Estática y Dinamica Del Buque
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INTRODUCCIÓN A LA INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA NAVALINGENIERÍA NAVAL
Mg. Ing Nancy Figueroa Mg. Ing Nancy Figueroa
Estática y Estática y Dinámica del Dinámica del
BuqueBuque
Definiciones del pesoDefiniciones del pesoDESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
En lastre: es el peso con todos sus elementos En lastre: es el peso con todos sus elementos para navegar en condiciones normales, pero sin para navegar en condiciones normales, pero sin pasajeros ni carga.pasajeros ni carga.
En rosca: peso al ser botado. En rosca: peso al ser botado. Máximo: peso en condición de lastre más la carga Máximo: peso en condición de lastre más la carga
y pasajeros.y pasajeros. Porte Bruto: “Dead Weight” DW. Es la diferencia Porte Bruto: “Dead Weight” DW. Es la diferencia
entre el desplazamiento máx. y el vacío.entre el desplazamiento máx. y el vacío. Porte Neto: Peso que paga flete por su transporte.Porte Neto: Peso que paga flete por su transporte.
ESTÁTICA
ESTUDIA LOS CUERPOS EN EQUILIBRIO
RELACIÓN ENTRE LAS FUERZAS ESTÁTICAS QUE ACTÚAN EN EL CUERPO
EL BUQUE ES UN FLOTADOR
PRINCIPIO DE PASCAL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
PRINCIPIO DE PASCALPRINCIPIO DE PASCAL
La fuerza que actúa en un cuerpo La fuerza que actúa en un cuerpo parcial o totalmente sumergido es: F parcial o totalmente sumergido es: F = = ρρ. A. d . A. d
F
dA
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESPRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Todo cuerpo total o parcialmente Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un líquido sufre un sumergido en un líquido sufre un empuje de abajo hacia arriba igual al empuje de abajo hacia arriba igual al peso del líquido que desalojapeso del líquido que desaloja
P
E
Conceptos relacionadosConceptos relacionados
PesoPeso: es la fuerza que resulta de la acción de la : es la fuerza que resulta de la acción de la aceleración de la gravedad sobre la masa de un cuerpo aceleración de la gravedad sobre la masa de un cuerpo
P = m.gP = m.g Peso específicoPeso específico: de un cuerpo, es la relación entre el : de un cuerpo, es la relación entre el
peso y el volumen de dicho cuerpo.peso y el volumen de dicho cuerpo.
ρρ = P / vol= P / vol DensidadDensidad: de un cuerpo, es la relación que existe entre : de un cuerpo, es la relación que existe entre
la masa y el volumen de dicho cuerpo. la masa y el volumen de dicho cuerpo.
δδ = m / Vol.= m / Vol.
Condición de equilibrio del flotadorCondición de equilibrio del flotador
peso
empuje
GB
metacentroM Momento inclinante
Condición de equilibrio del flotadorCondición de equilibrio del flotador
G B
MOMENTO INCLINANTE
MOMENTO ADRIZANTE
A poca velocidad
A gran velocidad
LA ESTABILIDAD DE UN BUQUE ESTA RELACIONADA CON:
CENTRO DE GRAVEDAD CENTRO DE CARENA
DISTRIBUCIÓN DE PESOS FORMA DE LA CARENA
ATRIBUTOS DE LA CARENA
Atributos de carena derechaAtributos de carena derechaVolumen de la carena
Desplazamiento
Tonelada por cm de inmersión
Variación del desplazamiento por cm de diferencia de calado
Momento de Asiento Unitario
Área de flotación
Abscisas de los centros de flotación
empuje
peso
GB
metacentroM
Abscisas y ordenadas de los centros de carena
Radios metacéntricos
Coeficientes de fineza
Atributos de carena derechaAtributos de carena derechaCOEFICIENTES DE FINEZA
Coeficientes de Áreas
De fineza de flotación Cf= Af/ Lpp B
De Sección media Cm= Am/B d
Coeficientes de Volumen
De block Cb= Vol Carena/ Lpp B d
Prismático long. Cp= Vol Carena/Am Lpp
Prismático vert. Cpv= Vol de carena/Af d
Tipo de buqueTipo de buque CfCf CbCb CmCm CpCp
carguerocarguero 0,85 0,85 0,800,80
0,75 0,75
0,800,800,940,94
0,970,970,800,80
0,830,83
pasajerospasajeros0,700,70
0,750,750,650,65
0,700,700,940,94
0,970,970,690,69
0,720,72
EstabilidadEstabilidad
TRANSVERSAL LONGITUDINAL
Empuje
peso
GB
metacentroM
Empuje
peso
GB
metacentroM
Método metacéntrico
Altura metacéntrica GM
Embarque y desembarque de pesos
Traslación transversal y vertical de pesos
Diferencia de Calado
Asiento
EstabilidadEstabilidadParticularidades de la estabilidad transversal
Estabilidad Transversal Estática
Niveles libres
Pesos suspendidos
Cargas semilíquidas: carbón, arena, granos
Estabilidad transversal Dinámica
Efecto escorante del viento
Rolido
Momento escorante por la virada
El movimiento del buque tiene seis grados de libertad en el espacio
y
x
z
Comportamiento del buque en el marComportamiento del buque en el marSeakeepingSeakeeping
Guiñada(Yaw)
Cabeceo
Arfada (Heave)
Avance(Surge) Deriva
(Sway)
Cabeceo(Pitch)
Rolido(Roll)
Giros
Desplazamientos
¿Cómo predecir el comportamiento de los buques?
Cálculos Teóricos
Ensayos con modelos
Pruebas con barcos reales
Requieren la resolución de ecuaciones
matemáticas complejas
No resultan económicos
Procedimiento realizable del que se consiguen predicciones
que se acercan a los resultados reales.
ObjetivosObjetivos
•Conocer la resistencia al avanceConocer la resistencia al avance
•Maniobrabilidad: cualidades maniobreras tales como estabilidad en ruta, Maniobrabilidad: cualidades maniobreras tales como estabilidad en ruta, radio de evoluciónradio de evolución
• Comportamiento en el mar: aceleraciones, embarques de agua, pantocazos, Comportamiento en el mar: aceleraciones, embarques de agua, pantocazos, emersión de la hélice y esfuerzos estructuralesemersión de la hélice y esfuerzos estructurales
•Estabilidad del buque averiado en olasEstabilidad del buque averiado en olas
•Estabilidad del buque averiado en olasEstabilidad del buque averiado en olas
Leyes deLeyes de SemejanzaSemejanza
CinemáticasCinemáticas
==VVmodelo xmodelo x VVbuque xbuque xLLmodelomodelo LLbuquebuque
ννmodelomodelo ννbuquebuque
GeométricasGeométricas
LLmodelomodelo
LLbuquebuque== λλ
DinámicasDinámicas
==VVmodelomodelo VVbuquebuque
((LLmodelo x gmodelo x g)½)½ ((LLbuque x gbuque x g)½)½
L: EsloraL: Eslora
V: VelocidadV: Velocidad
VV: Viscosidad cinemática: Viscosidad cinemática
g: gravedadg: gravedad
Leyes deLeyes de SemejanzaSemejanza
==
CinemáticasCinemáticas
VVmodelo modelo
VVbuque buque LLmodelomodelo
LLbuquebuqueννmodelomodelo
ννbuquebuque
==
DinámicasDinámicas
VVmodelomodelo
VVbuquebuque
((LLmodelomodelo)½)½
((LLbuquebuque)½)½
No son igualesNo son iguales