PRACTICAS ANALISIS DE ESTRUCTURAS THIBAUT JOBBE DUVAL 2 CURSO DE INGENIERIA TECNICA NAVAL-programma de intercambios erasmus

Trabajo de propulsin marinaAstillerosBulk38000

Thibaut Jobb-duval 3 curso de Ingeniera Tcnica naval, intercambio Erasmus

30/05/04

TRABAJO DE PROPULSION MARINA- AstillerosBulk38000-

TRABAJO DE PROPULSION MARINA- AstillerosBulk38000-

SUMARIO:

DATOS DEL BUQUE............................................................4 PARTE RESISTENCIA ........................................................5 SELECCIN DEL MOTOR.................................................7 SELECCIN DE LA HLICE.............................................8 SELECCIN DEL TIMN ..................................................9 MANIOBRABILIDAD ........................................................11 RESUMEN ............................................................................13

TRABAJO DE PROPULSION MARINA- AstillerosBulk38000-

DATOS DEL BUQUE

TRABAJO DE PROPULSION MARINA- AstillerosBulk38000-

PARTE RESISTENCIA

En esta parte hemos hecho una estimacin de la resistencia al avance del buque con mtodos derivados de clculos estadsticos o resultados obtenidos de series sistemticas. Hemos usado dos mtodos para los cuales las caractersticas de ASTILLEROSBULK38000 entraban dentro de las limites de validez de estos mtodos. Estos mtodos son: Mtodo de Guldhamer y Harvald Se uso la descripcin de este mtodo en los apuntes de clase Mtodo de Holtrop y Mennen Se usaron para esto los artculos : an approximate power prediction mathod"(1982) escrito por J Holtrop y G G J Mennen y "A statistical Re-analisis of resistance and propulsion data" escrito por J Holtrop. Programando estos mtodos en hojas Excel se sacan las curvas Rt, EHP-velocidad

curvas obtenidas por el mtodo de Guldhamer y Harvald

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Curva obtenida por el mtodo de Holtrop y Mennen

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SELECCIN DEL MOTORUna vez obtenidas las curvas Rt EHP-velocidad, se estimo el rendimiento casi propulsivo por la formula del canal del Pardo (CEHIPAR, Madrid):

p

0.943 0.000187 N

L

PP

0.023B T

0 .2

C

b

0.00013 N

C

b

L

PP

Y con este dato se obtuvo la curva BHP-velocidad, que nos proporciono para la velocidad de proyecto 15 nudos, la potencia a instalar en el buque conforme con la estimacin que hicimos antes de la potencia efectiva del buque por el mtodo de Holtrop y Mennen.

Con este dato seleccionamos el motor siguiente:(informacin sacada de "Ingeniera naval, suplemento al N778 enero 2001, tablas de motores diesel marinos")

Modelo 7L RTA 52U R4

Empresa SULTZER (2tiempos)

BHP [CV] N [r.p.m] 10659,42 110

En la parte siguiente veremos que despus de la seleccin de la hlice, se encontr que esta potencia no era suficiente para propulsar este buque a 15 nudos, probablemente por haber hecho malas suposiciones en la evaluacin de la resistencia por Holtrop y Mennen. Por esto el motor seleccionado al final fue el siguiente:

Modelo 6L RTA 62U R2

Empresa SULTZER (2tiempos)

BHP [CV] N [r.p.m] 13052,35 115

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SELECCIN DE LA HLICELa seleccin de la hlice se hizo a partir de las curvas Bp-deltas para hlices de 5 palas. Para poder utilizar los datos en una hoja de calculo Excel hemos utilizado las expresiones poli nmicas de estas curvas. Se sacaron los datos del articulo: "Expressions of th Bp- Diagrams in polinomial for marine propeller" escrito por Yide Shen y professor J L J Marchal (1993). A partir de la potencia instalada se calculo el parmetro Bp para entrar en las expresiones poli nmicas y determinar el . Con el valor de se calculo el valor del dimetro optimo. Se eligi el dimetro mnimo entre el dimetro optimo y el dimetro mximo de hlice que caba. Entrando en las expresiones poli nmicas se determinaron tambin Kt y por consecuencia T, el rendimiento del propulsor aislado, y la relacin Paso dimetro de la hlice. Se calculo la potencia necesaria para el propulsor teniendo del mtodo de Holtrop: , t R y w, y por el ultimo calculo 0 EHP BHPnecesaria 1 t 0 R M 1 w Al final del primero intento ocurri que la potencia necesaria era superior a la potencia instalada, por esto elegimos, como lo dijimos en el apartado anterior, un motor ms potente. Entrando de nuevo en las expresiones poli nmicas determinamos las caractersticas del propulsor pertenecientes a la serie B de wangeningen y de 5 palas a elegir:

Hlice resultante

Dimetro Paso dimetro rea expandida rea disco rea expandida rea disco mnima rendimiento del propulsor aislado rendimiento propulsivo Empuje potencia instalada disponible potencia instalada necesaria

D H/D Ae/A0 Ae/A0min ETA0 ETAp T BHP disponible BHP necesaria

5,0000 [m] 1,1671 [-] 0,6250 [-] 0,6184 [-] 0,4082 [-] 0,5725 [-] 95069,6893 [Kg] 13052,3500 [CV] 12478,6157 [CV]

4,40 %

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SELECCIN DEL TIMNPara definir el timn necesitamos definir : - tipo de timn - superficie de la pala - la compensacin - la relacin de alargamiento - la geometra del contorno - la seccin, relacin de espesor Para determinar el tamao del timon, hemons dibujado a escala el perfil de la popa del bulkcarrier que esta en la pagina de cuvertura.

Hemos tomado, respecto e los ordenes de magnitud que salian: Altura del vano de codaste = 8.5 m Diametro maximo de la helice = 5 m

Dado el tamao del timn y su peso, hemos elegido un timn semicolgado. La rea mnima de la pala se determino con la formula de la sociedad de clasificacin del Det Norske Veritas:

A

T

L T f 100

25

B L

2

Para elegir la relacin de compensacin nos hemos basado en las tablas de FUJI que dan intervalos de valores para la relacin de compensacin segn el coeficiente de bloque del buque. Para la relacin de alargamiento, dado que tenemos un buque que seria mas de formas llenas, tendr mas dificultades para tener estabilidad de ruta. Por eso hemos proyectado el timn privilegiando la estabilidad de ruta. El contorno elegido ha sido el ms sencillo, el rectngulo. Por fin la relacin de espesor se calculo para que el ngulo de desprendimiento sea mayor de 35. Como no cumpla todos los criterios de maniobrabilidad, hemos modificado en segundo tiempo el rea transversal de la pala para satisfacerlos todos.

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Caractersticas del timn:

tipo de timn timn semicolgado cuerda 5,19836 altura 7,31 contorno rectangular rea transversal 38 relacin de compensacin 0,265 relacin de alargamiento 1,40621 relacin de espesor 0,09623 perfil elegido NACA 0010

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MANIOBRABILIDAD

El timn que acabamos de seleccionar debe permitir al buque tener una buena maniobrabilidad. Hemos visto en clase que la maniobrabilidad de un buque se cuantifica averiguando el valor de ciertos parmetros: facilidad de evolucin : se cuantifica con el calculo del dimetro de giro Dg estabilidad de ruta : se cuantifica con el calculo de la anchura del ciclo de histresis facilidad de cambio de rumbo : se cuantifica con el calculo del avance y del numero P

criterios que se adoptan para determinar la bondad de la maniobrabilidad del buque: aplicando el criterio de Geltler: dimetro de evolucin :

Anchura del ciclo de histresis Avance

D/L