CAPITOLUL 1. PREZENTAREA PRINCIPALELOR DIMENSIUNI A LE NAVEI RO-RO DE 5.000 TDW 1.1. CARACTERISTICI GENERALE La navele tip RO-RO operarea m ărfii se… [619938]

Licență

CAPITOLUL 1. PREZENTAREA PRINCIPALELOR DIMENSIUNI A LE NAVEI RO-RO DE 5.000 TDW 1.1. CARACTERISTICI GENERALE La navele tip RO-RO operarea m ărfii se… [619938]

Byadmin ianuarie 1, 2024

1
CAPITOLUL 1. PREZENTAREA PRINCIPALELOR DIMENSIUNI A LE
NAVEI RO-RO DE 5.000 TDW

1.1. CARACTERISTICI GENERALE

La navele tip RO-RO operarea m ărfii se efectueaz ă în timp foarte scurt prin
introducerea/scoaterea vehiculelor rutiere sau a va goanelor de marf ă, pe ro ți,direct în/din
spa țiul de înc ărcare al navei.
Navele de tip RO-RO (roll on ; roll off ) sunt de t rei tipuri:
– cu mai multe pun ți destinate transportului vehiculelor pe ale c ăror platforme se
afla mărfuri paletizate, pachetizate sau în containere;
– în sistem celular destinate transportului vehiculel or pe roti și a mărfurilor în
containere care se stivuiesc în sistemul celular al navei
– în sistem celular cu spa țiu de înc ărcare conven țional destinate atât transportului
vehiculelor pe roti cat și a mărfurilor conven ționale;
Caracteristicile constructive ale navelor tip RO-RO nu se diferen țiaz ă de cele ale
navelor portcontainere și anume:
1. Pentru a mic șora sensibilitatea la ruliu o nava RO-RO va avea:
– gurna de raza mic ă;
– chila de ruliu fixata pe curbura gurnei pentru o ef icien ță maxim ă și cu o
la țime mai mare;
– echiparea cu stabilizatoare hidraulice de ruliu.
2. Pentru a mic șora sensibilitatea nava trebuie sa aib ă un deplasament mare c ăruia
sa-i corespunda o lungime bine propor ționat ă.
3. Bordul liber sa fie cu cel pu țin 60% mai mare decât prevede registrul de
clasifica ție.
4. Pentru a se reduce posibilitatea de a îmbarca ap ă pe covert ă nava va avea prova
evazat ă între 25 o și 35 o, un spargeval suficient de înalt, falsbordurile de
în ălțime mare.
Navele de tip RO-RO au un echipament specific de ac ces pentru manipularea
înc ărc ăturii pe orizontala și anume:
– deschideri prova , pupa , laterale cu por ți rezistente și etan șe;

2
– rampe de acces la bord ce asigura leg ătura cu cheul și sunt fixate cu un cap ăt
de nava și se pot rabate pe cheu fa ță de axa navei sau intr-unul din borduri
pana la 45 o sau se pot roti în borduri în func ție de pozi ția de acostare;
– rampe interioare de acces între pun ți asigura deplasarea ma șinilor de la o punte
la alta putând fi fixe sau mobile;
– pun ți temporare pentru vehicule se ridica , se rabat sa u gliseaz ă la nevoie în
func ție de num ărul acestora;
– elevatoarele asigur ă transferul înc ărc ăturii de la puntea principala la celelalte
pun ți de stivuire și completeaz ă rolul rampelor interioare.
Nava RO-RO are urm ătoarele caracteristici de exploatare:
– timpi scur ți de operare în porturi;
– pre ț dublu de construc ție la jum ătate din capacitatea unei nave similare de
transport containere;
– viteze mari de deplasare;
– navluri ridicate care nu le fac economice pentru vo iajele lungi;
– deosebit de avantajoasa când marfa transportata are o valoare mare pe unitatea
de greutate și pu țin avantajoasa în cazul m ărfurilor în vrac.

1.2. DIMENSIUNI PRINCIPALE ALE NAVEI

Prezentare general ă a navei
Deplasamentul navei este de 5000 tdw și poate înc ărca la bord circa 1375 unit ăți de
ma șini de tip RT-43 standard- echivalent cu o ma șin ă Nissan-Bluebird, pe cele 8 pun ți
interioare cu o suprafa ță total ă de 15035 m 2. Aceast ă suprafa ță include dou ă pun ți superioare
de 3540 m 2. Compartimentajul navei include pun ți mobile pentru a permite depozitarea la
bord a unor camioane sau vehicule mai mari decât un itate de înc ărcare precizat ă anterior.
Înc ărcarea sau desc ărcarea este realizat ă de dou ă rampe a câte 70 tone fiecare. Una
dintre ele este axial ă iar cealalt ă este lateral ă.
Compartimentele de locuit și puntea de naviga ție este situat ă la circa 21,5 m de chila
navei. Cabinele de locuit asigur ă cazarea a 25 persoane în care sunt inclu și cei 23 membrii ai
echipajului. Echipamentele de salvare de la bord su nt alc ătuite din o barc ă freefall de 25
persoane și patru plute de salvare pentru 16 persoane fiecare precum și o plut ă de 6 persoane
situat ă pe puntea de comand ă.

3

Figura 1.1. Prezentarea general ă a navei alese

Propulsia navei este asigurat ă de un motor de tip MAN B&W 7S46MC-C produs sub
licen ță MAN de firma H. Cegielski-Poznan, care dezvolt ă o putere de 9170 kW la o tura ție de
129 rpm. Aceast ă putere asigur ă navei o vitez ă de 20 Nd. Centrala electric ă a navei este
alc ătuit ă din trei diesel-generatoare cu o putere mecanic ă total ă de 3360 kW la 900 rpm pentru
o tensiune de 440 V la o frecven ță de 60 Hz.
Pentru m ărirea manevrabilit ății navei aceasta dispune de o ma șin ă de cârm ă rotativ ă
iar pentru propulsia lateral ă de c ătre dou ă bowthrustere unul în prova și altul în pupa de 660
kW și 365 kW.

