Volumul destinat incarcaturii utile

1. Cazul navelor de transport marfuri uscate cu compartimentul

de masini la mijlocul navei

Una dintre grupele principale de volume este aceea destinata incarcaturii utile. În fig.6.5. este marcat spatiul pentru depozitarea marfurilor uscate in cazul compartimentului de masini situat la mijlocul navei.

Volumul destinat incarcaturii utile este situat intre plafonul dublului fund si puntea deschisa, incluzand spatiul cuprins intre puntea deschisa si rama gurilor de magazii si excluzand volumul compartimentului de masini, volumul tancurilor de combustibil, volumele picurilor prova si pupa, precum si volumul tunelului liniei de arbori.

Daca L_CM este lungimea compartimentului de masini, se defineste un coeficient de finete care caracterizeaza volumul compartimentului de masini (incluzand si volumul tancurilor de combustibil):

(6.57)

unde h_D este inaltimea plafonului dublului fund.

În mod analog, se defineste un alt coeficient de finete care caracterizeaza volumul V₁ situat intre plafonul dublului fund si puntea deschisa, excluzand volumele picurilor prova si pupa, precum si volumul tunelului liniei de arbori:

. (6.58)

Volumul necesar pentru a incarca marfa este dat de relatia:

. (6.59)

Tinand cont de expresiile (6.57) si (6.58), relatia de mai sus devine:

;

. (6.60)

Împartind volumul necesar V_N (exprimat cu relatia de mai sus) la masa incarcaturii utile (), obtinem urmatoarea expresie de calcul pentru volumul specific al navei :

.

Tinand cont de relatia (5.110), rezulta:

;

. (6.61)

Analiza relatiilor (6.60) si (6.61) permite formularea urmatoarelor concluzii:

volumul necesar incarcaturii utile este direct proportional cu lungimea, latimea si inaltimea de constructie a navei;

volumul specific al navei nu depinde de latimea navei;

lungimea navei are o influenta redusa asupra volumului specific;

volumul specific este invers proportional cu coeficientul utilizarii deplasamentului dupa incarcatura.

În ceea ce priveste dependenta volumului specific fata de coeficientul bloc, daca se presupune ca si , relatia (6.61) devine:

;

. (6.62)

Pe baza relatiei (6.62) se deduce ca volumul specific creste odata cu coeficientul bloc.

Indicele de stivuire a marfii (), introdus cu relatia (6.27), depinde de forma si dimensiunile ambalajului, de densitatea marfii si de modul in care se realizeaza stivuirea.

Indicele de stivuire () nu coincide intotdeauna cu volumul specific al navei (), fiind posibile urmatoarele cazuri:

, toata cantitatea de marfa este la bord si nava pluteste pe pescajul de calcul;

, nava pluteste la pescajul de calcul, dar raman spatii neutilizate, fapt ce nu poate fi considerat satisfacator;

, a fost utilizat tot spatiul, dar nava nu atinge pescajul de calcul.

Pe baza relatiei (6.61) poate fi determinat raportul D/T:

, (6.63)

care trebuie sa fie analizat si din punctul de vedere al bordului liber.

2. Cazul navelor de transport marfuri uscate cu

compartimentul de masini la pupa

În cazul amplasarii compartimentului de masini la pupa navei este necesar sa se analizeze posibilitatea asigurarii unei asiete corespunzatoare.

Se poate presupune ca volumul compartimentului de masini (incluzand si volumul tancurilor de combustibil), V_CM, nu depinde de pozitia compartimentului pe lungimea navei. Din relatia (6.57), in ipoteza ca latimea B este constanta, obtinem:

. (6.64)

Daca notam cu L_u lungimea totala a magaziilor de marfa si prin k_u coeficientul umplerii magaziilor de marfa, atunci volumul necesar pentru a incarca marfa se determina cu relatia:

(6.65)

in care C_u este coeficientul de finete ce caracterizeaza volumul spatiilor de marfa.

În fig.6.6 este marcat spatiul pentru depozitarea marfurilor uscate in cazul compartimentului de masini situat la pupa.

Volumul specific al navei, , se obtine prin raportul dintre volumul necesar, V_N si masa incarcaturii utile:

(6.66)

Definind coeficientul de utilizare a lungimii () cu relatia:

, (6.67)

expresia volumului specific (6.66) devine:

. (6.68)

Pentru cazul de plina incarcare al navei pe chila dreapta, intr-o analiza preliminara se poate scrie urmatoarea ecuatie de echilibru a momentelor statice de masa:

(6.69)

  in care x_B este abscisa centrului de carena, x_g este abscisa centrului de masa al deplasamentului gol (), x_u este abscisa centrului de masa al marfii cu masa M_u, iar x_cm este abscisa centrului de masa corespunzatoare grupei combustibilului, uleiului si apei aferente instalatiei de propulsie, de masa M_cm. Toate abscisele se masoara de la sectiunea maestra (  ). În conformitate cu principalele grupe de mase care alcatuiesc ecuatia (6.69), deplasamentul navei goale se calculeaza cu relatia simplificata:

. (6.70)

Înlocuind aceasta expresie in relatia (6.69) si apoi impartind ambii membri ai ecuatiei la produsul , se obtine:

. (6.71)

Avand in vedere relatiile:

(fig.6.6) (6.72)

si tinand cont de expresia (6.67), ecuatia (6.71) capata forma:

. (6.73)

Relatia (6.73) furnizeaza abscisa centrului de carena x_B, marime fizica cu contributie decisiva la stabilirea asietei navei. Daca se considera cunoscuta marimea x_B, atunci relatia (6.73) permite calculul coeficientului .

