Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

12
UNIVERSITATEA MARITIMĂ CONSTANŢA UNIVERSITATEA MARITIMĂ CONSTANŢA FACULTATEA DE ELECTROMECANICĂ NAVALĂ FACULTATEA DE ELECTROMECANICĂ NAVALĂ Tanc chimic Tanc chimic 5.000 5.000 t.d.w. t.d.w. (considerente preliminare) (considerente preliminare) Coordonator ştiinţific Coordonator ştiinţific S.L. Dr. Ing. S.L. Dr. Ing. Absolvent Absolvent Emilian-Cosmin Voicu Emilian-Cosmin Voicu Constanţa Constanţa 201 5

description

Prezentare Licenta

Transcript of Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

Page 1: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

UNIVERSITATEA MARITIMĂ CONSTANŢAUNIVERSITATEA MARITIMĂ CONSTANŢAFACULTATEA DE ELECTROMECANICĂ NAVALĂFACULTATEA DE ELECTROMECANICĂ NAVALĂ

Tanc chimicTanc chimic 5.000 5.000 t.d.w. t.d.w. (considerente preliminare)(considerente preliminare)

Coordonator ştiinţificCoordonator ştiinţific S.L. Dr. Ing. S.L. Dr. Ing.

AbsolventAbsolvent Emilian-Cosmin VoicuEmilian-Cosmin Voicu

ConstanţaConstanţa20120155

Page 2: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

INTRODUCEREINTRODUCERE

• Transportoarele de produse chimice sunt nave cu caracteristici speciale în construcţia cărora se intalneşte tehnologia avansat imbinata cu traditia marinareasca, fapt ce permite transportul simultan al unui număr mare de mărfuri diferite in deplină siguranţă.

• Produsele chimice au devenit un segment de piaţă cu o extindere apreciabilă, acestea fiind utilizate în procesele de fabricaţie a nenumărate produse astăzi practic indispensabile traiului sau confortului modern. Putem enumera aici masele plastice, produsele petroliere rafinate, extracţia unor metale din minereuri sau chiar unele produse alimentare (rafinarea zahărului, a uleiurilor vegetale ş.a.). Ca şi în alte domenii, extracţia sau producerea acestora (mai ales în contextul globalizării economiei mondiale) au loc în locaţii care sunt distanţate apreciabil faţă de acelea unde se face utilizarea acestora (distanţele pot fi de dimensiuni de mărime intercontinentală sau transoceanică).

• Prin urmare, transportul în vrac al produselor chimice, mai ales în cantităţi industriale, a condus la apariţia unui tip de navă specializat şi anume tancurile chimice (chemical tankers). Date fiind caracteristicile mărfii transportate, această categorie de nave este foarte asemănătoare ca concepţie cu tancurile de produse petroliere rafinate, acestea fiind uneori din start cu destinaţie mixtă (chemical / product carrier sau invers).

• Soluţia constructivă adoptată este modernă (cocă dublă, compartiment maşini şi castel la pupa, instalaţie de încărcare segregată şi echipamente de punte electrohidraulice. Propulsia este asigurată de un motor Diesel sem-rapid şi având prin urmare transmisie directă către propulsor (elice cu pas reglabil).

• Lucrarea abordează aspecte cu caracter preliminar, o realizare efectivă presupunând o abordare cu mult mai amplă şi mai pretenţioasă.

Page 3: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAPCAP. 1. . 1. CALCUL DIMENSIUNI PRINCIPALE ŞI COEFICIENŢI DE FINEŢECALCUL DIMENSIUNI PRINCIPALE ŞI COEFICIENŢI DE FINEŢE

Dimensiuni principaleDimensiuni principale

Coeficienţi de fineţeCoeficienţi de fineţe

LmLB 015,003,0167,0

mmLF 8,7358142,21

TBLTBL

VCB

BL

SC CWLWP

TSC

CWLVP

TBCM

LCP

Coeficientul cilindric Coeficientul cilindric CCPP

Coeficientul secţiunii maestre Coeficientul secţiunii maestre CCMM

Coeficientul prismatic vertical Coeficientul prismatic vertical CCVPVP

Coeficientul bloc Coeficientul bloc CCBB

Coeficientul plutirii de plină încărcare Coeficientul plutirii de plină încărcare CCWPWP

Lungimea pe plutirea de plină încărcare Lungimea pe plutirea de plină încărcare LLCWLCWL