Dimensiunile principale
– Deplasament deadweight – 5000 tdw
– Capacitate înc ărcare – 1375 unit ăți
– Lungime maxim ă – 126 m
– Lungime între perpendiculare – 115 m
– Lățime maxim ă – 21.6 m
– Inaltime de construc ție puntea 4 – 10.2 m
– Inaltime de construc ție – 22 m
– Pescaj de construc ție – 6 m
– Pescaj maxim – 6.65 m
– Plinul de combustibil greu, HFO – 1210 m 3
– Plinul de combustibil u șor, DFO – 130 m 3

4
– Plinul de lubrifiant motor – 60.5 m 3
– Plinul de apa potabila – 130 m 3
– Apa balast – 3025 m 3
– Aria total ă a pun ților – 15035 m2
-Echipaj – 23 persoane
– Autonomie – 13000 Mm
– Clasa navei – DNV 1A1car carrier (ro/ro,mcdk), I ce
1a,e0,naut-oc,pwdk

Figura 1.2. Prezentarea navei din prova

Figura 1.3. Compartimentajul navei RO-RO

5

Figura 1.4.Prezentarea compartiment ării navei

1.3. INSTALA ȚII SPECIFICE ALE NAVELOR RO-RO

În zilele noastre, nava de tip Pure Car Carrier – T ransportorul exclusiv de ma șini
(PCC) este înlocuit ă de nava de tip Pure Car and Truck Carrier – Transp ortorul exclusiv de
Camioane și Ma șini (PCTC), permi țând transportarea unei combina ții de ma șini și ma șini de
tonaj mare.

Figura 1.5. Rampa l ăsat ă pentru debarcarea m ărfii

Combina ția necesar ă poate fi realizat ă prin montarea unui num ăr de pun ți elevatoare
care permit accesul și debarcarea ușoara a ma șinilor. Aceste nave au în mod tipic o ramp ă în

6
partea din pupa și o rampa lateral ă pentru a permite înc ărcarea simultan ă a mai multor mii de
ma șini. Cele mai mari transportoare de ma șini, numite Large Car and Truck Carriers –
Transportoare Mari de Ma șini și Camioane (LTCT-uri), au 13 pun ți, iar unele dintre ele pot fi
elevate, iar ele pot transporta mai mult de 8000 TE U.

Rampa lateral ă
Rampele laterale de tip MacGregor pot fi dispuse as tfel încât pot fi elevate între dou ă
sau trei nivele ale pun ții. O ramp ă lateral ă spore ște capacitatea de înc ărcare și desc ărcare în
mod considerabil, în mod special în cazurile în car e sunt incorporate mai multe nivele de
pun ți mai sus în cadrul navei.

Rampa de ambarcare
Permite navei acostarea la dana, practice la orice cheu. În mod normal partea din
babord este disponibil ă, dar sunt și instala ții pentru partea din tribord. Rampa trebuie sa fie
suficient de lung ă pentru a manevra în orice condi ții de maree și de obicei este divizata în
dou ă sau trei sec țiuni articulate. Rampa de ambarcare este manevrata de cabluri și de vinciuri
electrice sau hidraulice. De obicei rampa de ambarc are este și ușa din pupa etan șa.

Înveli șul rampei
Înveli șul rampei îndepline ște acelea și cerin țe ale capacita ții de transportare a sarcinii și
aceea și etan șare ca și puntea fix ace o înconjoar ă. De obicei este manevrata prin ac țiunea
directa a cilindrilor hidraulici sau a vinciului hi draulic rotativ.

Rampa elevatoare
Rampele elevatoare MacGregor folosesc spa țiul înc ărc ăturii mult mai eficient. Se
poate alege un model de rampa care atunci când este închis ă etan șeaz ă perfect sau un model
ce nu etan șeaz ă.
Rampa elevatoare este instalata între nivelele pun ților și puntea elevatoare a ma șinilor.
Sunt disponibile și variante de rampe inclinate pentru o flexibilitat e mai mare. Când sunt
blocate în pozi ția de ridicare de c ătre penele hidraulice de blocare, rampele formeaz ă o parte
integrala a suprafe ței pun ții și pot fi construite din material u șoare. Manevrarea poate fi
automata, hidraulica sau electrica.

7
Pun țile ma șinilor
Puntea elevatoare a ma șinilor este impartita în sec țiuni care pot fi elevate în mod
individual. Fiecare sec țiune poate avea doua pun ți care pot fi setate în pozi ții alternative
diferite:
– Trei pun ți cu în ălțime de construc ție egala;
– Doua pun ți cu o inaltime de construc ție mai înalta și una mai joasa;
– O singura punte cu inaltime de constructive mare.
Exista doua sisteme pentru ridicarea și coborârea pun ții. Un elevator mobil de punte
poate fi folosit pentru anumite situa ții. Func ționarea automata, fie ea electrica sau hidraulica
este disponibila unde este necesara ajustarea frecv enta sau unde timpul de ajustare este foarte
limitat. Suprafa ța pun ții poate fi construita din materiale u șoare, cu un tavan din placaj.

Poarta de operare lateral ă
Sunt disponibile o gama de por ți MacGregor standard, cum ar fi u și de magazine sau
uși pilot, dotate cu rame ca și op țiune. Ușile cu cadre pot fi sudate ca unitatea complete dir ect
pe chila, economisind timp de instalare.

Instala ția hidraulic ă
Furnizeaz ă uleiul hidraulic presurizat c ătre echipamentele MacGregor instalate la
bordul navei. Este alc ătuita din pistoane de pompa conectate la o linie de alimentare comuna,
cat și pompe pentru r ăcirea și filtrarea uleiului. In unele cazuri pot fi instal ate și doua unitati
de acest tip.

Ridic ătorul mobil de punte
Ridic ătorul mobil de punte este folosit pentru ridicarea panourilor pun ții ma șinilor și
consta intr-un camion dotat cu lift de tip foarfec ă.

