Proiectarea preliminară a unui remorcher de putere cu derivor extins ș i [630962]
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Proiect de licență
Stude nt Îndrumător
Toia Valentin Prof. dr. i ng. Dan Obreja
Galați
2018
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
1
Galați
2018
Proiect de licență
cu tema:
“ Proiectarea preliminară a unui remorcher de putere cu derivor extins ș i
lungimea de 29 m. In vestigarea teoretică și experimentală a performanței
de rezistență la înaintare și stabilirea influenț ei metodei de transpunere la
natură .”
Conținutul proiectului:
A. Tema generală:
1. Descrierea generală a navei
2. Planul de forme
3. Calcule hidrosta tice pe plutiri drepte
4. Estimarea rezistenței la înaintare și a propulsiei
B. Tema specială:
5. Teste de rezistență la înaintare pe model experimental în bazinul de carene
Student: [anonimizat] “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
2
Galați
2018 Cuprins
Capitolul I. Descrierea generală a navei ………………………….. ………………………….. ………………… 4
1.1 Caracteristicile navei ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 4
1.2 Dimensiuni principale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 5
1.3 Clasa navei ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 6
1.4 Compartimentarea navei ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 7
1.5 Viteză. Putere. Echipaj ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 7
1.6 Materiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 7
Capitolul II. Planul de forme ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 8
2.1. Considerații teoretice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 8
2.2. Trasarea planului de forme ………………………….. ………………………….. ……………………….. 10
Capitolul III. Calcule hidrostatice pe plutiri drepte ………………………….. ………………………….. 15
3.1 Diagrama de carene drepte ………………………….. ………………………….. ………………………… 15
3.1.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 15
3.1.2 Mod ul de calcul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 19
3.1.3 Trasarea diagramei de carene drepte ………………………….. ………………………….. ……….. 24
3.2 Diagrama Bonjean ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 26
3.2.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 26
3.2.2 Modul de calcul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 26
3.2.3 Trasarea diagramei Bonjean ………………………….. ………………………….. …………………… 29
Capitolul IV. Estimarea rezistenței la înaintare și a propulsiei ………………………….. ………….. 31
4.1 Rezistența la înaintare calculată cu metoda teoretică ………………………….. ……………….. 31
4.1.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 31
4.1.2 Modul de calcul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 32
4.1.3 Rezultate obținute ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 37
4.1.3.1 Rezistența la înaintare a navei fără apendici ………………………….. ……………………….. 37
4.1.3.2 Rezistența la înaintare a navei cu apendici ………………………….. ………………………….. 41
4.2 Puterea de propulsie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 46
4.2.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 46
4.2.3 Rezultate obținute ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 48
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
3
Galați
2018 Capitolul V. Teste de rezistență la înaintare pe model experimental în bazinul de carene . 51
5.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 51
5.2 Criterii de similitudine ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 52
5.3 Teste de rezistență la înaintare pe model experimental ………………………….. …………….. 55
5.3.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 55
5.3.2 Realizarea testelor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 58
5.4 Transpunerea rezultatelor experimentale la natură utilizând metoda ITTC 1957 …. 67
5.4.1 Metoda ITTC 1957 – Generalități ………………………….. ………………………….. ……………. 67
5.4.2 Transpunerea rezultatelor experimentale la natură ………………………….. ………………….. 70
5.5. Comparații rezultate ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 74
5.5.1 Comparații între rezultatele teoretice și experimentale ………………………….. ……………. 74
5.5.2 Comparație bazin gravitaționa l – bazin cu cărucior ………………………….. …………………. 76
5.6. Estimarea puterii de propulsie ………………………….. ………………………….. …………………… 78
5.6.1 Rezultate obținute ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 78
5.7 Tracțiune la punct fix ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 82
5.7.1 Calculul tracțiunii la punct fix ………………………….. ………………………….. …………………. 82
5.7.2 Alegerea motorului de propu lsie ………………………….. ………………………….. ……………… 84
Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 85
Referințe bibliografice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 86
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
4
Galați
2018 Capitolul I
Descrierea general ă a navei
1.1 Caracteristicile navei
Fig.1.1. Remorcher de putere. Model experimental (1:16 )
Nava proiectată este un remorcher destinat tracțiunii sau împingerii navelor sau a altor
construcții navale plutitoare. Pe langă funcția principală de tragere, remorcheru l este dotat cu
instalații și echipamente care să permită îndeplinirea altor activităti cum ar fi: salvare, stins
incendiu, spargere a gheții [1 ].
Caracteristica principală a remo rcherului este puterea și , în directă corelație cu aceasta,
tracțiunea la cârl ig.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
5
Galați
2018 Pe lângă caracteristica de tracțiune , remorcherele trebuie să îndeplinească și alte cerințe
constructive :
manevrabilitate;
stabilitate in valuri;
vizibil itate foarte bună din timonerie;
protecți e la eșuare.
1.2 Dimensiuni principale
Dimensiuni le principale ale navei sunt prezentate în tabelul 1.1 :
Tabel 1.1. Dimensiuni principale
Nr.crt. Denumire Notație Valoare U.M.
1. Lungime la plutire LWL 29.04 m
2. Lungime î ntre
perpendiculare LBP 28.17 m
3. Lățime B 11.06 m
4. Înălțimea de constru cție D 4.5 m
5. Pescaj T 3.2 m
6. Deplasament Δ 472.78 t
7. Coeficient bloc cB 0.667 –
8. Viteză v 11 Nd
9. Tracț iune la punct fix BP 411 kN
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
6
Galați
2018 1.3 Clasa navei
Remorcherul a fost proiectat și construit în conformitate cu regulile Societății de Clasificare
„Bureau Veritas”, având următoarea notație de clasă [2]:
BV
I ✠ Hull ∙ MACH
Tug
Unrestricted Navigation
AUT – UMS
unde :
I : simbol de clasă atribuit navelor care au fost construite în conformitate cu cerințele Regulilor
sau cu alte reg uli recunoscute ca fiind echivalente și menƫinute într -o condiƫie considerată
satisfăcătoare de către Societatea de Clasificare ;
HULL : simbol referitor la corpul navei ;
MACH : simbol referitor la instalațiile navei ;
✠ simbol care ne indică că nava a fost construită sub regulile și sub supravegherea Societății
de Clasificare ;
· simbol care ne indică că nava nu a fost construită sub regulile și sub supravegherea Societății
de Clasificare dar a fost acceptată în clasă ;
Tug: notaƫie de clasă atribuită nave lor echipate pentru remorcare sau î mpingerea altor nave ;
Unrestricted Navigation : nava este destinată navigației în orice zonă și orice perioadă a
anului ;
AUT – UMS : Notaț ie adițională de clasă specifică navelor dotate cu echipamente automate,
situate în c omparimentul de mașini, capabile să funcț ioneze nesupravegheate periodic, în orice
condiție de navigație inclusiv în timpul giraț iei.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
7
Galați
2018 1.4 Compartimentarea navei
Pentru compartimentarea navei trebuie să avem în vedere că poziționarea pereților etanși
se face respectând condiția de satisfacere a flotabilității navei avariate, iar analiza stabilității navei
avariate se face respectând regulile societăților de clasificare [2].
Compartimentul de mașini este amplasat în aproprierea cuplului maestru pentru a se
asigura spațiul necesar amplasării motorului de propulsie, echipamente auxiliare, etc.
Pereții transversali etanși vor fi amplasați în conformitate cu Regulile Societii de
Clasificare. Astfel, remorcherul va avea 4 pere ți transversali etanș i: picul pu pa, picul prova,
peretele pupa a l compartimentului de maș ini, peretele prova al compartimentului de maș ini.
1.5 Viteză. Putere. Echipaj
Viteza : 11 Noduri (5.66 m/s) ;
Putere: r1emorcherul are o propulsie principală, obținută cu ajutorul unui motor Caterp illar
C280 -12, 3700 kW, 1000 rpm;
Echipaj: 4 persoane .
1.6 Materia le
Corpul navei este construit din oțel tip „A” STAS 8324 -86. Nava este dotată cu fendere la
nivelul punții principale, existând totodată și un parapet în jurul acesteia. Structura corp ului navei
este construită din oțel normal (235 N/mm2), oțel cu rezistentă ridicată la tracțiune (315 N/mm2)
și în unele zone oțel antimagnetic.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
8
Galați
2018 Capitolul II
Planul de forme
2.1. Considerații teoretice
Planul de forme descrie formele navei și constitu ie o reprezentare grafică a suprafeței
teoretice a corpului navei în trei proiecții, ce se obțin prin intersecția corpului navei cu trei plane
perpendiculare între ele, numite plane principale de proiecție [3].
Fig. 2.1. Plan de forme [3]
S-au folosit următoarele notații :
P.D. – planul diametral;
P.B. – planul de bază;
B.L. – linia de bază;
W.L. – planul plutirii;
– planul cuplului maestru .
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
9
Galați
2018
Principalele plane de proiecție sunt [3]:
planul diametral (longitudinalul planului de forme) care este un plan vertical ce
împarte nava longitudinal în 2 borduri simetrice numite babord (amplasat în partea stângă
a planului diametral) și tribord (amplasat în parte a dreaptă a planului diametral) ;
planul cuplului maestru (transversalul planului de form e) ce secționează nava vertical
și transversal în dreptul cuplului maestru și împarte nava în două părți nesimetrice: partea
prova orientată în sens normal de deplasare și par tea pupa orientată în sens opus;
planul de bază (orizontalul planului de forme) care este un plan orizontal, longitudinal,
ce se obține la intersecția chilei navei cu planul diametral și planul cuplului maestru.
Dacă intersectăm corpul navei cu plane paralele cu planele de proiecție vom avea:
1. Cuple (Secțiuni transversale) – sunt curb e obținute prin intersecția corpului navei cu plane
paralele cu planul cuplului maestru. Proiecția lor reprezintă transversalul planului de forme.
Fig. 2.2. Secțiuni transversale [3]
2. Longitudinale (Secțiuni longitudinale) – sunt curbe obținute prin int ersecția corpului navei
cu plane paralele cu planul diametral. Proiecția lor reprezintă longitudinalul planului de
forme.
Fig. 2.3. Secțiuni longitudinale [3]
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
10
Galați
2018 3. Plutiri (Secțiuni orizontale) – sunt curbe obținute prin intersecția corpului navei cu plan e
paralele cu planul de bază. Proiecția lor reprezintă orizontalul planului de forme.
Fig. 2.4. Secțiuni orizontale [3]
2.2. Trasarea planului de forme
Planul de forme inițial (Fig. 2.4.) era incomplet datorită lipsei unui num ăr sufic ient de plutiri .