Lăţimea pe plutirea de plină încărcareLăţimea pe plutirea de plină încărcare BB

Pescajul Pescajul TT

Bordul liber Bordul liber FF

LmD

L W 025,092,2

60

BmBT 15,0116,0394,0

Page 4: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAPCAP. 1. . 1. CALCUL DIMENSIUNI PRINCIPALE ŞI COEFICIENŢI DE FINEŢECALCUL DIMENSIUNI PRINCIPALE ŞI COEFICIENŢI DE FINEŢE

• Lungime la plutire:Lungime la plutire: LL = 103 = 103,00,00 mm

• Lăţime la plutire:Lăţime la plutire: BB = 26,30 = 26,30 mm

• Pescaj:Pescaj: TT = 6,00 = 6,00 mm

• Bord liber:Bord liber: FF = 1,808 = 1,808 mm

• Înălţime de construcţie:Înălţime de construcţie: HH = 7,808 = 7,808 mm

• Coeficient bloc:Coeficient bloc: CCBB = 0,724 = 0,724

• Coeficient arie CWL:Coeficient arie CWL: CCWPWP = 0,807 = 0,807

• Coeficient cilindric:Coeficient cilindric: CCPP = = 00,734,734

• Coeficient arie maestră:Coeficient arie maestră: CCMM = 0,9 = 0,98686

• Coeficient prismatic vertical:Coeficient prismatic vertical: CCVPVP = 0,896 = 0,896

• Volum carenă:Volum carenă: = 7.293,141 = 7.293,141 mm33

• Deplasament masic: Deplasament masic: DD = 7 = 7..474474,,4700 4700 tonetone

• Viteză de marş:Viteză de marş: vvNN = 14,00 = 14,00 Nd.Nd.

Page 5: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAPCAP. 2. . 2. STABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALESTABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALE

ALEGEREA NAVEI PROTOTIPALEGEREA NAVEI PROTOTIP

Deadweight-ul din tema de proiectare este caracteristic tancurilor de tip Deadweight-ul din tema de proiectare este caracteristic tancurilor de tip chemical tankerchemical tanker din gama dimensiunilor medii din gama dimensiunilor medii pentru acest tip de navă. De obicei, navele din această categorie sunt gândite să poată transporta, pe lângă produsele pentru acest tip de navă. De obicei, navele din această categorie sunt gândite să poată transporta, pe lângă produsele chimice amintite o gamă mai mult sau mai puţin amplă de produse petroliere rafinate („produse albe”). În această ipostază, chimice amintite o gamă mai mult sau mai puţin amplă de produse petroliere rafinate („produse albe”). În această ipostază, navele respective dobândesc un caracter de dualitate, aspect care porneşte de la denumire (de regulă navele respective dobândesc un caracter de dualitate, aspect care porneşte de la denumire (de regulă chemical / oil tankerchemical / oil tanker sau invers) şi terminându-se cu caracteristicile operaţionale. Câteodată, aceste nave sunt dotate şi cu instalaţie de gaz inert, sau invers) şi terminându-se cu caracteristicile operaţionale. Câteodată, aceste nave sunt dotate şi cu instalaţie de gaz inert, instalaţie ce este însă alimentată din butelii cu instalaţie ce este însă alimentată din butelii cu NN22 deoarece gazele de ardere filtrate şi răcite (utilizate de regulă la deoarece gazele de ardere filtrate şi răcite (utilizate de regulă la

petrolierele de ţiţei) nu asigură puritatea necesară. petrolierele de ţiţei) nu asigură puritatea necesară.

Prin urmare, nava prototip aleasă este un tanc de tip Prin urmare, nava prototip aleasă este un tanc de tip chemicalchemical / / product carrierproduct carrier având un deadweight de 4.488 având un deadweight de 4.488 tdwtdw la la pescajul de vară, destinată să transporte produse chimice de volum mare şi densitate redusă sau produse petroliere „albe”.pescajul de vară, destinată să transporte produse chimice de volum mare şi densitate redusă sau produse petroliere „albe”.

