Instalatia de Balast

11. INSTALAŢIA DE BALAST

11.1 Destinaţie şi cerinţe generale

Rolul instalaţiei de balast la bordul unei nave este acela de a asigura pescajul,

asieta longitudinală şi transversala şi stabilitatea navei prin ambarcarea de greutăţi la bord

(lichide–apă de mare) şi poziţionarea centrului de greutate al navei în mod corespunzător

asigurării bunelor condiţii de navigaţie şi exploatare ale acesteia.

Navele de transport mărfuri generale ambarcă la bordul lor cantităţi de balast ce

însumează o greutate egală cu (0.2÷0.3)Δ.

Componenţa instalaţiei de balast este prezentată în cele ce urmează:

- prize şi chesoane de fund şi bordaj

- magistrale de apă de mare

- pompe de balast cu agregatele lor de acţionare

- valvule de trecere pentru (de)conectarea pompelor (de) la sistemele de tubulaturi

- sisteme de tubulaturi

- valvule comandate de la distanţa corespunzătoare fiecărui tanc

- tancuri de balast

- sorburi şi dispozitive de măsurare a nivelului apei în tancuri

- valvule de bordaj

Apa de balastare preluată din mare prin prizele de fund şi bordaj, dotate cu

valvule Kingston destinate (de)cuplării magistralei de balast (de) la priza şi împiedicării

scurgerii apei din instalaţie în exterior, cu ajutorul pompelor de balast este stocată la bord

în tancuri speciale denumite tancuri de balast.

Prizele de fund şi bordaj sunt prevăzute şi cu filtre mecanice grosiere, dispozitive

de suflare şi dezgheţare ce constau în serpentine (inele) perforate alimentate cu aer

comprimat sau abur supraîncălzit plasate în chesoanele de fund şi bordaj. Prizele

constituie parte integrantă a magistralei de apă de mare ce poate fi uşor recunoscută în

compartimentul maşini datorită faptului că este constituită din conductă cu diametrul cel

mai mare din toate cele existente în compartiment. Amplasarea prizelor trebuie să se facă

în zonele de pe suprafaţa operei vii în care depunerile de nisip şi mal sunt minime.

La golirea tancurilor apa este refulată de către pompe peste bord prin intermediul

unor valvule de bordaj situate în zona liniei de pescaj maxim. Aceste valvule sunt de sens

unic împiedicând pătrunderea apei din exteriorul navei în instalaţie.

Pompele de balast sunt pompe de debite foarte mari şi sarcini pe aspiraţie şi

refulare relativ scăzute (înălţimea maximă de aspiraţie nu depăşeşte 5÷6 m) , fapt pentru

care sunt preferate în construcţie pompele de tip centrifugal sau axial autoamorsabile

antrenate de motoare electrice de turaţie corespunzătoare. Atât pompele, cât şi celelalte

echipamente electrice, mecanice şi hidraulice sunt navalizate în vederea asigurării

rezistenţei acestora la acţiunea puternic coroziva a aerului şi apei mării precum şi la

acţiunea stropilor de apă. Rolul pompelor este acela de a asigura umplerea sau golirea

tancurilor de balast în timpi cât mai reduşi, în conformitate cu prevederile impuse de

societatea de clasificare.

În practica exploatării navale se recurge la umplerea sau golirea tancurilor de

balast pe cale gravitaţională dacă durata necesară efectuării operaţiunii respective o

permite şi dacă poziţionarea tancului faţa de linia de plutire pe care se află nava este

avantajoasă, aceasta realizându-se în vederea evitării consumului de energie suplimentar

şi uzării inutile a echipamentelor instalaţiei.

Tubulatura instalaţiei de balast trebuie să asigure, prin construcţie, vehicularea

debitelor de apă impuse în perioadele de timp corespunzătoare prevederilor registrului.