Fig. 2 .4. Plan de forme iniț ial
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
11
Galați
2018 Pentru completarea planului de forme s -au avut î n vedere urmă toarele etape:
citirea semilăț imilor aferente planului de forme iniț ial;
COASTA 0 COASTA 2 COASTA 4
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 3060 0 1900 0 1219
200 3060 1290 2553 2231 2026
1350 3550 3574 4300 2762 2503
3574 4838 4322 4260
4322 4714
COASTA 6 COASTA 8 COASTA 10
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 728 0 377 0 136
3009 1545 1290 2553 3918 810
3720 2221 4384 1951 4818 1699
4322 4260 5071 4061 5270 3977
4322 4714 5071 4511 5270 4427
COASTA 12 COASTA 14 COASTA 16
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 -18 0 102 0 -133
4173 554 4339 378 4434 279
5111 1489 5295 1338 5395 1241
5403 3904 5488 3843 5537 3796
5403 4354 5488 4293 5537 4241
COASTA 18 COASTA 20 COASTA 22
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 -119 0 -67 0 -9
4482 238 4495 246 4497 284
5447 1198 5469 1211 5473 1250
5549 3765 5550 3757 5550 3757
5549 4215 5550 4207 5550 4207
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
12
Galați
2018
COASTA 24 COASTA 26 COASTA 28
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 48 0 105 0 162
4497 339 4497 396 4497 453
5473 1291 5473 1332 1373 5473
5550 3790 5550 3790 5550 3828
5550 4213 5550 4240 5550 4278
COASTA 30 COASTA 32 COASTA 34
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 219 0 276 0 334
4497 510 4497 567 4497 625
5473 1415 5470 1457 5429 1507
5550 3878 5547 3940 5509 4012
5550 4328 5547 4390 5509 4462
COASTA 36 COASTA 38 COASTA 40
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 387 0 436 0 499
4488 684 4399 789 4175 985
5321 1592 5141 1740 4881 1962
5412 4101 5247 4203 5003 4318
5412 4551 5247 5053 5003 5168
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
13
Galați
2018 COASTA 42 COASTA 44 COASTA 46
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 590 0 790 0 1255
3771 1262 3094 1635 2027 2163
4504 2268 3914 2670 2946 3197
4660 4447 4182 4592 3512 4754
4660 5297 4182 5442 3512 5604
COASTA 48 COASTA 49
Yi [mm] Zi [mm] Yi [mm] Zi [mm]
0 2505 0 3696.8
433 2837 136.3 3742.7
1563 3743 392.9 3867.2
2540 4937 754.9 4109.3
2540 5787 1138.8 4416.3
1522.2 4758.5
1814.9 5039.9
centralizarea dat elor în tabelul de trasaj 2.1;
Tabel 2.1. Tabelul de trasa j
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
14
Galați
2018 trasarea plutirilor utilizâ nd AUTOCAD ;
avierea curbelor planului de forme, cu programul RIHNO.
Fig. 2 .5. Plan de forme final
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
15
Galați
2018 Capitolul III
Calcule hidrostatice pe plutiri drepte
3.1 Diagrama de carene drepte
3.1.1 Generalități
Diagrama de carene drepte reprezint ă o fami lie de curbe rezultate prin variația unor
mărimi hidrostatice cu pescajul, reprezentate la scări diferite și pe același grafic [3].
Aceste curbe sunt:
curba deplasamentului Δ(z);
curba volumul ui teoretic V(z);
curba ariilor plutirilor AWL(z);
curba abciselor centrelor de plutire xF(z);
curba abciselor centrelor de carenă xB(z);
curba cotelor centrelor de carenă zB(z);
curba razelor metacentrice transversale r(z);
curba razelor meta centrice longitudinal R(z);
curba m omentelor de inerție ale plutirilor față de axa Ox, Ix(z) ;
curba momentelor de inerție ale plutirilor față de axa Oy, Iy f(z).
1. Curba ariilor plutirilor A WL(z)
Se calculează ariile plutirilor succesive paralele cu planu l de bază situate la cote variabile
z∈(0,T), considerându -se o navă la un pescaj dat (T). Pentru aceasta se folosește următoarea
relație [3]:
AWL=2∙∫ y ∙dxLWL (3.1.)
Curba ariilor plutirilor este reprezentată grafic prin valorile AWL(z).
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
16
Galați
2018
Fig. 3.1. Curba ariilor plutirilor [3]
2. Curbele volumului carenei V(z) si deplasamentului Δ(z)
Pentru plutiri succesive poziționate la dife rite cote z∈(0,T) plasate între planul de bază
și un pescaj oarecare T, volumul teoretic al carenei se calculează cu următoarea formulă [3]:
V(z)=∫AWLz
0∙dz (3.2.)
Curba volumului teoretic V(z) se va reprezenta în funcție de pescajul variabil z. Se va trasa
pe aceeași diagramă și curba volumului real imers ∇(z) și curba deplasamentului Δ(z), fiecare la
scări diferite.
Volumul real imers ș i deplasamentul vo r fi calculate cu următoarele formule [3]:
∇(z) =K0∙V ( 3.3.)
Δ= ρ∇ ( 3.4.)
unde:
ρ – densitatea apei ;
K0 – coeficient care ține cont de grosimea bordajului și de volumul apendicilor.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
17
Galați
2018 3. Curbele absciselor centrelor de plutire X F(z) și de carenă X B(z)
Pentru plutiri succesive poziționate la diferite cote z∈(0,T) plasate între planul de bază
și un pescaj oarecare T, se vor calcula abscisa centrului plutirii xF(z) și abscisa centrului de carenă
xB(z) cu următoarele formule [3]:
xF=∫ x∙y∙dxLWL
∫ y∙dxLWL ( 3.5.)
xB=Myz
V= 1
V∙∫xF∙AWLz
0∙dz ( 3.6.)
Valorile acestor parametrii vor fi reprezentate grafic, la aceeași scară, în funcție de pescajul
variabil z. Această reprezentare grafică semnifică curba absciselor centrelor de plutire și curba
absciselor centrelor de carenă.
Fig. 3.2. Curbele xF(z) și xB(z) [3]
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
18
Galați
2018 4. Curba cotelor centrelor de carenă zB(z)
Calculul cotei centrului de carenă se realizează pentru plutiri successive plasate la diferite
cote z∈(0,T), cuprinse între planul de bază și un pescaj oarecare T:
zB=Mxy
V= 1
V∙∫z∙AWLz
0∙dz. (3.7.)
Valorile cotei centrului de c arenă se vor reprezent a grafic î n funcție de pescajul variabil z,
pentru o anumită sc ară. Reprezentarea grafică a acestor valori zB(z) semnifică curba cotelor
centrelor de carenă.
Fig. 3.3. Curba cotelor centrelor de carenă [3]
5. Curba razelor metacentrice transversale r(z) și curba razelor metacentrice longitudinale R(z)
Raza me tacentrică reprezintă raza de curbură a curbei centrelor de carenă. În cazul
înclinării transversal e, raza metacentrică transversal ă se calculează cu următoarea formulă:
r=Ix
V. (3.11.)
În cazul înclinării longitudinale, raza metacentrică longitudinală se calculează cu
următoarea formulă:
R=IyF
V. (3.12.)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
19
Galați
2018 3.1.2 Modul de calcul
Pentru determinarea caracteristicilor hidostatice necesare “Diagramei de carene drepte” am
utilizat program e CAD – CAE oferite de Facultatea de Arhitectur ă Navală , unde am avut în
vedere următoarele etape:
1. În figura 3.4 sunt prezent ate datele principale ale navei.
Fig. 3.4 . Date principale
2. În figura 3.5 sunt introduse semilățimile pentru fiecare coastă din prova .
Fig. 3.5 . Introducere semilăț imi prova
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
20
Galați
2018 3. În figura 3.6 este prezentată etapa de introducere a semilăț imilor pentru fiecare coastă
din pupa :
Fig. 3.6 . Introducere semilăț imi pupa
Dupa ce au fost inserate semilăț imile fiecarei coaste, se acceseaz ă butonul ”OK”.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
21
Galați
2018 4. Afișarea rezultatelor ana lizei hidrostatice.
S-au obținut următoar ele rezultate în urma rulării caracteristicilor hidros tatice.
În figura 3.7 sunt prezentate elemente de suprafată .
Fig. 3.7 . Elemente de suprafată: Awl, XF, r, R
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
22
Galați
2018
În figura 3.8 sunt prezentate elemente de volum.
Fig. 3.8. Elemente de volum: Δ, ∇, XB, ZB
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
23
Galați
2018
5. Centralizarea datelor
Datele rulate au fost extras e și centralizate în tabelul 3.1 , pentru fiecare caz de încărcare, în
vederea realiză rii diagramei de carene.
Tabel 3.1. Tabel centralizator
z[m] Awl[m2]Xf[m] Xb[m] Zb[m] V[m3] Δ[kg] r[m] R[m]
0 15.1 10.238 9.969 -0.038 0.83 0.85
0.2 63.6 11.462 10.878 0.106 8.43 8.64 29.983 50.72
0.4 120.4 12.814 11.784 0.247 26.96 27.64 28.99 65.86
0.6 171.8 14.158 12.731 0.383 56.71 58.13 23.523 75.07
0.8 201.6 14.718 13.437 0.511 94.74 97.11 18.083 66.53
1 218 14.904 13.867 0.632 137.16 140.59 13.914 56.72
1.2 228.8 14.995 14.137 0.748 182.23 186.79 11.062 48.81
1.4 238.2 14.989 14.313 0.862 229.58 235.32 9.129 43.79
1.6 244.5 14.98 14.431 0.973 278.24 285.19 7.707 39.1
1.8 249.3 14.97 14.513 1.084 328 336.2 6.663 35.17
2 254.4 14.894 14.565 1.193 378.96 388.44 5.858 32.41
2.2 258.1 14.867 14.6 1.302 430.55 441.32 5.222 29.81
2.4 261.1 14.861 14.625 1.41 482.74 494.81 4.711 27.55
2.6 263.9 14.824 14.657 1.518 535.97 549.37 4.288 25.59
2.8 266.8 14.78 14.672 1.625 589.42 604.15 3.946 24
3 269.5 14.731 14.68 1.732 643.41 659.5 3.658 22.64
3.2 272.6 14.661 14.677 1.84 698.27 715.73 3.411 21.55
3.4 275.4 14.6 14.674 1.947 753.51 772.35 3.202 20.55
3.6 278 14.55 14.667 2.054 809.31 829.54 3.021 19.62
3.8 280.5 14.508 14.658 2.161 865.61 887.25 2.867 18.76
4 282.9 14.466 14.647 2.268 922.39 945.45 2.728 17.98
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
24
Galați
2018 3.1.3 Trasarea diagramei de carene drepte
Diagrama a fost realizată cu softul AutoCAD, iar pentru repreze ntarea grafică s -a ales
formatul A3 (297x420mm).
Scări utilizate:
AWl: 1cm= 32 m2
XB, XF: 1cm= 0.9 m
zB: 1cm= 0.3 m
V: 1cm= 45 m3
Δ: 1cm= 45 t
r: 1cm= 1 m
R: 1cm= 3 m
T: 1cm= 0.3 m .
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
25
Galați
2018
Fig 3.9 . Diagrama de carene drepte
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
26
Galați
2018 3.2 Diagrama Bonjean
3.2.1 Generalități
“Diagrama Bonjean” reprezintă un document cu o importanță deosebită în ceea ce privește
proiectarea și exploatarea unei nave, întrucât permite c alculul volumului teoretic al carenei și a
coordonatelor centrului de carenă ( x b , zb), în cazul unei plutiri înclinate longitudinal sau pen tru o
plutire de formă oarecare , considerân d că nava nu are înclinare transversală. [3].
Ariile transversale ș i momentele statice se calculează pe baza formulelor [3]:
AT(z) = 2 ∫y dzz
0 [ m2] (3.13.)