Nava este de tip Nava este de tip double hulldouble hull (cocă dublă), soluţie constructivă ce a devenit actualmente obligatorie pentru tancuri în (cocă dublă), soluţie constructivă ce a devenit actualmente obligatorie pentru tancuri în general. Tancurile de marfă (volum total 5.525 general. Tancurile de marfă (volum total 5.525 mm33) sunt amplasate pe două şiruri în zona centrală (6 perechi), în coca dublă ) sunt amplasate pe două şiruri în zona centrală (6 perechi), în coca dublă fiind amplasate tancurile de balast (volum 261 fiind amplasate tancurile de balast (volum 261 mm33), tancurile de combustibil (192 ), tancurile de combustibil (192 mm33 combustibil greu, 75 combustibil greu, 75 mm33 motorină şi 3,4 motorină şi 3,4 mm33 ulei de ungere) sau coferdamuri pentru vizitarea structurii interioare. ulei de ungere) sau coferdamuri pentru vizitarea structurii interioare.

Tancurile de marfă sunt protejate de o pitură pe bază de răşini epoxidice şi sunt operate de un sistem de manipulare Tancurile de marfă sunt protejate de o pitură pe bază de răşini epoxidice şi sunt operate de un sistem de manipulare marfă care poate gestiona simultan 6 sortimente diferite, tancurile având propriile pompe submersibile (12 pompe marfă care poate gestiona simultan 6 sortimente diferite, tancurile având propriile pompe submersibile (12 pompe orizontale cu şurub, fabricaţie HOTIUIN, cu debitul de 500 orizontale cu şurub, fabricaţie HOTIUIN, cu debitul de 500 mm33 / h / h fiecare şi cu presiunea de 7 fiecare şi cu presiunea de 7 kgf/cmkgf/cm22) cu acţionare ) cu acţionare hidraulică, tubulaturile aferente fiind în totalitate din oţel inoxidabil. Sistemul oferă o rată de încărcare de cca. 4.000 hidraulică, tubulaturile aferente fiind în totalitate din oţel inoxidabil. Sistemul oferă o rată de încărcare de cca. 4.000 mm33 / h / h şi o rată de descărcare de 5.500 şi o rată de descărcare de 5.500 mm33 / h / h, capacitatea tancurilor de slop fiind de 187 , capacitatea tancurilor de slop fiind de 187 mm33. .

Motorul principal de propulsie utilizat este un motor Diesel naval SWD tip 9SWD280 (WARTSILA -SULZER) cu o Motorul principal de propulsie utilizat este un motor Diesel naval SWD tip 9SWD280 (WARTSILA -SULZER) cu o putere maximă continuă de 2.461 putere maximă continuă de 2.461 kWkW (3.350 (3.350 CPCP) la 1.000 ) la 1.000 r.p.mr.p.m. Motorul este în 4 (nereversibil) şi are 9 cilindri în linie fiind . Motorul este în 4 (nereversibil) şi are 9 cilindri în linie fiind cuplat cu propulsorul prin intermediul unui reductor/inversor cu raportul de reducţie de 5:1, funcţionarea normală cuplat cu propulsorul prin intermediul unui reductor/inversor cu raportul de reducţie de 5:1, funcţionarea normală făcându-se cu combustibil greu. Elicea de propulsie cu pas fix este turnată din bronz manganos, are 4 pale şi un diametru făcându-se cu combustibil greu. Elicea de propulsie cu pas fix este turnată din bronz manganos, are 4 pale şi un diametru de 4.500 de 4.500 mmmm, existând şi o elice de rezervă cu aceleaşi caracteristici., existând şi o elice de rezervă cu aceleaşi caracteristici.

Zona de navigaţie este nelimitată, nava fiind destinată să navige în regiuni având o mare varietate de condiţii climatice, Zona de navigaţie este nelimitată, nava fiind destinată să navige în regiuni având o mare varietate de condiţii climatice, putând astfel naviga şi în zone cu gheţuri sparte (clasă gheaţă alocată: ICE 1 A). Autonomia navei este de aprox. 30 deputând astfel naviga şi în zone cu gheţuri sparte (clasă gheaţă alocată: ICE 1 A). Autonomia navei este de aprox. 30 de zile zile la cca. 85% din puterea motorului principal (85 % MCR), la pescajul de calcul (5,50 la cca. 85% din puterea motorului principal (85 % MCR), la pescajul de calcul (5,50 mm) şi la viteza de serviciu de 1) şi la viteza de serviciu de 144,00 ,00 NdNd..