Toate tubulaturile vor fi astfel montate încât să asigure funcţionarea corectă a instalaţiei

şi la inclinări transversale de maxim 50 şi să nu fie expuse îngheţului. La punerea în

functiune a instalaţiei se verifică rezistenţa şi etanşeitatea tubulaturii la o presiune a

fluidului de lucru de 4 bari sau o presiune egală cu cea furnizată de pompa de stins

incendiu când aceasta asigură preponderent funcţionarea instalaţiei. Ţevile utilizate sunt

din oţel căptuşit la interior cu material cu efect protector contra coroziunii (ex:

policlorura de vinil, zinc).

Tancurile de balast sunt tancuri de tip structural fiind dotate cu tubulaturi

individuale astfel încât să existe posibilitatea umplerii sau golirii fiecărui tanc sau grup de

tancuri în parte. În acest scop la bordul navei exista magistrale de balast corespunzătoare

tancurilor din cele două borduri din prova compartimentului maşini ( tancuri din dublu

bord şi dublu fund ) şi picului prova şi o altă tubulatură de alimentare a tancului de balast

din picul pupa.

Toate racordările tancurilor la magistrale sunt prevăzute cu valvule comandate (în

general de tip fluture ) hidraulic de la distanţă şi sorburi. Toate valvulele comandate sunt

prevăzute şi cu comandă directă locală sau de la distanţă. Armătura telecomandată va

avea o comandă locală care trebuie să acţioneze independent de cea de la distanţă

(mecanică ) – de pe puntea pereţilor etanşi. Dacă este posibil aceste acţionari vor fi

directe ( ex : roata de mână ). Dacă amplasarea valvulei nu permite accesul direct la

aceasta ( ex : valvule situate în dublul fund sau în tancul de balast din picul prova ),

acţionarea manuală locală poate fi înlocuită printr-o acţionare manuală de la distanţă (ex :

acţionare mecanică cu tije îmbinate cardanic sau hidraulică cu pompă de mână ). Casetele

valvulelor şi valvulele cu comandă manuală trebuie să fie amplasate în locuri care, în

conditii normale de exploatare, sunt permanent accesibile.

Protecţia suprafeţelor interioare ale tancurilor la acţiunea corozivă a apei de mare

este realizată prin amplasarea în interiorul tancurilor a plăcilor de zinc cu rol protector.

Nivelul apei din tancuri este determinat prin intermediul traductorilor de nivel

incorporaţi în construcţia fiecărui tanc. Nivelul citit de acestea este trimis prin mijloace

electrice la postul de comandă maşini, unde, prin introducerea valorii nivelului în

diagrama de capacitate a tancului ( diagramă ce prezintă dependenţa dintre nivelul

lichidului dintr-un tanc şi volum, abscisa şi ordonata centrului de greutate al lichidului

înmagazinat în tanc) se determină volumul de apă existent în tanc. Traductorii utilizaţi

folosesc diferite principii funcţionale, în ultima vreme fiind utilizaţi traductorii electronici

integraţi care au capacitatea de a memora diagrama de capacitate a tancului şi de a reda

permanent cantitatea de apă prezenta în tanc.

Prezenţa valvulelor şi casetelor de distribuţie comandate, traductorilor de nivel al

apei din tancuri împreună cu acţionarea electrică a pompelor de balast permit gestionarea

centralizată a întregii instalaţii din postul central de supraveghere şi comandă al

compartimentului maşini .

Sorburile sunt ajutaje tronconice ( pâlnii ) dispuse în pupa fiecărui tanc de balast

şi cât mai înspre planul diametral al navei. Sorburile pot fi prevăzute sau nu cu filtre

mecanice grosiere pentru evitarea antrenării pe tubulatura a eventualelor impurităţi

mecanice de dimensiuni mari.

Tancurile de balast sunt situate cât mai departe de centrele de greutate şi de

carenă ale navei în vederea maximizării efectului de reducere/amplificare a amplitudinii

oscilaţiilor transversale ale navei pe mare montată şi celui de ajustare a asietei navei.