3.2.2 Modul de calcul
Pentru calcule și trasarea diagramei am utilizat urmă toarele softuri :
Planul de forme ;
Raportul obț inut în urma rulă lrii programelor CAD – CAE ;
Excel;
AutoCAD .
Din raportul obținut am extras pentru fiecare cuplă aria transversală la nivelul fiecărei
plutiri. Am introdus datele în softul Microsoft Excel, iar ulterior le -am scalat.
Rezultatele obținute poti fi observate în tabelul 3.2.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
27
Galați
2018 Tabel 3.2. Rezultate obț inute
pescaj/
arii coasta
0 coasta
2 coasta
4 coasta
6 Coasta
8 coasta 10 coasta 12 coasta 14 coasta 16 coasta 18 coasta 20 coasta 22 coasta 24
0 0 0 0 0 0 0 0.003 0.148 0.225 0.219 0.084 0.002 0
0.2 0 0 0 0 0 0.026 0.384 1.008 1.352 1.459 1.215 0.841 0.459
0.4 0 0 0 0 0.003 0.436 1.389 2.531 3.155 3.37 3.116 2.651 2.085
0.6 0 0 0 0 0.245 1.335 2.931 4.46 5.218 5.479 5.229 4.745 4.143
0.8 0 0 0 0.19 0.878 2.684 4.807 6.518 7.344 7.634 7.392 6.903 6.292
1 0 0 0 0.272 1.889 4.38 6.793 8.612 9.489 9.805 9.571 9.081 8.467
1.2 0 0 0 0.82 3.249 6.225 8.813 10.721 11.643 11.981 11.756 11.267 10.652
1.4 0 0 0.09 1.663 4.853 8.116 10.847 12.837 13.803 14.162 13.945 13.945 12.842
1.6 0 0 0.4 2.8 6.545 10.028 12.892 14.961 15.967 16.347 16.138 15.651 15.035
1.8 0 0 0.93 4.176 8.268 11.955 14.947 17.091 18.136 18.535 18.333 17.847 17.231
2 0 0.032 1.682 5.624 10.016 13.898 17.012 19.228 20.311 20.727 20.532 20.046 19.43
2.2 0 0.243 2.641 7.098 11.788 15.857 19.087 21.371 22.489 22.922 22.733 22.249 21.631
2.4 0 0.601 3.684 8.596 13.586 17.832 21.172 23.521 24.673 25.12 24.937 24.453 23.835
2.6 0 1.085 4.789 10.116 15.41 19.824 23.268 25.677 26.861 27.322 27.144 26.661 26.042
2.8 0 1.685 5.96 11.66 17.26 21.832 25.373 27.839 29.053 29.526 29.353 28.87 28.251
3 0 2.398 7.202 13.228 19.138 23.856 27.488 30.008 31.25 31.734 31.564 31.082 30.463
3.2 0.137 3.219 8.515 14.819 21.042 25.896 29.612 32.182 33.451 33.945 33.777 33.295 32.676
3.4 0.509 4.146 9.9 16.435 22.972 27.953 31.747 34.362 35.656 36.158 35.993 35.511 34.891
3.6 1.023 5.178 11.359 18.075 24.929 30.025 33.89 36.548 37.866 38.374 38.21 37.729 37.109
3.8 1.602 6.313 12.89 19.738 26.913 32.113 36.042 38.74 40.079 40.593 40.43 39.948 39.328
4 2.198 7.549 14.493 21.425 28.922 34.215 38.203 40.936 42.295 42.814 42.651 42.169 41.549
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
28
Galați
2018 pescaj/
arii coasta
26 coasta 28 coasta
30 coasta 32 coasta 34 coasta 36 coasta 38 coasta 40 coasta 42 coasta 44 coasta 46 coasta
48
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0.2 0.184 0.029 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0.4 1.546 1.035 0.617 0.29 0.082 0.003 0 0 0 0 0 0
0.6 3.54 2.928 2.342 1.769 1.233 0.811 0.412 0.104 0.001 0 0 0
0.8 5.676 5.048 4.433 3.815 3.192 2.616 1.845 0.903 0.282 0 0 0
1 7.847 7.216 6.593 5.966 5.32 4.695 3.782 2.359 1.06 0.19 0 0
1.2 10.031 9.397 8.773 8.142 7.48 6.815 5.823 4.185 2.279 0.714 0 0
1.4 12.219 11.585 10.959 10.326 9.648 8.942 7.88 6.117 3.832 1.545 0.054 0
1.6 14.411 13.777 13.15 12.515 11.819 11.07 9.939 8.068 5.554 2.637 0.303 0
1.8 16.607 15.972 15.344 14.707 13.994 13.199 11.995 10.022 7.331 3.928 0.746 0
2 18.805 18.169 17.542 16.902 15.33 15.33 14.052 11.975 9.125 5.346 1.363 0
2.2 21.006 20.37 19.742 19.1 18.35 17.462 16.109 13.928 10.923 6.837 2.131 0
2.4 23.21 22.573 21.945 21.301 20.532 19.597 18.169 15.882 12.726 8.366 3.02 0
2.6 25.417 24.779 24.15 23.505 22.717 21.735 20.231 17.839 14.532 9.918 4.002 0.012
2.8 27.626 26.987 26.358 25.71 24.905 23.875 22.297 19.8 16.343 11.485 5.056 0.116
3 29.837 29.197 28.568 27.918 27.095 26.019 24.367 21.764 18.159 13.067 6.167 0.32
3.2 32.05 31.41 30.78 30.129 29.287 28.167 26.44 23.733 19.981 14.661 7.324 0.624
3.4 34.265 33.624 32.995 32.341 31.482 30.317 28.518 25.707 21.809 16.267 8.523 1.028
3.6 36.483 35.841 35.211 34.556 33.68 32.472 30.6 27.686 23.643 17.885 9.76 1.531
3.8 38.702 38.059 37.429 36.773 35.88 34.63 32.687 29.67 25.484 19.514 11.033 2.135
4 40.922 40.279 39.65 38.991 38.082 36.791 34.779 31.659 27.33 21.155 12.34 2.84
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
29
Galați
2018 3.2.3 Trasarea dia gram ei Bonjean
Etapele de r ealizare a diagramei Bonjean :
se adoptă scările de reprezentare pentru lungimi, înălƫimi si arii (lungimea navei se reprezintă
la scară diferită faƫă de înălƫime, realizându -se o contracƫi e a navei pe lungime) ;
se trasează caroiajul în proiecƫie longitudinală a planului se forme;
se trasează conturul navei în planul di ametral și linia punƫii în bord ;
se trasează curba AT(z) pentru fiecare cuplă în parte, considerând verti cala cuplei ca a xă de
referinƫă .
Reprezentarea grafică a fost facută pe formatul A3(297×420 mm).
Scări utilizate:
Pescaj : 1cm…………………… …………………………0.4 m;
Lungime : 1cm…………………………………………….0.8 m;
Arie transversal ă: 1cm……………………………… …….. 30 m².
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
30
Galați
2018
Fig. 3.10. Diagrama Bonjean
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
31
Galați
2018 Capitolul IV
Estimarea rezistenței la înaintare și a
propulsiei
4.1 Rezistența la înaintare calculată cu metoda teoretică
4.1.1 Generalități
Rezistența la î naintare este una d intre cele mai importante calităț i de navigaț ie, de care
depinde puterea instalaț iei de propulsie.
Asupra unei nave care se deplasează cu viteza constantă v, acționează rezultanta forț elor
hidro-aerodinamice, Rt. Rezistența la înaintare se poate defini ca proiecția rezultantei forțelor
hidro -aerodinamice care acționează asupra corpului navei, pe direcția vitezei de propagare [4].
Determinarea rezistenței la înaintare este necesară pentru optimizarea formelor corpului
navei și pentru determinarea necesarul ui de putere instalată la bord.
Aceasta depinde de o serie de facto ri, cum ar fi:
formele corpului ;
viteza navei ;
direcția cu rgerii față de planul diametral ;
zona de deplasare a navei (la suprafața apei, sau în imersiune , sau la adâncimi limitate) ;
prezența vântului, valurilor sau a curenților mari ni;
acoperirea carenei cu alge și scoic i;
modificarea asietei și a pescajului.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
32
Galați
2018 Unul din factorii importanți care influențează rezistența la înaintare este regimul de
navigație, iar acesta se determină pe baza numărului Froude ( 𝐹𝑛 𝛻) calculat cu deplasamentul
volumetric V:
𝐹𝑛 𝛻 =v
√g ∙ ∇ 1/3 (4.1.)
În funcție de valoarea numărul ui Froude se disting 3 regimuri de n avigație [4]:
1. dacă 𝐹𝑛 𝛻< 1 , nava este în regim de deplasament ;
2. dacă 1 < 𝐹𝑛 𝛻< 3 , nava este în regim de tranziție ;
3. dacă 𝐹𝑛 𝛻 > 3 , nava este în regim de glisare .
Determinarea rezistenței la înaintare este importantă pentru optimizarea formelor corpului
navei, dar și pentru determinarea puterii necesare ce trebuie instalată la bord.
4.1.2 Modul de calcul
Rezistența la înaintare a fost estimată cu ajutorul metodei d e calcul Holtrop -Mennen,
utilizâ nd platforma PHP [6].
Metoda Holtrop – Mennen se bazează pe analiza prin regresie a rezultatelor încercărilor
experimentale sistematice pe serii de modele, precum și a datelor măsurătorilor la natură, deținute
de bazinul olandez de la Wageningen [4].
Metoda se poate utiliza în faza de proie ctare preliminară pentru urm ătoarele tipuri de nave
în regim de deplasament :
Fn ≤ 0.38 𝐅𝐧= 𝐯
√𝐠∙𝐋𝐖𝐋=𝟓.𝟔𝟓𝟖
√𝟗.𝟖𝟏∙𝟐𝟗.𝟎𝟒𝟖=𝟎.𝟑𝟑𝟓𝟏 ≤𝟎.𝟑𝟖 (4.2.)
0.55 ≤ C P ≤ 0.65; 𝑪𝑷=
𝑳𝑾𝒍∙𝑨𝑴=𝟔𝟔𝟕 .𝟏𝟓𝟑
𝟐𝟗.𝟎𝟒𝟖 ∙𝟑𝟐.𝟖𝟏𝟔=𝟎.𝟕 > 0.65 (4.3.)
3.9≤ L WL/B≤ 6.3; 𝑳𝑾𝑳
𝑩=𝟐.𝟔𝟏 < 3.9 (4.4.)
2.1≤ B/T ≤ 3.0; 𝑩
𝑻=𝟑.𝟒𝟔 > 3.0 (4.5.)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
33
Galați
2018 Unde:
– LWL – Lungimea la plutire [m];
– B – Lătimea la plutire [m];
– T – Pescajul corpului [m];
–
- Deplasamentul volum etric [ m3];
– Fn – Num ărul Froude ;
– CP – Coeficientul prisma tic al corpului;
– g – Accelerație gravitatională ;
– AM- Aria cuplului maestru .
Obser vatie: Metoda se poate aplica și în afara aces tor limite, dar precizia scade. Limite le
generale nu sunt respectate si din aceast ă cauza metoda Holtrop -Mennen va oferi rezultate mai
puțin precise.