15
CAPITOLUL 2. CALCULUL AC ȚION ĂRII POMPEI DE BALAST

2.1. ROLUL INSTALA ȚIEI DE BALAST

Rolul instala țiilor de balast este de a corecta pozi ția centrului de mas ă al navei prin
ambarcarea, transferarea și evacuarea peste bord a balastului lichid .
Destina ția și cerin țele generale ale complexului conjugat al instala țiilor de balast.
Întrucât aceste dou ă instala ții, diferite ca destina ție, se afl ă amplasate la nivelul fundului navei
și folosesc acela și agent de lucru, apa de mare, de cele mai multe or i, abordarea lor este
comun ă.
Instala ția de balast-santin ă poate fi analizat ă ca o grupare de dou ă circuite, unul de
balastare și unul de drenare, independente între ele, care au pompe comune și por țiuni comune
de conducte. În acest fel se ob ține utilizarea unui num ăr mai mic de pompe, tubulaturi
magistrale cu o lungime redus ă si implicit mase și gabarite mai mici.
Cerin țe impuse instala țiilor de balast-santin ă:
a. să asigure corectarea pozi ției centrului de masa al navei, conform necesit ăților
impuse de stabilitatea acesteia, în timp util;
b. să asigure drenarea sau umplerea complet ă a tancurilor, s ă dreneze casetele de
santin ă și coferdamurile, atunci când nava are asieta dreapt ă, cât și atunci când
nava are inclin ări transversale pân ă în 15° sau longitudinale de maxim 5° ;
c. să nu permit ă poluarea m ării pe timpul func țion ării sau s ă conduc ă la degradarea
de c ătre ap ă a m ărfurilor datorit ă inund ării arbitrare a navei ;
d. să dispun ă de mijloace de ac ționare local ă și de la distan ță a pompelor, de aparate
pentru m ăsurarea cantit ății de ap ă în locurile de colectare ;
e. să dispun ă de mijloace de conducere a apei c ătre locurile de colectare a acesteia ;
f. să fie executate din materiale rezistente la ac țiunea de coroziune a apei de mare ;
g. să aib ă cât mai pu ține arm ături de manevr ă și fitinguri demontabile.

2.2. STRUCTURA INSTALA ȚIEI DE BALAST

Din cele prezentate rezult ă a marea majoritate a navelor dispune de instala ții
centralizate de balastare a navei în vederea regl ării pescajului în diverse situa ții de exploatare,
pentru corectarea asietei transversale și longitudinale a navei și pentru reglarea stabilit ății
transversale.
Analiza succint ă a instala ției de balast impune aspecte specifice, dup ă cum urmeaz ă:

16
1. Instala ția de balast, pentru m ărirea siguran ței este racordat ă cu instala ția de
santin ă.
2. Sorburile conductelor din tancurile de balast nu au filtre, arm ăturile lor de
închidere nu sunt cu re ținere întrucât în tubulatura de balast apa circul ă în
ambele sensuri.
3. Ac ționarea arm ăturilor de închidere se poate face manual sau de la distan ță în
func ție de modul de amplasare al echipamentului și gradul de automatizare a
func țion ării acestuia.
4. Arm ăturile de reglaj se monteaz ă în compartimentul în care sunt amplasate și
pompele de balast.
5. Fiecare tanc este deservit de o conduct ă independent ă, în sistem centralizat, iar
toate conductele ajung în compartimentul ma șini printr-un coridor central,
special construit, sub dublu fund (la navele mari).
Arm ătura de închidere 12 are rolul de a preîntâmpina in undarea navei prin tubulatur ă
de balast, atunci când în forpic apare gaur ă de ap ă. Tancurile de sub linia de plutire se pot
umple și gravita țional, sorburile, sub form ă de ajutaje convergente (pâlnii de aspira ție), se
plaseaz ă în pupa fiec ărui tanc, în zona planului diametral sau în zona gu rnei.
Materialele folosite pentru confec ționarea tubulaturilor de balast sunt o țelul protejat
prin zincare sau c ăptu șit la interior cu polietilen ă, iar arm ăturile sunt confec ționate din font ă,
bronz sau o țel.
Valvula kingston, poate fi de fund, la navele marit ime(2.2.a) sau de bordaj (2.2.b) la
navele fluviale pentru a nu trage mâl de pe fundul fluviului și este montat ă pe un cheson etan ș
în raport cu corpul navei.

Figura 2.1 Schema general ă a instala ției de balast

17
1 – afterpic; 2 – sorb; 3 – pomp ă de balast; 4 – arm ătur ă de închidere; 5 – valvul ă de fund
(kingston); 6 – casete de valvule; 7 – tanc lateral inferior de balast; 8 – tubulatur ă de balast;
9 – tanc de combustibil; 10 – perete de coliziune; 11 – forpic; 12 – arm ătur ă de închidere cu
etan șare de pe punte, a comunica ției cu forpicul; arm ături de golire, cu ac ționare de pe
punte, a tancurilor superioare laterale 14; 15 – pu ntea principal ă; 16 – filtru; 17 – arm ătur ă
de bordaj.

Figura 2.2. Valvula Kingston
1 – arm ătur ă de închidere, 2 și 3 – conducte de alimentare cu abur și aer comprimat; 4 –
racord de aerisire; 5 – tub inelar perforat pentru dezghe țare și suflare cu abur sau aer
comprimat; 6 – gr ătar

Pentru controlul nivelului și implicit al cantit ății de ap ă din tancuri se utilizeaz ă
nivelmetre ale c ăror indica ții permit luarea deciziilor pentru comanda manevrel or de
exploatare a instala ției de balast.
– Tubulatura instala ției de balast permite func ționarea și la înclin ările
transversale pân ă la 15° iar prin construc ție are mijloace de golire (arm ături,
dopuri);
– Pompele utilizate sunt de tip centrifugal prev ăzute cu mijloace de
autoamorsare. Pentru siguran ța func țion ării instala ției se recurge la dublarea
pompelor de c ătre pompele de incendiu, pompele de serviciu sau po mpele
circuitului exterior de r ăcire ale motorului principal,

18
– Se interzice folosirea pompei de incendiu în instal a ția de balast ale c ărui
tancuri sunt mixte, servind și pentru depozitarea combustibilului.
– La navele de dimensiuni mari instala ția de balast are dou ă circuite autonome în
pupa și în prova.
Spre exemplu, instala ția de balast pupa din figura 2.3 deserve ște numai afterpicul cu
ajutorul pompei centrifugale 8, și numai în caz de avarie se utilizeaz ă și pompa cu piston 12 a
instala ției de santin ă. Opera țiunile ce se pot efectua cu ajutorul instala ției de balast pupa sunt:
umplerea afterpicului (prin deschiderea arm ăturilor 3, 7 și 8, cu pompa de balast 8, în urma
deschiderii arm ăturilor 2 și 3 și a casetei 10, cu pompa de cur ățire 12; evacuarea apei cu
pompa de balast, dup ă deschiderea arm ăturilor 2, 7, 6, 14 și a casetei 10; alimentarea cu ap ă,
pentru sp ălarea pun ților în ambele borduri, în vederea r ăcirii lor, cu pompele de balast și de
cur ățire.

