instalatia electrica nava tanc 85000

UNIVERSITATEA OVIDIUS CONSTANTA

HNCU MARIUS Proiect de diplom

CUPRINS:

A) PARTEA GENERAL

1. Descrierea general a navei. Plan general de amenajri....pag. 52. Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei i verificarea lor ............................................................................pag. 153. Determinarea preliminar a caracteristicilor dinamice pentru regimul de exploatare al navei ..................................................pag. 254. Compartimentarea navei... pag. 395. Descrierea tehnic i elemente de calcul pentru instalaia de ancorare.....pag. 436. Descrierea tehnic i elemente de calcul pentru instalaia de stins incendiu cu CO2....pag. 607. Descrierea tehnic i elemente de calcul pentru instalaia de rcire cu ap dulce (ap tehnic) a cilindrilor motorului principal.pag. 668. Bilanul energetic al navei.pag. 78B) PARTEA SPECIAL

1. Prevederi ale Registrului Naval Romn privind instalaiile electrice de avarie....pag. 892. Bilanul energetic pentru generatorul de avarie....pag. 923. Descrierea tehnic a grupului diesel-generator de avarie ....pag. 954. Structura distribuiei de avarie..pag.113C) DESENE partea general

1. Planul general de amenajri.

2. Instalaia de ancorare.

3. Instalaia de stins incendiu cu CO2.

4. Instalaia de rcire cu ap dulce (ap tehnic) a cilindrilor motorului principal.

D) DESENE partea special

1. Schema monofilar a instalaiei electrice de avarie.2. Schema electric desfurat a tabloului de distribuie de avarie pentru secia de 380V.

3. Schema electric desfurat a tabloului de distribuie de avarie pentru secia de 380V.

4. Schema electric desfurat a tabloului de distribuie de avarie pentru secia de 220V.

Bibliografie........pag.118A.1. Descrierea general a naveiPlan general de amenajri

A.1.1. Noiuni generale despre instalaiile navelor petroliere

A.1.2. Particulariti constructive ale navelor petroliere

A.1.3. Descrierea general a unui petrolier de 85.000 tdw

A.1.3.1. Generaliti

A.1.3.2. Descrierea corpului navei

A.1.1. Noiuni generale despre instalaiile navelor petroliere

Prin construcia lor, navele petroliere sunt destinate transportului de iei brut sau produse petroliere.

Specificul mrfii transportate impune existena unor instalaii de bord adecvate, pentru ncrcarea/descrcarea mrfii, evacuarea din tancuri a gazelor, curirea i splarea tancurilor, nclzirea mrfurilor vscoase, msurarea nivelului n tancuri, etc.

Dintre condiiile specifice impuse instalaiilor caracteristice navelor petroliere se menioneaz: prevenirea incendiilor i polurii apei de mare, vehicularea rapid a mrfii la ncrcare/descrcare, prevenirea degradrii mrfii transportate.

Datorit vscozitii apreciabile a produselor grele, n tubulaturile de transport rezult pante hidraulice mari. nlimea de aspiraie de 5 6 [mCA] a pompelor de marf corespunde unor lungimi relativ mici de tubulatur de aspiraie. Petrolul se ambarc cu ajutorul pompelor instalate pe uscat, la danele petroliere i se debarc cu pompele navei.

Instalaiile de marf evacueaz cea mai mare parte a mrfii, iar cele de curire asigur evacuarea ultimului strat de petrol i a reziduurilor, n scopul curirii tancurilor. Instalaiile de splare se folosesc pentru ndeprtarea din tancuri a reziduurilor grele, mai ales atunci cnd n tancul respectiv urmeaz s se transporte un produs petrolier mai uor, sau apa de balast. De asemenea, tancurile sunt splate la intrarea navei n reparaie.

n scopul reducerii polurii apei de mare prin descrcrile de hidrocarburi petroliere, conform normelor internaionale, navele petroliere noi cu tonaj brut peste 150 TRB trebuie s dispun de tancuri de decantare, de capacitate cel puin 3 % din capacitatea de transport a navei. Toate petrolierele trebuie s fie dotate cu cte un sistem de supraveghere i control al descrcrilor de hidrocarburi, prevzut cu dispozitiv nregistrator de hidrocarburi n litri/mil marin parcurs. De asemenea, dispozitivul trebuie s nregistreze cantitatea total de hidrocarburi deversate i s opreasc descrcarea atunci cnd nu sunt respectate concentraiile din normele internaionale.

La suprafaa mrfii din tancuri se degaj vapori de produse petroliere. Instalaiile de evacuare a gazelor asigur comunicaia cu atmosfera a tancurilor de marf, atunci cnd, din cauze termice, apar diferene mari de presiune n interiorul acestora i atmosfer.

Tancurile de marf se degazeaz n scopul evacurii vaporilor de petrol, nocivi pentru om i periculoi n privina incendiilor. Degazarea poate fi combinat cu splarea tancurilor.Pentru asigurarea posibilitii de aspiraie a produselor petroliere grele, de vscozitate mare, nainte de pompare, acestea se nclzesc cu ajutorul serpentinelor de abur plasate pe fundul tancurilor sau numai n zona sorburilor.Petrolierele sunt dotate cu instalaii de balast, care permit reglarea poziiei centrului de mas al navei n diferite situaii de exploatare. Navele petroliere noi, peste 20.000 tdw, trebuie s fie prevzute cu tancuri separate pentru balast. Volumul acestor tancuri se determin din condiia ca la orice variant de balastare, inclusiv cazul navei goale, plus balastul separat, s se obin la mijlocul navei pescajul

T=2,0+0,002 L [m]

asieta pozitiv de 0,015 L i imersionarea complet a elicei navei.

De asemenea, tancurile de balast separat sunt dispuse pe toat limea navei, astfel nct la avarierea bordajului riscul de poluare s fie minim.

A.1. 2. Particulariti constructive ale navelor petroliere

La proiectarea i construcia petrolierelor trebuie s se in cont de urmtoarele:

- apariia solicitrilor dinamice suplimentare, determinate de forele de inerie ale maselor de lichid transportate care, pe timpul oscilaiilor navei, efectueaz micri neuniforme;

- micorarea stabilitii iniiale transversale i longitudinale, determinat de influena suprafeelor libere ale lichidelor ce se transport;

- modificarea volumului ncrcturii lichide transportate, datorit variaiilor de temperatur;

- accentuarea coroziunii structurile din tancurile de marf;

- sporirea pericolului de incendii i explozii, determinat de prezena amestecului format din aer i vaporii emanai de combustibilul lichid ce se transport.

innd cont de cele prezentate mai nainte, n continuare, sunt descrise unele particulariti constructive ale petrolierelor.

Sistemul general de osatur poate s fie longitudinal pentru nave cu L>180m sau combinat pentru L(180m.

Planeele de fund din zona tancurilor de marf se construiesc n sistem de osatur longitudinal. Conform reglementrilor IMO, cu privire la poluarea marin, planeele de fund vor fi cu dublu fund n zona tancurilor de marf.

Planeele de bordaj se pot construi n sistem de osatur transversal sau longitudinal (cu simplu bordaj sau dublu bordaj).

Planeele de punte sunt construite n sistem de osatur longitudinal. n zona magaziilor de marf exist o singur punte continu (puntea principal). Gurile de ncrcare a mrfii au seciune circular sau eliptic, de arie maxim 1 m2. Ramele gurilor de magazie au o nlime de cca. 0,75 m, deasupra punii. Capacele gurilor de ncrcare trebuie s fie metalice i s asigure nchiderea ermetic a tancurilor de marf. Fiecare capac este prevzut cu doi robinei: unul pentru montarea capsulei dinamometrice necesar msurrii presiunilor interioare, iar cellalt pentru cuplarea tubulaturii de aburi necesar nclzirii mrfii.

Pereii transversali i longitudinali asigur o compartimentare riguroas i pot fi plani sau gofrai. De regul, pereii transversali se construiesc n sistem de osatur vertical, respectiv cu gofre orizontale i verticale. Pereii longitudinali se pot construi n sistem de osatur orizontal la navele cu L >180 m sau vertical la navele cu L ( 180 m i respectiv cu gofre orizontale care asigur o participare eficient la rezistena corpului navei la ncovoierea longitudinal vertical. Numrul pereilor longitudinali depinde de mrimea navei, astfel: la petrolierele mici se prevede un singur perete, dispus n P.D.; la petrolierele mijlocii i mari se prevd doi perei, dispui lateral; la petrolierele foarte mari se prevd trei perei, dispui n P.D. i doi lateral. Pereii longitudinali ndeplinesc urmtoarele roluri:

- micoreaz efectul negativ al suprafeelor libere asupra stabilitii iniiale transversale;

- particip la mrirea rezistenei corpului navei la ncovoierea longitudinal;

- contribuie la o repartizare mai uniform a tensiunilor normale pe limea punii fundului.

n scopul uurrii operaiunilor de curire a tancurilor de marf, osatura pereilor longitudinali laterali este plasat spre borduri (n interiorul tancurilor laterale).

La majoritatea petrolierelor actuale, suprastructurile i rufurile sunt concentrate n castelul pupa, acesta adugndu-i-se, n mod obligatoriu, teuga extins pe cel puin 0,07 L (aceast condiie este impus prin regulile de bord liber). Prin concentrarea tuturor ncperilor de locuit n castelul pupa, se scurteaz mult conductele diverselor instalaii ce le deservesc. Totui, mai exist multe petroliere n exploatare care dispun i de un castel central destinat amenajrii unor ncperi de locuit i a cabinei de navigaie.

Deoarece, gurile de ncrcare a mrfii au dimensiuni reduse i sunt asigurate cu capace etane, nlimea bordului liber la petroliere este mai mic dect la celelalte tipuri de nave. Din acest motiv, puntea este des inundat de valuri. Pentru a uura evacuarea apei de pe punte, parapetul a fost nlocuit cu o balustrad metalic (excepie fac poriunile ocupate de suprastructurile de la prova i pupa). De asemenea, la unele petroliere, se prevede o pasarel care asigur circulaia echipajului ntre castelul pupa, castelul central i teuga. De regul, pasarela este dispus n P.D., la nlimea punilor pe care le leag. Ea susine o parte nsemnat din reeaua de tubulaturi a instalaiilor de ncrcare/descrcare i de nclzire a mrfii.

Viteza economic a petrolierelor este v = 16 22 [Nd]. Instalaia de propulsie folosete ca maini principale motoare cu aprindere prin compresie (Diesel), lente sau semirapide, iar n unele cazuri turbine cu abur, care antreneaz elice cu pale fixe.

Compartimentul maini este amplasat ntotdeauna la pupa. Prin adoptarea acestei soluii, ce desprind urmtoarele avantaje:

eliminarea liniei de arbori intermediari i a tunelului liniei de arbori, deci reducerea greutii construciei;- prin dispariia tunelului liniei de arbori, crete volumul util al magaziilor de mrfuri, dispuse n zona pupa, i se uureaz operaiunile de ncrcare-descrcare ale acestora;- se uureaz operaiunile de ncrcare/descrcare al mrfurilor din magaziile navei, care nu mai sunt fracionate de compartimentul mainii;

- probabilitatea producerii unor avarii la corpul navei, care s scoat din funciune sau s perturbe funcionarea mainilor principale de propulsie, este mic;

- concentrrile de tensiuni, provocate de ncovoierea general a corpului, la capetele postamenilor mainilor principale de propulsie sunt mici;

- prin instalarea coului de fum la pupa, se menine mai uor curenia navei;

- diminuarea pericolului producerii unor incendii provocate de scnteile ce ies pe coul de fum;

- pstrarea continuitii pereilor longitudinali, deci a rigiditii grinzii echivalente, pe ntreaga lungime a zonei a tancurilor de marf.