Rezistența totală ( RT) se calculează prin însumarea urmă toarelor componente [5]:
A TR B W APP F t R R R R R k R R ) 1(1
(4.6)
RF este rezistența de frecare calculată conform formulei ITTC -1957;
(1+k1) este factorul de formă al carenei fără apendici;
RAPP este rezistența apendicilor;
RW este rezistența de val propriu;
RB este rezistența de presiune adițională a bulbului pr ova în apropierea suprafeței libere;
RTR este rezistența de presiune adițională a pupei oglindă imersată;
RA este rezistența de corelare dintre model și navă.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
34
Galați
2018 1. Rezistența de frecare , conform formulei ITTC -1957, se poate calcula astfel [4]:
Sv21C R2
F F (4.7)
CF este coeficientul rezistenței de frecare;
ρ este densitatea apei;
v este viteza navei;
S este suprafeța uda tă a corpului fără apendici.
Coeficie ntul rezistenței de frecare se calculează în funcție de numărul Reynolds, conform metodei
ITTC’57 astfel:
2 F)2 Re(log075,0C (4.8)
Re este număru l Reynolds, care se determină cu expresia :
/ ReWLLv (4.9)
este vâscozitatea cinematică. Valori le acesteia sunt :
s/m 10191,12 6 pentru apă de mare ;
s/m 10141,12 6 pentru apă dulce.
2. Factorul de formă al corpului fără apendici se calculează cu relația :
604247,0
p36486,0 3
WL121563,0
R WL46106,0
WL06806,1
WL 14 1
)C1( )/L( )L/L()L/T( )L/B(c 487118,093,0 k1
(4.10 )
în care coeficie ntul prismatic longitudinal se calculează pe baza lungimii la plutire, LWL ,
unde:
LR – distanța de la perpendiculara pupa la zona din care începe zona cilindrică a nav ei și se
calculeaza cu relația: =
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
35
Galați
2018 𝐿𝑅=𝐿𝑊𝐿∙[1−𝐶𝑃+0.06∙𝐶𝑃∙𝐼𝑐𝑏
(4∙𝐶𝑃−1)] (4.11)
unde:
lcb= este distanța longitudinală a centrului de carenă față de cuplul maestru , în procente din LWL.
3. Rezistența apendicilor s e determină în funcție de ari a suprafeței apendicilor,
iAPPS :
eq APP F APP k SvC R ) 1(222
. (4.12)
Factorul de formă echivalent al apendicilor este:
n
iAPP APPn
ieqi i iS S k k
1 12 2 / ) 1( ) 1(
. (4.13)
4. Rezistența de val propriu se determină cu următoarea expresie, valabilă pentru num ere
Froude Fn 0,4:
)] cos( [
5 2 12
4 1Fn mFm
Wd
ne g ccc R
(4.14)
37565,1 07961,1 78613,3
7 1 ) 90( )/( 2223105 Ei BT c c
(4.15)
3 89,1
2ce c
(4.16)
Parametrul
2c ține cont de reducerea rezistenței de val datorit ă prezenței bulbului prova;
Mărimea A T reprezint ă aria sec țiunii transversale ime rse a pupei oglindă la viteză nulă;
TF este pescajul prova al navei;
Numărul Froude – Fn, se calculea ză pe baza lungimii la plutire;
Mărimea h B nu trebuie să depăseasca o limită superioară egală cu 0,6TF.
)] 31,0( /[ 56,05,1
3 B F BT BT h T A TB A c
(4.17)
) /( 8,015 M T CTBA c
(4.18)
Coeficientul
5c exprimă influența pupei oglindă asupra rezistenței de val.
WLLB c /7
(4.19)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
36
Galați
2018 Unghiul dintre tangenta la plutire, in extremitatea prova si planul diametr al reprezintă jumătatea
unghiului de intrare al plutirii si are expresia:
. ] )/ 100( )/() 02251,0 1( ) 1( )/ ( exp[891
16302,0 3 34574,06367,0 30484,0 80856,0
WL Rcb p W WL E
L BLl C C B L i
(4.20)
5. Rezistența de corelare model -navă se poate det ermina î n func ție de suprafața udată totală
a corpului navei si reprezint ă efectul rugozităț ii corpul ui, precum și al rezistenței
aerodinamice a părț ii emerse a corpului navei la o viteză nulă a vâ ntului, astfel:
) (22
APP A A SSvC R
(4.21)
) 04,0( )5,7/ (003,0 00205,0 )100 ( 006,04 24 2/1 16,0c cC L L CB WL WL A
310387,0AC
(4.22 )
0,044c
. (4.23 )
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
37
Galați
2018 4.1.3 Rezultate obținute
Am determinat rezistența la înaintare pe asieta dreaptă , pentru o serie de viteze de la 9 Nd
la 14 Nd, cu pasul 0.5 Nd, folosind programul PHP resistence.
4.1.3.1 Rezistența la înaintare a navei fără apendici
În fig. 4.1 si fig. 4.2 sunt prezentate da tele de intrare pentru nava fără apendici, folosite în
programul ”PHP Resistence ” [6].
Fig. 4.1 . Introducerea datelor pentru carena fără apendici
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
38
Galați
2018
Fig. 4.2. Introducerea datelor pentru carena fără apendici
În fig.4.3 su nt prezentate caracteristicile navei, necesare pentru determinarea rezisteței la înaintare.
Fig. 4. 3. Caracteristicile navei
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
39
Galați
2018 În urma rulă rii programului PHP au rezultat urmă toarele valori numerice , prezentate î n
tabelul 4.1 :
Tabel 4.1. Coefi cienții componentelor rezistenței la înaintare
v [kn] v [m/s] Fn Rn CF CPV Cw Ca
9 4.63 0.274314 1.13E+08 0.002047 0.000922 0.00179 0.000707
9.5 4.887222 0.289554 1.19E+08 0.002031 0.000915 0.002828 0.000707
10 5.144444 0.304793 1.26E+08 0.002016 0.0009 08 0.004624 0.000707
10.5 5.401667 0.320033 1.32E+08 0.002002 0.000902 0.006919 0.000707
11 5.658889 0.335273 1.38E+08 0.001989 0.000896 0.008889 0.000707
11.5 5.916111 0.350513 1.45E+08 0.001976 0.00089 0.010173 0.000707
12 6.173333 0.365752 1.51E+08 0.001965 0.000885 0.011222 0.000707
12.5 6.430556 0.380992 1.57E+08 0.001953 0.00088 0.012722 0.000707
13 6.687778 0.396232 1.63E+08 0.001943 0.000875 0.015254 0.000707
13.5 6.945 0.411471 1.7E+08 0.001933 0.000871 0.01932 0.000707
14 7.202222 0.426711 1.76E+08 0.001923 0.000866 0.025397 0.000707
S-au folosit următoarele notații:
Fn – este numărul Froude;
Rn – este numărul Reynolds;
CF – este coeficientul rezistenței de frecare;
CPV – este coeficientul rezistenței de presiune vâscoasă;
Cw – este coef icientul rezistenței de val;
Ca – este coeficientul rezistenței adiționale de corelare între model și navă.
În tabelul 4.2 s -au prezentat componentele rezistenței la înaintare.
Tabel 4.2. Componentele rezistenței la înaintare ale carenei nude
v [kn] v [m/s] RF[kN] RPV[KN] RAPP[KN] RW[KN] RB[KN] RTR[KN] RA[KN] Rt[kN]
9 4.63 8.476086 3.81822 0 7.411579 0 0 2.928076 22.63396
9.5 4.887222 9.371195 4.221439 0 13.04771 0 0 3.262455 29.9028
10 5.144444 10.30789 4.643391 0 23.64263 0 0 3.614908 42.20882
10.5 5.401667 11.2859 5.083954 0 39.0041 0 0 3.985436 59.35938
11 5.658889 12.30497 5.543014 0 54.99762 0 0 4.374039 77.21964
11.5 5.916111 13.36486 6.020463 0 68.79176 0 0 4.780716 92.9578
12 6.173333 14.46535 6.5162 0 82.62519 0 0 5.205468 108.8122
12.5 6.430556 15.60622 7.030128 0 101.6365 0 0 5.648294 129.9212
13 6.687778 16.78726 7.562153 0 131.8091 0 0 6.109195 162.2677
13.5 6.945 18.00829 8.112188 0 180.0329 0 0 6.58817 212.7416
14 7.202222 19.26911 8.68015 0 254.5194 0 0 7.08522 289.5539
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
40
Galați
2018 S-au folosi t următoarele notații:
RF – rezistența de frecare;
RPV – rezis tența de presiune vâscoasă;
RAPP – rezistența apendicilor;
RW – rezis tența de val;
RTR – ezistența de presiune adițională datorată imersării pupei oglindă;
RA – rezistența aerodinamică.
În fig. 4.4 a fost reprezentată diagrama rezistenței la înaintare a navei fără apendici.
Fig. 4. 4. Rezisten ța la înaintare a navei fără apendici
050100150200250300
8 9 10 11 12 13 14 15Rt [kN]
v [ Nd]RIN no app = f(vs)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
41
Galați
2018 4.1.3.2 Rezistența la î naintare a navei cu apendici
În fig. 4.5 sunt prezentate d atele de intrare î n programul PHP:
Fig. 4.5 . Introducerea datelor pentru carena cu apendici
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
42
Galați
2018 În fig. 4.6 sunt prezentate caracteristicile apendicilor.
Fig. 4.6 . Introducerea datelor pentru carena cu apendici
Observație: Suprafața udată a apendicilor a fost încorporată în suprafața udată a carenei nude.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
43
Galați
2018 Coeficienții rezistenței la înaintare pentru carena cu apendici pot fi observate în tabelul 4.3 :
Tabel 4.3. Coeficienții componentelor rezistenței la înaintare
În tabelul 4.4 sunt prezentate componentele rezistenței l a înaintare:
Tabel 4.4. Componentele rezistenței la înaintare a navei cu apendici
v [kn] v [m/s] Fn Rn CF CPV Cw Ca
9 4.63 0.274314 1.13E+08 0.002047 0.000922 0.001492 0.000707
9.5 4.887222 0.289554 1.19E+08 0.002031 0.000915 0.002358 0.000707
10 5.144444 0.304793 1.26E+08 0.002016 0.000908 0.003856 0.000707
10.5 5.401667 0.320033 1.32E+08 0.002002 0.000902 0.00577 0.000707
11 5.658889 0.335273 1.38E+08 0.001989 0.000896 0.007413 0.000707
11.5 5.916111 0.350513 1.45E+08 0.001976 0.00089 0.008483 0.000707
12 6.173333 0.365752 1.51E+08 0.001965 0.000885 0.009358 0.000707
12.5 6.430556 0.380992 1.57E+08 0.001953 0.00088 0.010609 0.000707
13 6.687778 0.396232 1.63E+08 0.001943 0.000875 0.01272 0.000707
13.5 6.945 0.411471 1.7E+08 0.001933 0.000871 0.016111 0.000707
14 7.202222 0.426711 1.76E+08 0.001923 0.000866 0.021179 0.000707
v [kn] v [m/s] RF[kN] RPV[KN] RAPP[KN] RW[KN] RB[KN] RTR[KN] RA[KN] Rt[kN]
9.0 4.630 10.164 4.579 0.000 7.412 0.000 0.000 3.511 25.666
9.5 4.887 11.238 5.062 0.000 13.048 0.000 0.000 3.912 33.260
10.0 5.144 12.361 5.568 0.000 23.643 0.000 0.000 4.335 45.907
10.5 5.402 13.534 6.097 0.000 39.004 0.000 0.000 4.779 63.414
11.0 5.659 14.756 6.647 0.000 54.998 0.000 0.000 5.245 81.646
11.5 5.916 16.027 7.220 0.000 68.792 0.000 0.000 5.733 97.771
12.0 6.173 17.347 7.814 0.000 82.625 0.000 0.000 6.242 114.028
12.5 6.431 18.715 8.430 0.000 101.637 0.000 0.000 6.773 135.555
13.0 6.688 20.131 9.068 0.000 131.809 0.000 0.000 7.326 168.334
13.5 6.945 21.595 9.728 0.000 180.033 0.000 0.000 7.900 219.256
14.0 7.202 23.107 10.409 0.000 254.519 0.000 0.000 8.496 296.532
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
44
Galați
2018
În fig. 4.7 este prezentată rezistența la înaintare a navei cu apendici.
