, ulei

sau PNEUMATICE avind ca fluid un gaz .

b) Dupa sensul transformarii energetice :

- generatoare hidraulice / transforma energia mecanica in energie hydraulica, (pompe , ventilatoare).

- motoare hidraulice / transforma energia hidraulica in energie mecanica

(turbine si motoare)

- transformatoare hidraulice /sau transmisii hidraulice , transforma energia mecanica in hidraulica si apoi din nou in energie mecanica, (ambreaje hidraulice , convertizoare hidraulice) , sau transformatorul hydraulic (energie hidraulica energie mecanica energie hidraulica)

c) dupa modul de deplasare a fluidului in interiorul masinii :

- turbomasini fluxul este continuu intre iesire si intrare , transferul de energie se realizeaza prin interactiunea hidrodinamica curent lichid- rotor. (pompe centrifuge, pompe axiale , turbine Kaplan )

- masini volumice in acestea se transporta volume determinate intre sectiunea de iesire si cea de intrare. pompe cu piston , pompe cu palete culisante, pompe cu roti dintate, motoare liniare).

1.4.Tubulaturi :

Sunt elemente prin care circula mediul fluidul (compresibil sau incompresibil) in conditii special de temp si presiune .

Tubulaturile se clasifica dupa :

- Material : otel , fonta , neferoase, composite.

- Destinatie : constr, izolatii , actionari .

- Proces fabricare : trasa, laminate, sudata.

- Protectie : galvanizata, neagra, alte protectii .

-

Tulatura are ca scop deservirea instalatiei din care face parte ( vezi cap. urmatoare).

Tubulatura constructive este definite de DN (mm) ,grosime(mm), p(N/m) , lungime.

O alta definire importanta a tevilor este clasa lor data de presiune si temperatura.

Aceste tipuri de clase genereaza incidenta Societatii de Clasificare.

Un tip relativ nou in constructia navala este teava de tip AMERON, folosita ptr inst ballast, santina, apa calda,rece, ect.

Aceasta este fomata din matrial Thermoset, (asupra caruia nu se mai poate inerveni mechanic. Elementele constituente ale materialului sunt :

- Rasini+intaritor (structural)+aditivi .

Ca rasina este folosit poliesterul , cu reactive exoterma , sau epoxy+hardner

Intaritori sunt folosite fibrele de carbon sau fibrele de sticla .

Aditivi sunt folositi pentru propietatile fizice si chimice, pot fi organic sau anorganici, fibra sau granular si pot fi : mica, carbon , pigmenti color.

Tabel 1 Tipuri de instalatii/clasa tevi

Este de remarcat faptul ca tevile de clasa I functioneaza la temp mai mari de 300 C sau presiuni mai mari de 16/40 barr.

Tevile de clasa II au ca limita superioara temp de 300 C si presiunea de 16/40 bar.

Tevile de calsa III au ca limita superioara temperature de presiunea de 7/16 bar si temp de 200/60 C.

Datorita faptului ca traseele de tubulatura sunt lungi este necesara imbinarea lor. In practica curenta imbinarile se fac functie de tipul de instalatie , existind mai multe variante pentru acestea, acestea putind fi demontable sau fixe.

a)Cuplarile fixe se realizeaza prin:

- sudura cap la cap, full pen sau deep pen. Ca procedura de sudare se foloseste in functie de matrial , electrod , MIG/MAG, WIG,TIG.

Sudura poate fi manuala , semiautomata, automata.

Verificarea de face prin metode NDT(raze X, , ultrasunete , spuma, camera video )

-Bercluire - sudare sau inel unic (one way) la inst sanitare.

-Manson exterior simplu sau dublu (cuplare Z) sau interior ( de rezistenta).

b) Cuplari demontabile:

- cu insurubare: piulita olandeza, ERMETO, record filetat

- cu flansa , simpla ,canal si pana , flansa de perete ( bulkhead flange).Importante sunt tipurile de garnituri functie de natura fluidului (Cupru, clingherit, cauciuc).

Flansele de la inst ulei , combustibil au manta de protecte metalica (spray shield).

- cuplare rapida de tip Stortz, sau cu guler (Fi-Fi, hidraulica )

Imbinari flexibile sunt foarte importante datorita elasticitatii navei si variatiilor de temperatura.

Acestea se folosesc la diverse instalatii

- Furtun flexibil hidraulica capace mecanice magazie(miscari ample)

- Compensatori burduf cauciuc sau metal inst racire, frig , evacuare gaze.

