teorÍa del buque 2

8/13/2019 TEORA DEL BUQUE 2

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA.

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA.CUMAN ESTADO SUCRE.

Prof.: Ing. Csar CastaedaIntegrantes:

Greisi Morn C.I.: 24.129.288Jos Daniel Vsquez C.I.: 19.762.352

Richard Jimnez C.I.: 24.130.812 Adriana Malav C.I.: 22.927.392

Jorge Gonzlez C.I.: 20.594.704Mara Clara Ybarra C.I.:23.581.204Seccin 01. Ing. Naval. 7mo Semestre.

Cuman, diciembre de 2013


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Las series sistemticas

Una serie sistemtica se desarrolla para optimizar las formas de la carena deun determinado tipo de buque. Se seleccionan unas formas patrn y a partir deellas se realizan variaciones sistemticas, tanto en sus dimensiones principalescomo de sus coeficientes geomtricos adimensionales. Paralelamente se han deseleccionar tres o cuatro coeficientes de carena, o de relaciones entre susdimensiones principales, que tengan mayor resistencia al avance. Se construyenuna serie de modelos en serie y se realizan los ensayos para medir la resistenciaal avance, que pueden verse complementados por ensayos de carenas conapndices, ensayos de lneas de corriente, ensayos de autopropulsin, etc. La

idoneidad de una serie ser mxima, cuando el buque estudiado prevea unasformas similares a las estudiadas en la serie y las relaciones adimensionales delas dimensiones principales del buque estn dentro de los rangos de variacincubiertos por la serie. Cuando ms diferencia haya ir disminuyendo la fiabilidadde los resultados.

Tipos Naca

Perles NACA La NACA (National Advisory Committee for AeronauticsComit Consejero Nacional para la Aeronutica) fue una agencia federal de losEstados Unidos fundada el 3 de marzo de 1915 para emprender, fomentar, einstitucionalizar las investigaciones aeronuticas. El 1 de octubre de 1958 sedisolvi la agencia, y sus recursos y personal formaron el ncleo de la recincreada NASA (Natio-nal Aeronautics and Space Administration: AdministracinNacional de la aeronutica y el Espacio). Los perles NACA son formas

aerodinmicas de alas de aviones elaborados por NACA. La forma de los perlesde ala NACA se describe utilizando una serie de dgitos que siguen a lapalabra "NACA". Los parmetros en el cdigo numrico que se pueden introduciren las ecuaciones para generar exactamente la seccin transversal de lasupercie de sustentacin y calcular sus propiedades.


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SERIE DE 4 DGITOS

La serie de perles NACA de cuatro dgitos denen el perl de la siguientemanera:

Primera cifra mxima curvatura que describe como porcentaje de la cuerda.

En segundo dgito describe la distancia de curvatura mxima desde el borde de

ataque en decenas de porcentajes de la cuerda.

Los dos ltimos dgitos describen espesor mximo del perl como por ciento dela cuerda. Por ejemplo, el perl NACA 2412 tiene una curvatura mxima de 2%

encontrado al 40% desde el borde de ataque con un espesor mximo d e 12% de

la cuer da. Los perles NACA de cuatro dgitos por defecto tienen un grosormximo de 30% de la cuerda desde el borde de ataque.

SERIE DE 5 DGITOS

Por otra parte la serie NACA de cinco dgitos describe formasaerodinmicas ms complejas:

El primer dgito, cuando se multiplica por 0,15, da el coeciente de levantamiento

de diseo (CL).

Los dgitos segundo y tercero, cuando se divide por 2, la, dan la distancia de

curvatura mxima desde borde de ataque (como porcentaje de la cuerda).

El cuarto y quinto dgito dan el espesor mximo del perl (como por ciento de lacuerda).Por ejemplo, el perl NACA 12018 es un perl aerodinmico con unespesor mximo de 18% de la cuerda, con curvatura mxima situada en 10% de lacuerda, con un coeciente de sustentacin de diseo de 0,15.
http://es.wikipedia.org/wiki/1_de_octubrehttp://es.wikipedia.org/wiki/1958http://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/1958http://es.wikipedia.org/wiki/1_de_octubre


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MODIFICACIONES A SERIES DE 4 Y 5 DGITOS

Las series de cuatro y cinco dgitos se pueden modi car con un cdigo dedos dgitos precedidos por un guin en la secuencia siguiente:

Un dgito para describir la redondez del borde de ataque con 0 siendo agudo, 6

siendo el mismo que los valores originales del perl, y ms grandes indican un

borde de ataque ms redondeado.

Un dgito que describe la distancia de mximo espesor del borde de ataque en

decenas de porciento de la cuerda. Por ejemplo, el perl NACA 1234 -05 es unNACA 1234 con un borde alado de ataque y espesor mximo 50% de la cuerda

desde el borde de ataque. Adems, para una descripcin ms precisa del perltodos los nmeros pueden ser presentados en forma decimal.