Dispunerea compartimentului maini la pupa prezint i unele dezavantaje, cum ar fi:

- limea mic i formele fine ale seciunilor transversale de la pupa creeaz dificulti la amplasarea mainilor i agregatelor auxiliare, precum i a instalaiilor aferente mainilor principale de propulsie;

- la navigaia n balast, echilibrarea asietei este mai dificil;

- pe mare agitat, n punte apar tensiuni de compresiune la fel de mari ca i n cazul dispunerii C.M. n zona de mijloc.

Aceste dezavantaje pot fi nlturate prin:- utilizarea judicioas a spaiului destinat C.M. (platformele pe care se monteaz agregatele auxiliare i instalaiile aferente mainilor principale de propulsie se pot amplasa etajat);

- amplasarea corespunztoare a tancurilor de combustibil, de ap potabil i de balast;

- adoptarea unui sistem de osatur adecvat pentru puntea i fundul navei, puternic solicitate.n concluzie, amplasarea C.M. la pupa este mai raional, i din motiv, se aplic din ce n ce mai mult n construcia de nave.

Asigurarea unei asiete corespunztoare, pe timpul navigaiei la plin ncrcare se realizeaz n trei moduri:

- prin prevederea unei magazii de mrfuri uscate lng picul prova (de regul, magazia de mrfuri uscate rmne nencrcat);

- prin mrirea volumului tancurilor de marf din pupa, supranlnd puntea n aceast zon;

- prin acceptarea unor forme geometrice ale corpului navei, cu centrul de caren deplasat spre prova.

ntre tancurile de marf i celelalte compartimente (compartimentul maini, magazia pentru mrfuri uscate, ncperile de locuit etc.) se prevd coferdamuri verticale i orizontale. La petrolierele destinate a transporta produse cu punctul de inflamabilitate sub 20(C, trebuie s existe coferdamuri i ntre tancurile de marf i tancurile de combustibil pentru mainile principale i auxiliare.

Instalaia de ncrcare/descrcare a mrfii este de tip hidraulic. Pompele acestei instalaii sunt dispuse n compartimente special amenajate. Petrolierele mici

i mijlocii au un singur compartiment de pompe, situat n zona de mijloc a navei sau n prova C.M.

Petrolierele mari au dou compartimente de pompe, situate astfel: unul n prova C.M., iar cellalt n pupa picului prova sau n zona central a corpului navei. n scopul uurrii operaiunilor de ncrcare/descrcare, marfa este fluidizat prin nclzire, cu ajutorul aburului care circul prin serpentine dispuse pe fundul tancurilor.

Pentru a evita riscul declanrii unor incendii i explozii, toate instalaiile auxiliare de bord din zona tancurilor de marf sunt acionate de maini hidraulice sau cu abur. Din acelai motiv, produsele cu grad ridicat de inflamabilitate sunt repartizate n magaziile din prova, iar cele cu grad sczut de inflamabilitate n magaziile din pupa.

ncrcarea alternativ a tancurilor de marf, cu produse petroliere (n cursele utile) i cu ap de mare (la navigaia n balast), accelereaz fenomenul de coroziune a elementelor de structur. La petrolierele de construcie recent, acest inconvenient a fost nlturat prin amenajarea tancurilor speciale de balast, n dublul fund i respectiv ntre tancurile de marf.

Tancurile de balast i compartimentele de pompe, dac nu comunic direct cu compartimentele de maini sau cu ncperile de locuit, pot fi considerate drept coferdamuri.

Modificarea volumului mrfii transportate, datorit variaiilor de temperatur, necesit existena unor spaii libere n tancuri. Aceast msur are dou consecine negative: micoreaz stabilitatea iniial; prin amestecul de vapori de petrol i aer, ce se formeaz la partea superioar a tancurilor, se creeaz condiii defavorabile producerii unor incendii sau explozii. Aceste consecine se nltur prin utilizarea diafragmelor de ruliu i de tangaj, respectiv prin dotarea petrolierelor cu instalaii care introduc gaze inerte (obinute, de regul, prin filtrarea gazelor arse evacuate de motoarele principale i auxiliare) n spaiile libere din partea superioar a tancurilor de marf.

n caz de avarie la corp, apa, avnd densitatea mai mare dect produsele petroliere transportate, va ptrunde pn cnd se umplu spaiile lsate libere pentru variaiile de volum menionate mai nainte. Nescufundabilitatea petrolierelor este mult mai bine asigurat dect a navelor pentru transportul mrfurilor uscate.

A.1.3. Descrierea general a unui petrolier de 85.000 tdw

A.1.3.1.Generaliti

Nava propulsat n prezentul proiect, va fi de tip petrolier cu corpul din oel, instalaie de balast separat, o singur elice, prova cilindric i pupa tip oglind.

La prova peretelui de coliziune sunt amplasate: picul prova, diverse magazii i puuri de lan.Doi perei longitudinali i apte perei transversali, mpart spaiul zonei de marf n 7 tancuri centrale pentru marf i 10 tancuri laterale pentru balast separat.

n pupa zonei tancurilor sunt prevzute: compartimentul de pompe i compartimentul maini cu tancuri laterale i n dublu fund pentru combustibil greu i balast, tancuri de decantare i serviciu, tancuri laterale pentru apa dulce, tancuri de ulei i motorin etc.

n pupa peretelui de coliziune pupa, sunt amplasate: picul pupa, dou magazii de punte i compartimentul maini de crm.

Suprastructura pentru amenajri este amplasat la pupa navei.

ahtul mainii de crm este separat de suprastructura destinat amenajrilor pentru echipaj.

Nava este prevzut cu un catarg combinat de semnalizare i pentru radar, pe puntea superioar, i un catarg de semnalizare pe puntea teug.

Nava va fi dimensionat conform Reguli pentru Clasificarea i construcia navelor maritime ale Registrului Naval Romn (R.N.R.).

La construcia corpului navei se va folosi sistemul longitudinal de osatur pentru ntreaga nav, exceptnd zona pupa a C.M. (C37 C16), extremitatea pupa i suprastructura, pentru care s-a adoptat sistemul transversal de osatur.

Distanele intercostale adoptate pentru sistemul longitudinal de osatur sunt urmtoarele:

C50 C52

a = 2.400 mm;

C52 C54 a = 3.700 mm;

C54 C84 a = 4.400 mm;

C84 C89 a = 3.800 mm;

C89 C90 a = 1.000 mm;

distana ntre longitudinale a = 825 mm.

Distanele intercostale adoptate pentru sistemul transversal de osatur sunt urmtoarele:

Pic pupa (C16 pupa)

a = 600 mm;

C.M. (C16 C50)

a = 900 mm;

Suprastructura

a = 865 mm.

A.1.3.2. Descrierea corpului navei

nveliul exterior

Grosimea tablelor fundului i bordajului se va determina inndu-se cont de prevederile inspectorilor de supervizare. Astfel, zonele de prindere a etamboului de corp, a pintenului, zona prova a fundului au grosimi majorate.

Structura prova

Etrava se va confeciona din table fasonate i ntrite n P.D. cu o nervur din profil T sudat i brachei orizontali.Osatura fundului va fi alctuit din varange dispuse la fiecare interval de coast i carlingi (n P.D. cte o carling lateral n fiecare bord).

Puurile de lan se vor amplasa la 3.400 mm de la P.D. n ambele borduri.

n P.D. sub puntea intermediar se va prevede o diafragm ntrit cu montani simpli i ntrii.

Osatura punii se va compune din longitudinalele simple i cureni din profil T sudat.

Structura pupa

Osatura fundului va fi alctuit din varange cu inim dispuse n fiecare interval de coast i un suport n P.D.

Osatura bordajului va fi compus din coaste simple i ntrite i stringheri.

Osatura punii principale va fi construit din longitudinale i traverse ntrite.

Structura funduluiFundul va fi de tip simplu, osatura fiind compus din longitudinale i varange din profil T sudat, ntrite cu nervuri.

n C.M. structura fundului se va compune din varange la fiecare interval de coast i supori.

Se vor introduce cadre longitudinale (carlinga, montant ntrit, curent).

Perei transversali etani

Nava se va prevedea cu perei la coastele: 10, 40, 46, 48, 53, 58, 63, 68, 73, 73-74, 78, 84-85, 85.

Osatura pereilor va fi construit din montani simpli i stringheri din profil T sudat rigidizai cu nervuri i gusee.

La 8250 de la P.D. se va amplasa montantul de andocare din profil T sudat.

Osatura bordajului

Structura bordajului se va compune din longitudinale i coaste cadru din profile compuse, rigidizate cu nervuri i dou traverse nepuntite.

Puntea principalPuntea principal va fi continu de la pupa la prova, avnd o deschidere mare ntre C12 C29 pentru C.M. n punte se vor prevedea guri de vizit sau tambuchiuri de acces pentru toate compartimentele de sub punte.

Osatura punii va fi compus din longitudinale i traverse ntrite din profil T sudat.Suprastructura

Suprastructura navei va avea 6 etaje (desprit de C.M. printr-un coferdam) i extins astfel:

- etajul I C12 C52;- etajul II C12 C50;

- etajul IIIC12 C50;

- etajul IVC30 C50;

- etajul V C30 C50;

- etajul VIC38 C50.

Suprastructura fiecrui etaj al suprastructurii se va compune din:

- nveliul pereilor exteriori i punilor din table de oel calitate A, STAS 8324-80;

- osatura simpl (montani i traverse) din profile platband cu bulb, oel calitate A, STAS 8324-80;

- osatura ntrit (traverse, cureni, montani) din profile T i U sudate, oel calitate A, STAS 8324-80;

- nveliul pereilor interiori din table de oel calitate OL 37, STAS 500-2-80;

- osatura pereilor interiori (montani) din profile cornier cu aripi egale, STAS 424-80, oel calitate A, STAS 8324-80.

Etajul VI al suprastructurii va fi prevzut cu parapet pe peretele frontal i n borduri ntre coastele C44 C50.

Pereii necptuii ai culoarelor i casei scrilor se vor proiecta i executa astfel nct s se asigure planeitatea acestora, precum i evitarea colurilor sudate.Coul de fum Nava va fi prevzut cu un co de fum n P.D. extins ntre C12 C25, fixat nedemontabil prin sudur de puntea etajului III.

Crma Crma va fi de tip semisuspendat i semicompensat fiind constituit dintr-un nveli de tabl rigidizat cu nervuri orizontale i verticale.

Chila de ruliuNava va fi prevzut cu chil de ruliu extins de la C51 C84.

Chila de ruliu va fi constituit dintr-o inim din tabl rigidizat pe marginea liber cu un fier rotund.

Coloane La C64 n babord i tribord, nava va avea cte o coloan pentru instalaia manevr furtune.

A.2.Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei i verificarea lor

A.2.1.Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei

A.2.1.1.Determinarea deplasamentului navei

A.2.1.2.Lungimea relativ a navei

A.2.1.3.Lungimea total a navei

A.2.1.4.Coeficientul de finee bloc(CB)

A.2.1.5.Limea relativ a navei(bT)

A.2.1.6.Limea navei B i pescajul d

A.2.1.7.nlimea de construcie D a navei

A.2.1.8.Coeficientul de finee al suprafeei maestre imerse

CMA.2.2.Verificarea dimensiunilor principale ale corpului navei

A.2.2.1.Verificarea dimensiunilor navei din punct de vedere al coeficienilor de finee i al rapoartelor ntre dimensiuni

A.2.2.2.Verificarea stabilitii navei

A.2.1.Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei

A.2.1.1.Determinarea deplasamentului navei

Stabilirea caracteristicilor principale ale corpului navei se vor stabili utiliznd o nav prototip.