- Telescopici ballast . Cuplari Helden (vezi foto)

- Autocompensare (bucle ), ulei termal in tancuri , combustibil .

Fixarea tubulaturii de elemntele de osatura sau suporti de face in functie de tipul instalatiei , diametrul tevii, conform standardelor in aplicate la nava .

Aceasta consta in general in :

Bride (colier) simple

Bride cu bratara

Brida cu platbanda

Trecerile prin pereti sunt impuse de Normele de Registru . Sunt legate de tipul de perete, osatura , izolatie , rezistenta . Scopul este de a etansa zona adiacenta .

Acestea constau in treceri propriu-zise:

- Treceri cu manson

- Flansa de perete , aplicata sau incastrata/ treceri hidraulice (prize)

- Treceri filetate

- Treceri cu sfirsit de traseu : sonde incastrate, sifoane pardosea, prize si stuturi de bordaj.

Tevile ce sunt conectate la invelisul exterior al navei au o constructive speciala de intarire in zona de cuplare. Toate sunt tevi de clasa. Sudarea si verificarea lor se face in mod special .

In functie de scopul tevilor acestea pot fi :

Izolate termic /fibre minerale (rock wool) sau Armaflex , cu inst. de incalzire electrica/rezistenta , cu impamantare ptr tevi de cablu , cu inst de racire (gaze esapament), protectie mecanica .

Marcajul si demarcarea tevilor pe instalatii se face cu inele colorate codificate.

Modul de testare a tevilor se face vizual sau NDT(non destructive test).

Testele se fac pe tronsoane (spooluri), sau pe instalatie cu sau fara agregate. Testele se fac cu aer, azot, argon, apa , ulei , functie de tipul instalatiei . Se pot face teste cu suprapresiune sau cu vacuum .

1.5.Armaturi

Sunt elemente ale instalatiilor de reglaj al parametrilor , inchidere , deschidere.

Ele pot fi cu: cep(15-20 bar), ventil, sertar, future, clapet, flotor, special.

Alegerea lor se face in functie de presiunea instalatiei .

Cuplarea a mai multor armature se face in casete de distributie sau manevra.

Armaturile speciale : filter, sorburi , oale de condens.

1.5.1 Actionarea armaturilor .

Datorita spatiului limitat sau a gradului de automatizare actionarea armaturilor se face mechanic, hydraulic , pneumatic, electric.

Armaturile pot fi NORMAL INCHIS sau NORMAL DESCHIS.

-Actionarea mechanica prin tije, pirghii, se poate si automatiza(dubla)

-Actionarea electica se face cu ajutorul unui electromagnet sau electromotor ce actioneaza tija armaturii , direct sau indirect.

-Actionarea hidraulica foloseste fluidul de transport sau circuit separat de fluid.

-Actionarea pneumatica foloseste presiuni de pina la 30 bar

1.5.2 Armaturi de reglaj

Aceste armature au ca scop reglarea parametrilor functionali in anumite limite sau sub o valoare data, (de siguranta):

a) Reglarea presiunii-

Acestea pot fi :

-de siguranta

- de siguranta propriu-zisa

-de reglare cu mentinere constanta a presiunii de obicei intre 1,1 si 0,9 din valoarea presiunii

Regulatoarele de presiune (presostate)

b) Reglarea temperaturii

- Semnalizare temperature extreme

- Siguranta

- Reglarea temperaturii

c) Reglarea debitului si a nivelului.

La nave se folosesc traductoare cu diafragma (drosere), cu masini hidrodinamice sau masini volumice.

Folosirea diafragmei (inel )conduce la o scadere a presiunii pe traseu ce este convertita in debit (dupa curba de etalonare a diafragmei)

Masinile hidrodinamice transforma misarea de rotatie (rotatii), in debit

Traductoare de tip deversor

Masinile volumice folosesc doi elementi a caror rotatie determina un volum

In functie de nr. de rotatii de stabileste volumul de lichid ce trece prin conducta.

-Masurarea nivelului in tacurile de ballast si combustibil se face electric sau pneumatic.

Sunt cazuri in care se folosesc mobree cu flotor ptr nivel maxim sau minim cu semnal electric (casete , mici tancuri)

La tancurile de ballast semnalul dat de traductorul de presiune electric este convertit in volum .