Page 6: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAP. 2. CAP. 2. STABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALESTABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALE

ALEGEREA NAVEI PROTOTIPALEGEREA NAVEI PROTOTIP

Caracteristici principale:Caracteristici principale:

Lungimea maximă Lungimea maximă LmaxLmax = 93 = 93,,80 80 mm Lungimea la plutire Lungimea la plutire Lcwl Lcwl = 90= 90,60,60 mm Lungimea între perpendiculare Lungimea între perpendiculare LppLpp = 87 = 87,,00 00 mm Lăţimea Lăţimea BB = 14 = 14,,60 60 mm Pescajul (de calcul /de eşantionaj) Pescajul (de calcul /de eşantionaj) TT = 5 = 5,,50 / 550 / 5,,99 99 mm Înălţimea de construcţie Înălţimea de construcţie HH = 7 = 7,,30 30 mm Deadweight-ul (la pescajul de vară)Deadweight-ul (la pescajul de vară) DDWW =4.488 =4.488 tdwtdw Viteza de marş Viteza de marş vvNN = 14 = 14,,00 00 NdNd

Nava Nava prototipprototip

Page 7: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAPCAP. 2. . 2. STABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALESTABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALE

CARACTERISTICILE PRINCIPALE ALE NAVEI DE PROIECTATCARACTERISTICILE PRINCIPALE ALE NAVEI DE PROIECTAT

• Lungimea la plutire ……….......................................................... Lungimea la plutire ……….......................................................... LL = 103 = 103,00,00 mm

• Lăţimea………………………………………………….………. Lăţimea………………………………………………….………. BB = 16,30 = 16,30 mm

• Pescajul…………………………………………………………. Pescajul…………………………………………………………. TT = 6,00 = 6,00 mm

• Bordul liber…………………………………...………………… Bordul liber…………………………………...………………… FF = 1,808 = 1,808 mm

• Înălţimea de construcţie……………………………………...Înălţimea de construcţie……………………………………... HH = 7,808 = 7,808 mm

• Coeficientul bloc………………………………………………..Coeficientul bloc………………………………………………..CCBB = 0,720 = 0,720

• Coeficientul plutirii de plină încărcare………………….…. Coeficientul plutirii de plină încărcare………………….…. CCWPWP = 0,807 = 0,807

• Coeficientul prismatic vertical……………….……………….Coeficientul prismatic vertical……………….……………….CCVPVP = 0,896 = 0,896

• Coeficientul secţiunii maestre……………………………….....Coeficientul secţiunii maestre……………………………….....CCMM = 0,9 = 0,98686

• Coeficientul cilindric (prismatic longitudinal)………………...Coeficientul cilindric (prismatic longitudinal)………………...CCPP = 0,734 = 0,734

• Volumul carenei………………………..……………………….. Volumul carenei………………………..……………………….. = 7.293,141 = 7.293,141 mm33

• Deplasamentul masic…………………………………….…….... Deplasamentul masic…………………………………….…….... DD = 7 = 7..474474,,470 470 tonetone

• Deadweight-ul………………………………………………….. Deadweight-ul………………………………………………….. DDWW = 4.240 = 4.240 tdwtdw

• Viteza de marş……………………………………………………Viteza de marş……………………………………………………vvNN = 14,00 = 14,00 NdNd

Page 8: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAPCAP. 2. . 2. STABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALESTABILIREA CONFIGURAŢIEI ARHITECTURALE

CONCEPEREA CONCEPEREA NAVEI NAVEI DE PROIECTATDE PROIECTAT

Nava de Nava de proiectatproiectat (plan general) (plan general)

Page 9: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAP 3. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVECAP 3. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVE

ESTIMAREA EFECTIVĂ A REZISTENŢEI LA ÎNAINTARE ŞI A PUTERII DE ESTIMAREA EFECTIVĂ A REZISTENŢEI LA ÎNAINTARE ŞI A PUTERII DE REMORCARE CU PROGRAMUL REMORCARE CU PROGRAMUL AUTOPOWERAUTOPOWER

Programul Programul AUTOPOWERAUTOPOWER Datele de intrare în programDatele de intrare în program

Page 10: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAP 3. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVECAP 3. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVE

Rezultate:Rezultate:

Rezistenţa la înaintareRezistenţa la înaintare Puterea de remorcarePuterea de remorcare

Page 11: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CAP 3. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVECAP 3. ESTIMAREA CARACTERISTICILOR PROPULSIVE

Rezultate:Rezultate:

Caracteristicile propulsiveCaracteristicile propulsive Motor propulsie Motor propulsie Mak 6m32cMak 6m32c

(configuraţie cu (configuraţie cu 66 cilindri) cilindri)