Figura 2.3 Instala ția de balast la pupa
1- pâlnia de aspira ție, 2 – valvula de trecere; 3 – valvula kingston, 4 – filtrul brut,
5, 6, 7, 9 – arm ăturile de închidere; 8 – pompa centrifug ă; 10 – caset ă de valvule; 11 – clapet
de bordaj; 12 – pompa cu piston; 13 – caset ă de valvule 14 – supapa de siguran ță a pompei
cu piston 12.

19

Figura. 2.4 Instala ția de balast la prova
1- pompa de santina; 2- valvul ă de sens; 3 – clapet de bordaj; 4 – valvula Kingsto n;
5 – electropompa de balast; 6 – valvul ă izolare trasee;

În mod analog instala ția de balast prova (fig. 2.4) are ca pomp ă principal ă pompa de
incendiu 5, iar ca rezerv ă pompa de santin ă 1. Forpicul se umple gravita țional în urma
deschiderii arm ăturii 6 și a valvulei kingston 4. Apa din forpic este evacua t ă cu ajutorul
motopompei 5 prin deschiderea arm ăturii de închidere 6 și a celor de închidere re ținere 2 și 3.

2.3. DETERMINAREA DIMENSIUNILOR CARACTERISTICE ALE TUBULATURII
PRINCIPALE ȘI ALE RAMIFICA ȚIILOR ACESTORA

Conform documenta ției navei, aceasta are la bord o cantitate de 3.025 m 3 balast.
Acesta a fost împ ărțit pe tancuri conform schemei dispunerii tancurilo r de balast, astfel încât
să se poat ă realiza toate destina țiile instala ției. Cantitatea de balast se va împ ărți în tancurile
de balast de pe nav ă conform tabelului 2.1. și a figurii din anexe.

Tabelul 2.1. Tancurile de balast ale navei RO-RO de 5000 tdw
Denumirea tancului Nota ția tancului Volumul, [m 3]
Tancul forepeak FPTk 575
Tancul din dublufund babord al magaziei 1 Bd1Df 218 ,75

20
Tancul din dublufund tribord al magaziei 1 Td1Df 21 8,75
Tancul din dublufund babord al magaziei 2 Bd2Df 225
Tancul din dublufund tribord al magaziei 2 Td2Df 22 5
Tancul din dublufund babord al magaziei 3 Bd3Df 225
Tancul din dublufund tribord al magaziei 3 Td3Df 22 5
Tancul din dublufund babord al magaziei 4 Bd4Df 225
Tancul din dublufund tribord al magaziei 4 Td4Df 22 5
Tancul din dublufund babord al magaziei 5 Bd5Df 225
Tancul din dublufund tribord al magaziei 5 Td5Df 22 5
Tancul din afterpeak AFTk 212,5
TOTAL BALAST 3025

Determinarea debitului pompei de balast:
– se consider ă un num ăr de pompe balast 2=n
– timpul minim de balastare al întregii instala ții ht8=
– 9 , 0=pk este un coeficient ce ține cont de faptul c ă pompele nu î și dubleaz ă
debitul la func ționarea în paralel ) 9 , 08 , 0( ÷=pk
hm
kt nBQ
p3
353 , 58 3600 9 , 0821000 3025
3600 1000 =⋅⋅ ⋅⋅=⋅⋅ ⋅⋅= (2.1)

Calculul diametrului tubulaturii, alegerea STAS-ului și recalcularea debitului:
– viteza minim ă prin instala ție impus ă de registrele de clasifica ție este smv2=;
mm vQd 583 ,101 1000 3600 2353 , 58 41000 3600 4 =⋅⋅ ⋅⋅=⋅⋅ ⋅⋅=π π (2.2)

Calculul diametrului dat de volumul tancului cel ma i mare este de : 3
max 575 m V=.
mm V d 679 ,149 675 18 18 3 3
1 1 =⋅=⋅= (2.3)
Date fiind comparând cele dou ă diametre ob ținute de 101,583 mm și 149,649 mm, se
va alege ca limit ă minim ă a diametrului cel de-al doilea calculat datorit ă volumului tancului
cel mai mare va rezulta:
mm dSTAS 25 ,159 = (2.4)
Recalcularea debitului din instala ție se va face dup ă urm ătoarea formul ă:

21
hm vdQSTAS 3
62
62411 ,143
10 43600 225 ,159 14 , 3
10 43600 =
⋅⋅⋅ ⋅=
⋅⋅⋅⋅=π (2.5)
Se consider ă debitul pompei ce urmeaz ă a fi alese de 150 m 3/h.

Calculul diametrelor tubulaturilor tancurilor :
Tancurile din dublu fund ale magaziei 1 numerotate Bd1Df, Td1Df care are volumul
3
275 ,218 m V=
mm V d 456 ,108 75 ,218 18 18 3 3
2 2 = ⋅=⋅= (2.6)
Diametrul calculat îndepline ște condi ția din registre: 2ddSTAS >
Tancurile din bordurile magaziei nr 1 denumite Bd1D f, Td1Df care au volumul
3
35 ,187 m V=
mm V d 024 ,103 5 ,187 18 18 3 33 3 =⋅=⋅= (2.7)
Diametrul calculat îndepline ște condi ția din registre: 3ddSTAS >
Tancurile din dublufundul magaziilor 2-5, notate cu Bd2Df, Td2Df , Bd3Df, Td3Df,
Bd4Df, Td4Df , Bd5Df, Td5Df care au volumul 3
4225 mV=.
mm V d 48 ,109 225 18 18 3 3
4 4 =⋅=⋅= (2.8)
Diametrul calculat îndepline ște condi ția din registre: 5ddSTAS >
Tancurile din pupa navei notat cu AFTk care au vol umul 3
55 ,212 m V=
413 ,107 5 ,212 18 18 3 3
5 6 =⋅=⋅=V d (2.9)
Diametrul calculat îndepline ște condi ția din registre: 5ddSTAS >
Standardizarea se va face astfel : pentru diametrel e calculate mai sus <110 mm se vor
standardiza la 110,25 mm(4,5 țoli) iar pentru tancurile pentru care au rezultat v alori mai mari
se va standardiza tubulatura la 159,25 mm. Tubulatu ra magistral ă are diametrul de 159,25 mm
(6,5 țoli).

