RESISTENCIA AL AVANCE DEL BUQUE

Entre los muchos problemas que enfrentan la ingeniería naval en el diseño de un nuevo buque es la necesidad de asegurar que dentro de otro requisito de diseño de forma del casco, los arreglos de propulsión sean los más eficientes en el sentido

La prueba definitiva es que el buque llevara acabo la velocidad requerida con el mínimo de caballo de fuerza, y los problemas que para lograr la mejor combinación de baja resistencia y propulsión de alta eficiencia.

TIPO DE RESISTENCIA

La resistencia de un buque a una determinada

Si el casco no tiene apéndice esto se llama (resistencia de casco desnudo) la potencia necesaria para eliminar esta resistencia es llamada caballo de fuerza efectivo y viene dada:

EHPO (PE )=RT ∙V323

RT: resistencia total.

EHP: PE: potencia efectiva.

V: velocidad.

RESITENCIA POR FRICCION

Es debido al movimiento del casco a través de un fluido viscoso, uno solo tiene que debajo de la cubierta de un barco en el mar y observar el movimiento que se ha remolina en el agua cerca del casco, que aumenta en el grado del arco (de la reverencia asevero), para comprender que la energía esta siendo absorbida en resistencia por fricción los experimentos han mostrado que en un barco lisos nuevos estos representa el 80% y 85% del total de la resistencia en el barco de velocidad baja.

Rf=KF∗Sm∗V 1 ,825

Rf: es aproximado a 0,3.

Según Reynolds.

Kf: coeficiente por fricción de froude.

Sm: superficie mojada.V: velocidad.

RESISTENCIA POR OLAS O POR FORMACIÓN DE OLAS

Es debido al efecto hidrodinámico de las olas al entrar en contacto con el casco. La resistencia por formación de olas esta en función de las velocidades, de la eslora y de la forma de la carena que al chocar el buque con las aguas tranquilas forman una serie de olas divergentes a proa y popa.

Ro=Ko(∆

23∗V 4)L

Ro: resistencia de oleaje.

Para coeficiente comprendido para buque de pequeños coeficientes de bloques (Cb9 es de 0,05 y para grandes Cb 0,09. Ko.

∆: desplazamiento.

V: velocidad.

L: eslora.

RESISTENCIA DIRECTA O POR FORMACIÓN DE REMOLINOS

Es debido a la energía arrojada por los remolinos desarrollados por el casco y los apéndices.

Rd=8%∗Rf

RESISTENCIA POR AIRE

Se produce por encima de la línea de flotación la parte principal del casco y la superestructura debido al movimiento del buque a través del aire.

Ra=Ka∗Sp¿

Ra: resistencia por oposición del viento.

Ka: coeficiente que depende de la forma aerodinámica y su valor se encuentra entre 0,025 y 0,05.

Sp: sumatoria de las áreas de la obra muerta proyectada y superestructura.

V: velocidad.

Va: velocidad del viento.

cos∞ : Ángulo que se forma por la dirección del viento y el plano diametral del buque, usamos el ángulo de Kelvin que va hacer igual a 0.

RESISTENCIA POR EFECTO DE LOS APÉNDICES Y ESTADO DE LIMPIEZA DEL CASCO

Los efectos de los apéndices son de dos tipos.

Según Bonilla 1979 por una parte aumenta la superficie mojada y por la otra si la formas de la carena no son corectiformes, lo que aumenta la resistencia por remolinos. Ambos efectos pueden llegar hasta un 20% de la resistencia friccional.

Ral=20%∗Rf

Ra: resistencia de los apéndices.

Rf: resistencia por fricción.

RESISTENCIA REMOLQUE

Una vez obtenida toda la resistencia se hace la suma de todas las resistencias.

Rt=Ro+Rd+Rf +Ral

RESISTENCIA A LA PROPULSIÓN

Es aproximadamente un 20% de resistencia remolque.

Rp=20%∗Rt

Rp: Resistencia a la propulsión.

Rt: Resistencia al remolque.

RESISTENCIA TOTAL EN AGUAS TRANQUILAS

RT=Rt+Ra+Rp

Ejemplo: calculo de la resistencia total al avance.

Datos:

E= 25m. Cb= 0.414.

M= 4.9m. V= 50 nudos.

Cm= 0.9m.

50nudos∗0.5144=25.72ms

1) se calcula el número de Froude

Fr∇=V

√ g∗L=25.72

ms

√9 .81ms2

=1.6 4

2) calculo de la resistencia friccional

Rf=Kf∗Sm∗V 1.825

Sm=L∗1.5∗Cm+(0.09+Cb )+M

Sm=25m∗1.5∗0.9m+ (0.09+0.414 )+4.9

Sm=39.15m2

Rf=0.3∗39.15∗25.721.825=4401.46K g

3) calculo de la resistencia por formación de olas

Ro=Ko(∆

23∗V 4)L

=0.05(67000

23∗25.724)25

=1443766.812kg

4) calculo de la resistencia directa

Rd=8%∗R f=8%∗4401.46Kg=352.11Kg

5) calculo de la resistencia por efectos de apéndice

Ral=20%∗R f=20%∗4401.46Kg=880.292Kg

6) calculo de la resistencia al remolque

Rt=Ro+Rd+Rf +Ral=1443766.812kg+352.11Kg+4401.46K g

+880.292Kg=1449400.674Kg

7) calculo de la resistencia por aire

Ra=Ka∗Sp¿

8) calculo resistencia a la propulsión

Rp=20%∗R t=20%∗1449400.674Kg=289880.13Kg

9) calculo de la resistencia total

RT=Rt+Ra+R p=1449400.674Kg+813.66Kg+289880.13Kg=1740094.464 Kg