Fig. 4.7 . Rezistența la î naintare a navei cu apendici
În fig. 4.8 sunt prezentate grafic componentele rezistenței la înaintare.
Fig. 4.8 . Componentele rezistenței la î naintare a navei cu apendici 050100150200250300
8 9 10 11 12 13 14 15Rt [kN]
v [ Nd]RIN cu app
050100150200250300
8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5RF, RPV, RW, RA
[kN]
v [kn]RF, RPV, RW, RA= f(vs)
RF
RPV
RW
RA
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
45
Galați
2018 În fig. 4.9 se observă influența apendicilor asupra rezistenței la înaintare.
Fig. 4.9 . Influenț a apendicilor asu pra rezistenței la î naintare
Se observă că rezistența carene i cu apendici este mai mare decât rezistența carenei fără apendici
cu aproxomativ 2%. 050100150200250300
8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5Rt [kN]
v [Kn]RIN cu
apendici
RIN fara
apendici
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
46
Galați
2018 4.2 Puterea de propulsie
4.2.1 Generalități
Deplasarea navei cu o viteză impusă , implicit propulsia nave i, se realizează cu ajutorul
instalației de propulsie care este alcătuită din sursa de energie (mașină principală de propulsie) și
consumatorul de energie ( propulsorul).
Propulsorul transformă puterea instalată la bordul navei într -o forță de împingere care va
deplasa nava.
Putere a la bordul navei se definește prin [4]:
– puterea efectivă de remorcare (𝑃 𝐸 ) reprezintă puterea utilă folosită pentru învingerea
rezistenței la înaintare a navei la o anumită viteză;
– puterea disponibilă (𝑃 𝐷 ) reprezintă puterea rămasă disponibilă la elice;
– puterea la flanșa motorului (𝑃 𝐵 ) se măsoară la flanșa de cuplare a motorului cu elemental
mecanic,hidraulic sau electric;
1. Puterea efectivă de remorcare (𝑷 𝑬 )
P E = R T · v · ( 1 + M D ) [W] (4.24 )
unde:
– R T [N] este rezistența totală la înaintare a navei ;
– v [m/s] este viteza navei ;
-M D : rezerva de proiectare, care ține con t de acuratețea estimării rezistenței la înaintare a navei
( M D = 0.1 – pentru prognoze teoretice preliminare ).
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
47
Galați
2018 2. Puterea disponibilă (𝑷 𝑫 )
𝑃 𝐷 = P E
η D · n p [W] (4.25)
unde:
– n p este numărul de propulsoare; n p =1;
– η D este coeficientul cvasipropulsiv ;
η D = η 0· η H·η R (4.26 )
– η 0 este randamentul elicei în apă liberă;
– η R este randamentul relativ de rotație;
– η H este coeficientul de influență al corpului;
η H = 1−t
1−w (4.27 )
– t este coeficientul de sucțiune ;
– w este coeficientul de siaj efectiv.
3. Puterea la flanșa motorului (𝑷 𝑩 )
𝑃 𝐵 = P D
η ax · η red . · ( 1− M S ) [W] (4.28 )
unde:
– η ax este randamentul liniei de axe; η ax=0.97…0.98; η ax= 0.97;
– η red. este randamentul reductorului; η red. =0.97…0.98; η red. =0.97;
– M S este rezerva de serviciu a navei care ține cont de surplusul de putere necesar în exploatare
pentru a depăși rezistența adițională datorată ac țiunii suplimentare a vântului, valurilor și curenților
marini, depunerilor de alge pe corpul navei și efectelor fundului limitat;
M S = 0.15…0.25; M S = 0.15.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
48
Galați
2018 4.2.3 Rezultate obținute
Pentru determinarea puterii efective , puterii la flanșa motorului, puterii la arbore și puterii
de împingere am utilizat programul PHP Power Prediction, pe baza formulelor enunțate anterior.
Pe baza rezistentei la inaintare calculate anterior, s -au determinat performanțele de
propulsie ale n avei.
În fig. 4.10 sunt prezentate datele de intrare pentru determinarea performanțelor de
propulse.
Fig. 4.10 . Introducerea datelor de intrare
S-au folosit următoarele notații:
DP – diametrul propulsorului [m] ;
Z – numă rul de pale ale propulsorului ;
P/D P – raportul de pas ;
AE/A0 – raportul de disc.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
49
Galați
2018 În tabelul 4.5 sunt prezentate performanțele de propulsie ale navei.
Tabel 4.5 . Rezultatele performanț ei de propulsie
În tabelul 4.6 se pot observa puterea efectivă, puterea livrată și puterea la flanșă.
Tabel 4.6. Lanțul de puteri
v [Kn] v [m/s] Fn Pe [kN] Pd [kW] Pb [k W] Pb [kW] RPM
[rpm] (100% MCR) 85.00%
9 4.63 0.274 130.717 406.359 508.097 597.762 107.147
9.5 4.887 0.29 178.804 347.501 434.504 511.181 121.218
10 5.144 0.305 259.781 418.692 523.519 615.905 141.054
10.5 5.402 0.32 376.794 585.059 731.539 860.634 164.107
11 5.659 0.335 508.227 797.385 997.024 1172.969 184.872
11.5 5.916 0.351 636.267 1012.163 1265.576 1488.913 201.48
12 6.173 0.366 774.327 1248.105 1560.589 1835.987 216.925
12.5 6.431 0.381 958.862 1577.347 1972.263 2320.309 235.566
13 6.688 0.396 1238.361 2111.511 2640.164 3106.076 260.933
13.5 6.945 0.411 1675.009 3022.187 3778.843 4445.698 295.419
14 7.202 0.427 2349.258 4578.482 5724.784 6735.04 340.357
v [Kn] v [m/s] Fn Rt [kN] w t etaH etaR eta0 etaD
9 4.63 0.274 25.666 0.311 0.224 1.127 1.012 0.282 0.322
9.5 4.887 0.29 33.26 0.311 0.224 1.126 1.012 0.451 0.515
10 5.144 0.305 45.907 0.31 0.224 1.126 1.012 0.544 0.62
10.5 5.402 0.32 63.414 0.31 0.224 1.125 1.012 0.565 0.644
11 5.659 0.335 81.646 0.31 0.224 1.125 1.012 0.56 0.637
11.5 5.916 0.351 97.771 0.31 0.224 1.125 1.012 0.552 0.629
12 6.173 0.366 114.028 0.309 0.224 1.124 1.012 0.545 0.62
12.5 6.431 0.381 135.555 0.309 0.224 1.124 1.012 0.534 0.608
13 6.688 0.396 168.334 0.309 0.224 1.124 1.012 0.515 0.586
13.5 6.945 0.411 219.256 0.309 0.224 1.123 1.012 0.487 0.554
14 7.202 0.427 296.532 0.309 0.224 1.123 1.012 0.451 0.513
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
50
Galați
2018 În fig. 4.12 este prezentată dependența puterii efective de viteza navei.
Fig. 4.12 . Dependenț a puterii efective de viteza navei
În fig. 4.12 este prezentată dependența puterii la flanșă de viteza navei.
Fig. 4.13 . Dependenț a puterii la flansă de viteza navei 0250500750100012501500175020002250
8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5PE [kW]
v [Nd]PE= f(vs)
010002000300040005000600070008000
8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5PB [kW]
v [Nd]Putere la flansa
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
51
Galați
2018 Capitolul V
Teste de rezistență la înaintare pe model
experimen tal în bazinul de carene
5.1 Generalități
Testele experimentale în bazinele de carene reprezintă în continuare un factor esențial în
estimarea performanțelor de propulsie, în apa calmă [5].
Asupra unei n ave care se deplasează cu viteză constantă v, acționează rezultanta forțelor
hidro -aerodinamice, Rt. Rezistența la înaintare a navei este proiecția rezultantei fortelor hidro –
aerodinamice care acționează asupra navei, pe direcția vitezei de deplasare [3].
Rezistența totală la înaintare a corpului în a pă calmă reprezintă suma:
RT = R W + R V+ RAA (5.1)
RW – rezistența de val; este datorată valurilor propii create de navă la deplasarea în apă
calmă (este practic funcție de raportul B/L, deplasament, forma corpului și numărul lui
Froude);
RV- rezistența vâ scoasă; este rezistența de frecare dintre corpul navei și apa (este practic
funcție de vâscozitatea apei, viteza și suprafața udată a corpului navei ;
RAA – rezistența aerodinamică; este datorată zonei emerse a navei la deplasarea aerului în
repaus.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
52
Galați
2018 5.2 Criterii de similitudine
Atunci când se mă soară rezistența la înaintare a unui model experimental, valoarea
măsurată depinde de mărimea modelului. Rezistența la înaintare poate fi adimensionalizată în
scopul de a reprezenta rezistența unei forme date a corpului navei independent de mărimea (scara)
modelului. Rezistența la înaintare a navei este adimensionalizată cu relația: [3]
𝑪𝑻=𝐑𝐓
𝟏
𝟐∙𝛒∙𝐯𝟐∙𝐒 (5.2)
unde:
CT – coeficientul rezistenței la înaintare;
ρ- densitatea apei măsurată în [kg/m3];
v- viteza navei în [m/s];
S- suprafața udată a navei în [m2];
RT – rezistența totală la înaintare exprimată în [N].
Forțele de natură vâscoasă depind de numărul Reynolds, definit cu expresia:
𝑹𝒆=𝐯∙𝐋𝐖𝐋
𝛝
(5.3)
ϑ- vascozitatea cinematică;
LWL – lungimea navei la plutire;
Forțele de natură gravitațională depind de numărul Froude, definit cu formula:
𝑭𝒏=𝐯
√𝐠∙𝐋
(5.4)
g- accelerația gravitatională;
L- lungimea navei.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
53
Galați
2018 Forțele de natură inerțială determină variația câmp ului de presiune, atunci când se modifică
distribuția vitezelor pe suprafața udată a corpului. Se poate demostra că:
Forțele de inerție sunt proporționale cu mărimea: ρ ∙v2∙L2;
Forțele de frecare sunt proporționale cu mărimea: μ ∙v∙L;
Forțele gravitaționale sunt proporționale cu mărimea: ρ ∙g∙L3.