Se stabilete un coeficient de utilizare al deplasamentului deadweight ((W care, pentru nava prototip va fi:

(1)

n literatura de specialitate valorile recomandate pentru acest coeficient, pentru nave petrolier, sunt:

((W = 0,60 0,84

Adoptm:

Pentru stabilirea dimensiunilor principale, se pleac de la nava prototip, avnd urmtoarele caracteristici principale:

-(W = 85.500 [tdw] (deadweight)

-Lmax = 228,60 [m] (lungime maxim)

-Lpp = 220,00 [m] (lungime ntre perpendiculare)

-B = 43,00 [m] (limea navei)

-D = 19,00 [m] (nlimea de construcie)

-d = 13,50 [m] (pescajului bord liber)

-v = 14,00 [m] (viteza navei)

-Pe = 15.200[CP] (putere motor)

Deplasamentul navei de proiectat, funcie de coeficientul de utilizare al deplasamentului ((W va fi:

(2)

unde: (W reprezint deplasamentul deadweight al navei de proiectat, adic (W = 85.000 tdw.

Deci, deplasamentul navei de proiectat va avea valoarea:

A.2.1.2.Lungimea relativ a navein literatura de specialitate, pentru calculul lungimii relative a navei, se utilizeaz mai multe formule:

NOGHID :

(3)

POTSUDIN:

(4)

unde a = 7,17 pentru nave cu o elice i v = 11 16,5 [Nd]

AYRE :

(5)

(6)

unde: v[Nd] = viteza navei de proiectat;] alegem

EMBED Equation.DSMT4


Fr = numrul Froude

(7)

Lpr [m] =Lpp pentru nava prototip L = 220,00 [m]

G [m/s2] = acceleraia gravitaional g [m/s2] = 9.81

V [m/s] = viteza navei de proiectat (1Nd =0,514 [m/s]) v [m/s] = 7,71

Deci, .

n urma calculelor vom obine urmtoarele valori pentru lungimea relativ:

l1 = 4,60; l2 = 4,52; l3 = 5,00; l3 = 4,98.

Alegem .A.2.1.3.Lungimea total a navei

Lungimea total a navei de proiectat va fi dat de relaia:

[m]

(8)

unde:

(9)

( [m3] = volumul imers;

[t] = deplasamentul navei de proiectat;

( [kg/m3] = densitatea apei de mare;adoptm ( = 1025 kg/m3.

( = 103.658,5 [m3]

Lungimea total a navei, pentru l = 4,60, va fi:

[m]

A.2.1.4.Coeficientul de finee bloc

(10)

unde:

v[m/s] = viteza navei de proiectat; v = 7,71 m/s

L [m] = lungimea total calculat a navei; L = 216,08m.

Coeficientul de finee bloc va rezulta:

Valorile coeficienilor de finee i rapoartele ntre dimensiuni depind de tipul i destinaia navei (vezi Tabel 1).

A.2.1.5.Limea relativ a navei (bT)

Din ecuaia stabilitii, se obine urmtoarea relaie pentru determinarea limii relative a navei:

(11)

unde:

CB = coeficient de finee bloc; CB = 0,79;

kR = coeficient de corecie a cotei dintre centrul de greutate i metacentru;

kB = coeficient de corecie a cotei centrului de caren;

kG = coeficient de corecie a cotei centrului de greutate;

CW = coeficient de finee al suprafeei plutirii la plin ncrcare;

= nlimea metacentric transversal relativ;

hT = nlimea relativ a navei.

n faza preliminar de proiectare se fac urmtoarele aproximri:

kR = 1;

kB = 1;

kG = 0,55 0,85 (literatura de specialitate); se adopt kG = 0,55;

CW2~CB CW = 0,88;

= 0,060 0,092 (literatura de specialitate); se adopt = 0,06.

nlimea relativ a navei prototip se calculeaz cu relaia:

(12)

unde:

Dpr = nlimea de construcie a navei prototip; Dpr = 19,0 [m]

dpr = pescajul navei prototip; dpr = 13,5 [m]

Deci, hT = 1,40.

Introducnd valorile adoptate mai sus n relaia (11), obinem valoarea limii relative a navei:

A.2.1.6.Limea navei B i pescajului d

Din ecuaia flotabilitii, obinem relaia:

(13)

unde:

k = coeficient care ine seama de apendici; se adopt k = 1,2;

( = densitatea apei de mare; ( = 1025 [kg/m3];

L = lungimea navei; L = 216,08 [m];

( = deplasamentul navei de proiectat; ( = 106.250 [t];

CB = coeficient bloc; CB = 0,79.

Rezult:

[m2]

Se formeaz sistemul:

(14)

Rezolvnd sistemul, vom obine:

A.2.1.7.nlimea de construcie D a navei

nlimea de construcie se poate calcula cu relaia:

(15)

unde hTpr = nlimea relativ a navei prototip; hTpr = 1,40.

Se va obine, deci:

A.2.1.8.Coeficientul de finee al suprafeei maestre imerse CM

(16)

unde,

CLP = coeficient de finee longitudinal prismatic

Coeficientul de finee longitudinal prismatic se calculeaz cu relaia:

(17)

unde,

Fr = numrul Froude; Fr = 0,16

nlocuind n relaia (16), obinem:

n concluzie, nava de proiectat va avea urmtoarele dimensiuni:

unde:

(W = deplasament deadweight al navei

( = deplasamentul navei

L = lungimea total a navei

B = limea navei

D = nlimea de construcie a navei

d = pescajul navei

A.2.2.Verificarea dimensiunilor principale ale corpului navei

A.2.2.1.Verificarea dimensiunilor navei din punct de vedere al coeficienilor de finee i al rapoartelor ntre dimensiuni

Valorile coeficienilor, pentru navele petroliere, conform Tabel 1, sunt:

CB = 0,78 0,80

CW = 0,85 0,90

CM = 0,96 0,98

n urma calculelor preliminare pentru nava de proiectat, s-au obinut valorile:

Valorile numerice se ncadreaz n intervalele de valori oferite de literatura de specialitate.

Valorile numerice ale rapoartelor ntre dimensiuni, pentru navele petroliere, conform Tabel 1, sunt:

L/B = 6.50 8,00

L/D = 12,0 13,0

D/B = 0,55 0,65

D/B = 0,42 0,48

d/D = 0,75 0,80

Pentru nava de proiectat, valorile rapoartelor ntre dimensiuni sunt:

Aceste valori se ncadreaz n intervalele de valori oferite de literatura de specialitate.Tabel 1

Valorile numerice ale rapoartelor ntre dimensiuni i ale coeficienilor de finee pentru diverse tipuri de nave

Tipul de navL /Bd/BL/DD/Bd/DCBCWCM

Nave comerciale

Nave mari rapide8.5-10,00,38-0,4512,5-150,60-0,700,55-0,650,58-0,630,72-0,770,90-0,95

Nave mari de marf tip7,0-8,50,45-0,5012,0-140,55-0,650,70-0,800,70-0,780,84-0,880,95-0,98

Nave medii i mici de marf6,0-7,50,40-0,4811,0-130,55-0,650,70-0,850,65-0,780,80-0,880,94-0,98

Petroliere/structura longitud.6,5-8,00,42-0,4812,0-130,55-0,650,755-0,800,78-0,800,85-0,900,96-0,98

Nave mici de pasageri6,5-7,50,30-0,4012,0-130,55-0,600,70-0,750,50-0,650,70-0,800,85-0,95

Remorchere5,0-7,00,35-0,407,0-100,40-0,600,65-0,700,45-0,600,70-0,800,80-0,90

Nave militare

Crucitoare

8,5-11,3

0,23-0,38

-

-

-

0,45-0,600,69-0,73

0,76-0,90

Distrugtoare

9,2-11,9

0,24-0,40

-

-

-

0,44-0,53

0,68-0,73

0,75-0,76

Escortoare

8,3-10,1

0,35-0,38

-

-

-

0,44-0,55

0,75-0,85

0,75-0,85

Dragoare

6,4-7,5

0,23-0,28

-

-

-

0,50-0,60

0,65-0,80

0,75-0,95

A.2.2.2. Verificarea stabilitii navei

a)Stabilitatea transversal

Ecuaia stabilitii este dat de relaia (vezi Fig.1):

(18)

unde,

nlimea metacentric transversal a navei;

raza metacentric transversal a navei;

cota centrului de caren a navei;

cota centrului de greutate a navei.

Fig.1

n literatura de specialitate, pentru calculul lui sunt date urmtoarele relaii:

a.1)Raza metacentric transversal a navei

(19)

nlocuind valorile obinute anterior n relaia (19), obinem:

a.2) Cota centrului de caren a navei

(20)

unde,

CVP = coeficient de finee vertical prismatic; Deci,

a.3)Cota centrului de greutate a navei

(21)

unde,

; se adopt .

Deci,

n concluzie, nlimea metacentric transversal va avea valoarea:

Conform R.N.R./ Cap. 2.3.1./ Partea A-IV, nlimea metacentric transversal nu trebuie s fie mai mic de 0,15 m, deci valoarea obinut este corect.

b) Stabilitatea longitudinal

(22)

unde,

nlimea metacentric longitudinal a navei

raza metacentric longitudinal a navei

Raza metacentric longitudinal a navei se calculeaz cu relaia:

(23)


nlimea metacentric longitudinal va fi:

A.3.Determinarea preliminar a caracteristicilor dinamice pentru regimul de exploatare a navei

A.3.1. Determinarea rezistenei la naintare a navei

A.3.1.1. Calculul rezistenei la naintare principale

A.3.1.2. Calculul rezistenei la naintare suplimentare

A.3.1.3. Calculul rezistenei la naintare total i a puterii instalaiei de propulsie a navei

A.3.2. Alegerea motorului principal

A.3.1.Determinarea rezistenei la naintare a navei

A.3.1.1. Calculul rezistenei la naintare principale

Calculul rezistenei la naintare principal se va realiza dup metoda seriei japoneze.

Ca date iniiale, avem:

- lungimea navei: L = 216,08 [m]

- limea navei: B = 32,55 [m]

- nlimea de construcie: D = 21,70 [m]

- pescajul: d = 15,50 [m]

- raportul ntre lungime i lime: L/B = 6,63

- raportul ntre lime i pescaj:B/d = 2,10

- volumul carenei:

(24)

- coeficientul de finee bloc al carenei: CB = 0,79

- aria suprafeei udate:

(25)

- coeficientul adiional de rugozitate (vezi Tabel 2):

- densitatea apei:

- vscozitatea cinematic a apei:

- viteza, impus prin tema de proiectare:

Rezistena la naintare principal se poate determina prin mai multe metode:

metoda analitic;

metoda experimentrii pe model n bazinele de ncercri;

metoda formulelor aproximative i a diagramelor;

metoda ncercrilor prin remorcaj a navei n mrime natural.Tabel 2

Lungimea navei la plutire

i mai mult

n aceast lucrare, rezistena la naintare principal a fost determinat utilizndu-se seriile de diagrame, considerndu-se c acestea descriu mai bine caracteristicile dinamice ale navelor de transport maritim actuale.

n vederea alegerii unei serii de diagrame corespunztoare, s-au realizat o serie de determinri preliminare, astfel:

numrul Froude vezi relaia (7)

raportul

raportul

Analiza acestor rezultate a impus alegerea seriei japoneze de diagrame n calculul rezistenei la naintare principale. Au fost parcurse, succesiv, urmtoarele etape de calcul:

a)calculul rezistenei de frecare

Coeficientul rezistenei de frecare se calculeaz cu relaia:

(26)

n care:

CF0 se determin, n funcie de numrul Re, cu formula lui Schoenherr

CAR se determin, n funcie de lungimea navei (vezi Tabel 2)

Formula lui Schoenherr este dat de relaia urmtoare:

(27)

unde, Re ( [105,1010]

Valorile lui CF0 rezultate din relaia (27) sunt prezentate, n extras, n Tabel 3.

