Carena Tonda
Le forme della carena tonda - sesta parte
Nelle precedenti parti dell’articolo si è evidenziata l’importanza della formazione ondosa con la relativa resistenza prodotta e accennato come definire una carena attraverso la similitudine. In questa sesta parte si prosegue la ricerca di carena iniziata nella quarta parte.
Lo scopo ultimo del progettista navale è quello di realizzare forme di carena di minima resistenza, eliche di elevato rendimento con basso indice di cavitazione, nonché una distribuzione di volumi e pesi tali da generare una carena con buone caratteristiche di tenuta al mare.
Nelle parti precedenti dell’articolo, già pubblicate, abbiamo trovato tutti i dati per ottenere la potenza, necessaria per raggiungere la velocità stabilita. Infatti, la resistenza d’onda sarà
\(R_R=C_R \cdot 0,5 \cdot \rho \cdot S \cdot v^2= 33407 Kg \) |
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\(C_R= 3,905 \cdot 10^{-3}\) |
= coefficiente di resistenza |
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\(V= 25,00\)nodi |
= velocità della nave |
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\(v =V \cdot 0,51444\)m/sec |
= 12,86 m/sec |
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\( \rho = 104,61 (Kg \cdot sec^2)/m^4\) |
= densità dell’acqua di mare a 15°C |
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\(S= 989\)\(m^2\) |
= superficie bagnata della carena |
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per cui il numero di Reynolds, che rappresenta il rapporto fra le forze d’inerzia e le forze viscose, sarà
\(R_n= \frac{v \cdot L_{WL}}{v}=\frac {12,86 \cdot 92}{1,1873 \cdot 10^{-6}}= 9,965 \cdot 10^8\) |
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\(v = 1,1873 \cdot 10^{-6}m^2/sec\) |
= viscosità cinematica |
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\(L_{WL}= 92,00 m =301,8 ft\) |
= lunghezza al galleggiamento |
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Ora possiamo trovare il coefficiente di attrito utilizzando, come descritto nella prima parte dell’articolo precedente “Il progetto della carena”, la formula ITTC (INTERNATIONAL TOWING TANK CONFERENCE 1957) e la resistenza d’attrito sarà
\(C_F= \frac{0,075}{(\log R_n -2)^2}=1,531\cdot 10^{-3}\)
corretto per la rugosità della carena avremo
\(C^1_F=C_F + 0,0004=1,931 \cdot10^{-3}\)
e la resistenza d’attrito sarà
\(R_F=C_{R}^1 \cdot 0,5 \cdot \rho \cdot S \cdot v^2= 16520 Kg \)
per cui la resistenza di rimorchio, che è la forza necessaria per rimorchiare la nave alla velocità di 25 nodi in acqua tranquilla, sarà
\(R=(C_{R} + C_{F}^1) \cdot 0,5 \cdot \rho \cdot S \cdot v^2= 49927 Kg \)
Ipotizzando un aumento di resistenza per le appendici di carena del 10%, la potenza totale effettiva in cavalli sarà
\(P_E= \frac{R \cdot 1,1 \cdot v}{75}= 9416CV\)
Considerando, in modo particolare nella progettazione, prudenzialmente sia il rendimento meccanico \(n_{meec}=0,96\) sia il rendimento dell’elica \(n_e=0,6\) avremo una potenza dell’apparato motore di
\(P_A=\frac{P_E}{N_{mecc} \cdot n_e}= 16349 CV\)
con cui possiamo definire il tipo di apparato motore, tutti i componenti della sala macchine e, in funzione dei giorni di navigazione, la quantità del combustibile, olio, acqua dolce e liquidi in circolazione. Questi dati sono necessari per definire il volume delle casse, la loro posizione e di conseguenza l’esponente di carico,
Abbiamo ora tutti gli elementi necessari per costruire il piano di costruzione della nave? Nella prossima parte dell’articolo si parlerà del piano di costruzione di una nave.
Angelo Sinisi