Calculul vitezelor ramificatiilor tubulaturii de balast:
– pentru diametrul de 159,25 mm va rezulta:
092 , 2
3600 15925 , 014 , 3150 4
3600 4
2 2=
⋅ ⋅⋅=
⋅⋅⋅=
dQv
π m/s (2.10)
365 , 4
3600 11025 , 014 , 3150 4
3600 4
2 2=
⋅ ⋅⋅=
⋅⋅⋅=
dQv
π m/s (2.11)

22
Calculul debitului si timpului de debalastare liber a a tancurilor superioare de bordaj:
Se ia in calcul tancul nr 1 cu volumul cel mai mare , cu V= 575 m³ pentru balastare
liber ă în tancurile din dublu fund.
SVQ⋅= m³/h; m= 0,61
404 , 5481 , 9261 , 0 2 =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= hgmv m/s (2.12)
h = 4 m – înăltimea medie a clapetilor de bordaj.
Debitul devine:
49 ,387 3600 416 , 014 , 3404 , 52
=⋅⋅⋅=Q m³/h (2.13)
S – aria sec țiunii de curgere a fluidului
22
02 , 04mdS =⋅=π; d=0,15925 m (2 .14)
d – diametrul sec țiunii clapetului de bordaj.
Timpul de deplasare este:
484 , 149 ,387 575 = ==QVT ore (2.15)

Alegerea traseului cel mai dificil pe schema din anexe. (traseul trasat cu ro șu) folosit
pentru calculul sarcinii maxime H necesar ă a pompei. Acest traseu presupune c ă pompa
extrage balastul din tancul cel mai mare, FPTk și refuleaz ă în tancul Bd2Df, prin traseul
marcat cu ro șu. Figura a fost m ărit ă în scopul plierii corespunz ătoare pe A3 cu scara de 1 cm
desen = 3.

Calculul sarcinii necesare s-a efectuat cu ajutorul diagramelor experimentale IMO.
Pierderile hidraulice ce apar pe tubulaturi sunt:
a. pierderi hidraulice locale, ce sunt cauzate de arma turi, coturi, reduc ții, filtre,
sorburi.
b. pierderi hidraulice liniare, ce sunt cauzate de fre carea dintre stratul de fluid si
pere ții tubulaturii ce au o anume rugozitate si cauzate de turbulenta mi șcării.
Toate aceste pierderi de presiune sunt de fapt pier deri de energie, ce se reg ăsesc in
cre șterea temperaturii fluidului de lucru.
Pentru pierderile hidraulice locale se echivaleaz ă aceste pierderi locale cu pierderi
hidraulice liniare, exprimate in metri liniari de t ubulatura.

23
Pentru pierderile hidraulice liniare, rezistentele hidraulice se determina cu ajutorul
rela ției:
32
10 2−⋅ ⋅⋅⋅⋅=
STAS tot
dvlHρλ
(2.16)
unde:
ρ = 1,025 t/m³ densitatea fluidului vehiculat
022 , 0
10 92 , 268 10 25 , 111 , 068 11 , 0 4534 =
⋅+⋅⋅=+⋅=−
eRε λ – reprezint ă coeficientul de frecare
hidrodinamic ă liniar ă (adimensional ă).
Acesta depinde de regimul de curgere prin num ărul lui Reynolds, Re , și asperit ățile
tubulaturii prin ε.
5
610 92 , 2
10 096 , 116 , 02 ⋅=
⋅⋅=⋅=− υSTAS edvR (2.17)
unde:
cSt 610 096 , 1−⋅=υ – vâscozitatea cinematic ă a balastului;
smv/2=- viteza fluidului în instala ție;
310 256 , 115925 2 , 0−⋅===
STAS dkε , reprezint ă rugozitatea relativ ă;
unde:
mm k2 , 0=, reprezint ă în ălțimea asperit ăților tubulaturilor considerându-se țevi
întrebuin țate din o țel laminate.
Aceste pierderi se determina din diagrame in func ție de vâscozitatea fluidului, debitul
si diametrul tubulaturii.
∑+=ech tot lll (2.18)
unde:
l – lungimea conductei
∑=ech lsuma rezistentelor locale exprimata în metrii de tu bulatur ă.

Pentru calculul sarcinii H pe traseul ales se va calcula pierderile liniare și locale.
Pierderile liniare sunt calcule cu formula:
m l 213 10 / 3 ) 15 25 310 360 ( =⋅+++= (2.19)
ml213 = – lungimea tubulaturii traseului cel mai complicat , ales pentru calcul
conform figurii anexe;

24
Pierderile locale se calculeaz ă pe fiecare tubulatura în parte, astfel se va calcu la în prima
faz ă pentru tubulatura magistral ă:
– se num ără pierderile locale de pe traseu în func ție de tipul acestora:
10 =vn – num ărul de vane deschise total;
2=cn – num ărul de coturi la 90 o ;
20 =tn – num ărul de teuri la 90 o ;
1=sn – num ărul de sorburi de pe traseu;
1=rn – num ărul reduc țiilor de pe traseu;
– se determin ă lungimea echivalent ă pentru fiecare tip de pierdere în parte
folosindu-se nomograma de la figura 2 din anexa:
mlv1 , 1= – lungimea echivalent ă pentru vanele deschise total;
mlc1 , 1= – lungimea echivalent ă pentru coturi la 90 o ;
mlt11 = – lungimea echivalent ă pentru teurile la 90 o ;
mls3= – lungimea echivalent ă pentru sorburile de pe traseu;
mlr3= – lungimea echivalent ă pentru reduc ții de pe traseu;
Lungimea de tubulatur ă echivalent ă cu pierderile locale pe magistral ă este de
m lnlnlnlnlnlrrssttccvv echm 259 313111 20 1 , 121 , 110 =⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=∑
Pierderile locale se vor calcula și pentru tubulatura de 110,25 mm astfel:
– se num ără pierderile locale de pe traseu în func ție de tipul acestora:
4=vn – num ărul de vane deschise total;
2=cn – numărul de coturi la 90 o ;
2=tn – num ărul de teuri la 90 o ;
1=sn – num ărul de sorburi de pe traseu;
1=rn – num ărul reduc țiilor de pe traseu;
3=vc n – num ărul ventilelor de col ț(valvulelor de col ț) de pe traseu;
– se determin ă lungimea echivalent ă pentru fiecare tip de pierdere în parte
folosindu-se nomograma de la figura 3 din anexa:
mlv75 , 0= – lungimea echivalent ă pentru vanele deschise total;
mlc7 , 5= – lungimea echivalent ă pentru coturi la 90 o ;
mlt5 , 7= – lungimea echivalent ă pentru teurile la 90 o ;