Numrul Reynolds se va calcula cu relaia:

(28)

unde,

= viteza navei;

vscozitatea cinematic a apei;

lungimea navei;

Deci, , pentru

Tabel 3

n concluzie,

, pentru

Pentru calculul rezistenei de frecare se utilizeaz relaia:

(29)

n care, aria suprafeei udate a carenei S, s-a determinat cu relaia (25)

Rezistena la frecare, deci, va avea valoarea:

pentru

b)determinarea rezistenei de presiune

Coeficientul rezistenei de presiune se determin astfel:

cunoscnd valorile Fr, (LCWL/B) i CB corespunztoare navei de proiectat, se alege din seria japonez diagrama potrivit i se determin i , pentru

se calculeaz diferena

(30)

se determin coeficientul rezistenei de presiune corectat, pentru raportul B/d a navei, utiliznd n acest scop relaia:

(31)

Rezistena de presiune se calculeaz cu relaia:

(32)

c) calculul rezistenei la naintare principale

Se utilizeaz relaia:

Pentru diferite viteze de mar ale navei, calculele sunt prezentate sub form tabelar (vezi Tabel 4).

Metoda seriei japoneze de determinare a rezistenei la naintare principale, se aplic cu succes la navele mari, lente i cu forme pline.

Tabel 4

Calculul tabelar al rezistenei la naintare principal(pentru diferite viteze de mar ale navei)




A.3.1.2. Calculul rezistenei la naintare suplimentare

Rezistena la naintare suplimentar reprezint o fraciune din rezistena la naintare total i este determinat de interaciunea dintre apa i apendici, de aciunea valurilor mrii, respectiv a aerului atmosferic asupra corpului navei, la deplasarea acesteia cu o anumit vitez.

Ea se determin cu relaia:

(33)

unde,

RAP reprezint rezistena la naintare datorat apendicilor;

RVM reprezint rezistena la naintare datorat valurilor mrii;

RAA reprezint rezistena la naintare datorat aerului.

Rezistena la naintare datorat apendicilor poate atinge valori cuprinse ntre 15% i 25% din rezistena la naintare principal. Ea este dat de componenta dup direcia de deplasare a rezultantei forelor hidrodinamice care apar la interaciunea dintre ap i apendici.

Rezistena la naintare total a apendicilor existeni la o nav se determin cu relaia:

(34)

n faza iniial de proiectare, se recomand utilizarea relaiei:

(35)

n care, coeficientul rezistenei apendicilor, CAP, se determin tabelar (Tabel 5).

Se adopt:

Tabel 5

Nave maritime cu o elice i apendicii corect proiectai

Nave maritime cu dou elice i apendicii corect proiectai

Nave maritime cu apendici mari incorect proiectai

Nave fluviale cu o elice

Nave fluviale cu dou elice

Nave catamaran

Rezistena la naintare generat de valurile mrii este dat de componenta dup direcia de deplasare a rezultantei forelor hidrodinamice suplimentare, exercitate de valurile mrii asupra navei.

n faza iniial de proiectare, rezistena la naintare generat de valurile mrii se determin cu relaia:

(36)

n care, coeficientul rezistenei valurilor mrii, CVM, se determin tabelar(Tabel 6).

Tabel 6

Gradul de agitaie al mrii (Beaufort)

Rezistena la naintare datorat aerului este dat de componenta dup direcia de deplasare a rezultantei forelor aerodinamice, exercitate pe suprafaa emers a corpului navei.

Ea reduce viteza navelor cu 0,2 0,3 Nd i se determin cu relaia:

(37)

n care, valorile coeficientului kaer se determin tabelar (Tabel 7); adopt

AV este aria proieciei suprafeei emerse a navei, pe planul transversal al cuplului maestru;

R este rezistena la naintare principal.

Tabel 7

Tipul navei

Tancuri petroliere

Nave pentru transport de mrfuri generale

Nave pentru transportul cherestelei

Nave militare

Ca date iniiale, avem:

- limea navei:

- aria suprafeei udate:

- densitatea apei de mare:

- starea mrii:

- viteza, impus prin tema de proiectare:

- coeficientul rezistenei apendicilor: adoptat

- coeficientul rezistenei valurilor mrii: adoptat

- coeficientul: adoptat.

n calculul rezistenei la naintare suplimentare, se parcurg urmtoarele etape:

I) Se alege viteza navei:

II) Se calculeaz viteza navei n [m/s];

III) Se determin rezistena la naintare datorit apendicilor (vezi relaia 35):

IV) Se calculeaz rezistena la naintare generat de valurile mrii (vezi relaia 36):

V) Se determin rezistena la naintare datorat aerului:

VI)Rezistena la naintare suplimentar va fi suma rezistenelor la naintare calculate anterior:

Calculele, pentru diferite viteze de mar ale navei, sunt prezentate sub form tabelar (vezi Tabel 8).

Tabel 8

Calculul tabelar al rezistenei la naintare suplimentare (pentru diferite viteze de mar ale navei)

A.3.1.3.Calculul rezistenei la naintare total i a puterii instalaiei de propulsie a naveiRezistena la naintare total a navei se determin cu relaia:

(38)

n care,

rezistena la naintare principal (vezi A.3.1.1.)

rezistena la naintare suplimentar (vezi A.3.1.1.)

Pentru viteza de proiectat, .

Deplasarea navei prin ap, cu o anumit vitez constant, se realizeaz cu ajutorul instalaiei de propulsie care, prin fora ce o dezvolt, trebuie s nving rezistena la naintare total.

Puterea instalaiei de propulsie reprezint lucrul mecanic realizat de aceasta, n unitatea de timp, pentru a nvinge rezistena la naintare total.

n general, instalaia de propulsie a navei cuprinde 5 elemente principale (vezi Figura.2.).

Figura.2

Legend:

1. elicea sau alt tip de propulsor;

2. axul port-elice;

3. arbore intermediar;

4. dispozitiv de inversare al sensului de rotaie i reducere a turaiei;

5. maina principal de propulsie.

PE = puterea de remorcare;

PD = puterea la elice;

PS = puterea la axul port-elice;

PB = puterea efectiv la flana mainii principale;

Pi = puterea indicat a mainii principale.

Fiecrui element principal, din lanul cinematic al instalaiei de propulsie, i corespunde o anumit putere.

a) Puterea de remorcare

Este produs de elice i se determin cu relaia:

(39)

sau

(40)

n tabel 9 este prezentat calculul rezistenei la naintare total i a puterii de remorcare.

Tabel 9

Calculul tabelar al rezistenei la naintare total i a puterii de remorcare (pentru diferite viteze de mar ale navei)

8,2248,7389,2529,766

1085,4291302,4241609,0051997,68

8926,5611380,5814886,5119509,34

12140,1215477,5820245,6526532,70

Corespunztor valorilor calculate n Tabel 9, n Fig.3 i Fig.4 sunt reprezentate curbele rezistenei la naintare i a puterii de remorcare, respectiv, graficele funciilor i .

Pentru calculul puterii corespunztoare celorlalte elemente din lanul cinematic al instalaiei de propulsie, se consider viteza de proiectare a navei v = 15 [Nd] = 7,71 [m/s], pentru care avem calculate rezistena la naintare total a navei i puterea de remorcare:

b) Puterea la elice

Randamentul discului elicei sau propulsiv este:

(41)

unde, PD[KW] = puterea primit de elice, de la axul port-elice.

Uzual, Adopt

Figura 3.

Din relaia (41), obinem puterea la elice:

Figura 4.

c) Puterea la axul port-elice

Randamentul liniei axiale este dat de relaia:

(42)

unde, puterea primit de axul port-elice de la dispozitivul de inversare a sensului de rotaie i reducere a turaiei.

Valorile uzuale ale lui (S sunt: Adopt

Din relaia (42) obinem puterea la axul port-elice:

d) Puterea efectiv la flana mainii principale

Randamentul dispozitivului de inversare al sensului de rotaie i reducere a turaiei este dat de relaia:

(43)

unde, PB = puterea primit de inversare al sensului de rotaie i reducerea turaiei, de la flana mainii principale.

Din relaia (43) se determin puterea efectiv la flana mainii principale:

Valorile uzuale ale lui (G, date n literatura de specialitate, sunt Adopt

e) Puterea indicat a mainii principale

Puterea indicat a mainii principale se determin cu relaia:

(44)

n care,

reprezint rezistena la naintare total a navei

este viteza navei

este randamentul propulsiei, determinat cu relaia:

(45)

unde:

i reprezint randamentul discului elicei;

i reprezint randamentul liniei axiale;

i reprezint randamentul dispozitivului de inversare a sensului de rotaie i reducere a turaiei;

i reprezint randamentul mecanic al mainii principale. Adopt

Prin urmare,

A.3.2. Alegerea motorului principal

A.3.2.1. Caracteristici principale ale motorului

Pe baza datelor obinute la capitolul A.3.1., se va alege un motor principal cu urmtoarele

Motor tip K8SZ caracteristici: 70/150 Cle, construit I.C.M. Reia sub licena MAN;

Numrul de cilindri:8 n linie;

Turaie nominal: 114rot/min;

Alezaj: 700[mm]

Cursa pistoanelor: 1.500[mm];

Putere nominal 11.200[KW]=15.200[CP];

Presiune medie efectiv: 1,28[Mpa].

A.3.2.2. Construcia motorului

Motorul este de tip diesel lent, cu 8 cilindri n linie, n doi timpi, simpl aciune, reversibil, cu supraalimentare la presiune constant, adoptat pentru exploatare cu combustibil greu i cu motorin la pornire i oprire.

Prile principale ale motorului sunt astfel concepute nct lucrrile de ntreinere s fie ct mai reduse, iar la revizie acestea s poat fi uor demontate i montate cu ajutorul sculelor i dispozitivelor speciale livrate mpreun cu motorul de ctre firma productoare i cu ajutorul dispozitivelor de ridicare din C.M.

Motorul principal funcioneaz cu combustibil greu. Pentru rcire se utilizeaz:

Apa dulce, pentru rcirea cilindrilor i a rcitoarelor de aer i a uleiului pentru arborele cotit i circulaia motorului;

Ulei, pentru rcirea pistoanelor;

Aer, pentru rcirea turbosuflantelor.

A.3.2.3. Echipamentul standard

Motorul este prevzut cu:

2 turbosuflante MAN tip NA 57;

2 electrosuflante 3x380 V, 50 Hz;

2 rcitoare de aer supraalimentare;

lagr de mpingere;

pompe de injecie i echipament de asigurare a injeciei pentru combustibil greu;

regulator de presiune Woodward cu servomotor pentru uleiul de ungere;

viror cu acionare electric, 3x380 V, 50 Hz, cu panou de comand;

interblocare ntre viror i pupitrul de comand;

volant;

detector cea de ulei;

regulator de turaie;

distribuitor pentru aerul de pornire;

valvula de reglare a presiunii de alimentare a combustibilului;

dispozitiv automat de oprire a alimentrii cu combustibil n caz de avarie;

aparatur de msur i control, care ofer posibilitatea urmririi funcionrii motorului principal din timonerie, postul central de comand din compartimentul maini i postul local de pe motor;

dispozitive reglare pompe de injecie cu amplificator hidraulic;

post local lansare M.P;

instalaie de protecie M.P.;

instalaie pentru insuflare aer n sistemul de rcire pistoane;

ventil de siguran pe chiulas pentru pmax ardere;

ventil de siguran pentru spaiul motor;

tubulatur de ap de rcire, aer lansare, ulei ungere i combustibil, fixat pe motor;

instalaie de curire a rcitoarelor de aer;

instalaie de splare a turbosuflantelor;

instalaie de supraveghere a temperaturii agent rcire.