Notație: μ – vâscozitatea dinamică exprimată în [N ∙s/m2].
Dacă raportul dintre forțele de inerție și forțele de frecare este constant, atunci:
ρ∙v2∙L2
μ∙v∙L=v∙L
v=Re=const .
(5.5)
Dacă raportul dintre for țele de inerție și forțele de natură gravitațională se pastrează
neschimbat, obținem:
ρ∙v2∙L2
ρ∙g∙L3=v2
g∙L=Fn2=const (5.6)
În concluzie, menținând constant numerele Reynolds și Froude la scări de modelare diferite
(la scara modela rii experimentale și la scară naturală), înseamnă că forțele de natură gravitațională,
inerțială și vascoasă se păstrează în rapoarte proporțional la scările de modelare utilizate. Rezultă
că valoarea adimensională a coeficientului rezistenței toatale la î naintare rămâne aceeași pentru
model și navă, dacă numerele Froude și Reynolds sunt constant e la model și navă .
Dacă numărul Froude este menținut constant, se poate scrie relația:
vm2
g∙Lm=vs2
g∙Ls
(5.7)
în care indicele m se re feră la datele de la model, iar indicele s la datele de la navă.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
54
Galați
2018 Dacă numărul Reynolds se păstrează acelasi la model și navă, rezultă expresia:
𝐯𝐦∙𝐋𝐦
𝛝=𝐯𝐬∙𝐋𝐦
𝛝. (5.8)
Dacă extragem mărimile vm:
𝐯𝐦=𝐯𝐬∙(𝐋𝐬𝐋𝐦⁄ )
(5.9)
și o înlocuim în relația 5.7, obținem:
Ls3
Lm3=λ3=1 (5.10)
unde λ este scara modelării.
Rezultă că ambele criterii de similitidine pot fi îndeplinite numai dacă testul se realizează
la scară naturală. În consecință, e ste imposibilă menținerea simultană a numerelor Froude și
Reynolds la testele pe model experimental.
În practica testelor experimentale trebuie făcută o alegere a criteriului de similitudine. Dacă
s-ar adopta criteriul Reynolds, atunci viteza modelului ex perimental ar trebui să fie foarte mare și
nu s-ar putea obține în marea majoritate a bazinelor de încercări hidrodinamice (doar în tunele de
cavitație fără suprafața liberă s -ar putea realiza această condiție).
În consecință, se adoptă criteriul de simil itudine Froude, iar viteza modelului experimental
se calculează cu urmatoarea relație:
vm=vs√LsLm⁄ ⁄ =vs√λ⁄
(5.11)
În același timp, când se adoptă criteriul Froude, numărul Reynolds (Re m) al modelului
experimental, este mult mai s căzut decât acela al navei la scară naturală (Re s):
Res=λ1.5∙ Rem (5.12)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
55
Galați
2018 Datorită imposibilitatii îndeplinir ii criteriului Reynolds, rezultă unele diferențe de
similitudine, care sunt numite efecte de scară. Mărimea efectelor de scară trebuie estimate pentru
a putea extrapola corect, la scară naturală, rezultatele testelor pe model experiment al. Efectele de
scară reprezintă o sursă majoră de probleme dificile în modelarea experimentală [3].
5.3 Teste de rezistență la înaintare pe model expe rimental
5.3.1 Generalități
Testele experimentale se realizează în bazine de car ene. În f igura 5 .1 este prezentat Bazinul
de Carene al Facultății de “Arh itectură Navală” de la Universitatea “Dunărea de Jos”, Galați.
Fig. 5.1. Bazin ul de carene, Facultatea de “Arhitectură Navală”
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
56
Galați
2018 Bazinul de carene are următoatele dimensiuni prezentate în tabelul 5.1 :
Tabel 5 .1. Dimensiuni bazin de carene
Nr.crt. Denumire Valoare U.M.
1. Lungime 45 [m]
2. Lățime 4 [m]
3. Adâncime 3 [m]
Bazin ul este dotat cu un că rucior automat de trager e a modelelor, sistem de analiză
specializat de preluare ș i citire a datelor înregistrate.
Căruciorul automat este o platformă rigidă care permite (fig.5.2) :
tractarea modelelor experimentale cu lungimea maxi mă de 4 m, cu viteza maximă de
4 m/s, cu masa maximă de 200 kg, în scopul măsurării performanțelor hidrodinamice
ale carene lor;
amplasarea unei game variate de e chipamente de masură specifice.
Figura 5.2 . Cărucior de tractare
Modelul experimental este tractat pe apă calmă și păstrează traiectoria rectilinie cu ajutorul
unor ghidaje montate la extremități. În mod uzual, modelul experimental are două grade de
libertate în plan longitudinal -vertical, obținându -se asieta și pescajele corespunzătoare.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
57
Galați
2018 După accelerarea inițială a modelului, este necesară o perioadă de timp pentru stabilirea
curgerii staționare. Timpul necesar măsurătorilor experimentale este determinat în funcție de
lungimea bazinului și timpul necesar pentru oprirea modelului la capătul cur sei.
Criteriul de similitudine utilizat este criteriul Froude (numărul Froude pentru modelul
experimental și pentru nava la scară naturală este același). În mod tipic, numerele Reynolds diferă
cu două ordine de mărime (la model Re= 107, iar la scara nat urală Re= 109) [3].
Efectele de scară generate de diferența numerelor Reynolds la model și la natură sunt
compensate prin corecții empirice. Pentru că la modelul experimental tranziția de la regimul
laminar de curgere la regimul turbulent se realizează într-o zonă relativ mai apropiată de pupa,
acesta este echipat cu stimulatoare de turbulență artificiale, montate în prova sa. Se presupune că
tranziția de la curgerea laminară la cea turbulent apare la o distanță față de etravă care corespunde
valorii Re = 0.5 · 106. În practică, adesea se amplasează stimulatoarele de turbulență puțin mai
spre pupa. Astfel, reducerea rezistenței la înaintare a modelului datorată lungirii zonei de curgere
laminară, în comparație cu nava la scară natural, este compensată , cel puțin parțial, de rezistența
adițională a stimulatoarelor de turbulență.
În general, modelele experimentale sunt realizate din lemn sau parafină specială, care își
modifică cu greu volumul și forma în timp sau în funcție de temperatură .
Testele exp erimentale de rezistență la înaintare se realizează în bazine de tractare cu apă
dulce, la temperatura obișnuită a încăperii, în lipsa acțiunii vântului sau a curenților de apă.
Adâncimea apei trebuie să fie suficient de mare (dacă nu se cer teste speciale , la adâncimi limitate),
iar suprafața liberă a apei trebuie să fie calmă, fără valuri.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
58
Galați
2018 5.3.2 Realizarea testelor
În cadrul temei speciale, am realizat teste experimentale în Bazinul de Carene al Facultății
de “Arhitectură Navală”, în scopul investig ării rezistenței la înaintare a remorcherului de putere
pentru o serie de viteze , de la 0.2 m/s până la 1.8 m/s cu pas de 0.2 m/s. În timpul testelor, modelul
a fost fixat de căruciorul de tractare cu ajutorul dispoziti velor de fixare în zona centrală si zonele
prova – pupa.
În tabelul 5.2 sunt prezentate dimensiunile principale ale modelului.
Tabel 5.2 . Dimensiuni principale model
Nr. crt. Denumire Valoare U.M.
1. Lungime maximă 1.815 [m]
2. Lungime la plutire 1.761 [m]
3. Lățime maximă 0.691 [m]
4. Lătime la plutire 0.691 [m]
5. Înălțime de construcție 0.45 [m]
6. Pescajul carenei nude 0.2 [m]
7. Deplasament 45 [kg]
8. Coeficient bloc 0.667 [-]
Teste pe a sietă dreaptă
Pentru a observa curgerea în jurul carenei, în figurile următoarele sunt prezen tate poze din timpul
testelor pentru:
viteza 0.2 m/s ( Fig. 5.3 și Fig.5.4 )
viteza 0. 4 m/s ( Fig. 5.5 și Fig.5.6 )
viteza 0.6 m/s ( Fig. 5.7 și Fig.5.8 )
viteza 0.8 m/s ( Fig. 5.9 și Fig.5.10 )
viteza 1.0 m/s ( Fig. 5.11 și Fig.5.12 )
viteza 1.2 m/s ( Fig. 5. 13 și Fig.5.14 )
viteza 1.4 m/s ( Fig. 5.15 și Fig.5.16 )
viteza 1.6 m/s ( Fig. 5.17)
viteza 1.8 m/s ( Fig. 5.1 8)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
59
Galați
2018
Fig. 5.3. Vedere din pupa, v=0.2 m/s Fig. 5.4. Vedere din pupa, v=0.2 m/s
Fig. 5.5. Vedere din pupa, v=0.4 m/s Fig. 5.6. Vedere din prova, v=0.4 m/s
Fig. 5.7. Vedere din pupa, v=0.6 m/s Fig. 5.8. Vedere din prova, v=0.6 m/s
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
60
Galați
2018
Fig. 5.9. Vedere din pupa, v=0.8 m/s Fig. 5.1 0. Vedere din prova, v=0.8 m/s
Fig. 5.11. Vedere din pupa, v=1.0 m/s Fig. 5.12. Vedere din prova, v=1.0 m/s
Fig. 5.13. Vedere din pupa, v=1.2 m/s Fig. 5.14. Vedere din prova, v=1.2 m/s
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
61
Galați
2018
Fig. 5.15 . Veder e din pupa, v=1.4 m/s Fig. 5.16 . Vedere din prova, v=1.4 m/s
Fig. 5.17. Vedere din prova, v=1.6 m/s
Fig. 5.18. Vedere din prova, v=1.8 m/s
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
62
Galați
2018 Evoluția rezistenț elor la înaintare în domeniu de tim p, înregistra te în timpul probelor este
vizualizat ă în fig. 5.19 ÷ 5.27.
Fig. 5.19. v=0.2 m/s
Fig. 5.20. v=0.4 m/s
Fig. 5.21. v=0.6 m/s
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
63
Galați
2018
Fig. 5.22. v=0.8 m/s
Fig. 5.23. v=1.0 m/s
Fig. 5.24. v=1.2 m/s
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
64
Galați
2018
Fig. 5.25. v=1.4 m/s
Fig. 5.26. v=1.6 m/s
Fig. 5.27. v=1.8 m/s
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
65
Galați
2018 Rezultate le obținute au fost centralizate ș i reprezentate grafic în funcție de viteză în fig. 5.28 .
Fig. 5.28. Rezultate obținute și diagrama rezistenței la înaintare în funcție de viteză, furnizate de
programul DAS
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
66
Galați
2018 Rezistenț a totală a modelului a fost divizată î n cele două mari componente , confor m
ipotezei lui Froude: rezistența reziduă și rezistenț a de frecare (vezi tabelul 5.3 ).
Tabel 5.3 . Componentele rezistenței la înaintare la model
În fig. 5.29 se prezintă evoluția re zistenței rezidue si a rezistențe i de frecare în funț ie de viteza
navei .