25
mls2 , 2= – lungimea echivalent ă pentru sorburile de pe traseu;
mlr2 , 2= – lungimea echivalent ă pentru reduc ții de pe traseu;
mlvc 19 = – lungimea echivalent ă pentru ventilele de col ț(vanele de col ț) de pe
traseu;
Lungimea de tubulatur ă echivalent ă cu pierderile locale pe magistral ă este de
m llnlnlnlnlnlnl
echr rrrrssttccvv echr
8 , 90 19 32 , 212 , 215 , 727 , 5275 , 04 =⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=∑⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=∑

Lungimea total ă echivalent ă a pierderilor pe traseul de calcul ales este
m llllechr echm tot 8 ,562 8 , 90 259 213 =++=∑∑++= (2.20)
Densitatea apei de mare este 31025
mkg =ρ

Sarcina minim ă necesar ă a pompei dat ă de pierderi va fi calculat ă cu formula:
252 2
10 566 , 1215925 , 01025 28 ,562 0193 , 02 mN
dvlH
STAS tot ⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=ρλ ; (2.21)
La sarcina calculat ă mai sus se adaug ă sarcina dat ă de diferen țele de nivel dintre
aspira ția și refularea pompei, astfel pentru siguran ță adaug ă și sarcina rezultat ă în cazul în
care pompa de balast aspir ă de valvula kingston și refuleaz ă la nivelul tancului cel mai de sus:
2410 022 , 4481 , 91025
mNzgh ⋅=⋅⋅=⋅⋅=ρ
(2.22)
unde:
2/81 , 9smg= – accelera ția gravita țional ă;
mz4= – diferen ța de nivel între aspira ția și refularea pompei.
Sarcina minim ă necesar ă a pompei care func ționeaz ă în instala ție este de:
25 4 510 968 , 110 022 , 410 566 , 1
mNhHHtot ⋅=⋅+⋅=+=
(2.23)
mcolap ăgHHm 571 , 19 1025 81 , 910 968 , 15
=⋅⋅=⋅=ρ; (2.24)

Alegerea pompei din catalog se va face doar dac ă sunt îndeplinite condi țiile:
dac ă debitul pompei este mai mare sau egal cu cel neces ar al instala ției adic ă QQp≥,
unde .150 3
hmQ=
(2.25)

26

dac ă sarcina pompei este mai mare sau egal ă cu cea ob ținut ă prin calcul adic ă mpHH≥,
unde:
mcolap ă Hm571 , 19 =

2.4. ALEGEREA POMPELOR DE BALAST

Am ales pompa de tip centrifugal vertical ă autoamorsabil ă model 125CLH-19 ,
fabricat ă de „Shanghai SILI Pump Manufacture Co, Ltd” , companie specializat ă în
construc ția de pompe pentru uz naval din China, cu caracter isticile din tabelul 2.2.

Tabel 2.2. Caracteristicile tehnice ale pompei conf orm produc ătorului
Model Debit nominal[m 3/h] Debit lucru [m 3/h] Sarcin ă nominal ă [m]
125CLH-19 150 120-165 30

Sarcin ă lucru [m] Putere la ax[kW] În ălțime pe aspira ție [m] Greutate [kg]
22-32 22 5 215

Figura 2.5 Pompa aleas ă

Scurt ă descriere a pompei aleas ă și considera ții în acord cu alegerea f ăcut ă:
– centrifugal-vertical ă auto-amorsabil ă, cu un volum redus raportat la performan țele ei, u șor
de instalat și de operat;

27
– sunt special proiectate pentru instala ții navale de santin ă,de drenaj tancuri petroliere și
chimice, balast, pompe de incendiu, pompe de r ăcire și pentru alte instala ții, dar
temperatura maxim ă a lichidului transferat cu ajutorul ei trebuie s ă nu dep ăș easc ă
temperatura de 80 oC;
– citirea codului tipului de pomp ă se face ca în figura 2.6;
– construc ția pompei este ca în figura 2.7, având piesele comp onente fabricate din
urm ătoarele o țeluri și fonte special alese pentru o rezisten ță sporit ă la interac țiunea
chimic ă și mecanic ă cu apa s ărat ă, materiale de construc ție identice ca structur ă chimic ă
și aliaje ca cele ale pompelor de balast, având o ma s ă de 215 kg.

Fiura 2.6 Exemplu de citirea codului tipului de pom p ă

Figura 2.7 Elemente componente:
1- dopuri de golire;2 – corpul pompei;3 – rotor;4 – capac de ghidaj;5 – valvul ă de sens unic;
6 – flan șă aspira ție;7- axul pompei;8 – carcasa pompei; 9 – A.M.C.- u ri (manovacuummetru
pe aspira ția pompei și manometru pe refularea pompei);10 – motor de ac ționare;
11 – flan șă evacuare;12 – etan șare cu inel mecanic;13 – piuli ța de sus ținere a rotorului;
14 – inel de etan șare.

28
Drenarea de avarie se face cu una din pompele de r ăcire a motorului principal și este
cuprins ă în instala ția de r ăcire.
Pe aspira ție se folosesc:
– Sorburi cu re ținere pentru drenarea magaziilor, tunelurilor, cofe rdamurilor,
pu țului lan țului și cel al axului cârmei;
– Sorburi cu sit ă pentru drenarea C.M., compartimentelor cârmei și
motopompei de incendiu în caz de avarie;
– Pâlnii pentru drenarea compartimentelor de ma șini.
Pentru refulare se folosesc valvulele de bordaj din o țel.