Pentru lichide inflamabile se foloseste sistemul pneumatic de masurare .

Alt system pentru tancuri cu lichide inflamabile este cel cu radar montat sub punte . Calibrarea sa se face in functie de volumul tancului , asieta. Volumul scanat este cel al volumului tancului gol.

Masurarea pneumatica.

Se insufla aer prin sonda masurind presiunea aerului ce iese la suprafata. Acesta trebuie sa invinga presiunea hidrostatica a coloanei de lichid . Semnalul de presiune se converteste in semnal electric iar apoi digital sau analogic pe un ecran .

d) Reglarea viscozitatii :

Reglarea viscozitatii este necesara la motoarele principale care functioneaza pe combustibil greu. Viscozitaea admisa este de 2-2,5 grade Engler.

-Traductoare hidrostatice ,

Se bazeaza pe propietatea careia in cazul curgerii laminare a fluidului caderea de presiune este proportioanala cu viscozitatea.

Pentru proportionalitate Re crt mai mic de 2300.

-Traductoare hidrodinamice au la baza frecarea viscoasa intre doua discuri la care primul este antrenat mechanic iar miscarea se transmite la al doilea prin intermediul lichidului.

Traductoare cu cilindri concentrati se bazeaza pe frecarea viscoasa dintre doi cilindri cu transmiterea turatiei . (grosimea stratului limita)

e) Rezervoare hidraulice .

In majoritea sisitemelor hidraulice pe nava se intilnesc rezervoarele hidraulice sau tancuri de ulei .

Instalatii care sunt dotate cu rezervoare (power pack) , sunt inst capace mecanice , inst guvernare , inst ancorare, inst manevra-legare , inst ulei termal.

Sunt operatii de test presiune pe instalatii , operatii mecanice care folosesc acest tip de instrument.

Acestea au ca scop :

Egalarea diferentei instantanee dintre cantitatea de lichid absorbita si cea refulata

Conduce energia termica rezultata prin frecari

Separa aerul , apa si impuritatile mecanice

Inaltimea lichidului trebuie sa fie aprox. 80-90% din inaltimea rezervorului .

Conducta de aspiratie trebuie sa fie tesita la 45 grade , situate la 30 mm de fundul rezervorului .

Conducta de retur trebuie sa fie tesita la capat.

Celel doua conducte trebuia sa fie cit mai departate intre ele.

Temperatura nu trebuie sa depasesca 50 grade C. Se poate face racirea sau inclazirea uleiului din rezervor. Rezervorul se inspecteaza tehnic si etans .

Adesea pe capacul de inchidere se monteaza pompe, distribuitoare, ventile de presiune , filter.

1.6. Realizarea instalatiilor navale :

Realizarea instaltiilor navale se face in trei pasi :

Proiectare, executie , montaj (test).

--Proiectarea se face prin programe specializate pe tipuri de instalatii conform regulilor de Registru de clasificare, (Cadmatic-Nupas )

Initial se stabilesc elementele de baza ale instalatiei , agregate, tubulaturi , armaturi , elemente de comanda si control , traseul tubulaturii ,amplasarea agregatelor. Planul de baza il constituie schema instalatiei ,system plan , ce cuprinde si conditiile tehnice aferente. De asemenea se elaboreaza layout plansi combination drawing, ce face legatura cu alte ansamble si sisteme .

Aceste date pot fi gasite si in planul 3 D- eBrowser, ce materializeaza toate informatiile elementelor, codificare , legatura cu alte desene (link-uri) .

Desenele de eecutie ptr ateliere se refera la elaborarea desenelor ptr tronsoanele de teava (spool-uri ).

--In ateleier se confectioneaza tevile ,(procedee numerice 3D), se monteaza prin sudura flanse, mufe si alte elemente , dupa care se face pregatirea tevilor , decapare, galvanizare, uleiere. Unele tronsoane de tubulatura se preseaza si se inspecteaza in atelier.

--Acestea se transporta la nava unde incepe montajul tubulaturii , conectarea cu agregatele.

Instalatia se preda tehnic si etans functie de norme , dupa care se face punerea in functiune a instalatiei (commissioning) .

Urmeaza probele de cheu sau de mare in care se testeaza functionarea instalatiei conform unui protocol ce cuprinde parametric de functionare . Aceste probe se

executa in prezenta reprezentantilor Santierului executant, armatorului si Registrului de clasificare (BV, DNV, ABS, GL, LRS)

2. Calculul hydraulic si pneumatic (1)

2.1 Definirea sarcinii pompei

Instalatiile navale sunt caracterizate de parametric functionali .

