Corso di “Geometria Della Nave” a.c. 2004 /2005 Navale/Stabilita nave/Geometria nave... ·...

Corso di Geometria della NaveProf.Salvatore Miranda

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Corso di “Geometria Della Nave”a.c. 2004 /2005

Prof. Salvatore Miranda

Dipartimento di Ingegneria NavaleVia Claudio 21

Tel. 081 –7683308 Email: [email protected]

http://www.docenti.unina.ithttp://wpage.unina.it/miranda

Orario Ricevimento StudentiLunedì 12:00 / 16:00Giovedì 14:00 / 18:00


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Libro di Testo Consigliato

Amedeo Morvillo“Appunti di Tecnologia delle Costruzioni Navali”

Capitolo 3: La geometria dello Scafo.


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La nave è un galleggiante progettato e costruito per lo

svolgimento di un determinato servizio

CONCETTI

1. Galleggiante

2. Progetto

3. Costruzione

4. Servizio Tipologia Di Navi

La Nave


4

In generale, dicesi Galleggianteun corpo che si trovi parzialmente immerso e

in condizioni di equilibrio sulla superficie libera di un liquido

CONCETTI

1. Corpo

2. Parzialmente immerso

3. Condizioni di equilibrio

4. Superficie libera del liquido

Galleggiante


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In generale, dicesi Galleggianteun corpo che si trovi parzialmente immerso e

in condizioni di equilibrio sulla superficie libera di un liquido

CONCETTI

1. Corpo: La Nave

Galleggiante


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Ponte principale

Superficie esterna

La nave

La Nave ha una parte immersa, detta opera viva o carena, ed una emersa, detta opera

morta.

La parte immersa appartiene ad un involucro stagno limitato superiormente da una

superficie continua detta ponte principale o di bordo libero e lateralmente dalla

superficie esterna della nave.


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La nave

La Nave ha una parte immersa, detta opera viva o carena, ed una emersa, detta

opera morta.

La parte immersa appartiene ad un involucro stagno limitato superiormente da

una superficie continua detta ponte principale o di bordo libero e lateralmente

dalla superficie esterna della nave.


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Galleggiante

La Nave è un Galleggiante in condizioni di equilibrio sulla superficie libera del

mare


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I fluidi che interessano la Nave sono l’aria e l’acqua; di essi è importante conoscere la

densità e il peso specifico

massadensità di un corpovolume

pesopeso specifico di un corpovolume

=

=

I Fluidi


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I fluidi che interessano la Nave sono l’aria e l’acqua; di essi è

importante conoscere la densità e il peso specifico

;

Indicati con :

m : massa; P : peso; V : volume;

ρ : densità w : pesospecifico; g : accelerazione di gravità;

DensitàPeso Specifico

m P g m; gV V V

= = = = ρρ w


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I fluidi che interessano la Nave sono l’aria e l’acqua; di essi è

importante conoscere la densità

Acqua dolce a di 15°C :

Acqua di mare a 15 °C e con salinità del 3.5% :

Aria a quota zero, 760 mm di Hg, a di 15°C :

3 2 4fρ = 999.00kg/m = 101.87kg s /m

3 2 4fρ = 1025.9kg/m = 104.61kg s /m

3 2 4fρ = 1.226kg/m = 0.125kg s /m

Densità


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I fluidi che interessano la Nave sono l’aria e l’acqua; di essi è importante conoscere il peso

specifico

Acqua dolce a di 15°C :

Acqua di mare a 15 °C e con salinità del 3.5% :

Aria a quota zero, 760 mm di Hg, a di 15°C :

3 3w = 9.80kN/m = 1.00t/m

3 3w = 10.06kN/m = 1.026 t/m

3 3fw = 12.02N/m = 1.26 kg /m

Peso Specifico


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Forze AgentiLa Nave è un galleggiante in condizioni di equilibrio sulla

superficie libera del mare

Ipotesi:Le forze agenti sono unicamente

il peso ∆ della nave, detto dislocamento, e la spinta S

esercitata dal liquido


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Condizioni di Equilibrio

∆S

Somma delle forze = 0; Somma dei momenti = 0

Il dislocamento ∆ e la spinta S devono costituire una coppia di braccio nullo


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∆

S

Somma delle forze = 0; Somma dei momenti = 0

Il dislocamento ∆ e la spinta S devono costituire una coppia di braccio nullo


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∆S

Per il Principio di Archimede la spinta Sè uguale al peso del volume di liquido occupato dalla carena