2.5. PREZENTAREA GENERAL Ă A MECANISMELOR AUXILIARE

Mecanismele auxiliare ale instala țiilor de for ță și sistemelor navale sunt: pompele,
ventilatoarele și compresoarele. Acestea constituie pe nav ă grupul cel mai important al
consumatorilor de energie electric ă, ajungând la aproape 50% din totalul energiei cons umate.
Pe nave speciale cum ar fi tancurile petroliere, na vele frigorifice, unde astfel de mecanisme
îndeplinesc func ții productive, procentul de energie electric ă consumat ă este mai mare.
Toate aceste mecanisme auxiliare au o mare importa n ță pentru nav ă și sunt destinate
pentru:
1. Deservirea principalelor instala ții energetice ale navei. Din aceast ă categorie fac
parte, în primul rând, pompele cu destina ții diferite: combustibil, ulei, r ăcire, alimentare,
circula ție ș.a.
2. Naviga ția f ără pericol care const ă în:
– stabilitatea navei – se asigur ă prin func ționarea pompelor de transvazare a apei,
combustibilului și înc ărc ăturilor lichide în scopul asiet ării navei și a șez ării ei
pe chil ă dreapt ă;
– plutirea navei – se asigur ă prin func ționarea pompelor care arunc ă peste bord
apa din compartimentele inundate;
– protec ția împotriva incendiilor realizat ă pe seama func țion ării pompelor de
stins incendii;
– manevrabilitatea navei prin folosirea cârmei cu ac ționare electrohidraulic ă a
cărei func ționare se bazeaz ă pe pompele din compunerea instala ției;
3. crearea condi țiilor normale de munc ă și odihn ă pentru echipaj. În aceast ă categorie
o importan ță deosebit ă o au ventilatoarele pentru asigurarea condi țiilor de mediu:
temperatur ă, umiditate și pompele de ap ă potabil ă și sanitar ă;

29
4. p ăstrarea în siguran ță a m ărfurilor. Pe navele moderne func ționeaz ă instala ții de
climatizare care asigur ă temperatura și umiditatea necesar ă pentru p ăstrarea m ărfurilor pe
durata transportului cu nava.
Pe navele speciale, cum ar fi tancurile petroliere, pompele care îndeplinesc func ții
productive sunt de putere mare și asigur ă manipularea m ărfii în stare lichid ă îndeplinind un
rol similar cu cel al vinciurilor de înc ărcare de pe navele de transport m ărfuri generale.
Parametrii de baz ă care caracterizeaz ă func ționarea mecanismelor auxiliare sunt:
debitul, presiunea și puterea întrebuin țat ă.
Debitul Q este determinat de cantitatea de lichid, aer sau gaz dat ă pe unitatea de timp
și se m ăsoar ă, de regul ă, în m 3/h, m 3/s sau l/min.
Reglarea debitului, solicitat ă de caracteristicile de func ționare ale unor instala ții, se
poate face prin:
– reducerea sec țiunii de refulare sau de absorb ție prin închiderea par țial ă a unei
vane;
– schimbarea vitezei electromotorului de ac ționare;
– transvazarea invers ă a unei p ărți a lichidului de la refulare la admisie (aplicat ă,
de exemplu, la pompele cu ro ți din țate sau cu șurub).
Dintre aceste procedee cel mai economic ar fi prin modificarea tura ției
electromotorului, îns ă necesit ă complicarea schemei de comand ă a acestuia. De aceea la nave
este folosit ă pe scar ă larg ă metoda regl ării debitului prin folosirea unor vane de reducere care
este mai simpl ă decât celelalte.
Presiunea H este caracterizat ă de rezisten ța pe care trebuie s ă o înving ă lichidul sau
gazul care se deplaseaz ă. Se deosebesc dou ă valori ale presiunii: presiunea de refulare
măsurat ă la ie șire și presiunea de absorb ție m ăsurat ă la intrare. Presiunea reprezint ă în sine
cantitatea de energie transmis ă de mecanism lichidului sau gazului, care se deplas eaz ă, pe
unitatea de greutate și se m ăsoar ă în NmN⋅/(adic ă în metri) sau în unit ăți de presiune Pa
(pascali).
Puterea P întrebuin țat ă de mecanism este puterea dezvoltat ă de electromotorul de
ac ționare pentru func ționarea mecanismului cu debitul și presiunea dat ă.

2.6. CALCULUL PARAMETRILOR NECESARI AI MOTORULUI DE
AC ȚIONARE A POMPEI DE BALAST

Puterea necesar ă pentru ac ționare este în func ție de debitul și presiunea realizat ă de
pomp ă și se determin ă cu rela ția:

30
[ ]kW HQP
pompã 32 ,16
77 , 03600 10 30 81 , 91025 150
10 3 3=
⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=
ηγ

unde:
Q- debitul pompei, m 3/s;
γ – greutatea specific ă a lichidului, N/m 3;
H – suma pierderilor din instala ție, mcolap ă;
ηpomp ă – randamentul pompei (pentru pompe centrifuge de l a 0,5 la 0,85, adopt ăm o
valoare medie de 0,77).
Din cataloagele firmei Uzina de Motoare Electrice B ucure ști alegem motorul de tip
ASU 225 S-8, pentru a func ționa în instala ție ca motor de ac ționare și are urm ătoarele
caracteristici constructiv func ționale:

Tabelul 2.3. Caracteristicile motorului electric
Putere
[kW] Tura ție
[rot/min] Curent
[A] Randament cos φ IP/I n Mp/M m Mmax /M m Masa
[kg]
18 730 41,2 90 0,72 6,0 2,3 2,2 300

Figura 2.8 Dimensiunile motorului electric

Tabelul 2.4 Dimensiunile motorului electric
M Nj6 P S D tol. F h9 GA d AC HD L
400 350 450 18 60 140 18 64 M 20 445 327 840

31

Motorul asincron cu rotorul în scurtcircuit, care a re caracteristica mecanic ă rigid ă și
valoare redus ă a cuplului de pornire, corespunde pe deplin cerin țelor impuse de ac ționarea
pompelor și ventilatoarelor.
Condi ții grele de pornire sunt date de pompele și compresoarele cu piston. La acestea
cuplul de pornire poate dep ăș i de dou ă ori valoarea nominal ă. Aceste condi ții grele sunt
datorate cre șterii frec ărilor în perioada pornirii între pistoane, segmen ți, garnituri și existen ței
unui moment dinamic mare dat de masele de iner ție ale sistemului. De aceea pentru pompe și
compresoare cu piston se folosesc motoarele asincro ne cu alunecare m ărit ă (bare înalte sau
dubl ă colivie) care permit ob ținerea unor cupluri de pornire mai mari.
În func ție de condi țiile de lucru ale mecanismului auxiliar, motorul el ectric se alege în
execu ție protejat ă la pic ături, etan șă sau ermetic ă.