Cei mai important sunt :

Debitul cantitatea de fluid ce trece printr-o sectiune .

Inaltimea de pompare- energia specifica totala primita de lichid la trecerea sa prin masina (diferenta dintre energia totala specifica a lichidului la iesire, respective la intrarea in masina

Putera utila (Pu)- reprezinta puterea transferata lichidului , puterea dezvoltata de masina.

Puterea absorbita (Pa)- puterea aplicata masinii pentru a realize pomparea

Puterea diponibila reprezinta puterea cedata de lichid la trecerea sa prin masina

Randamentul reprezinta eficienta transformarilor din masina. Pu /Pa

Debitul poate fi masic si volumic . Ptr gaze se defineste functie de temp .

Sarcina !- reprezinta aportul energetic pe care pompa o transmite fluidului .

Sarcina este diferenta de energie specifica a fluidului la iesirea din pompa si intrarea in pompa

H=Er-Ea [J/m] (1)

P=QH [w]

Considerind schema de mai jos si scriind ec Bernoulli intre punctul de intrare si iesire din pompa si facind diferenta :

Energia pompei se consuma ptr energie cinetica , energie piezometrica , energie de pozitie .

Scriind ec. B intre punctul 1 si Pa si Pr si 2 , inlocuind in ec. 1 se determina sarcina pompei :

Pierderea de sarcina pe instalatie:

Energia fluidului in cele doua rezervoare :

Termenul I :

-Crestere de energie cinetica

-Cresterre de energie piezo

-Crestere de aport ridicare fluid la inaltime

Termen II:

pierderea hidraulica pe instalatie

Rezulta ca puterea pompei = puterea pe instalatie

Regimul de functionare se defineste in :

- Regim tranzitoriu , accelerare fluid

- Regim stationar , fortele de inertie nule.. Ptr aceste regimuri se calculeaza parametrii pompei .

Problema A (ec. 10)

Sa se determine parametrii pompei .

Se dau : energia cinetica , ridicare fluid , h se determina din proiectare (se dau Q si d, sau Q si v, fie v, d)

Se calculeaza h pierderi locale si liniare .

Cu Hp calculat si Qp dat sau calculat se alege pompa

In care

- coeficient de pierderi liniare , functie de Re si rugozitatea relative =k/d, Re =vd/

k rugozitatea absoluta

- coefficient de pierderi locale

- viscozitatea cinematic [m/s]

Problema B

Se dau conditiile de cuplare, sarcina pompei si se cere dimensionarea instalatiei care realizeaza o pierdere sa sarcina :

Se da (energia cinetica , z-z),h, Q,v sau d, putind rezulta valoarea h [17].

nu se poate calcula ,depinzind de Re. de aceea se ia valoarea =0.2

Calculul de face prin aproximatii successive.

2.2 Conditii de functionare a pompelor pe aspiratie .

Se considera montajul din fig 2.2.

Ec Bernoulli intre punct O si punct A.

Se face notatia

Hv sarcina vacuumetrica

ha- pierderea de sarcina intre punctele O si A.

Sarcina vacumetrica are valoare maxima atunci cind presiunea in punctual de aspiratie A ajunge la valoarea presiunii vaporilor saturati .

Sarcina vacuumetrica reprezinta o marime care caracterizeaza propietatile de aspiratie .

Sarcina se consuma pentru a crea fluidului viteza v , pentru a-l ridica la inaltimea Za si a invinge pierderile hidraulice . ceea ce impinge lichidul este presiune admosferica .

Pompele au sarcini vacuumetrice mai mici decit sarcina vacumetrica maxima.

Inaltimea de aspiratie este inferioara valorii de 10,33 mHO. (mCA), echivalentul presiunii admosferice .

Conditia este ca Pa mai mare Ps , pentru o functionare stabile.

In caz contrar poate apare fenomenul de cavitatie .

Problema se pune practice pentru lichide fierbinti .

Presiunea vaporilor depinde si de temperatura.