A.3.2.4. Fixarea pe postament a motorului principal

Motorul principal este amplasat pe postament construit pe tablele de D.F. Fixarea pe postament este rigid, prin intermediul unor laine mobile din oel.

Numrul i amplasarea ansamblelor urub-piuli-aib vor corespunde recomandrilor firmei corespunztoare a motorului.

A.4. Compartimentarea navei

A.4.1. Compartimentarea navei. Calculul efectiv

A.4.1. Compartimentarea navei. Calculul efectiv

Compartimentarea navei se face prin intermediul pereilor transversali etani i are rolul de a asigura att nescufundabilitatea, ct i rezistena corpului. Numrul pereilor transversali etani i dispunerea acestora se stabilete n conformitate cu prevederile registrelor de clasificaie, n funcie de destinaia i lungimea navei.

Pentru navele nepropulsate destinate transportului de mrfuri, R.N.R. prevede doi perei transversali etani obligatorii i anume, peretele picului pupa sau de presetup i peretele picului prova.

La navele autopropulsate mai apar pereii care limiteaz compartimentul maini, astfel:

la navele cu C.M.: dispus n zona central, doi perei;

la navele cu C.M.: dispus n zona pupa, un perete (cel de-al doilea fiind peretele picului pupa).Tabel 10.

Lungimea navei ntre perpendiculare

Numrul total al pereilor etani

C.M. n zona centralC.M. la pupa navei

Cu acordul R.N.R.

n afar de aceti perei obligatorii mai apar, funcie de lungimea navei, i ali perei suplimentari astfel nct numrul lor minim s corespund cu cel prezentat n Tabel 10.

Stabilirea poziiei transversali etani are n vedere faptul c la inundarea unui compartiment nava trebuie s rmn n poziie de plutire la limit. Aceast poziie limit corespunde liniei de siguran.

Calculul efectiv

Picul pupa:

(46)

Picul prova:

(47)

unde,L = Lpp = 216,08[m]

Cunoscnd lungimea picului pupa, respectiv lungimea picului prova, se poate calcula lungimea de compartimentare brut dup relaia:

(48)

Lungimea de compartimentare a navei este lungimea corpului navei aflate sub limita de imersiune, msurat peste osatur, n planul diametral.

n funcie de lungimea compartimentului maini a navei prototip, , stabilim lungimea compartimentului maini a navei de proiectat:

n aceste condiii, lungimea magaziilor de marf (compartimente) va fi:

n funcie de nava prototip, alegem numrul magaziilor (tancurilor) de marf:

Deci, lungimea medie a unei magazii (tanc) de marf, va fi:

n construcia corpului navei se va folosi sistemul longitudinal de osatur pentru ntreaga nav, exceptnd zona C.M. (C18 C50), extremitatea pupa, extremitatea prova i suprastructura, pentru care se va adopta sistemul transversal de osatur.

Conform R.N.R., distana regulamentar normal (intercostal) pn la picul pupa i dup picul prova, unde avem sistem de osatur transversal, va fi .

Distana intercostal n C.M., adoptat pentru sistemul transversal de osatur, se va calcula cu relaia:

(49)

Se adopt

Numrul de coaste pn la picul pupa va fi dat de relaia:

(48)

coaste

Distanele intercostale adoptate pentru sistemul longitudinal de osatur le considerm astfel (conform navei prototip):

Distana ntre longitudinale se adopt:.

Numrul de coaste pentru zona magaziilor de marf va rezulta:

coaste

Lungimea real de compartimentare va fi, deci:

Lungimea medie real a unei magazii va fi:

Lungimea real a picului prova va fi:

(51)

Deci,

Valoarea obinut respect cerinele R.N.R., i anume:

(52)

Numrul coastelor de la picul prova spre prova navei va fi:

(53)

unde,

coaste.

Lungimea ntre perpendiculare:.

Se adopt:.

Numrul total de coaste va fi:

coaste.

A.5. Instalaii de punte

I. Instalaia de ancorare

I.1. Generaliti

I.2. Descrierea tehnic a instalaiei

I.3. Elemente constructive componente

I.4. Elemente de calcul

I. INSTALAIA DE ANCORARE

I.1. Generaliti

Staionarea n siguran a navei n rad, golfuri, porturi, pe fluvii este asigurat de instalaia de ancorare. Conform Registrului Naval Romn orice nav trebuie s aib o instalaie de ancorare format din ancore principale, lanuri de ancor, boturi sau stope pentru ancorarea ancorelor principale n timpul marului, maini pentru fundarisirea i virarea ancorelor, precum i pentru inerea navelor dup fundarisirea ancorelor principale.

Mecanismele i dispozitivele care intr n compunerea instalaiei de ancorare sunt dispuse, de regul, n sectorul prova, pe teug. La navele mari poate exista i la o instalaie de ancorare.

Instalaia de ancorare are rolul de a realiza o legtur ntre nav i fundul apei, precum i rolul de realizare a forei necesare virrii ancorei atunci cnd asupra navei acioneaz fore exterioare generate de vnt, cureni marini, valuri sau fore de inerie. Instalaia de ancorare trebuie s asigure tragerea navei pe lan cu o anumit vitez, virarea rapid a lanului dup ce ancora a fost smuls i botarea sigur a lanului dup virarea ancorei. Legtura ntre corpul navei i elementul de fixare (ancora) se realizeaz prin intermediul lanurilor sau a parmelor. Datorit raportului mic dintre grosime i lungime i datorit flexibilitii, att lanurile ct i parmele sunt considerate fire grele, omogene i flexibile.

Nava poate la ancor n bazinele sau radele portuare, n marea deschis sau n zone cu gheuri. Pentru a permite fixarea sigur a navei ancorate i desprinderea ancorei la virare, ancora este construit astfel nct fora de fixare este maxim atunci cnd asupra ei acioneaz o for orizontal (( = 0() i minim, atunci cnd este solicitat de o for vertical (( = 90().

Principalele funcii pe care trebuie s le ndeplineasc instalaia de ancorare sunt:

s asigure nava la locul dorit n diferite situaii hidrometeorologice; s permit o manevr rapid de fundarisire i virare a ancorelor i desfurarea lanurilor la adncimea dorit; s permit fixarea ancorelor n siguran la post pe timpul marului sau cnd acestea nu sunt ntrebuinate; tragerea navei pe lan sau parm pn la verticala ancorei fundarisite; smulgerea ancorei de pe fundul apei i ridicarea ei cu o vitez de minim 9m/min; la apropierea ancorei de nar, viteza de virare trebuie s fie de maxim 10m/min iar viteza de virare a ancorei la intrarea acesteia n nar nu trebuie s depeasc7m/min.; ridicarea ambelor ancore de la jumtatea adncimii de ancorare cu viteza minim de 9m/min.; ridicarea unei ancore de la lungimea maxim de lan fundarisit; fundarisirea ancorelor cu ajutorul frnei sau mecanismului.

Instalaia de ancorare poate fi folosit n urmtoarele situaii:

manevrare la ntoarcerea pe fluvii; ca msur de siguran a staionrii navei ancorate; ambosarea navei; pentru dezeuarea navei.Instalaia de ancorare trebuie s prezinte siguran deosebit de funcionare i s permit acionarea mecanic de la distan.

Instalaia manual de acionare a ancorei trebuie s asigure o vitez de ridicare de minim 2,5m/min. pentru fiecare om care la manivele, efortul nu trebuie s depeasc 150N.

Fundarisirea ancorei se poate realiza n dou moduri:

cu vitez ridicat: se slbete stopa; se decupleaz axul motorului; se cupleaz dispozitivul de limitare a turaiei barbotinei; se fundarisete ancora filndu-se lungimea de lan necesar; se cupleaz frna barbotinei; se strnge stopa; cu ajutorul motorului electric: se slbete stopa; axul motorului se cupleaz cu axul reductorului; se decupleaz frna barbotinei; se conecteaz motorul electric care dezvolt viteza nominal de filare a lanului; se deconecteaz motorul; se cupleaz frna barbotinei; se strnge stopa.

Tipul instalaiei se alege n funcie de tipul navei. Ca mod de ancorare, n general se folosete ancorarea din prova, dar exist i ancorare din pupa, la unele nave ultima fiind de sine stttoare (remorchere, mpingtoare). La navele mari instalaia de ancorare din pupa poate fi auxiliar.

Parametrii instalaiei de ancorare sunt:

numrul i greutatea ancorelor; diametrul (calibrul) lanului; lungimea lanului; adncimea maxim de ancorare; viteza de ridicare a ancorei; tipul mecanismului de ancorare.

Instalaia de ancorare trebuie s respecte urmtoarele cerine:

economicitate i funcionare sigur n condiii de exploatare;

ndeplinirea funciei i n cazul avarierii pariale sau la ieirea din funcionare a unor piese componente;

elementele constructive ale instalaiei trebuie s fie n cea mai mare msur standardizate sau tipizate;

materialele folosite pentru confecionarea i montarea instalaiei trebuie s fie rezistente la coroziune marin i la aciunea agenilor de lucru;

s fie amplasat la bord astfel nct s se exclud posibilitatea deteriorrii mecanice n timpul proceselor de ncrcare-descrcare;

trebuie s se ncadreze n arhitectura locului de amplasare; s se respecte prevederile R.N.R. sub supravegherea cruia se construiete instalaia;

funcionarea trebuie s fie pe ct posibil mecanizat i automat;

s existe posibiliti locale i de la distan de acionare;

s fie etane la aciunea valurilor;

simplitate de reglare i stabilitate n funcionare;

simplitate n ntreinere i durat maxim de funcionare.


Nava va fi dotat cu instalaie de ancorare prova amplasat n extremitatea prova pe puntea principal i este format din:

dou vinciuri de ancor i manevr acionate cu aburi (unul dreapta i unul stnga);

dou lanuri de ancor avnd calibrul de 100 mm, din oel de rezisten mrit, avnd lungimea total de 715 [ml], adic cte 357,5 [ml] (13 chei de 27,5 [ml/buc] ) n fiecare bord;

dou stope cu rol i cuit n construcia sudat;

dou dispozitive de botare a lanului formate din cte un cablu prevzut la capete cu gae i sistemul de ntindere cu urub i roat de manevr amplasat pe stope n partea superioar;

trei ancore Speck de 12.900 [kg/buc] din care dou principale, amplasate pe topogane, i una de rezerv;

dou nri de lan din table roluite i sudate pe generatoare, avnd la extremitatea din puul lanului cte un tronson pentru ghidarea lanului;

dou dispozitive de declanare a lanului amplasate pe puntea intermediar n corespondena puurilor de lan i acionate de pe puntea principal de la o roat de manevr;

dou topogane prevzute n corpul navei i dotate cu ghidaje i limitatori de venire a ancorelor la post;

dou sisteme de fixare a ancorelor la post formate din cte o balama i un sistem de strngere cu urub i roat de manevr;

instalaie hidraulic de acionare a ridictorilor de frne vinci amplasat pe puntea intermediar i prevzut cu dou posturi de comand amplasate lng parapet, n borduri, pe puntea principal, avnd caracteristicile i componena urmtoare:

grup de pompare;

cuplaje;

racorduri;

drosele;

tubulaturi de legtur;

uniti de comand;

supape de siguran; presiunea de lucru 100 [bar].

Caracteristicile vinciului de ancor sunt:

calibrul lanului: 100 [mm] (2a R.N.R.);

traciunea nominal la barbotin: 41,7 [tf];

traciunea nominal la toba pe primul strat: 18 [tf];

traciunea nominal la toba n regim automat: 16 [tf];

viteza de virare a lanului: 9 [m/min];

viteza de virare a lanului pe primul strat: 15 [m/min];

presiunea nominal n cilindrul motorului: 14 [kg/cm2];

consum de abur la ancorare: 5 [t/h].