Astfel, tancurile vor fi poziţionate în zona bordajelor, dublului fund şi picurilor.

Umplerea tancurilor se recomandă a fi completă în vederea eliminării consecinţelor

negative induse de prezenţa suprafeţelor libere asupra stabilităţii navei.

Funcţionarea instalaţiei de balast ca instalaţie de asietă prevede conectarea atât pe

aspiraţia cât şi pe refularea pompelor de balast, prin intermediul casetelor de distribuţie, a

conductelor de legătura cu tancurile de balast în vederea transvazării apei dintr-un bord în

altul sau între tancurile din prova şi pupa navei cu scopul obţinerii asietei dorite, în

vederea apupării sau limitării amplitudinii oscilaţiilor navei.

Importanţa unei bune funcţionari şi fiabilităţi a instalaţiei de balast-asieta se

extinde şi prin prisma asigurării vitalităţii navei având în vedere importanţa asigurării

flotabilităţii şi nescufundabilităţii navei prin limitarea înclinării acesteia – se evita în acest

fel imersarea navei până sub linia de siguranţă, şi utilizarea, în caz de necesitate

deosebită, a pompelor de balast la golirea compartimentelor inundate şi asigurarea

debitelor de apă necesare stingerii de incendii apărute la bordul navei – prin cuplarea

pompelor de balast la instalaţiile de santină respectiv la cea de stins incendii cu jet de apă.

Interconectarea instalaţiilor de balast, santină şi stins incendii prezintă avantaje

pentru toate instalaţiile în cazul avarierii pompelor vreuneia dintre acestea, această

metodă fiind utilizată şi pentru reducerea numărului de pompe utilizate ( pompele dintr-o

altă instalaţie pot fi folosite/considerate ca pompe de rezervă pentru celelalte instalaţii ),

în acest grup poate fi inclusă şi pompa de rezervă a instalaţiei de răcire cu apă a

motorului principal.

11.2 Calculul volumelor tancurilor de balast

11.2.1 Descrierea raţionamentului de calcul

Pentru calculul volumelor tancurilor de balast am folosit următoarele 2

raţionamente,funcţie de zona de amplasare al tancului :

1) pentru tancurile din dublu fund ( din ambele borduri ) : T1,T2,T3,T4,T5,T6, a

picului pupa şi a picului prova am calculat ariile la diferite secţiuni orizontale ( cu

ajutorul facilităţilor de calcul a programului Autocad ), după care am integrat aceste arii

pe înălţime, cu ajutorul metodei Simpson (1/3) , programul de calcul fiind implementat în

platforma Eclipse-Java.

2) pentru tancurile din dublu bord ( din ambele borduri ) : T7,T8,T9,T10,T11,T12,

am calculat ariile la diferite secţiuni transversale, după care am integrat aceste arii pe

lungime.Metodele folosite sunt aceleaşi ca la punctul 1).

Pentru tancurile din dublu bord am preferat această metodă, deoarece nava fiind

un cargou de mărfuri generale care transportă containere, forma dublului bord este

influenţată şi de acest aspect.Am făcut câte o secţiune transversală în dreptul fiecărei

stive de containere , aşezând containerele şi am obţinut forma secţiunii transversale

(forma dublului bord ).

Numărul secţiunilor orizontale/transversale folosit este impar, pentru ca metoda

Simpson (1/3) pentru integrare numerică să se preteze.