Cauzele aparitie fenomenului de cavitatie :

- Inaltimea de aspiratie mare (nivelul pompei si nivelul apei )

- Pierderea totala de sarcina pe conducta de aspiratie , fie cresterii debitului , fie infundarii sorbului pompei , deci crestera coeficientului hidrodinamic s

- cresterea temperaturii apei

- Concentratia mare de gaze dizolvate in apa

- Functionarea pompei cu debite mari la inaltime de pompare mica

Pentru performanta se foloseste o alta marime NPSH (Net Positive Suction Head ). Acesta este rezerva de energie pe care lichidul o poseda la intrarea in rotor . Valoarea reprezinta rezerva de cavitatie.

Primul si al doilea factor reprezinta energia totala a fluidului la intrarea in pompa .

Se poate calcula inaltimea maxima de aspiratie la care nu apare cavitatia

Valoarea lui NPSH la care parametric incep sa scada caracterizeaza inceputul cavitatiei. La valori mai mici curba e intrerupe si incepe cavitatia . In punctual critic vina de fluid se rupe.

Daca se scrie ec. B intre punctual O si A de aspiratie si se scad valoarea Ps din ambii membri rezulta :

Introducind valoarea NPSH rezulta :

Sau

Rezulta ca rezerva de energie de cavitatie depinde de :

- Presiunea admosferica

- Presiunea vaporilor saturati la o anumita temperature

- Conditiile de cuplare a pompei (Za)

- Pierderi hidraulice pe tubulatura de aspiratie

Se poate determina valoarea inaltimii de aspiratie :

Si inaltimea maxima la care nu apare cavitatia :

2.3 Calculul pierderilor de sarcina.

Pierderile de sarcina se refera la pierderile liniare si locale .

Cele liniare depind de iar cele locale de

-Pentru regim laminar :

=64/Re

Re = vd/

Pentru regim turbulent :

Coef pierderilor de sarcina este functie de Re si de starea suprafetei interioare , adica de rugozitate.

Se defineste rugozitatea relative:

=k/d

k- marimea asperitatilor .

Pentru regimuri turbulente exista formule empirice pentru calculul lui , depinzind de nr. Re.

Diagrama Nikuradze analizeaza cele trei zone de curgere :

=f(Re, )

zona I- laminara Re aprox 2000 rugozitatea nu are influenta asupra valorii

Conform relatiei Hagen Poseuille :

=64/Re

zona II de tranzitie cuprinde trei portiuni :

a) Zona de tranzitie Re 2000-4000. Coeficientul de rezistenta creste rapid , iar =const.

b) Portiunea pentru care curbele de rezistenta ale conductelor cu diferite rugozitati coincid curbei Blasius pentru conducte netede(tubulatura neteda la interior)

c) Regimul prepatratic in care curbele coeficientului Darcy difera intre ele .

zona III

Regim patratic sau regimul automodelarii turbulente . Pentru fiecare , devine constant , independent de numarul Re.

Formula lui Prandtl :

Metoda pierderilor echivalente

Metoda consta in echivalarea valorii l/d cu o valoare echivalenta de pierdere locala . In aceste conditii h se calculeaza :

Metoda se utilizeaza in cazul retelelor complicate cu pierderi locale preponderente .

Metoda lungimilor echivalente

Caracteristica hidrodinamica da legatura dintre debit si sarcina .

Problema generala :

Din relatiile de mai sus :

Daca se considera ecuatia debitului din care se scoate viteza si introducind in relatia de mai sus rezulta:

ec.20 si 21

Se face notatia :

Ec devine: h=sQ

Pierderile hidraulice depend de debit . Factorul s este o functie de

Deci s functie de Re.

In cazul automodelarii nu mai depinde de Re, ci numai de rugozitate . In acest caz nici s nu mai depinde de Re. (vezi zona III)

In cazurile practice regimul in care se merge cu s=constant e foarte des.

Caracteristica tubulaturii fiind o parabola de gradul 2.

-Tubulatura Serie

Daca exista doua tronsoane in serie si diferite din punct de vedere geometric , lungime si diametru .

Se determina valoarea pierderii hidraulice pe aceasta tubulatura

Exista tripla egalitate :

Q=Q=Q=constant

Deci

Si facind notatia :

Generalizind in cazul a mai multe tronsoane

Dupa ce se traseaza cele doua caracteristici ale tubulaturii :

Caracteristica cuplarii in serie a tubulaturii se obtine prin insumarea pe o anumita abcisa a celor doua ordonate, (deci a celor doua pierderi hidraulice).

