Carena Tonda
Le forme della carena tonda - quinta parte
Proseguiamo con l’esempio della ricerca di carena iniziata nella quarta parte di questo articolo (Per visualizzare le immagini bisogna cliccare sui relativi riferimenti evidenziati in colore azzurro). Utilizzando i grafici della serie Standard di Taylor, come quelli della Figura 16, che rappresentano le curve relative ai vari coefficienti volumetrici \(C_\nabla\) in funzione dei coefficienti di resistenza residua \(C_R\) e dei coefficienti prismatici \(C_P\), fissati tra 0,57 e 0,71, in modo da comprendere i valori di \(C_P\), trovati, compresi tra 0,60 e 0,63 , in funzione del rapporto \(B_{WL}/H\) che varia da 2,25 a 3,75. Tutti questi dati sono rappresentati nella Tabella 1 con cui si costruiscono i grafici delle Figure 18, 19 e 20.
Da questi ultimi grafici ricaviamo, come rappresentato nella Tabella 2, i valori minori di \(C_R\) relativi ai vari coefficienti \(C_P\) in funzione dei rapporti \(B_{WL}/H\) e si possono costruire i grafici delle Figure 21 e 22.
Dal grafico della Figura 21 possiamo rilevare che il valore più basso del coefficiente \(C_P\) è uguale a 0,64 a cui corrisponde un valore prudenziale del coefficiente di resistenza \(C_R=3,905\cdot10^{-3}\).
Dal grafico della Figura 22, che rappresenta i valori del rapporto \(B_{WL}/H\) in funzione dei coefficienti \(C_R\), possiamo rilevare che il valore del rapporto \(B_{WL}/H\) corrispondente a \(C_R=3,905\cdot 10^{-3}\) è uguale a 3,05. Dai grafici simili a quelli della Figura 23, che rappresenta i valori del rapporto \(L_{WL}/B_{WL}\), in funzione del coefficiente volumetrico \(C_\nabla\) e del coefficiente prismatico longitudinale \(C_P\), possiamo rilevare i dati con cui scrivere la Tabella 3 e costruire il grafico rappresentato nella Figura 24 da cui si rileva il rapporto \((L_{WL}/B_{WL})=8,6\).
A questo punto possiamo scrivere
\(\frac{B_{WL}}{H}\cdot\frac{L_{WL}}{B_{WL}}=\frac{L_{WL}}{H}=3,05 \cdot8,6= 26,23\)
da cui si ricava \(H=\frac{92}{26,23}=3,51m\) per cui \(B_{WL}=3,05\cdot3,51=10,71\)
Gli altri coefficienti idrodinamici che possiamo determinare sono:
- L’area della sezione maestra bagnata che si ricava dal valore del coefficiente prismatico
\(C_P=\frac{\nabla}{A_X \cdot L_{WL}}=\frac{1650}{A_X\cdot92}=0,64\)
da cui \(A_X=\frac{1650}{92 \cdot 0,64}=28,02 m^2\)
- Il coefficiente di finezza totale o di blocco
\(C_B=\frac{\nabla}{L_{WL}\cdot B_{WL}\cdot H}= \frac{1650}{92\cdot 10,71 \cdot3,51}=0,477\)
Anche questo coefficiente è molto importante perché come il coefficiente nfluenza la distribuzione del volume.
- Il coefficiente di finezza della sezione maestra
\(C_X=\frac{A_X}{B_{WL}\cdot H}=\frac{28,02}{10,71\cdot 3,51}=0,745\)
come gli altri coefficienti è determinante per fissare le forme di carena come si può desumere dalla Figura 25, mostrante varie forme di carena in funzione di diversi \(C_X\).
Definiti i coefficienti \(C_B\) e \(C_X\) possiamo ricavare da questi ultimi il coefficiente prismatico \(C_P\); infatti
\(C_P=\frac{C_B}{C_X}=\frac{0,477}{0,745}=0,64\)
- Il coefficiente della superficie di carena bagnata \(C_S\) o ricaviamo da grafici simili a quello della Figura 26 della serie di Taylor in funzione del coefficiente volumetrico \(C_\nabla\)e del coefficiente prismatico \(C_P\) ai vari valori del rapporto \(B_{WL}/H\). Con i valori rilevati di \(C_S\) possiamo definire la Tabella 4 e costruire il grafico della Figura 27, da cui rileviamo che in corrispondenza del valore di \((B_{WL}/H)=3,05\) abbiamo un valore di \(C_S=2,5382\), con cui possiamo ricavare la superficie bagnata della carena
|
\(C_S=\frac{S}{{\sqrt{\nabla\cdot L}}}\) |
da cui si ha |
\(S=C_S\cdot\sqrt{\nabla L}=2,5382\cdot\sqrt{1650\cdot92}=989m^2\) |
- Il coefficiente di finezza della figura del galleggiamento è legato al momento d’inerzia trasversale e longitudinale della stessa. Questo valore, molto importante per la stabilità trasversale della nave, lo possiamo trovare, in prima approssimazione, nel grafico Figura 28, dove ricaviamo i valori più pessimistici
|
\(C_{WL}=\frac{A_{WL}}{B_{WL}\cdot L_{WL}}=\frac{A_{WL}}{10,71 \cdot92}=0,74\) |
da cui l’area della figura del galleggiamento sarà |
\(A_{WL}=0,74\cdot 10,71\cdot92=729m^2\) |
- Il coefficiente del momento d’inerzia trasversale della figura di galleggiamento, ricavato dalla Figura 28, sarà
|
\(C_{IT}=\frac{I_X \cdot 12}{B^3_{WL} \cdot L_{WL}} = 0,59\) |
da cui |
\(I_X=\frac{C_{IT} \cdot B^3_{WL} L_{WL}}{12}=\frac{0,59\cdot 10,71^2 \cdot 92}{12}=5557m^4\) |
|
|
per cui il raggio metacentrico trasversale sarà |
\(r=\frac{I_X}{\nabla}=\frac{5557}{1650}=3,37m\) |
Questo dato è importante poiché in prima approssimazione possiamo verificare se la larghezza al galleggiamento \((B_{WL}=10,71)\) della nave è sufficiente per assicurare la stabilità e la galleggiabilità anche in caso di allagamento.
Come si determina la potenza dell’apparato motore? Nelle prossime parti di questo articolo parleremo della potenza richiesta all’apparato motore, del bulbo di prora e dell’importanza del bordo libero di una nave.
![Figura 25](http://www.pressmare.it/media/cm/immagine/body/2017/3/le-forme-della-carena-tonda-quinta-parte_28086.jpg?w=960"){kind=link}