Formula de cuadratura Simpson 1/3 se foloseşte atunci când numărul n al

intervalelor în care se divizează domeniul de integrare este par. Datele de intrare pentru

algoritmul de calcul al integralei unei funcţii definite tabelar sunt doi vectori : primul

vector este dat de cote / lungimi, iar al doilea vector este dat de ariile orizontale/

transversale. Numărul elementelor diferă de la secţiune la secţiune, iar limitele de

integrare sunt primul şi respectiv ultimul dintre elementele primului vector:

- pentru tancurile din dublu fund : am folosit 5 secţiuni orizontale

- pentru picul pupa : am folosit 7 secţiuni orizontale

- pentru picul prova : am folosit 13 secţiuni orizontale

- pentru tancurile din dublu bord : am folosit 5 secţiuni transversale

Am anexat la proiect :

- schema de tancuri + secţiunile de calcul pentru fiecare tanc

- algoritmul de calcul a unei integrale definite tabelar cu metoda Simpson 1/3

11.2.2 Calculul efectiv

Tanc 1 = Tanc 2

- amplasare : dublu fund , în pupa zonei cilindrice , tancul 1 corespunde

bordului babord, respectiv tancul 2 bordului tribord

Secţiune la [mm] faţa de linia de baza Aria plutirii [ ]

0 116.82

325 199.37

650 222.25

975 235.62

1300 243.44

Total volum calculat [ ] –volum brut 267.95

,

unde : - coeficient care ţine seama de grosimea tablelor, a osaturii şi a altor

elemente metalice interioare tancului ( sorburi, tubulaturi,etc. )

Tanc 3 = Tanc 4

- amplasare : dublu fund , în zona cilindrică , tancul 3 corespunde bordului

babord, respectiv tancul 4 bordului tribord


0 256.73

325 293.31

650 301.66

975 310.63

1300 312.82


,



Tanc 5 = Tanc 6

- amplasare : dublu fund , în prova zonei cilindrice , tancul 5 corespunde



0 145.96

325 212.63

650 230.37

975 241.14

1300 247.88


,



Tanc 7 = Tanc 8

- amplasare : dublu bord , în pupa zonei cilindrice , tancul 7 corespunde


Secţiune la [mm] faţa de coasta 0(axul

cârmei),ce corespunde coastei...

Aria secţiunii transversale [ ]

20300 – C29 11.62

27800 – C39 10.18

34550 – C48 10.60

40550 – C56 10.67

46550 – C64 10.67


,



Tanc 9 = Tanc 10

- amplasare : dublu bord , în zona cilindrică , tancul 9 corespunde bordului

babord, respectiv tancul 10 bordului tribord




46550 – C64 10.67

58550 – C80 10.67

63800 – C87 10.67

69800 – C95 10.67

78800 – C107 10.67


,



Tanc 11 = Tanc 12

- amplasare : dublu bord , în prova zonei cilindrice , tancul 11 corespunde





78800 – C107 10.67

84800 – C115 10.44

91550 – C124 10.37

96800 – C131 9.26

108800 – C47 8.20


,



Tanc pic pupa

- amplasare : pic pupa

Secţiune la [mm] faţa de linia de baza, ce

corespunde plutirii...

Aria plutirii [ ]

4600 – platforma intermediara CM 1.49

5250 – WL5 6.25

6300 – WL6 38.87

7350 – WL7 55.50

8400 – WL8 63.70

9450 – WL9 70.43

10500 – WL10 73.78


,



Tanc pic prova

- amplasare : pic prova

Secţiune la [mm] faţa de linia de baza, ce

corespunde plutirii...

Aria plutirii [ ]

0 – WL0 0.01

1050 – WL1 58.27

2100 – WL2 35.23

3150 – WL3 48.63

4200 – WL4 54.79

5250 – WL5 50.85

6300 – WL6 35.59

7350 – WL7 30.05

8400 – WL8 36.40

9450 – WL9 49.01

10500 – WL10 70.89


,



Volumul de balast calculat în cap.8, necesar pentru obţinerea pescajului de balast :

- diferenţa între volumul de balast necesar şi volumul

maxim care se poate dispune pe nava este de 4 % .

