Corso di Geometria Della Nave a.c /2005

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1 Corso di Geometria Della Nave a.c /2005 Prof. Salvatore Miranda Dipartimento di Ingegneria Navale Via Claudio 21 Tel Orario Ricevimento Studenti Lunedì 12:00 / 16:00 Giovedì 14:00 / 18:00 1

2 Libro di Testo Consigliato Amedeo Morvillo Appunti di Tecnologia delle Costruzioni Navali Capitolo 3: La geometria dello Scafo. 2

3 La Nave 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 3

4 Galleggiante In generale, dicesi Galleggiante un 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 4

5 Galleggiante In generale, dicesi Galleggiante un corpo che si trovi parzialmente immerso e in condizioni di equilibrio sulla superficie libera di un liquido CONCETTI 1. Corpo: La Nave 5

6 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. Ponte principale Superficie esterna 6

7 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. 7

8 Galleggiante La Nave è un Galleggiante in condizioni di equilibrio sulla superficie libera del mare 8

9 I Fluidi I fluidi che interessano la Nave sono l aria e l acqua; di essi è importante conoscere la densità e il peso specifico densità di un corpo = massa volume peso specifico di un corpo = peso volume 9

10 Densità Peso Specifico 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; ρ m P g m = ; w = = = ρg V V V 10

11 Densità 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 : ρ = kg/m = kgf s /m Acqua di mare a 15 C e con salinità del 3.5% : ρ = kg/m = kgf s /m Aria a quota zero, 760 mm di Hg, a di 15 C : ρ = 1.226kg/m = 0.125kgf s /m 11

12 Peso Specifico 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 : 3 3 w = 9.80kN/m = 1.00t/m Acqua di mare a 15 C e con salinità del 3.5% : 3 3 w = 10.06kN/m = t/m Aria a quota zero, 760 mm di Hg, a di 15 C : 3 3 w=12.02n/m =1.26kg f /m 12

13 Forze Agenti La 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 13

14 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 14

15 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 15

16 Condizioni di Equilibrio S Per il Principio di Archimede la spinta S è uguale al peso del volume di liquido occupato dalla carena S = w 16

17 Condizioni di Equilibrio 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 S S = w = = w 17

18 La Nave : Caratteristiche 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 18

19 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 19

20 La Nave : Qualità Le qualità essenziali di una nave sono: La Galleggiabilità La Manovrabilità La Stabilità La Tenuta al mare La velocità La robustezza strutturale Qualità nautiche Navigabilità 20

21 Progettazione navale La progettazione navale deve stabilire : 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. 21

22 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. 22

23 Obiettivi del Corso 23

24 Classificazione delle Navi La navi si possono classificare per: La modalità di sostentamento Il tipo di navigazione Il mezzo di propulsione Il servizio svolto 24

25 Classificazione delle Navi (sostentamento) In base al sostentamento, si hanno: Navi dislocanti; Navi veloci (High Sped Craft: HSC); Unità subacquee; Unità sommergibili; Unità semisommergibili. 25

26 Classificazione delle Navi (navigazione) In base alla navigazione, si hanno navi : A navigazione illimitata; A navigazione costiera; Navigazione in acque protette; Navigazione per pescherecci. 26

27 Classificazione delle Navi (mezzo di propulsione) In base al mezzo di propulsione, le navi si suddividono in: Galleggianti; Motonave; Turbonave; Natanti; Motoscafo; Veliero; Piroscafi; Motobarca; Motoveliero. 27

28 Classificazione delle Navi (servizio) In base al servizio, si hanno: Navi da trasporto; Navi speciali; Navi militari. 28

29 Classificazione delle Navi (navi da trasporto) General cargo ship; Bulk carrier; LPG\LNG carrier; Refrigerated cargo ship; Ore carrier; Chemical tanker; Ro-Ro cargo ship; Combined carrier; Tanker; Container ship; Oil tanker; Passenger ship; Livestock carrier; FLS tanker; Ro-Ro passenger ship; 29

30 Classificazione delle Navi (navi speciali) Tug; Non-propelled ship; Pleasure vessel ; Dredger; Special service ship; Race sailing boat; Fire-fighting ship; Fixed platform; Floating units; Cable lying ship; MODU; Supply vessel. 30

31 Esempio 1: General cargo Capacità di carico Container: 32x20 oppure 11x40 + 8x20 Superficie totale sui ponti: 1295 m 2 L PP = 63.3 m B = 11 m T = 3.77 m V = 10 kn DWT = 1087 t 31

32 Esempio 2: General cargo Propulsion Number 1 Screw Propeller Motore MAN B&W Type 5S60MC MCR 8900 kw ; rpm 101 Length o.a m Length b.p m Breatdh mld m Depth to main deck m Design draught m Scantling draught m Service speed 14.2 knots Deadweight at: Design draught t Scantling draught t 32

33 Esempio 3: Bulk carrier Tanks capacities (100%) fuel oil 4450 m 3 Diesel oil 370 m 3 Lub oil 120 m 3 Fresh water 680 m 3 Ballast water m 3 Length o.a m Length b.p m Breatdh mld m Depth to main deck m Design draught m Scantling draught m Service speed 14.6 knots Deadweight at: Design draught t Scantling draught t Propulsion Number 1 Screw Propeller Motore SULZER Type 6RTA72U MCR kw ; rpm 90 Cruising range nm 33

34 Vessel s Specifications LOA M Deadweight Tons Esempio 4: LPG 49,999M T Beam 36.00M Gross Tons 44,673T Depth 20.70M Net Tons 13,402T Full Tank 79,200m Draft M Capacity 3 This 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. 34

35 Esempio 5: LNG LNG 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 cubic meters of LNG, 17 which will provide about 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. 35

36 Esempio 6: LNG LOA: 290m. Lpp: -. B: 46m. D: 25,50m. G.T.: DWT: Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Yard No GALLINA, 2002 (Nombre Original/Original Name). 36

37 Esempio 7: Refrigerated cargo Ship designed with a multi deck hull which includes an arrangement of refrigerated holds and tween decks specifically for the carriage of perishable cargoes. The cargo handing mode is lift on/lift off to and from the holds (and tween decks) by way of weather 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) 37

38 Esempio 8 : Chemical tanker 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 type 1x6Hose handling crane, t/m 3/13 Purpose: 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: river 4060 sea 7200Cruising range, mi 4000Speed, kn 11Endurance, day 15Grew/berths 11/16Capacity, m3 total 8100 cargo tanks 7900 Design 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