-Tubulatura paralel

Pierderile totale se considera :

Se determina caracteristica echivalenta pe cale analitica

Q=Qa+Qb

Adunind valorile Qa si Qb rezulta :

In punctual 1 sarcinile sunt egale deci :

Rezulta :

Paranteza reprezinta valoarea s

Valoarea echivalenta a caracteristicii hidrodinamice este:

, iar pentru mai multe ramificatii :

Pierderea de sarcina pastreaza aceeasi forma cu caracteristica hidrodinamica echivalenta .

Grafic problema se reduce la trasarea caracteristica hidrodinamica a celor doua tubulaturi , caracteristica cuplarii in paralel se obtine prin insumarea pentru o anumita ordonata(o sarcina h) a celor doua abscise (cele 2 debite)

In concluzie ptr cuplari serie se aduna cele doua pierderi de sarcina , iar pentru cuplarea in paralel se insumeaza debitele

-Tubulatura complexa

Tubulatura este formata din tronsoane paralele si in serie .

Se porneste de la unul din capetele instalatiei coniderindu-se pe rind tronsoanele constituente.

Se analizeaza o schema din fig. care contine cuplari in serie si paralel

51-52 = 5a

57-5a=7a

46-36=6b

6b-76=7b

7a-7b=7A

87-7A=Rezultanta

Exista cazuri in care avem tubulatura complexa cuplata.

Se considera o tubulatura sub forma schemei de mai jos :

Prb 1. Ramura b are conditii de cuplare deoarece in punctul I trebuie sa se realizeze o sarcina de pozitie gz . Sarcina geodezica determina o translatie a caracteristicii instalatiei cu distanta gz, tocmai echivalentul sarcinii de pozitie. Tronsoanele 1a si 1b se cupleaza in paralel .

Pe tronsonul b apa nu circula daca valoarea este sub gz

Daca in calcul se tine seama de conditia de cuplare caracteristica rezultanta nu mai este continua .

Prb 2.

Daca la capatul tubulaturii trebuie sa se realizeze o anumita presiune , pompa va trebui sa asigure o sarcina suplimentara egala cu pierderile pe tubulatura plus sarcina pentru invingerea presiunii de la capatul tubulaturii.

Se reprezinta graficul H-Q, iar caracteristica se traseaza de la H=p.

Din ec:

Primii trei termini reprezinta conditiile de cuplare ,iar h pierderile hidraulice.

Se face notatia :

Ec devine:

(pierderi dinamice)

si

Facind notatia se ajunge la expresia :

Forma ecuatiei pune in evidenta:

-Termenul subliniat care reprezinta conditia de cuplare plus sarcina pe care o realizeaza pompa

-termenul h care semnifica pierderile hidraulice totale , inclusive dinamice

Problema inversa

La problema inversa pierderea de sarcina h intra ca data cunoscuta.

Se da una din marimile Q,d sau v.

Se ia cazul v cunoscut:

Determinarea celorlalti parametric nu este cunoscuta.

Se porneste cu =0,2

Presupunind ca se cunosc h si v , cu valorile h,v,si , se determina o prima valoare a diametrului. (ec.20/21). Q functie de v si do.

h=f(o, l,d,ro, v), rezulta do si Qo.

Se poate calcula nr Re

Functie de Re se poate calcula intr-o prima iteratie indice 1 . Cu aceasta valoare se determina pierderea de sarcina:

Se compara apoi valoarea lui cu h. Daca

exista diferente se face =h

Si se scoate . Cu dereminat se reia procesul interativ pina cind

i reprezinta ultima iteratie .

La final se noteaza diametrul interior de calcul al tubulaturii din ultima

interatie. Se adopta un diametru standardizat mai mare ca .

Pentru ca instalatia sa functioneze conform , adoptarea diametrelor standars superioare implica introducerea unei rezistente superioare , adica o rezistenta locala.

Cunoscind viteza de deplasare a lichidului pe tubulatura se poate determina coeficientul pierderilor locale :

Cu valoarea din diagram pierderilor locale se scoate raportul valorilor ariilor F si F stas

Diametrul interior al diafragmei va fi :

Sumar :

Marimi specifice

Sarcina

Puterea

Pierderea de sarcina (liniar ,local)

Rugozitatea

Sarcina vacumetrica

NSPH (net positive suction head)-rezerva de cavitatie

Zone Nicuradze

Caracteristica hirodinamica s (depinde doar de rugozitate)

Tubulatura serie- paralel-complexa

Diafragma de echilibrare.