2.7. DOTAREA NAVEI RORO DE 5000 TDW CU ECHIPAMENTE DE TRATARE A
APEI DE BALAST

Necesitatea folosirii instala țiilor de tratare a apei de balast a fost men ționat ă și în
cadrul regulamentelor interna ționale astfel din cauza unor cauze cum ar fi:
– navele de regul ă navig ă în zone speciale, foarte murdare sau prin strâmtor i
unde adâncimea este mic ă și o dat ă cu apa de balast nava va aspira și particule
de noroi, nisip sau microorganisme;
– atunci când nava navig ă mai mul ți ani la rând exist ă sediment în tancurile de
balast și tot aici se pot dezvolta microorganisme.
Nava aleas ă pentru studiu se va dota cu o instala ție de tratare de tip RWO, instala ție
special ă pentru navele care navig ă în zone murdare, având urm ătoarele caracteristici:
– Num ărul necesar de seturi : 2 seturi;
– Capacitate fiecare set : hm3
150 ;
– Cartu șe filtrante : 2 ;
– Num ărul pompelor de recirculare : 2 ;
– Debit pomp ă: hm3
150 ( fiecare )
– Sarcina : 6 bar ;

32
– Consumul de energie electric ă : 50 kW ( fiecare )
– Unitatea de dezinfectare : 2 seturi
– Consumul de energie electric ă a unit ății de dezinfectare : 20 kW ( fiecare )
– Totalul consumului de energie electric ă : 50 kW x 2+20 x 2 kW = 140 kW
– Sarcina maxim ă pierdut ă în instala ție : 8 bar;
– Pre ț total: 600.000 USD
Condi ția dup ă care s-a ales este dat ă de debitul instala ției de balast dat de pompa
acesteia, astfel num ărul seturilor alese trebuie s ă fie egal cu num ărul pompelor de balast iar
debitul instala ției trebuie s ă fie minim egal cu debitul pompei de:
.150 3
hmQp=
Sistemul este dotat cu un filtru cu o performan ță mare de filtrare dar totodat ă de mari
dimensiuni și rezisten ță la desc ărcare. Pompa de recirculare are rolul de a porni or i de câte ori
presiunea din instala ție nu este asigur ă cur ățarea complet ă a elementului filtrant.

Figura 2.9. Schema sistemului de tratare si cur ățare a apei de balast de tip RWO de la bordul
navei având: filtru – 5m×3m×2m; unitate de dezinfec tare – 1,9×1,6×2,6;
cutia de comanda si control-1,8×0,8×2,2.

33

Figura 2.10 Schema filtrului, dimensiuni aproximati ve – 5m×3m×2m.

Figura 2.11 Echipamentul de cur ățare a apei de balast ce urmeaz ă a fi montat pe nav ă

34

Figura 212. Schema unit ății de dezinfectare – 1,9×1,6×2,6;

Figura 2.13 Schema constructiva a instala ției alese

35
În figura 2.13 cifrele reprezint ă:
1 – filtrarea mecanic ă pentru eliminarea suspensiilor solide, din sedimen te și
anumite organisme în timpul balast ării;
2 – dezinfec ția care reduce num ărul de organisme din tancuri, înainte de a
umple acestea cu balast proasp ăt;
3 – dezinfec ția secundar ă pentru reducerea num ărului de organisme conform
normelor de performan țe ale standardelor D2 -IMO pentru desc ărcarea apei de
balast.
În figura de mai jos este prezentat ă reprezentarea schematic ă a instala ției alese:

Figura 2.14 Reprezentarea schematic ă a instalatiei de tip RWO

Repercursiunile folosirii instala țiilor de tratare
Pentru navele tip RO-RO, navele tip portcontainer, petrolier, etc la starea de înc ărcare,
o parte din apa de balast este utilizat ă pentru a m ări stabilitatea. Deci putem folosi balast
permanent în loc de aceast ă parte din apa de balast. În caz contrar, greutatea specific ă a
balastului permanent (o țel, fier, piatra și beton etc) este mai grea decât apa de mare. E mai
bine pentru stabilitatea navei.
Pentru proiectare, capacitatea instala ției de tratare a apei de balast ar trebui s ă fie
redus ă la minimum, pentru c ă este în strâns ă leg ătur ă cu spa țiul compartimentului ma șini,
consumul de energie electric ă și pre țul echipamentelor etc.
Deci, capacitatea pompei de balast ar putea fi redu s ă și timpul balast ării / debalast ării
ar putea fi mai mare decât înainte.

36
Principala repercusiune o reprezint ă necesitatea cre șterii presiunii dat ă de pomp ă din
cauza rezisten ței de desc ărcare suplimentare. Îns ă pentru navele noi, nu sunt probleme, dar
pentru navele deja existente, presiunea original ă dat ă de pomp ă nu va fi de ajuns pentru a
instala unele tipuri de tratament a apei de balast care au rezisten ța m ărit ă în sistem. Deci
vechile pompe de balast ar trebui înlocuite cu alte tipuri de instala ții de tratare a apei de balast
fără rezisten ță prea mare la desc ărcare.
Consumul de energie electric ă cre ște cu circa 2 x 140 kW, ceea ce poate duce la
schimbarea grupurilor auxiliare din cauza faptului c ă de regul ă balastarea sau debalastarea se
realizeaz ă în timpul regimului maxim de energie electric ă de la bord cel de înc ărcare-
desc ărcare. Aceasta din urm ă reprezentând o problem ă major ă pentru navele deja construite.