Page 12: Prezentare Emilian-Cosmin Voicu

CONCLUZIICONCLUZII• S-a început cu calculul dimensiunilor principale a coeficienţilor de fineţe precum şi a altor caracteristici S-a început cu calculul dimensiunilor principale a coeficienţilor de fineţe precum şi a altor caracteristici

mecanice. A rezultat o carenă având o fineţe de valoare relativ medie spre ridicată (mecanice. A rezultat o carenă având o fineţe de valoare relativ medie spre ridicată ( CCBB = 0,724) datorită în = 0,724) datorită în

principal criteriului Froude care are o valoare apreciabilă pentru o navă comercială (principal criteriului Froude care are o valoare apreciabilă pentru o navă comercială ( FnFn = 0,2265). = 0,2265).

• În continuare s-a stabilit configuraţia arhitecturală utilizând metoda navei prototip. Configuraţia În continuare s-a stabilit configuraţia arhitecturală utilizând metoda navei prototip. Configuraţia rezultată (d.p.v. dimensional şi operaţional) este destul de apropiată de cea a navei prototip selectate, rezultată (d.p.v. dimensional şi operaţional) este destul de apropiată de cea a navei prototip selectate, principiile constructive directoare (coca dublă, operarea complet independentă a tancurilor de marfă) fiind principiile constructive directoare (coca dublă, operarea complet independentă a tancurilor de marfă) fiind urmărite cu consecvenţă. Astfel, s-a adoptat o construcţie cu cocă dublă având tancurile de marfă într-o urmărite cu consecvenţă. Astfel, s-a adoptat o construcţie cu cocă dublă având tancurile de marfă într-o configuraţie tip „casă de expansiune” cu instalaţie de marfă segregată pe fiecare tanc (pompă tip configuraţie tip „casă de expansiune” cu instalaţie de marfă segregată pe fiecare tanc (pompă tip FRAMOFRAMO, , tubulatură de refulare la manifold şi furtun de legătură la mal independente). Prin urmare, nava nu are tubulatură de refulare la manifold şi furtun de legătură la mal independente). Prin urmare, nava nu are compartiment pompe şi nici instalaţie de gaz inertcompartiment pompe şi nici instalaţie de gaz inert de tip clasic (gazele de ardere de la caldarine neavând de tip clasic (gazele de ardere de la caldarine neavând puritatea necesară în acest caz). Inertizarea eventuală a tancurilor de marfă se poate face cu azot furnizat de puritatea necesară în acest caz). Inertizarea eventuală a tancurilor de marfă se poate face cu azot furnizat de o baterie de butelii de stocare. o baterie de butelii de stocare.

• S-a continuat apoi cu estimarea rezistenţei la înaintare şi a puterii de remorcare configurându-se în S-a continuat apoi cu estimarea rezistenţei la înaintare şi a puterii de remorcare configurându-se în consecinţă sistemul de propulsie. Astfel, s-a optat (din considerente de eficienţă în exploatare, gabaritul consecinţă sistemul de propulsie. Astfel, s-a optat (din considerente de eficienţă în exploatare, gabaritul nefiind de astă dată o problemă mai ales în contextul valorii deadweight-ului din tema de proiectare) pentru nefiind de astă dată o problemă mai ales în contextul valorii deadweight-ului din tema de proiectare) pentru un sistem de propulsie cu motor Diesel lent, cuplat direct la propulsor (elice cu pas fix). un sistem de propulsie cu motor Diesel lent, cuplat direct la propulsor (elice cu pas fix).

• Pentru estimarea caracteristicilor propulsive s-a utilizat metoda programelor specializate de calcul Pentru estimarea caracteristicilor propulsive s-a utilizat metoda programelor specializate de calcul (programul (programul AUTOPOWER)AUTOPOWER).. Rezultatele obţinuteRezultatele obţinute au au condus direct la alegerea unui sistem de propulsiecondus direct la alegerea unui sistem de propulsie cu cu motor Diesel semi-rapid, de tip Mak 6m32c in 4 timpi motor Diesel semi-rapid, de tip Mak 6m32c in 4 timpi având o configuraţie cu având o configuraţie cu 66 cilindri în linie cilindri în linie)) , nemaifiind , nemaifiind deci necesare recalculări majoredeci necesare recalculări majore aiai parametrilor principali ai sistemului de propulsie.parametrilor principali ai sistemului de propulsie.