Fig. 5.29. Rezistența reziduă și rezistenț a de frecare
Componenta preponderentă a rezistenței la înaintare a modelului este r ezisten ța reziduă,
cu o pondere de aproximativ 85%, la viteza de regim.
viteza [m/s] CTm CFm CR RTm [N] RFm [N] Rrm [N]
0.2 0.020341947 0.00603297 0.0143 0.717 0.212646 0.50435373
0.4 0.015752951 0.005121171 0.0106 2.221 0.722031 1.49896885
0.6 0.01481277 0.00468052 0.0101 4.699 1.484784 3.21421593
0.8 0.013962037 0.00440148 0.0096 7.874 2.482249 5.39175101
1 0.014999136 0.004201872 0.0108 13.217 3.702622 9.51437752
1.2 0.019682323 0.004048689 0.0156 24.975 5.137403 19.8375973
1.4 0.023463905 0.003925618 0.0195 40.525 6.780016 33.7449842
1.6 0.023804972 0.003823488 0.0200 53.7 8.625143 45.0748566
1.8 0.028820998 0.003736675 0.0251 82.285 10.66834 71.616655801020304050607080
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2RT [N]
V [M/S]RFM, RRM = F(V)
RFm = f(v) Rrm = f(v)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
67
Galați
2018
5.4 Transpunerea rezultatelor experimentale la natură
utilizând metoda ITTC 1957
5.4.1 Metoda ITTC 1957 – Generalități
Procedura ITTC ’57 a fost dezvoltată pentru a determina rezistența totală la înaintare a
navei. În cele ce urme ază se vor prezenta pașii pe care metoda îi parcurge în definitivarea
rezultatelor finale:
Se tracteaza modelul cu viteza vm, determinată din criteriul de similitudine Froude:
𝐯𝐬
√𝐠∙𝐋𝐖𝐋𝐬=𝐯𝐦
√𝐠∙𝐋𝐖𝐋𝐦=𝐅𝐧 (5.13)
𝐯𝐦=𝐯𝐬
√𝛌 (5.14)
g- accelerația gravitațională;
vs – viteza navei la natură;
vm – viteza navei la model;
LWLs – lungimea la plutire a navei la natură;
LWLm – lungimea l a plutire a navei la model;
λ- scara modelării.
Se măsoară rezistența la înaintare a modelului cu dinamometru RTm.
Se calculează coeficientul rezistenței totale a modelului, dar fără apendici:
𝐜𝐓𝐦 =𝐑𝐓𝐦 ∙𝟐
𝛒𝐦∙𝐯𝐦𝟐∙𝐒𝐦 (5.15)
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
68
Galați
2018 ρm – densitate apă dulce, ce depinde de temperatură;
vm – viteza modelului;
Sm – reprezintă suprafața udată a modelului fără apendici.
Se calculează numarul Reynolds pentru model:
𝐑𝐧 𝐦=𝐯𝐦∙𝐋𝐖𝐋𝐦
𝛝𝐦 (5.15)
LWLm- lungi mea modelului la plutire;
ϑm – vâscozitatea cinematică ce depinde de temperatură.
Se calculează coeficientul rezistenței de frecare pentru model:
𝐜𝐅𝐦=𝟎.𝟎𝟕𝟓
(𝐥𝐨𝐠𝐑𝐧 𝐦 −𝟐)𝟐 (5.16)
Se calculează coeficientul rezistenței rezidue pentru model (c Rm), care prin criteriul de
similitudine Froude este același și pentru navă:
𝐜𝐑=𝐜𝐓𝐦 −𝐜𝐅𝐦 (5.17)
Se calculează numărul Reynolds pentru navă:
𝐑𝐧 𝐬=𝐯𝐬∙𝐋𝐖𝐋𝐬
𝛝𝐬 (5.18)
ϑs –vâscozitatea cinemat ică pentru navă la natură în condiții de apă sărată și temperatura
de 15○ C.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
69
Galați
2018 Se calculează coeficientul rezistenței de frecare pentru navă:
𝐜𝐅𝐬=𝟎.𝟎𝟕𝟓
(𝐥𝐨𝐠𝐑𝐧 𝐬 −𝟐)𝟐 (5.19)
Se adoptă coeficientul de corelare model -navă:
cA=0.00035
cA include corecțiile pentru rugozitatea corpului, pentru particularitățile instrumentelor de
măsură și corecțiile pentru transpunerea de la model la natură.
Se determină coe ficientul rezistenței totale a navei:
𝐜𝐓𝐬 =𝐜𝐅𝐬+𝐜𝐑+𝐜𝐀 (5.20)
Se calculează rezistența totală a navei
(𝐑𝐓𝐦) =(𝐜𝐓𝐬) ∙𝟏
𝟐∙𝛒𝐬∙𝐯𝐬𝟐∙𝐒𝐬 (5.21)
ρs – densitate apa, pentru nava la natură ;
Ss- suprafața udată a navei.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
70
Galați
2018 5.4.2 Transpunerea rezultatelor experiment ale la natură
Pentru transpunerea rezultatelor experimentale la natură am utiliz at programul DAS –
program de an alize, aflat pe platform a PHP a Facultății de „Arhitectură Navală [7].
În fig. 5.30 sunt prezentate datele de intrare pentru transpunerea la natură a rezultatelor
rezistenței la înaintare obținute la model.
Fig. 5.30 . Date de intrare pentru transpunerea la natură a rezultatelor furnizate de programul
DAS
S-au făcut notațiile:
– LWL [m] reprezintă lungimea la plutire la natură;
-LBP [m] reprezintă lungimea între perpendiculare la natură;
– B [m] reprezintă lățimea maximă a navei la natură;
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
71
Galați
2018 – TA [m] reprezintă pescajul măsurat la pupa navei;
– TF [m] reprezintă pescajul măsurat la prova navei;
– LCB reprezintă poziția longitudinal ă a centrului de carenă;
– V [m3] reprezintă deplasamentul volumetric al navei;
– S [m2] reprezintă suprafața carenei;
– Sapp . [m2] reprezintă suprafața apedicilor;
– cB reprezintă coeficientul bloc;
– cW reprezintă coeficientul plutir ii;
– cM reprezintă coefientul secțiunii maestre;
– λ reprezintă scara modelării;
– cA reprezintă coeficientul de corelare;
– tm [ș] reprezintă temperatura apei în bazin;
– β reprezintă coeficientul de extrapolare pentru rezistența la înainta re a apendicilor.
Se introduce viteza navei la natură în noduri și se importă rezultatele (viteza și rezistența)
de la testele experimentale efectuate în bazin sau pot fi introduse manual.
Se lansează în execuție programul și se obțin următoatele rezult ate, prezentate in fig. 5.31.
Fig. 5.31. Rezultate obținute î n urma extrapolarii
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
72
Galați
2018 Centralizarea datelor în urma extrapolarii la natură se realizează in tabelul 5.4 .
Tabel 5.4 . Rezul tate experimentale ale rezistenței la înaintare
În fig. 5.32 este prezentată grafic rezistența la înaintare , obținută în urma extrapolării.
Fig. 5.32 . Diagrama rezistenței la înaintare în funcție de viteză, furnizată de programul DAS
Vs [m/s] Vs [Nd] Fn RTs [kN] PeS [kW]
4.63 9 0.2743 84.216 389.92
4.8872 9.5 0.2896 102.687 501.86
5.1444 10 0.3048 122.645 630.94
5.4017 10.5 0.32 142.881 771.8
5.6589 11 0.3353 161.609 914.53
5.9161 11.5 0.3505 176.151 1042.13
6.1733 12 0.3658 193.497 1194.52
6.4306 12.5 0.381 214.388 1378.63
6.6878 13 0.3962 245.742 1643.47
6.945 13.5 0.4115 283.764 1970.74
7.2022 14 0.4267 328.365 2364.96
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
73
Galați
2018 În fig. 5.33 este prezentată grafic puterea efectivă, furnizată de programul DAS.
Fig. 5.33 . Diagrama puterii efective în funcție de vit eză, furnizată de programul DAS
Rezistența la înainta re, obținută î n urma extrapolarii, a fost divizată î n principalele
comp onente pentru a observa natura și preponderenț a acestor componente (vezi tabelul 5.5 ).
Tabel 5.5 . Componentele rezistenței la înaintare la natură
vs [Kn] RTs [kN] RFs [kN] RA [kN] RRs [kN]
9 84.216 10.16433 1.738281 72.31347
9.5 102.687 11.23671 1.936612 89.50468
10 122.645 12.35885 2.145655 108.119 3
10.5 142.881 13.53546 2.366286 126.9969
11 161.609 14.75642 2.596793 144.2626
11.5 176.151 16.02624 2.838013 157.2806
12 193.497 17.34465 3.089944 173.0416
12.5 214.388 18.71721 3.353629 192.3467
13 245.742 20.13225 3.627025 221.9987
13.5 283.764 21.59514 3.911132 258.2576
14 328.365 23.10566 4.205951 301.033
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
74
Galați
2018 În fig. 5.34 este prezentat graficul rezistenței la înaintare la natură.
Fig. 5.34. Rezistența la înaintare la natură
5.5. Comparații rezultate
5.5.1 Comparații între rezult atele teoretice și experimentale
Valorile rezistenț ei obținute prin metoda teoretic ă sunt prezentate în tabelul 5.6 .
Tabel 5.6 . Centralizarea datelor obținute prin metoda teoretică
v [kn] v [m/s] RF[kN] RPV[KN] RW[KN] RA[KN] Rt[kN]
9 4.63 10.16433 4.578 724 7.411579 3.511283 25.66592
9.5 4.887222 11.23773 5.062255 13.04771 3.912263 33.25996
10 5.144444 12.36099 5.56825 23.64263 4.334917 45.90679
10.5 5.401667 13.53379 6.096564 39.0041 4.779246 63.4137
11 5.658889 14.75584 6.647058 54.99762 5.24525 81.64577
11.5 5.916111 16.02684 7.219605 68.79176 5.732928 97.77113
12 6.173333 17.34652 7.814082 82.62519 6.242281 114.0281
12.5 6.430556 18.71463 8.430372 101.6365 6.773308 135.5548
13 6.687778 20.13091 9.068365 131.8091 7.32601 168.3344
13.5 6.945 21.59514 9.727955 180.0329 7.900387 219.2564
14 7.202222 23.10709 10.40904 254.5194 8.496438 296.5319 0.00050.000100.000150.000200.000250.000300.000350.000
9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14Rt, RF, Ra, Rr [kN]
vs [Kn]RFs, RAs, Rrs = f(vs)
RTs
Ra
Rfs
Rrs
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
75
Galați
2018 Valorile rezistenț ei obținute prin metoda experimentală sunt prezentate în tabelul 5.7 .
Tabel 5.7 . Centralizarea datelor obținute prin metoda experimenta lă
vs [Kn] RTs [kN] RFs [kN] RA [kN] RRs [kN]
9 84.216 10.16433 1.738281 72.31347
9.5 102.687 11.23671 1.936612 89.50468
10 122.645 12.35885 2.145655 108.1193
10.5 142.881 13.53546 2.366286 126.9969
11 161.609 14.75642 2.596793 144.2626
11.5 176.151 16.02624 2.838013 157.2806
12 193.497 17.34465 3.089944 173.0416
12.5 214.388 18.71721 3.353629 192.3467
13 245.742 20.13225 3.627025 221.9987
13.5 283.764 21.59514 3.911132 258.2576
14 328.365 23.10566 4.205951 301.033
În fig. 5.35 s e observă că rezultatele experimentale sunt mai mari decât ce le teoretice cu
până la 50% , la viteza de regim consi derată . O sursă a diferențelor de valori dintre metoda teoretică
realizată cu programul PHP Resistance și metoda experimentală realizată prin probe la bazi n o
constituie faptul că limitele metodei t eoretice nu au fost respectate î n totalitate de nava consi deră.