11.3 Adoptarea schemei constructive

(A se vedea planşa anexă)

Instalaţia de balast poate efectua următoarele manevre:

- umplerea tancurilor

- golirea tancurilor

- transferul : - babord-tribord

- tribord-babord

- prova-pupa

- pupa-prova

Instalaţia va fi deservită de două pompe de balast,cuplate în paralel între ele , şi

tot în paralel cu pompa de santină din compartimentul de masini.

În continuare voi prezenta pentru fiecare manevră succesiunea de valvule ce

trebuie deschise, celelalte valvule ramânând închise.

Valvulele notate de la 1 până la 13 corespund părţii din instalaţie aflată în afara

CM-ului (“[]”- se deschid doar o parte din valvule, ce corespund tancurilor unde se

realizează operaţia de golire/umplere/transvazare ),iar valvulele notate de la 14 la 37

corespund parţii din instalaţie aflata în CM.

Pentru umplerea tancurilor ( din DF, DB şi a picului prova )se deschid :

- pompa 1: valvulele : 15,16,21,22,23,14,[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]

- pompa 2: valvulele : 17,18,24,25,26,14,[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]

Pentru golirea tancurilor ( din DF, DB şi a picului prova )se deschid :

- pompa 1: valvulele : [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],14,19,21,22,27,28

- pompa 2: valvulele : [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],14,20,24,25,29,30

Pentru umplerea tancului pic pupa se deschid :

- pompa 1: valvulele : 15,16,21,22,33,32

- pompa 2: valvulele : 17,18,24,25,34,32

Pentru golirea tancului pic pupa se deschid :

- pompa 1: valvulele : 31,21,22,27,28

- pompa 2: valvulele : 31,24,25,29,30

Pentru transvazarea babord-tribord se deschid :

- pompa 1: valvulele : [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],19,21,22,33,34,26

- pompa 2: valvulele : [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],19,24,25,26

Pentru transvazarea tribord-babord se deschid :

- pompa 1: valvulele : [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],20,21,22,23

- pompa 2: valvulele : [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13],20,24,25,34,33,23

Pentru transvazarea pupa-prova se deschid :

- pompa 1: valvulele : 31,21,22,23,1

- pompa 2: valvulele : 31,24,25,26,1

Pentru transvazarea prova-pupa se deschid :

- pompa 1: valvulele : 1,19,21,22,33,32

- pompa 2: valvulele : 1,19,24,25,34,32

11.4 Stabilirea parametrilor de calcul

11.4.1 Calculul diametrelor tubulaturii

Regulile societăţii de clasificare Germanischer Lloyd nu impun niciun mers de

calcul pentru determinarea diametrelor tubulaturii instalaţiei de balast.

Diametrul interior al tubulaturii magistrale trebuie sa fie cel puţin egal cu cel mai

mare diametru al ramificaţiilor, sau altfel spus:

,

unde: [m] – lăţimea maximă a navei

[m] – înălţimea de construcţie

[m] – lungimea între perpendiculare

Pentru a determina grosimea minimă a peretelui ţevii, GL recomandă în [I-Part1-

Section11-S] nişte valori minime pentru grosimea pereţilor tubulaturii de aer/preaplin şi a

instalaţiilor sanitare, funcţie de diametrul exterior. Voi adopta grosimea minimă a

pereţilor tubulaturii instalaţiei de balast = 4.5 mm.

Conform standardului STAS 404/1 şi a materialului ţevii – OLT 35 , adopt :

Diametrul interior al tubulaturii secundare va fi calculat pentru fiecare tanc în

parte, după care îl voi standardiza conform STAS 404/1,verificând viteza de curgere a

apei.

