Instalaţii navale

NOŢIUNI GENERALE PRIVIND INSTALAŢIILE NAVALE

Elemente componente comune ale instalaţiilor cu tubulaturi şi ale celor care folosesc sisteme similare

Instalaţiile navale au multe elemente constructive comune, dintre care: maşinile hidropneumatice (pompe şi motoare hidraulice), tubulaturile, armăturile, elemente de comandă şi control, racordurile flexibile, tancurile de depozitare şi consum, compensatoarele de dilataţie şi comprimare a conductelor, suporţii pentru fixarea tubulaturilor şi armăturilor, etc.

1) Maşini hidropneumatice. Maşinile hidropneumatice sunt dispozitive din componenta instalaţiilor navale, care au ca scop de funcţionare modificarea nivelului energetic al fluidului, ce deserveşte instalaţia respectivă, prin conversie mecano-hidraulică. După tipul conversiei maşinile hidropneumatice se clasifică în:

a) motoare hidropneumatice - unde are loc conversia energiei hidropneumatice P_h în energie mecanică P_m:

P_h= QH → η → P_m= Mω

b) generatoare hidropneumatice - unde are loc conversia energiei mecanice P_m în energie hidropneumatică P_h:ω

P_m= Mω → η → P_h= QH

c) transmisii hidropneumatice - unde energia mecanică P_m se transferă în energie hidropneumatică P_h şi apoi tot în energie mecanică P_m¹:

P_m → η₁ → P_h→ η2 → P_m¹

După principiul de realizare a conversiei energetice maşinile hidropneumatice se clasifică:

- maşini hidropneumatice cu principiu dinamic de funcţionare - sunt maşinile ce utilizează energia cinetica a vânei de fluid (presiunea dinamică);

- maşini hidropneumatice cu principiu static de funcţionare - sunt maşinile la care conversia de energie se face prin modificarea volumului de lucru.

Pornind de la aceste principii de funcţionare, maşinile hidraulice utilizate pe navă se pot cataloga conform tabelului ai jos:

La bordul navei maşinile hidropneumatice sunt foarte răspândite şi se regăsesc în componenţa instalaţiilor navale într-o gamă constructivă foarte largă.

2) Tubulaturi. Tubulaturile sunt trasee realizate din ţevi de diferite tipuri, în funcţie de rolul, utilitatea instalaţiei şi natura fluidului transferat.

Preponderent, la bordul navei se întâlnesc tubulaturile realizate din ţevi de otel în variantele: ţevi laminate şi ţevi trase pentru dimensiuni mici, ţevi sudate (pe generatoare sau elicoidal) şi ţevi turnate pentru diametre mari. Ţevile din cupru şi aliajele sale, care sunt utilizate la bordul navei, se întâlnesc în special la schimbătoarele de căldura şi în locurile unde există pericol de explozie prin lovirea ţevii. Tubulatura este caracterizată de diametrul nominal D_N, de diametrul interior d_n şi de presiunea nominala p_n. Armăturile de trecere între ţevi se execută la valoarea diametrului interior şi toate aceste dimensiuni sunt standardizate (de obicei în ţoli). Presiunea nominală p_n reprezintă valoarea medie a presiunii de funcţionare a instalaţiei în timp.

Observaţie: Pe tubulaturi poate fi întâlnită şi o valoare extremă a presiunii, numită presiune maximă. În acest caz presiunea maximă reprezintă 0,9 din presiunea la care se deschide valvula de siguranţă montată pe instalaţie.

Grosimea peretelui tubulaturii s se determina cu relaţia s = s₀ + b + c

unde : s₀ - grosimea peretelui din considerente de rezistenţă;

b - adaos datorită subţierii la îndoire;

c - adaos ce ia în calcul coroziunea datorată lichidului transferat.

Considerând semnificaţia mărimilor: D - diametrul exterior al tubulaturii; p - presiunea maxima în instalaţie; σ_α- rezistenţa admisibila la tracţiune; φ - coeficient ce ţine cont de procesul tehnologic de obţinere a ţevii (j = 1 pentru ţevi laminate şi trase; j >1 pentru ţevi sudate); R - raza de curbura a cotului de îndoit, se pot determina componentele principale ale grosimii peretelui tubulaturii.

Observaţie: Tubulaturile din oţel, prin care circulă apa de mare, trebuie supuse operaţiunii de zincare, în vederea protejării la coroziune.