Relatia (6.68) poate fi utilizata si pentru calculul raportului :

. (6.74)

Raportul D/T trebuie sa fie analizat si din punctul de vedere al bordului liber.

3. Cazul navelor de transport marfuri uscate cu

compartimentul de masini in treimea pupa

În fig.6.7 este marcat spatiul pentru depozitarea marfurilor uscate in cazul compartimentului de masini situat in treimea pupa.

Ecuatia momentelor statice ale principalelor grupe de mase devine:

(6.75)

unde M_CM este masa compartimentului de masini, x_CM este abscisa centrului de masa al compartimentului de masini, si sunt abscisele centrelor de masa ale magaziilor pupa si respectiv prova, produsul reprezinta masa marfii ce se repartizeaza in zona prova, iar este masa marfii ce se repartizeaza in

zona pupa a compartimentului de masini. Abscisele centrelor de masa se masoara in raport cu sectiunea maestra a navei.

Daca se considera ca lungimile magaziilor de marfa sunt proportionale cu cantitatea de marfa ambarcata, atunci se pot scrie relatiile:

(6.76)

in care L_upv si L_upp sunt lungimile magaziilor din prova si respectiv pupa compartimentului de masini, iar L_u este lungimea totala a magaziilor de marfa.

Presupunand ca forma magaziilor este paralelipipedica, din fig.6.7 se obtin relatiile:

(6.77)

Introducand relatiile (6.76) in (6.77) si amplificand cu produsele si respectiv , rezulta:

(6.78)

Utilizand relatiile (6.67) si (4.3), expresiile (6.78) devin:

(6.79)

Prin transformari echivalente obtinem:

(6.80)

Scazand prima ecuatie (6.80) din cea de-a doua, rezulta:

(6.81)

Se introduce relatia (6.81) in expresia (6.75) si rezulta:

(6.82)

Tinand cont de relatia (6.70) si impartind expresia (6.82) la produsul se obtine:

(6.83)

Relatia (6.83) permite aprecierea preliminara a abscisei centrului de carena, in cazul navelor de transport marfuri uscate cu compartimentul de masini in treimea pupa. Marimile x_B, x_g1, si x_cm se introduc cu semnul lor (sunt marimi algebrice), iar x_CM se considera fara semn.

4. Cazul petrolierelor

Tancurile petroliere au compartimentul de masini amplasat la pupa. Volumul teoretic al tancurilor de marfa, V_tp, se determina cu relatia:

(6.84)

in care C_Bp este coeficientul de finete caracteristic, cu valori cuprinse intre 0,96 . 0,98. Volumul necesar pentru a incarca marfa, V_N, este dat de expresia:

(6.85)

unde este un coeficient care tine seama de elementele de structura ale tancului si de volumul de dilatatie specific tipului de marfa, cu valori cuprinse intre 0.04 . 0,06.

Volumul specific al navei, , se obtine prin raportul dintre volumul necesar, V_N si masa incarcaturii utile:

(6.86)

Relatia (6.86) poate fi utilizata si pentru determinarea raportului:

. (6.87)

Raportul D/T trebuie sa fie analizat si din punctul de vedere al bordului liber.

În cazul marfurilor lichide, specifice tancurilor petroliere, indicele de stivuire se calculeaza cu relatia:

(6.88)

in care este densitatea produsului petrolier transportat.

Ca si in cazul navelor de transport marfuri uscate cu compartimentul de masini la pupa, navele petroliere trebuie sa pluteasca pe chila dreapta. În consecinta, ecuatia de echilibru a momentelor statice ale principalelor grupe de mase se scrie sub forma (6.69), iar abscisa centrului de carena x_B se determina cu relatia (6.73).

În cazul petrolierelor de mare tonaj intereseaza o serie de problematici distincte, cum ar fi:

posibilitatea incarcarii unor produse petroliere cu densitati diferite, in cadrul voiajului respectiv;

utilizarea unor tancuri de balast pentru corectia asietei navei si a unor tancuri pentru scurgeri reziduale;

amplasarea rationala a tancurilor de balast si a compartimentului de pompe, in scopul reducerii momentului incovoietor in sectiunea maestra.

În cazul produselor cu densitati diferite, se utilizeaza in calcule densitatea medie, , determinata cu relatia:

(6.89)

unde M_ui reprezinta masa produsului petrolier "i", iar este densitatea produsului petrolier "i".

Daca se utilizeaza tancuri de balast cu volumul V_b si tancuri de scurgeri reziduale cu volumul V_sr, atunci volumul total necesar pentru transportul marfurilor lichide devine:

. (6.90)

Volumele din membrul drept al ecuatiei de mai sus se calculeaza cu expresiile:

;

; (6.91)

,

unde este densitatea apei de balast, iar c_sr este un coeficient specific volumului scurgerilor reziduale.

Aplicand relatia (6.90), obtinem:

(6.92)

Volumul specific total al navei, , se obtine prin raportul dintre volumul total necesar, V_Nt si masa incarcaturii utile:

(6.93)

Abscisa centrului de masa al marfii ambarcate, x_u, se poate determina utilizand relatia (6.69). Împartind ambii membri ai ecuatiei prin produsul , se obtine:

. (6.94)

Tinand cont de expresia (6.72), rezulta:

. (6.95)

Avand in vedere relatia (6.70), prin transformari succesive obtinem:

(6.96)

Distributia tancurilor de marfa, balast si scurgeri reziduale trebuie sa verifice relatia (6.96).