- pentru tanc1 = tanc 2

,

unde: [m] – lungimea tancului



,




,




,




,




,



- pentru tanc pic prova- deoarece este tancul cu cea mai mare capacitate – aplicarea

formulei de mai sus ar conduce la un diametru mic =>viteze mari => cavitaţie

Adopt

- pentru tanc pic pupa- aplicarea formulei de mai sus ar conduce la un diametru

mic =>viteze mari => cavitaţie

Adopt

11.4.2 Stabilirea vitezei de curgere a apei prin conductă

Instalaţia de balast lucrează şi pe aspiraţie şi pe refulare, majoritatea tubulaturii

fiind străbătută de apa de mare în ambele sensuri.

Viteza apei şi configuraţia traseului sunt variabile de cea mai mare importanţă,

influenţând performanţele instalaţiei de balast .

Pentru determinarea vitezei apei, am gasit nişte recomandări :

- pentru apa de mare, aspiraţie :

- pentru apa de mare, refulare :

-

-

Adopt

11.4.3 Calculul debitului minim

,

unde: [m] – diametrul interior standardizat al magistralei de balast

- viteza apei

11.4.4 Calculul hidraulic al instalaţiei

Pentru a dimensiona corect pompa de balast, voi considera mai multe situaţii,

după care voi alege situaţia cea mai defavorabilă pentru pompă ( sarcina instalaţiei

calculată este maximă ).

Funcţie de configuraţia şi dimensiunile tubulaturii traseului cel mai dificil voi

calcula pierderile hidraulice şi cele geodezice pentru a putea determina sarcina H a

pompei.

În majoritatea cazurilor ,situaţia cea mai dezavantajoasa de funcţionare pentru

pompa de balast, este atunci când aspiră din tancul de balast cel mai din prova (picul

prova) şi refuleaza în tancul cel mai ridicat (picul pupa) sau peste bord.

11.4.4.1 Aspiră din tanc pic prova şi refulează peste bord,cu ajutorul pompei 1, din

babord,valvulele 1,19,21,22,27,28 fiind deschise, restul rămânând închise.

Sarcina minimă a pompei ( conform ecuaţiei de continuitate ) în această

situaţia ar fi :

,

unde: - densitatea apei

- acceleraţia gravitaţională

,

unde: - distanţa dintre cota poziţiei sorbului şi cota magistralei de

balast

- distanţa dintre cota magistralei de balast şi cota de

aspiraţie a pompei (am ţinut cont de înălţimea postamentului pompei şi de distanţa de la

linia de bază a pompei până la aspiraţia acesteia – aceasta cotă am adoptat-o după ce am

consultat mai multe cataloage de pompe)

Cel mai defavorabil caz pentru funcţionarea pompei în aceasta ipoteza este atunci

cand cota este pozitivă ( cand nivelul apei din tancul pic prova scade sub cota de

aspiraţie a pompei ) – am considerat .

,

unde: - distanţa de la cota de refulare a pompei (la pompele

in-line , este egală cu cota de aspiraţie) până la cota de refulare peste bord ( am adoptat-o

ca fiind pescajul navei la plină încărcare + 1m ); am ales pescajul de plină încărcare şi nu

pescajul de balast, că la regimuri parţiale de încărcare a navei, este posibil să se dorească

golirea anumitor tancuri de balast, din diferite cauze

- pierderile hidraulice pe traseul de aspiraţie

- pierderile hidraulice pe traseul de refulare

Pierderea de sarcina se calculează cu relaţia :

,

unde: - coeficientul pierderilor hidraulice pe porţiuni drepte

- lungimea tronsonului de calcul

- diametrul interior al tubulaturii

- suma pierderilor locale

- densitatea apei

- viteza apei

Pierderile pe aspiraţie

- pentru pereti semirugosi ,

unde: numărul Reynolds

,

unde : - viteza apei

- diametrul tubulaturii- este constant pe tot traseul de calcul

- vâscozitatea cinematică pentru apa de mare

- rugozitatea relativa ,

unde: - rugozitatea absolută a pereţilor tubulaturii( conductă din oţel cu

diverse destinaţii-conducte de apă,noi )