w= ∇S


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∆

S

ww∆

= ∇ = ∆ ∇ =⇒S

Poiché la spinta S e il dislocamento ∆ sono

due forze aventi i moduli e le rette di

azione uguali, ma versi contrari, si ha che il volume della carena dalla nave si ottiene

dividendo il dislocamento per il peso

specifico dell’acqua


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In relazione al servizio, essa deve avere dimensioni, forme e sistemazioni tali da

muoversi a mare secondo percorsi voluti, a conveniente velocità e con la necessaria

sicurezza

CONCETTI

1. Dimensioni, forme, sistemazioni

2. Rotte

3. Velocità

4. Sicurezza

La Nave : Caratteristiche


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La Nave : Qualità

Ne consegue che ciascuna nave ha proprie specifiche caratteristiche e qualità; tutte, comunque, devono avere alcune qualità essenziali, nel senso che da esse non si può prescindere


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Le qualità essenziali di una nave sono:La Nave : Qualità

La Galleggiabilità

La Manovrabilità

La Stabilità

La Tenuta al mare

La velocità

La robustezza strutturale

Qualità nautiche

Navigabilità


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La progettazione navaledeve stabilire :

Progettazione navale

Le dimensioni principali

Le forme

La suddivisione interna

Le sistemazioni degli organi di propulsione e manovra

La distribuzione delle masse e tutto quanto altro necessario per conferire alla nave i necessari requisiti di navigabilità, strettamente connessi al servizio da svolgere.


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Obiettivi del Corso

A tal fine, in questo corso si presenterà lo studio della nave da un punto di geometrico, mediante la definizione di grandezze caratteristiche e metodi di rappresentazione grafica.

La nave sarà considerata un galleggiante libero, vale a dire un corpo rigido, galleggiante in condizioni di equilibrio sulla superficie libera dell’acqua, sotto l'azione di un sistema di forze composto unicamente dal suo peso e dalla spinta esercitata dal liquido.


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Obiettivi del Corso


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Classificazione delle Navi

La navi si possono classificare per:

La modalità di sostentamento

Il tipo di navigazione

Il mezzo di propulsione

Il servizio svolto


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(sostentamento)

In base al sostentamento, si hanno:

Navi dislocanti;

Navi veloci (High Sped Craft: HSC);

Unità subacquee;

Unità sommergibili;

Unità semisommergibili.


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(navigazione)

In base alla navigazione, si hanno navi :

A navigazione illimitata;

A navigazione costiera;

Navigazione in acque protette;

Navigazione per pescherecci.


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(mezzo di propulsione)

In base al mezzo di propulsione, le navi si suddividono in:

Galleggianti;

Natanti;

Piroscafi;

Motonave;

Motoscafo;

Motobarca;

Turbonave;

Veliero;

Motoveliero.


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(servizio)

In base al servizio, si hanno:

Navi da trasporto;

Navi speciali;

Navi militari.


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General cargo ship;

Refrigerated cargo ship;

Ro-Ro cargo ship;

Container ship;

Livestock carrier;

Bulk carrier;

Ore carrier;

Combined carrier;

Oil tanker;

FLS tanker;

LPG\LNG carrier;

Chemical tanker;

Tanker;

Passenger ship;

Ro-Ro passengership;


(navi da trasporto)


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(navi speciali)

Non-propelled ship;

Special service ship;

Fixed platform;

MODU;

Tug;

Dredger;

Fire-fighting ship;

Cable lying ship;

Pleasure vessel ;

Race sailing boat;

Floating units;

Supply vessel.


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Esempio 1: General cargo

LPP = 63.3 m

B = 11 m

T = 3.77 m

V = 10 kn

DWT = 1087 t

Capacità di carico

Container:

32x20’ oppure 11x40 + 8x20’

Superficie totale sui ponti: 1295 m2


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Esempio 2: General cargo

Length o.a. 190.20 m

Length b.p. 181.80 m

Breatdh mld m

Depth to main deck 18.50 m

Design draught 12.00 m

Scantling draught 12.80 m

Service speed 14.2 knots

Deadweight at:

Design draught 43800 t

Scantling draught 48000 t

PropulsionNumber 1 Screw Propeller

Motore MAN B&W

Type 5S60MC

MCR 8900 kW ; rpm 101


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Esempio 3: Bulk carrierLength o.a. 283.00 m

Length b.p. 271.00 m

Breatdh mld 44.90 m

Depth to main deck 25.40 m

Design draught 16.70 m

Scantling draught 17.80 m

Service speed 14.6 knots

Deadweight at:

Design draught 150000 t

Scantling draught 165000 t

Tanks capacities (100%)fuel oil 4450 m3

Diesel oil 370 m3

Lub oil 120 m3

Fresh water 680 m3

Ballast water 80000 m3

PropulsionNumber 1 Screw Propeller

Motore SULZER

Type 6RTA72U MCR 14500 kW ; rpm 90

Cruising range 25000 nm


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Esempio 4: LPGThis vessel is a large and high-speed LPG carrier that is acceptable at most Japanese LPG terminals at full draft condition with about 45,000mt cargo, also equipped with special instruments that enable her to call at high-pressured LPG terminals prevailing in mainland China where import volume of LPG is rapidly expanding in recent years. With this new deployment, “K” LINE’s LPG fleet consists of 3 VLGC (Very Large Gas Carrier), which will provide our customers with a competitive and reliable LPG transport service with maximum safety.

Vessel’s Specifications

LOA 230.00M Deadweight

Tons 49,999M

T

Beam 36.00M Gross Tons 44,673T

Depth 20.70M Net Tons 13,402T Full

Draft 10.787M Tank

Capacity 79,200m

3


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Esempio 5: LNGLNG tankers are double-hulled ships specially designed and insulated to prevent leakage or rupture in an accident. The LNG is stored in a special containment system within the inner hull where it is kept at atmospheric pressure and -256°F. Three types of cargo containment systems have evolved as modern standards. These are:

· The spherical (Moss) design

· The membrane design

· The structural prismatic design

Most LNG ships use spherical (Moss) tanks, and they are easily identifiable as LNG ships because the top half of the tanks are visible above the deck. The typical LNG carrier can transport about 125,000 -138,000 cubic meters of LNG, 17 which will provide about 2.6 - 2.8 billion standard cubic feet of natural gas. The typical carrier measures some 900 feet in length, about 140 feet in width and 36 feet in water draft, and costs about $160 million. This ship size is similar to that of an aircraft carrier but significantly smaller than that of a Very Large Crude oil Carrier (VLCC). LNG tankers are generally less: CMS polluting than other shipping vessels because they burn natural gas in addition to fuel oil as a fuel source for propulsion.


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Esempio 6: LNG

LOA: 290m. Lpp: -. B: 46m. D: 25,50m. G.T.: 110.000. DWT: 67.300.

2002 Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Yard No. 252.

GALLINA, 2002 (Nombre Original/Original Name).


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Esempio 7: Refrigerated cargo

Ship designed with a multi deckhull which includes an arrangement of refrigerated holdsand ‘tween decks specifically forthe carriage of perishable cargoes. The cargo handing mode is lift on/lift off to and from the holds(and ‘tween decks) by way ofweather deck (and ‘tween deck) hatches

GRT: 30,610 NRT: 14,106 LOA: 183.7m Breadth: 26.8m DWT (Summer): 12,730 Draft (Summer): 8.7m Reefer Holds: 4 Reefer Compartments: 8 Deck Heights: ranging from 1.65 to 2.2 meters in 10 decks (2.2 meters in Reefer Holds on Decks 5 and 6)

Car Carrying Capacity: about 3,317 units of RT43 equivalents (Toyota Corona)


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Esempio 8 : Chemical tankerPurpose: Carriage of crude oil or up to five brands of petroleum products simultaneously without restriction on flash point, including those requiring heating, as well as chemical products.PrincipalparticularsL: Length o. a., m 133.9Breadth molded, m 16.5Depth, m 7.7Draught, m: river 3.7 sea 5.2Deadweight, t: river4060 sea 7200Cruising range, mi 4000Speed, kn11Endurance, day 15Grew/berths 11/16Capacity, m3 total 8100 cargo tanks 7900Design features: Double bottom, double sides,tanks of segregated ballast and slop tanks.Submerged pumps.Power plant Fuel oil: of viscosity 380 cSt at 50°COutput, kW 2190

Electric power plant: Diesel-generator, kW 3x220Emergency diesel-generator, kW 100

Boiler plant: Boiler set, t/h 2x2.5Exhaust-heat boiler, t/h 0.4Distilling plant, t/day 3.0

Shipboard arrangements: Electric/hydraulic steering engine (torque), kNm 185Anchor-mooring winches (drum pull), kN 3x50Bow thruster, kW 200Lifeboat, pers. 1x16Rescue boat, pers. 1x6Inflatable liferafts, pers.: davit launched 1x16 dropping type 1x16 dropping type1x6Hose handling crane, t/m 3/13

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