A) ANCORELE

A.1) Generaliti

Ancora este o pies de fier, cu unul sau mai multe brae, care atingnd fundul, ine i asigur nava cu ajutorul unui lan sau a unei parme, contra aciunii vnturilor, valurilor i curenilor marini.

Ancorele sunt elemente de fixare ale navei fa de fundul apei. Condiiile pe care trebuie s le ndeplineasc sunt:

construcie simpl, compact;

rezisten mecanic mare;

comoditate n manevrare i ntreinere;

for mare de fixare;

fixare rapid de fundul apei;

desprindere uoar de pe fundul apei la ridicare;

s se poat prinde din nou de fund dup ce au fost smulse;

s se fixeze uor i sigur la post dup virare;

s permit acionarea numai prin lan sau parm.

Ancorele pot fi forjate, turnate sau sudate. Piesele ancorei nu trebuie s aib fisuri, sulfuri sau alte defecte care s le reduc rezistena. Remedierea defectelor exterioare se poate realiza prin sudur electric. Buloanele cheii de ancor i braele ancorei trebuie s fie fixate n mod sigur astfel nct s fie exclus deplasarea lor axial. Fixarea se poate face prin sudur electric.

Tratamentul termic hotrt de uzina constructoare trebuie s fie executat nainte de ncercarea ancorei.O ancor este format dintr-un fus avnd la un capt cheia dreapta de fixare a lanului, iar la cellalt capt braele de nfigere.

O caracteristic general a ancorelor, dup care este apreciat eficiena lor, este factorul de smulgere (aderen) KS, definit ca raportul dintre fora orizontal de smulgere (de aderen) FS i greutatea ancorei Ga = ma g.

(54)

fora orizontal de smulgere (de aderen);

masa ancorei;

, acceleraia gravitaional;

pentru ancore tip amiralitate;

pentru ancore HALL.

A.2) Clasificarea ancorelor

a) Din punct de vedere constructiv ancorele n 4 grupe distincte:

ancore cu travers i brae fixe (tip amiralitate);

ancore fr travers i brae oscilante (tip patent - ex. HALL);

ancore cu traverse i brae oscilante;

ancore de corp mort.

b) Din punct de vedere al utilizrii:

ancore de bord - principale i de rezerv; ancore de pupa; ancore specializate.

c) Dup numrul de brae:

cu un singur bra;

cu dou brae;

cu mai multe brae.

d) Dup poziia fusului fa de brae:

ancore cu fus nearticulat (tip amiralitate);

ancore cu fus articulat (tip patent - ex. HALL).

e) Dup numrul de brae care se nfig n sol:

ancore cu tij, care se nfig cu un bra;

ancore fr tij, cu brae rotitoare, care se nfig cu dou brae;

ancore cu aderen nalt, care se nfig cu dou brae;

ancore speciale.

Ancorele cu fus nearticulat se fixeaz de fundul apei cu o parte din numrul total de brae. Din aceast categorie fac parte: ancore tip amiralitate, ancore cu patru gheare, ancore cu gheare de pisic, ancore de ghea.

Ancorele cu fus articulat au ghearele mobile n raport cu fusul i permit fixarea de fundul apei cu toate braele. Din aceast categorie fac parte urmtoarele tipuri de ancore: HALL, BYERS, TAYLOR, GRUSON, UNION, SPECK.

A.3) Pri componente ale unei ancore

a) Fusul ancorei este o bar metalic masiv de form cilindric sau prismatic care se leag la un capt de lanul ancorei, iar la cellalt capt are dou brae fixe i articulate. Pe timpul ancorajului fusul mrete fora de inere a ancorei, iar la ridicarea acesteia acioneaz ca o prghie, permind smulgerea braelor de pe fund.

b) Gtul ancorei este partea fusului din imediata vecintate a diametrului care are o grosime mai mare dect restul fusului. mpreun cu diametrul, constituie cele mai solicitate pri ale unei ancore fundarisite.

c) Diametrul ancorei este partea cea mai ngroat a ancorei de unde se ramific braele.

d) Braele ancorei sunt prile fixe sau mobile ale unei ancore care se ramific de la captul ngroat al fusului.e) Palma ancorei este partea final mai lat i cu extremitatea ascuit a ancorei.f) Gheara ancorei este partea ascuit a palmei unei ancore care nlesnete ptrunderea braului n solul fundului.

A.4) Tipuri de ancore

ancora tip amiralitate cu travers i brae fixe;

ancora tip patent (HALL) fr travers i cu brae articulate;

ancora de corp mort cu un singur bra fix i travers de lemn. Se folosete la ancorri de geamanduri;

ancora de beton format dintr-un bloc de beton, folosit pentru balizaj i la ancorri de geamanduri;

ancora ciuperc are forma unei ciuperci cu plria n jos i se folosete mai ales pentru ancorarea geamandurilor de semnalizare luminoas, amplasate n cureni sau vnturi puternice, datorit rezistenei ei mari;

ancora cu patru brae (ghear de pisic) se folosete mai mult la navele fluviale.

Alte tipuri de ancor mai puin folosite sunt: Morel, Trotman, Amiralitate, cu travers de lemn, Allison, Naional, Gruson-Hein, Dun, Danfort.

Ancorarea i ridicarea ancorelor ciuperc i de beton se realizeaz cu ajutorul unui curent de ap sub presiune pentru a le face loc la ancore i pentru a le

despotmoli la ridicare.

n marin se mai folosesc i ancoroate care sunt ancore de dimensiuni mai mari i servesc ca auxiliare la manevr sau ca ancore pentru brcile navei (de obicei sunt cu travers i mai mici dect cele principale). De asemenea trebuie menionat gheara de pisic care este o ancor mic cu mai multe brae, fr palme, i se folosesc la pescuirea obiectelor, lanurilor sau ancorelor czute pe fund.

Navele comerciale sunt dotate cu ancore principale i de rezerv (ancore de prova) i ancore de rezerv (ancoroate).

Conform R.N.R. la navele comerciale se admit ca ancore principale i de curent, ancore de tip Hall sau Gruson i ancore de tip amiralitate.

A.5) Greutatea ancorelor

n general navele de comer de tonaj mijlociu au ancore a cror greutate n kg este egal cu tonajul lor n tone. Velierele mai mici au ancore mai grele, iar velierele mai mari au ancore a cror greutate este mai mic dect tonajul n tone, astfel un velier de 1800 t are o ancor de 1850kg, un velier de 900 t are o ancor de 1350 kg, iar un velier de 2500 t are o ancor de 1950 kg.

Navele de propulsie mecanic au ancore de greutate mai mic (n kg) dect tonajul (n tone) aceasta din cauza formelor fine i ale mainilor care pot fi puse imediat n funciune. De exemplu o nav cu deplasamentul de 1800 t are o ancor de 1520 kg.

Greutatea ancorelor principale se determin cu relaia:

(55)

n care: Na = caracteristica de dotare;

K = 3,00 , pentru navele cu zona nelimitat de navigaie;

K = 2,75 , pentru navele cu zon limitat de navigaie;

K = 2,50 , pentru navele cu zon limitat de navigaie II.;

K = 2,00 , pentru navele cu zon limitat de navigaie III.

Caracteristica de dotare a navei, conform R.N.R., se calculeaz cu relaia:

(56)

unde,

deplasamentul volumic la pescajul corespunztor liniei de ncrcare de var;

limea navei;

nlimea de la linia de ncrcare de var pn la faa superioar a nveliului punii celui mai nalt ruf, care se calculeaz conform relaiei (57);

suprafaa velic n limitele lungimii navei L, considerat de la linia de ncrcare de var. La determinarea valorii lui A, se va ine seama numai de suprafaa velic a corpului, suprastructurilor i rufurilor avnd limea mai mare de 0,25 B.

(57)

unde, distana msurat pe vertical, la seciunea maestr, de la linia de ncrcare de var pn la faa superioar a nveliului punii superioare;

nlimea n plan diametral, a fiecrui nivel a suprastructurii sau rufului, cu o lime mai mare de 0,25 B.


Greutatea unei ancore va rezulta n urma calculelor (v. Rel. 55):

n cazul ancorelor Hall sau Gruson, masa ancorei fr fus nu trebuie s fie mai mic de 60% din masa total a ancorei.

Greutatea ancorelor de curent se determin cu relaia:

(58)

n care, m variaz ntre 1,0 i 0,7.

Pentru nava de proiectat, nu avem prevzute ancore de curent.

Masa fiecrei ancore principale i de curent poate s difere cu 7% fa de valorile stabilite de R.N.R. cu condiia ca masa total a ancorei principale s nu fie mai mic dect masa total prescris. n cazul navelor dotate cu ancore cu capacitate mare de inere, masa fiecrei ancore poate fi egal cu 75% din masa ancorei stabilit tabelar n R.N.R.

A.6) Dotarea navelor cu ancore

Numrul de ancore cu care este dotat o nav variaz n funcie de deplasament i de misiunea ce o are de ndeplinit.

Dac numrul ancorelor este 3, una va fi de rezerv. A treia ancor poate lipsi la navele cu zon limitat de navigaie I, II, III. La navele avnd caracteristica de dotare Na ( 205, a doua ancor poate fi de rezerv cu condiia ca s existe posibilitatea punerii ei n funciune n cel mai scurt timp.

n afara ancorelor principale i de rezerv, n dotarea navelor de transport maritim intr i ancorele de curent (ancoroate). Ancoroatele sunt ancore aezate n pupa navei folosite pentru diferite manevre, la mperechere i ambosare. Pot fi de tip Amiralitate sau Hall.

n afar de acestea poate s existe o ancor de speran care este fixat pe teug i nu are lan. Ea se folosete atunci cnd una din ancore se rupe (se folosete lanul ancorei rupte).

B) LANUL DE ANCOR

B.1) Generaliti

Lanurile de ancor pot avea diferite calibre i lungimi n funcie de caracteristica de dotare a navei, dimensiunile ei mrimea suprastructurii, de natura fundului etc. Din motive tehnice lanul nu poate fi executat dintr-o bucat, ci dintr-o mbinare de poriuni de lan numite chei.

Totdeauna numrul de zale ale unui lan trebuie s fie impar. Cheia de lan la captul creia se afl ancora se numete cheie de ancor sau terminal, iar cea care se leag de corpul navei se numete cheie de baz. ntre cheile extreme se dispun cheile intermediare.

Din punct de vedere al tehnologiei de execuie lanurile pot fi executate prin: sudur electric, forjare sau turnare.

Elementele lanurilor de ancor sunt standardizate.

b.1.1) Zalele de lan

Lanul este un ir lung de inele elipsoidale fabricate din metal, numite zale. Zalele pot fi:

zale ordinare (obinuite, comune), cu pod (punte) sau fr punte;

zale de capt (terminale);

zale cu vrtej;

zale mrite (ntrite);

zale de mpreunare;

cheia de mpreunare;

cheia terminal.

Podul (puntea) este o travers din oel sau font, prins la jumtatea zalelor n scopul de a mri rezistena acestora cu 20% i a mpiedica ncurcarea lanului. Lanurile de ancor sunt de obicei numai lanuri cu punte. Conform R.N.R., toate lanurile cu diametrul mai mare de 15 mm. trebuie s fie formate din zale cu punte (pod).

Zalele comune constituie majoritatea elementelor lanului de ancor.

Zalele de capt (terminale) servesc la mbinarea cheilor de lan prin cheile de mpreunare de dimensiuni mai mari (demontabile) pentru a permite prinderea la

nav, respectiv la ancor. Nu au punte i pentru a li se asigura rezistena necesar se supradimensioneaz fa de zalele normale.