Din diagrama de variaţie a coeficientului de frecare , în funcţie de numărul

Reynolds şi de inversul rugozităţii relative (diagrama Moody) =>

Traseul de calcul se compune din : 1 sorb, 5 coturi la , 1 T de trecere şi 1 T de

distribuţie, 3 valvule cu fluture acţionate de la distanţă , 1 valvulă de control (cu sens

unic=cu reţinere),un filtru ( montat pe tubulatura de aspiraţie a pompei.).

a) Sorb

Adopt

b) Cot la

Coeficientul de rezistenţa totală :

,

unde: - funcţie de criteriul Reynolds

- depinde de raportul

- depinde de unghiul

Re 2*104 4*104 6*104 8*104 105 2*105 3,8*105 5*105 >=7*105

0 2.0 1.5 1.4 1.3 1.25 1.12 1.08 1.0 0.9

R/d 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.25 1.5 2.0 2.5 3.0 10 15 20

1 1.1 0.73 0.47 0.32 0.23 0.19 0.155 0.135 0.118 0.105 0.1 0.06 0.045 0.04

20o 40o 60o 80o 90o 100o 120o 140o 160o 180o

2 0.34 0.60 0.80 0.93 1 1.07 1.117 1.125 1.33 1.4

c) T-uri

d) Valvule cu fluture ,acţionate de la distanţă

Robinet cu clapetă fluture

Ţinând cont,că la trecerea apei prin tubulatura, aceste valvule sunt deschise (cele

care sunt necesare) => Adopt

e) Valvule cu reţinere,cu clapeta

Robinet de reţinere cu clapetă

Ţinând cont,că la trecerea apei prin tubulatura, aceste valvule sunt deschise (cele

care sunt necesare) => Adopt

f) Filtru

Valori ale pierderii de presiune prin filtre tip DEWERS [mH2O] :

Fluidviteza [m/s]

fineţe [mm]

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Motorină 0.2-0.5 0.0 0.08 0.15 0.3 0.6 1.0

Motorină, apă 0.65-1.4 0.0 0.05 0.1 0.25 0.5 0.75

Combustibil greu 0.65-1.4 0.0 0.4 1.4 3.1 6.1 9.5

Apă 2.0 0.0 0.03 0.1 0.2 0.35 0.6

Combustibil greu 2.0 0.0 0.3 1.2 2.4 4.1 7.0

Apă 5.0 0.0 0.02 0.08 0.15 0.25 0.45

Adopt

Pierderile pe refulare

Traseul de calcul se compune din : 6 coturi la , 2 T-uri de distribuţie, 1

valvulă cu fluture acţionată de la distanţă , 2 valvule de control.

Pierderile totale

Sarcina geodezică pe aspiraţie :

Sarcina geodezică pe refulare :

Sarcina geodezică totală :

Sarcina instalaţiei ( minimă a pompei ) :

11.4.4.2 Aspiră din tanc pic prova şi refulează în tanc pic pupa ( transvazare prova-

pupa),cu ajutorul pompei 1, din babord,valvulele 1,19,21,22,33,32 fiind deschise, restul

rămânând închise.

Traseul de aspiraţie : -este acelaşi de la punctul 11.4.3.2

Pierderile pe aspiraţie:

Sarcina geodezică pe aspiraţie:

Traseul de refulare : este format din 2 tronsoane de tubulatură, de diametre ( şi implicit

viteze ale apei ) diferite.

Primul tronson ţine de la refularea pompei şi până la al doilea T de distribuţie :

se compune din : 3 coturi la , 2 T-uri de distribuţie, 1 valvulă cu fluture acţionată de la

distanţă , 1 valvulă de control .

Pierderile primului tronson

Sarcina geodezică a primului tronson

Al doilea tronson ţine de la al doilea T de distribuţie şi pana la sorbul din tancul

pic pupa: se compune din : 4 coturi la , 1 T de trecere, 1 valvulă cu fluture acţionată

de la distanţă .