Fig. 5.35 . Metoda teoretică vs. metoda experimentală 050100150200250300350
8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14Rt [kN]
v [Nd]comparatie teorie -experimentteorie
expriment
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
76
Galați
2018
5.5.2 Comparație bazin gravitațional – bazin cu cărucior
Au fost realizate teste experimentale de rezistență la înaintare, î n anul 2004, pentru
remorch erul analizat.
Bazinul de c arene din 2004 era acț ionat de un si stem gravitaț ional, prin care nava era
propulsată, în vederea determinării rezistenței la î naintare.
S-a realizat o c omparație numerică și grafică între rezultatele rezistenței obț inute în bazinul
gravitațional ș i rezu ltatele obținute î n bazinul de carene (vezi fig. 5.36) .
Fig. 5.36 . Comparație numerică î ntre bazin grav itațional și bazin cu că rucior
Bazin gravitational Bazin cu cărucior
viteza [m/s] RTm [kN] viteza [m/s] RTm [kN]
1.14 17.6188 0.2 0.717
1.20 21.6409 0.4 2.221
1.24 25.8592 0.6 4.699
1.28 29.657 0.8 7.874
1.32 32.6398 1 13.217
1.37 35.2257 1.2 24.975
1.42 38.2158 1.4 40.525
1.49 41.8102 1.6 53.7
1.53 44.9023 1.8 82.285
1.57 50.031
1.66 60.35
1.71 67.52
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
77
Galați
2018 În fig. 5.37 este prezentată grafic comparația între rezultatele re zistenței la înaintare
obținute în bazinul gravit ațional si cele obținute în bazinul cu cărucior.
Fig. 5.37. Comparație bazin gra vitațional – bazin cu cărucior
Se observă în tabelul 5.8 că diferențele procentuale dintre cele 2 seturi de măsurători experimentale
se situează între 1% și 19%.
Tabel 5.8 . Diferențe procentuale
0102030405060708090
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00Rtm [N]
v [m/s]bazin gravitațional –bazin cu căruciorbazin grav.
Bazin cu cărucior
v [m/s] RT bazin grav. [N] RT bazin cărucior [N] diferențe [%]
1.15 17.6 21 19%
1.28 29.7 32 7.5%
1.42 38.2 42 8%
1.57 50 51 2%
1.71 67.5 68 1%
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
78
Galați
2018 5.6. Estimarea puterii de propulsie
Propulsia remorcherului este realizată cu ajutorul unui propulsor azimutal, antrenat de un
motor Catterpillar, care trebuie să asigure puterea n ecesară tracțiunii la punct fix ș i a deplasării
navei la viteza de regim.
5.6.1 Rezultate obținute
Pentru determinar ea practică a puterii efective și puterii la flanșa motorului, am utilizat
softul Microsoft Excel, iar pentru determinarea turației elicei am folosit programul “PHP Open
Water Propelle r”, rezultatele fiind prezentate î n tabelul 5.9 .
Tabel 5.9. Putere – rezultate experimentale
V [Kn] V [m/s] RT PE eta D PD PB PB (85% SR)
9 4.6296 84.216 421.0773 0.322 1307.693 1635.097 1923.643738
9.5 4.8868 102.687 541.9557 0.515 1052.341 1315.813 1548.015261
10 5.144 122.645 681.3568 0.62 1098.963 1374.107 1616.5962
10.5 5.4012 142.881 833.4672 0.644 1294.204 1618.23 1903.799938
11 5.6584 161.609 987.6042 0.637 1550.399 1938.568 2280.668642
11.5 5.9156 176.151 1125.402 0.629 1789.192 2237.148 2631.938296
12 6.1728 193.497 1289.972 0.62 2080.6 2601.514 3060.604328
12.5 6.43 214.388 1488.796 0.608 2448.678 3061.746 3602.054686
13 6.6872 245.742 1774.792 0.586 3028.655 3786.931 4455.213494
13.5 6.9444 283.764 2128.216 0.554 3841.546 4803.343 5650.992054
14 7.2016 328.365 2553.934 0.513 4978.428 6224.864 7323.369147putere experiment – etrapolare
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
79
Galați
2018 În tabelul 5. 10 sunt prezentate rezultate le puterilor , bazate pe rezistența teoretică.
Tabel 5.10 . Putere – rezultate Holtrop Mennen
În fig. 5.38 se poate observa o diferență majoră între puterea efectivă bazată pe teste
experimentale ș i puterea efectivă bazată pe calcule numerice , de până la 48%, la viteza de regim a
navei.
Fig. 5.38. Diagrama puterii efective de remorcare
V [Kn] V [m/s] Fn Pe PD PB PB (85%) RPM
9 4.63 0.274 130.717 406.359 508.097 597.762 107.147
9.5 4.887 0.29 178.804 347.501 434.504 511.181 121.218
10 5.144 0.305 259.781 418.692 523.519 615.905 141.054
10.5 5.402 0.32 376.794 585.059 731.539 860.634 164.107
11 5.659 0.335 508.227 797.385 997.024 1172.969 184.872
11.5 5.916 0.351 636.267 1012.163 1265.576 1488.913 201.48
12 6.173 0.366 774.327 1248.105 1560.589 1835.987 216.925
12.5 6.431 0.381 958.862 1577.347 1972.263 2320.309 235.566
13 6.688 0.396 1238.361 2111.511 2640.164 3106.076 260.933
13.5 6.945 0.411 1675.009 3022.187 3778.843 4445.698 295.419
14 7.202 0.427 2349.258 4578.482 5724.784 6735.04 340.357putere Holtrop – Mennen050010001500200025003000
8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5PE [kW]
v [Nd]experiment
teorie
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
80
Galați
2018
Pentru determinarea tur ației elicei am folosit programul “PHP Open Water Propeller”, în
care s -au introdus următoarele date de intrare , prezentate în fig. 5.39:
– viteza navei v=11 [Nd];
– coeficientul de siaj w=0. 310;
– numărul de pale z=4;
– raportul de disc Ae/A0 = 0.55;
– diametrul elicei D=2.8 [m];
– împingerea elicei T=208.250 [kN];
– densitatea apei ρ=1.025 [t/ m3].
Fig. 5.39 . Date de intrare pentru P HP Open Water Propeller
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
81
Galați
2018
În urma rulării programului, s-au afisat următorii parametri , prezentați în fig. 5.40.
Fig. 5.40 . Date furnizate de P HP Open Water Propeller
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
82
Galați
2018 5.7 Tracț iune la punct fix
5.7.1 Calculul tracț iunii la punct fix
Pentru calculul tracțiunii la pu nct fix a remorcherului am utilizat diagrama performanțelor
propulsorului, r ealizată în urma rulă rii programului “PHP Open Water Propeller” , prezentată în
fig.5.41.
Fig. 5.1. Diagrama performanțelor propulsorului
Pe baza coeficientului de împingere și a coeficientului de î ncarcare , la viteză nulă, am
determinat tracț iunea la punct fix, utilizâ nd softul Excel.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
83
Galați
2018 În tabelul 5.11 sunt prezentate mărimile necesare determinării tracțiunii la punct fix.
Tabel 5.11 . Tracțiune la punct fix
S-au folosit următoarele relații de calcul:
KT, KQ obținute din diagrama performantelor propulsorului;
DP
5 32 Dn𝜂𝐷 (5.22)
) 1(D ax rD
BMPP (5.23)
4 2
0 Dn K BPT (5.24)
)1(0 t BP BP (5.25)
unde:
KT – Coeficient ul împingerii ;
KQ – Coeficientul cuplului rezistent ;
D – diametrul elicei ;
n – turația elicei;
BP0 – forța de tracț iune initială;
BP – forța de tracț iune la punct fix ;
PB – puterea la flansă ;
PD – puterea livrată .
Mărime valoare U.M
KT 0.250 –
KQ 0.024 –
D 2.8 m
n 253.0 rot/min
D^5 172.1 m^5
n^3 75.0 [rot/s]^3
n 4.2 rot/s
BP0 530356.8 N
BP 411556.9 N
BP 411.6 kN
PB 3657.7 kW
PD 3129.3 kWv=0Tracțiune la punct fix
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
84
Galați
2018
5.7.2 Alegerea motorului de propuls ie
Alegerea motorului s -a realizat din con diția de tracț iune la punct fix .
– Puterea totală la flanșa motorului este: P B = 3658 [kW]
– Turația elicei este : n = 253 rpm
În fig. 5.42 este prezentat motorul de propulsie care produce o putere de 3700 kW și are o
turație de 1000 rpm.
Fig. 5.42. Motorul de propulsie
Motorul este prevăzut cu un reductor ce realizează un raport de transmisie astfel încât
elicei îi este transmisă turația necesară .
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
85
Galați
2018 Concluzii
În lucrarea prezentată s -a realizat un stud iu cu privire la pro gnoza rezistenței la înaintare
și a performanț elor de propu lsie pentru un re morcher de putere;
S-a prezentat planul de forme, calculul elementelor hidrostatice, calculul rezistenței
teoretice uti lizând metoda Holtrop – Mennen ș i calcul ul puterii preliminare de propulsie cu
ajutorul rezistenț ei teoretice;
S-a dete rminat rezistența la înaintare pe cale experime ntală, î n bazinul de carene al
Facult ății de „Arhitectură Navală ”;
Se observă o diferență considerabilă între rezultatele obținu te prin metode teoret ice și
rezultate experimentale , aproximativ 48% ;
Apare o creștere semnificativă a rezistenței la înaintare și a puterii efective î ncepând cu
viteza de 13 noduri;
Rezultatele experimentale din anul 2018 au fost apropiate de rezultatele obținute în anu l
2004, în bazinul gravitațional. Diferențele procentuale sunt situate în domeniul 1% ÷ 19%.
Universitatea “Dunărea de Jos” din Galați
Facultatea de Arhitectură Navală
Specializarea: Arhitectură Navală
86
Galați
2018
Referințe bibliografice
[1] Ionas O., Nave tehnice , Editura „Galați University Press” , Colecția „Știinte Inginerești” 2014 .
[2] Rules for the Classification of Steel Ships – Part A – October 2006 -NR 467 .
[3] Obreja D., Teoria Navei – Concepte și metode de analiză a performanƫelor de navigaƫie,
Editura Didactică și Pedagogică, București, 2005.
[4] Obreja D ., Bazele proiectă rii preliminare ale navei, Editura „ACADEMICA ”, 2003 .
[5] J. Holtrop, G.G.J Mennen – An approximate power prediction method , International
Shipbuilding Progress, 1982.
[6] Obreja D ., Marcu O., PHP Resistence , Editura Fundației Universitare „Dunărea de Jos ” din
Galați, 2016 .
[7] Obreja D ., DAS – „Data analysis system ”, Facultatea de Arhitectură Navală, Un iversitatea
„Dunărea de Jos” din Galați.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Proiectarea preliminară a unui remorcher de putere cu derivor extins ș i [630962] (ID: 630962)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.