Zalele de vrtej sunt componente ale cheii de ancor )a treia sau a patra de la ancor) i servesc pentru a evita rsucirea lanului. De o parte i de alta a vrtejului se dispun zale mrite.

Zalele mrite (ntrite) sunt mrite fa de respectivul calibru cu o treapt.

Zalele de mpreunare au rolul de a mbina cheile de lan ntre ele. Cea mai

cunoscut este zaua Kenter. Pentru lanurile turnate cu calibru mare se folosete o za de mpreunare special.

Cheia de mpreunare se ntlnete mai ales la navele fluviale. Pentru navele maritime se utilizeaz numai n situaii de avarie. Forma cheii i lungimea ei conduc la apariia ocurilor la trecerea pe barbotin.

Cheia terminal constructiv este asemntoare cheii de mpreunare cu deosebirea c este ceva mai mare. Se folosete la asamblarea cheii de lan cu ancora astfel nct bolul chei terminale s fie n contact cu furca cheii de ancor. Cheile de mpreunare sunt de acelai calibru cu restul lanului, numai c podul este de dimensiuni mai mari, ceea ce necesit o alungire a cheii. Ele pot fi cu bulon sau de tip Kenter.

b.1.2) Cheile de lan

Dup poziia pe care o ocup n lan, cheile de lan pot fi:

chei de lan de ancor, care se prins la ancor;

chei de lan de capt, care se fixeaz de corpul navei;

chei de lan intermediare.

Lungimea cheilor de lan intermediare trebuie s fie cuprins ntre 25 i 27,5 m. Cheile de lan se mbin ntre ele cu ajutorul zalelor de mpreunare, numite i Kenter.

Cheile de lan de ancor este alctuit dintr-o cheie de vrtej, o za terminal i din numrul minim de zale comune i mrite necesar pentru ca o lungime de lan s formeze o cheie de lan.

Cheile de lan de capt se mbin ntre ele prin chei de mpreunare. Dac numrul cheilor este impar, atunci lanul din tribord va avea o cheie de lan intermediar n plus fa de cel din babord.

Cheia de lan de capt va fi format dintr-o za special de dimensiuni mrite, care trebuie s alunece uor pe barbotina vinciului de ancor, de care se fixeaz dispozitivul de declanare a lanului i dintr-un numr minim de zale comune i mrite necesar pentru a considera aceast cheie de lan ca fiind o cheie de lan independent.

b.1.3) Parme de ancore

Drept parme de ancor se pot folosi de oel n construcie 6x24. Dintre parmele nemetalice, cele mai utilizate sunt parmele sintetice i parmele de manil care asigur o rezisten suficient.

Pstrarea cablurilor de ancor la bord se face pe tamburul cablului de ancor.

Parmele de ancor prezint urmtoarele dezavantaje:

au durabilitatea mai mic dect lanul datorit unei uzuri intense;

au greutate unitar mai mic i deci greutatea lor total nu poate contribui la inerea navei la ancor;

se rsucesc datorit lipsei unui vrtej.

Pentru a compensa greutatea lor redus, parmele se asociaz cu greuti concentrate sau cu buci de lan.

b.1.4) Marcarea lanurilor

Pe podul zalelor trebuie s se marcheze pe o parte iniialele fabricii constructoare, iar pe cealalt parte anul fabricaiei. Pe zalele de la capetele lanului

i pe patru zale intermediare dintr-o cheie, se marcheaz iniialele stabilimentului care a fcut probele de rezisten i anul n care s-au fcut. La bord cheile de lan se marcheaz pentru a putea ti ct lan s-a filat.

Marcarea cheilor de lan se face n mai multe feluri:I) prin inelare:

cheia 1, nici un semn;

cheia 2, un inel de srm pe prima za dup cheia de mpreunare;

cheia 3, dou inele de srm pe a doua za dup cheia de mpreunare, i aa mai departe.

II) prin piturare:

cheia 2, prima za dup cheia de mpreunare se pitureaz cu alb;

cheia 3, primele dou zale dup cheia de mpreunare se pitureaz cu alb, i aa mai departe.

n afar de aceasta cheia de mpreunare se pitureaz astfel:

cheia 1 - rou;

cheia 2 - alb;

cheia 3 - albastru;

cheia 4 - rou;

cheia 5 - alb;

cheia 6 - albastru, .a.m.d.ntre cheile 10 i 11toate zalele sunt piturate n galben.

Zalele ce rmn sub punte sunt piturate n negru.

Datorit faptului c pitura se poate murdri sau terge, cel mai bun sistem de marcare rmne cel cu inele de srm.

La navele mari numrul de chei de lan nu trece de regul de 14 chei de fiecare ancor.

b.1.5) Eforturile asupra lanurilor

Lanurile de ancor pot suporta n condiii foarte bune eforturile statice la care au fost probate, dar nu pot suporta la fel de bine eforturile dinamice.

Eforturile statice se produc atunci cnd nava este ancorat pe vreme bun, iar curenii nu au variaii brute. n acest caz lanul suport o ntindere constant i continu mult sub limita de ruptur.

Eforturile dinamice se produc la ancorare. Ele, chiar dac nu se pot evita cu desvrire, se pot micora apreciabil printr-o dispunere favorabil a mecanismelor instalaiei i printr-o manevr ngrijit.

Dac nava nu are vitez n timpul fundarisirii ancorei, lanul cade grmad suportnd ocuri puternice i riscnd s nlocuiasc ancora.

Dac viteza de filare a lanului este mare n momentul fundarisirii i lanul se oprete brusc, efortul dinamic suportat este cu att mai mare cu ct ancora este mai grea i viteza navei mai mare.

Cnd nava este ancorat pe vreme rea, lanul este supus la eforturi dinamice mai mari, n special n locurile unde curentul i vntul se schimb brusc.

Trebuie menionat c eforturile dinamice repetate scurteaz n mod apreciabil durata de utilizare.

Ruperea lanului apare numai la probe sau n timpul serviciului cnd lanul cedeaz brusc, la un efort mare i de durat mic, ceea ce poate periclita sigurana navei.

b.1.6) ntreinerea lanurilor

Dup virarea ancorei, lanul trebuie splat de nmol cu ap dulce dac este posibil sau cu ap srat. Splarea se face cu ajutorul instalaiei de splare care este racordat la instalaia de splare cu jet de ap sau poate fi de sine stttoare.

La fiecare ase luni lanul trebuie complet scos din pu, rachetat, uns cu ulei de in sau piturat cu minium i lac. La aceeai perioad de timp se vor schimba cheile de lan.

Verificarea lanului se face la doi ani sau dup mprejurri de grele ntr-un antier. Cu ocazia controlului este necesar s se verifice dac cheile de mpreunare se desfac uor, dac cheile au semne de marcare.

I.4.Elemente de calcul

Lanul se caracterizeaz prin calibru (diametrul zalei msurat n dreptul podului sau la mijlocul zalei fr pod), lungime i greutate pe metru liniar, asigurnd legtura ntre ancor i corpul navei.

Lanurile de calibru mic sunt de obicei confecionate din oel i se execut prin sudare. Podurile se execut din font sau oel. Lanurile de calibru mare se execut din oel forjat sau turnat.

n poziia de ancorare lungimea lanului trebuie s asigure orizontalitatea forei de solicitare a ancorei.

Funcie de adncimea de ancorare trebuie s existe raport ntre lungimea minim a lanului i adncime:

(59)

Lungimea lanului de ancor

Lungimea lanului de ancor variaz de la o nav la alta fiind cuprins ntre (100 770)m. Numrul cheilor de lan este astfel cuprins ntre (4 7) chei. R.N.R. prevede ca lungimea lanului de ancor pentru ancorele principale nu trebuie s fie mai mic dect:

(60)

n care,

Na = caracteristica de dotare;

r = 1,00, pentru navele cu zon nelimitat de navigaie;

r = 0,80, pentru navele cu zon limitat de navigaie I;r = 0,76, pentru navele cu zon limitat de navigaie II;

r = 0,64, pentru navele cu zon limitat de navigaie III.

Lungimea total a ambelor lanuri trebuie s fie mai mic dect:

-200 m, pentru navele cu zon nelimitat de navigaie;

-100 m, pentru navele cu zon limitat de navigaie.

Lungimea unei chei de lan variaz n marina diferitelor ri. n marina Romniei cheia de lan este de 25 m. n marina englez cheia de lan este de 27,30 m (15 fathoms).

Pasul zalei de lan

(61)

calibrul lanului; conform Tabel 11.

pasul zalei de lan;

diametrul de calcul al barbotinei.

Diametrul barbotinei

(62)

Viteza de virare a ancorei:

(63)

turaia barbotinei. Adoptm

Figura 5.

Greutatea lanurilor

Greutatea unui metru liniar de lan se calculeaz cu relaia:

(64)

n care,greutatea lanului pe metru liniar;

diametrul (calibrul) lanului;

coeficient care are urmtoarele valori:

2,3, pentru lanul cu pod;

2,2, pentru lanul fr pod;

2,0, pentru lanul cu zale alungite.

pentru k = 2,3.

Greutatea unei chei de lan este dat de:

(65)

unde, G = greutatea ancorei.

Rezistena de rupere a lanurilor se exprim aproximativ cu relaia:

(66)

n care,

R = rezistena de rupere;

d [cm] = diametrul (calibrul) lanului;

coeficient care are urmtoarele valori:

4,2, pentru lanul cu pod cu ( = (13 37) mm;

4,0, pentru lanul cu pod cu ( = (37 62) mm;

3,8, pentru lanul fr pod.

,pentru k = 4.

Relaia dintre calibrul i deplasamentul navei este:

(67)

unde,deplasamentul navei;

calibrul lanului;

coeficient care variaz ntre 2,7 pentru navele mari i 3,4 pentru navele mici.

Calibrul lanului este dat de grosimea metalic a fiecrei zale:

(68)

unde, Na = caracteristica de dotare;

s = coeficient ce variaz ntre (1,00 0,82) pentru diferite tipuri de nave;

t = coeficient ce variaz ntre (1,75 1,35) pentru diferite tipuri de lanuri.

Spaiul necesar pentru stivuirea lanurilor este dat de:

(69)

unde, S = spaiul necesar stivuirii a 100 m de lan;

G = greutatea lanului.

Tabel 11.

Alegerea echipamentului de ancorare (extras R.N.R.)

400011700687,51079584

420012300687,51119787

44001290071511410087

46001350071511710290

48001410071512010592

Observaii:

a) lungimea total a celor dou lanuri (Tabel 11), reprezint numai lungimea total a cheilor de lan intermediare fr lungimea cheilor de lan i de ancor;

b) lanurile pot fi executate prin metode de sudare electric cap la cap prin topire intermediar, prin turnare sau matriare;

c) zalele folosite pot fi cu punte sau fr. Cele cu punte au o rezisten cu 20% mai mare.

d) la fiecare nav dotat cu ancor i lan de rezerv, pentru ancora principal se vor prevede ca piese de rezerv urmtoarele:

cheie de lan de ancor = 1 bucat;

za de mpreunare = 2 buci;

cheie de lan de capt.

La fiecare nav dotat cu ancor de rezerv i cablu de oel, pentru ancora principal trebuie s se prevad ca rezerve un set de piese care s asigure mbinarea cablului de oel cu cheia de ancor.