Pierderile celui de-al doilea tronson

- pentru pereti semirugoşi ,

unde: numărul Reynolds

,

unde : - viteza apei

- diametrul tubulaturii

- vâscozitatea cinematică pentru apa de mare

- rugozitatea relativa ,

unde: - rugozitatea absolută a pereţilor tubulaturii( conductă din oţel cu

diverse destinaţii-conducte de apă, noi )

Din diagrama de variaţie a coeficientului de frecare , în funcţie de numărul

Reynolds şi de inversul rugozităţii relative (diagrama Moody) =>

Sarcina geodezică a celui de-al doilea tronson

Pierderile totale

Sarcina geodezică totală :

Sarcina instalaţiei ( minimă a pompei ) :

În urma analizei celor mai defavorabile cazuri de funcţionare a pompei aleg :

11.4.5 Trasarea caracteristicii tubulaturii

Pentru a trasa sarcina instalaţiei (tubulaturii), am considerat cazul prezentat la

11.4.3.1 :

,

unde: - caracteristica hidrodinamică a instalaţiei

Pentru a trasa sarcina pe aspiraţie :

0 0.82453 0.15083

10 0.83133 0.15551

20 0.85174 0.16956

30 0.88575 0.19297

40 0.93337 0.22575

50 0.99459 0.26790

60 1.06942 0.31941

70 1.15785 0.38029

80 1.25989 0.45053

90 1.37553 0.53014

100 1.50478 0.61912

110 1.64763 0.71746

120 1.80408 0.82516

11.4.6 Alegerea pompelor

Voi alege o pompă centrifugă verticală , seria NISM , de la Allweiler.Diagramele

după care am ales pompa şi verificarea parametrilor de funcţionare ( în special sarcina pe

aspiraţie )sunt prezentate mai jos.

Din diagramă => pompa NISM 100- 250 ( 100 – diametrul nominal al tubulaturii

de refulare , 250 – diametrul nominal al rotorului ),având turaţia de 1450 1/min.

Am intrat în diagrama curbei caracteristice a pompei aleasă, cu

şi . Am ales punctul cel mai

apropiat de pe prima curbă superioară punctului de intersectie (diametrul real al

rotorului =240 mm)si au rezultat , ,

şi .

Punctul de intersecţie rezultat (de funcţionare efectiv) se află şi în interiorul

curbei de randament maxim al pompei.

În continuare voi verifica funcţionarea pompei pe aspiraţie :

Definesc ,

unde: - presiunea apei

- presiunea vaporilor saturaţi la temperatura de

- cota reală de aspiraţie pentru cel mai defavorabil caz de funcţionare a

pompei (s-a modificat după alegerea pompei)

- pierderile hidraulice pe tubulatura de aspiraţie a pompei

=> pompa funcţionează

corespunător pe aspiraţie.

Connections

Filling Drainage Seepage

drain

Venting Pressure gauge

A1 B1 D8 E3 E4 M1 M2

G 3/8 G 3/8 G 3/8 G ½ G ½ G ½ G 3/8

Pump

size

Flanges Pump

100-250

DNs DNd a f1 h1 h2 m1 m2 m3 m4

150 125 210 261 400 350 600 440 480 410

Pump size Feet

100-250

b c1 l4 n1 n2 n3 n4 s1

80 22 296 600 540 400 330 M20

Speed

1/min

Motor

size kW

Motor dimensions Pump dimensions

1450 132M 7.5

a1 d h2 l1 l2 f l

300 260 185 411 20 238 a + f + l2 + l1

Sensul de rotatie : sensul acelor de ceasornic .

Dimensiunile în mm .

Flanges

up to DN150 acc. to DIN 2533

DNd

DNs

D bf k g No.of

holes

125 250 26 210 18 8

150 285 26 240 22 8

Instalatia de Balast

Documents

Transcript of Instalatia de Balast