A.6. Instalaii de corp

I. Instalaia de stins incendiu cu CO2I.1. Generaliti



I.4. Elemente de calcul

I. Instalaia de stins incendiu cu CO2

I.1. Generaliti

Incendiul, ca proces de ardere, este o reacie de oxidare, nsoit de degajare de cldur i lumin. El este posibil doar n prezena materialelor carburante i a oxigenului, peste temperatura de aprindere. Un incendiu poate fi lichidat sau prin ndeprtarea materialelor carburante din zona de ardere, sau prin reducerea cantitii de oxigen sau cldur pn sub limitele la care reacia de oxidare nceteaz. Reducerea n zona de ardere a cantitii de cldur i oxigen este aciunea principal a instalaiilor de stingere. Pe principiul rcirii focarului de incendiu se bazeaz funcionarea instalaiilor de stingere cu ap, n timp ce instalaiile volumice se bazeaz pe umplerea volumului liber al unei ncperi nchise, cu ageni care nu ntrein arderea i asigur stingerea incendiului datorit reducerii concentraiei de oxigen din aer, pn sub limitele la care nceteaz arderea.Dup modurile de stingere a incendiilor, instalaiile pot fi de suprafa sau volumice. Primele trimit la suprafaa focarului de incendiu substana stingtoare, care rcete sau oprete alimentarea cu oxigenul din aer a zonei de ardere, mpiedicnd ieirea aburului. Ca exemplu de instalaii de suprafa sunt instalaia de stingere cu ap i instalaia de stingere cu spum. n grupa instalaiilor de stingere volumic intr cele care umplu volumul liber al ncperii cu substane care nu ntrein arderea, ca: abur, gaze inerte sau spume foarte uoare. Aici nu sunt incluse instalaiile care umplu ncperile cu ap i anume instalaiile de inundare i stropire a ncperilor. Orice substan stingtoare, acionnd asupra unui focar de incendiu, rcete, izoleaz de oxigenul din aer, distruge mecanic flacra i ngreuneaz ieirea din zona de ardere a aburului format.Instalaiile de stins incendiu trebuie s corespund urmtoarelor cerine principale:

s fie oricnd gata de funcionare, indiferent dac nava se afl n staionare sau mar;

s nu intensifice prin funcionarea lor arderea;

s fie sigure n funcionare i s aib vitalitate ridicat;

s acioneze asupra focarului de incendiu astfel nct s exclud posibilitatea reaprinderii;

s aib mijloace de acionare local i de la distan, precum i posibiliti de control;

s nu fie periculoase pentru om;

substanele stingtoare s nu provoace corodarea instalaiilor i construciilor afectate, s nu fie deficitare i s-i menin proprietile stingtoare dup o depozitare ndelungat.

Instalaia de stingere cu CO2 este o instalaie de stingere volumic a incendiilor. Instalaiile de stingere volumic a incendiilor reduc coninutul de oxigen din ncperea protejat pn sub limita de 15% de la care nceteaz procesul de ardere. Ca agenii de stingere sunt folosii vapori sau gaze inerte de ardere (abur, vapori de lichide uor volatile, dioxid de carbon, etc.).Funcionarea tuturor instalaiilor de stingere volumic este periculoas pentru oameni, fapt pentru care ele nu se utilizeaz n ncperile de locuit i serviciu. Pornirea instalaiei este precedat obligatoriu de semnalizri de avertizare optic i acustic.

I. 2 Descrierea tehnic a instalaiei

Instalaiile de stingere a incendiilor cu CO2 reduc coninutul de oxigen din ncperea protejat, nlocuindu-l parial cu dioxidul de carbon, inert la ardere.Instalaia se utilizeaz la stingerea incendiilor n ncperile diesel-generatoarelor de avarie, n magazii cu substane explozive sau uor inflamabile, lampisterii, magazii de pituri, magaziile de marf i compartimentele de maini ale cargourilor, tobele de eapament.Instalaia de stingere a incendiilor cu CO2 nu este admis ca sistem de baz pentru magaziile de petrol ntruct, n cazul exploziilor, tubulatura sub presiune poate fi uor avariat i scoas din funciune, rezervele de gaz fiind limitate la bordul navei.Dioxidul de carbon se folosete ca agent de stingere n stare lichefiat, pstrat n butelii din oel cu capacitatea de 40 litri. Folosirea sa la stingerea incendiilor este posibil datorit urmtoarelor avantaje: nu este bun conductor de electricitate; nu deterioreaz materialele incendiate, nu este influenat de temperaturile coborte; fiind mai greu dect aerul, ptrund profund n materialele care ard.

I.3 Elemente constructive componente

Constructiv, instalaiile de stingere a incendiilor cu CO2 sunt:

de nalt presiune, pentru care se utilizeaz butelii de 40 de litri la presiune minim de 125.150 bar de joas presiune, la care cantitatea necesar de CO2 se pstreaz ntr-un rezervor, la presiune de lucru de 20 bar.Instalaia de stingere a incendiilor cu CO2 este format din:

1. baterie de butelii cu CO2;

2. armtura de nchidere;

3. tubulatur de distribuie;

4. ajutaje de evacuare a CO2;

5. avertizor sonor i optic;

6.fluier de semnalizare.

Fiecare ncpere protejat este deservit de cte o tubulatur independent. Armaturile de nchidere sunt astfel construite nct s nu permit declanarea accidental a instalaiei. Armturile de nchidere sunt amplasate n cutii din care se comand avertizorul sonor i optic. Pentru avertizarea asupra scprii arbitrare a gazului din butelii, pe tubulatura de siguran este montat fluierul de semnalizare, amplasat n compartimentul deservit de instalaie.

n staie, buteliile de CO2 se grupeaz n baterii de maximum (1030) buc, acionate simultan.

Att n butelii, ct i n tubulatura de transport spre ajutaje, gazul trebuie s rmn n stare lichid, trecerea ntre starea gazoas declannd o rcire puternic care ar putea provoca opturarea tubulaturii prin gheaa format.I.4. Elemente de calcul

I.4.1. Calculul necesarului de gaz

Calculul necesarului de gaz pentru un compartiment se face presupunnd c pentru un volum de un m3 trebuie introdus un volum de gaz inert astfel nct s se realizeze procentul de 15% din volum la care focul se stinge. Se consider c la un procent de dioxid de carbon de 8% din volumul compartimentului, focul se stinge complet. Astfel, ntr-un volum de un m3 de aer exist n mod normal, 21% oxigen i 79% azot. Pentru ca incendiul s fie nbuit, concentrarea de oxigen, trebuie s fie sub 15% din volumul compartimentului.

Cantitatea de CO2, introdus va fi:

x = 0,06/0,21= 0,30 [m3CO2/ m3aer]

(70)Pentru un volum V a unui compartiment cu x = v = 0.30 m3CO2/ m3aer, avem:

Vg= vV

(71)

n calcul se ia volumul efectiv de aer din ncpere i nu volum teoretic, adic:

V = Vt

(72)

Unde - gradul de umplere al compartimentelor.

I.4.2. Cantitatea de gaz

Cantitatea de gaz introdus n compartiment, va fi:

Gg= Vg

(73)

i, cunoscnd masa de CO2 ce intr ntr-o butelie G1, adic

G1 = CmCO2lichidVb

(74)

Unde, Cm coeficient de umplere.Dup normele R.N.R., masa de CO2 necesar stingerii unui incendiu ntr-o ncpere se calculeaz:

m = CO2V [kg]

(75),

unde coeficient de umplere necesar .

= 0,30, pentru magaziile de mrfuri generale;

= 0,35, pentru compartimentul maini, lund n calcul volumul ahtului,

= 0,40, pentru compartimentul maini, fr a lua n calcul volumul ahtului,

= 0,45, pentru ncperi n care se transport automobile cu combustibil n rezervoare;

= 1, pentru magazii de pituri;

unde CO2 densitatea dioxidului de carbon n condiii normale de presiune (CO2 = 1,79 kg/m3);

unde V volumul de calcul al celei mai mari ncperi protejate, n m3.

I.4.3. Cantitatea total de gazGg = max. (Ggi)

(76),

n = max. (ni)

(77),

Gruparea buteliilor n staii se face astfel nct s asigure stingerea incendiului n compartimente protejate, i innd cont de economia instalaiei.Dac tubulatura instalaiei pentru stingerea incendiului cu CO2 este folosit i ca tubulatur pentru instalaia de semnalizare a fumului, se admite instalarea colectorului de distribuie a instalaiei de CO2 mpreun cu dispozitivele de lansare cu CO2 n fiecare din ncperile protejate prin instalaia de semnalizare a fumului.Aria seciunilor de trecere a tubulaturilor de distribuie, pentru fiecare ncpere protejat, nu trebuie s fie mai mare dect aria total a seciunilor de trecere a valvulelor buteliilor care se deschid simultan pentru ncperea respectiv (instalaii de nalt presiune) sau s nu fie mai mare dect aria seciunii valvulei de evacuare din rezervor (instalaia de joas presiune).

Seciunea total a tubulaturii n sensul de scurgere cu CO2 nu trebuie s fie cresctoare, aceasta datorit faptului c la trecerea de la o seciune mic la o seciune mare, lichidul se destinde, ducnd la o vaporizare cu o puternic absorbie de cldur ce face posibil apariia dopurilor de ghea care obtureaz tubulatura instalaiei.

Instalaia trebuie s permit introducerea n ncperea protejat cu 85% din cantitatea calculat de CO2 n cel mult 2 min., pentru compartimentul maini, D.G. avarie, compartimentul pompe-incendiu, respectiv 10 min., pentru ncperi cu autovehicule i alte ncperi. Viteza de circulaie a gazului prin conducte este de (56) m/s.I.4.4. Grosimea pereilor tubulaturilor

Grosimea pereilor tubulaturilor se determin prin calul cu relaia:

S = S0 + b + c [mm.]

(78),

Unde S0 = [mm.]

(79),

n care,

d diametrul exterior al evii, [mm.];p presiunea de calcul, egal cu presiunea de calcul a buteliilor sau rezervoarelor, n bar;

coeficient de rezisten ( = 1, pentru evi trase, sudate sau echivalente cu cele trase);

tensiunea admisibil, n N/mm2;b adaos care ine cont de subierea real a tubulaturii la ndoire, n mm.;

c adaos pentru coroziune, n mm.

n general, staia de stingere cu CO2 a incendiilor dispune de cantitatea necesar unei singure intervenii n ncperea de volum maxim. ntr-o staie nu se pot depozita mai mult de 1.400 kg. de CO2. dac din calcule rezult o cantitate mai mare de gaz, instalaia va fi prevzut cu dou staii de stingere cu CO2 a incendiilor.

n caz de incendiu, la punerea n funciune a instalaiei, trebuie oprite ventilatoarele, pompele de combustibil i arztoarele din compartimentul incendiat. Se acioneaz apoi sistemul de avertizare a oamenilor pentru prsirea compartimentului, se nchid comunicaiile acestuia cu exteriorul i, n final, se lanseaz dioxidul de carbon.

La bordul navei, n afara instalaiei fixe de stins incendiile cu CO2 se mai gsesc stingtoare portative, folosite la combaterea incendiilor mici sau a celor provocate de instalaiile electrice.A.7. Instalaii de maini

I. Generaliti

II. Instalaia de rcire cu ap dulce (ap tehnic) a cilindrilor motorului principal

II.1. Generaliti

II.2. Descrierea tehnic a instalaiei

II.3. Breviar de calcul

I. Generaliti

Prin sistem de rcire se nelege ansamblul compus din pompe, filtre, schimbtoare de cldur, aparate de msur i elemente de reglare, legate ntre ele cu evi prin care fluidul de rcire este recirculat pentru a prelua cldura fluidelor care trec prin schimbtoarele de cldur (apa, ulei, aer, gaze).

Ca medii de rcire se folosesc: apa din afara bordului, apa desalinizat, uleiul, combustibilul i aerul.

Sistemul de rcire al unui motor naval reprezint totalitatea agregatelor, aparatelor i dispozitivelor care asigur evacuarea forat prin perei a unei pri din cldura dezvoltat n cilindrii motorului, n timpul procesului de ardere.

Gradul de rcire al moto

instalatia electrica nava tanc 85000

Documents

Transcript of instalatia electrica nava tanc 85000