SERIE 1

Un nuevo enfoque de diseo aerodinmico fue pionero en la dcada de1930 en el que la forma aerodinmica era matemticamente diseada a partirde las caractersticas de elevacin deseada. Antes de esto, las formasaerodinmicas se creaban primero y luego se medan sus caractersticas en un

tnel de viento. Los perles 1 series se describen por cinco dgitos con lasiguiente secuencia:

El nmero "1" indica la serie.

Un dgito describe la distancia de la zona de presin mnima en decenas de porciento de la cuerda.

Un guin.

Un dgito describe el coeciente de sustentacin en dcimas.

Dos dgitos que describen el espeso r mximo en porcentaje de la cuerda.Porejemplo, el perl NACA 16 -123 tiene zona de presin mnima al 60% de la cuerdacon un coeciente de elevacin de 0.1 y un espesor mximo de 23% de la cuerda.


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SERIE 7

El reciente progreso en la maximizacin del ujo laminar logrado identicar

por separado las zonas de baja presin en el intrads y extrads. As el perl

aerodinmico es descrito por siete dgitos en la secuencia siguiente:

El nmero "7" que indica la serie.

Un dgito que describe la distancia de la zo na de presin mnima en el extradsen decenas de por ciento de la cuerda.

Un dgito que describe la distancia de la zona de presin mnima en el intradsen decenas de porciento de la cuerda.

Una letra en referencia a un perl de las series NACA estnda r.

Un dgito que describe el coeciente de sustentacin en dcimas.

Dos dgitos que describen el espesor mximo en decenas de por ciento de la

cuerda.

"a=" seguido por un nmero decimal que describe la fraccin de la cuerda sobre

la que se mantiene el ujo laminar. a = 1 es el valor predeterminado si no se da.Por ejemplo, el perl NACA 712A315 tiene reas de presin mnima al 10% de la

cuerda en el extrads y al 20% de la cuerda en el intrads, utilizando el perl

estndar "A", tiene un coeciente de le vantamiento de 0.3 y un espesor mximo al15% de la cuerda.

SERIE 8

Usado para los perles aerodinmicos supercrticos diseados para

maximizar independientemente el ujo de aire por encima y por debajo del ala. Lanumeracin es idntica a los perles de l a serie 7, excepto que la secuenciacomienza con un "8" para identicar la serie.


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CUADRO COMPARATIVO


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Carena de Taylor

Es un mtodo matemtico, pero ms sencillamente un mtodo que utilizaformulas convenientemente elegidas. El objetivo de este es hacer ms fcil y

sistemtica la tarea de representar mediante un plano de trazado la carena de unbuque cuyas dimensiones principales se han determinado ya y cuya formageomtrica ha sido elegida tambin previamente.

Las formulas empleadas tendrn, la forma y el nmero suficiente deparmetros electivos para que, determinando estos en cada caso por comparacincon los valores que tengan en barcos similares al que se proyecta con el mtodo.

Este es un mtodo comparativo y experimental. Y al emplearse se obtienencarenas que acomodndose a las condiciones de cada proyecto particular,presentan, adems una forma deseada, determinada por la fijacin de losparmetros. Esto ocasiona que vari la resistencia a la marcha.

Con el mtodo de Taylor obtenemos el transversal de trazado y de este sepasa fcilmente a las otras dos proyecciones como longitudinal y horizontal.

Este mtodo principalmente fue elaborado para buques de guerra, por lo

cual hoy en da tiene algunas limitaciones, como:

- No prev la existencia de un costado de plano vertical por debajo de lalnea de flotacin.

- Carece de fondo plano del buque.- Las cuadernas por este mtodo no poseen pantoque.

Debido a estos podemos notar que es de mal uso aplicarlo a la hora decalcular un buque petrolero, granelero, ya que se desaprovecharan muchosespacios para la carga.

Tambin es un problema a la hora de calcular comportamientoshidrodinmicos tales como resistencia por formacin de olas, oscilaciones delbuque, influencia de la resistencia de una profundidad limitada de agua, entre


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otros. Esto es debido a que el mtodo de Taylor divide la cuaderna en dos cuerposseparados, con orgenes en cada extremo.

Otras Series Sistemticas

Las experiencias sistemticas en las familias de los cascos sonfundamentalmente constituidas por colecciones de resultados de pruebas a lacubeta naval realizadas sobre numerosos modelos de interior del cuerpo cilndricoobtenidos haciendo variar de manera sistemtica alguna de los parmetros quecaracterizan la forma del interior del cuerpo cilndrico.

Por medio de estos datos es posible estimar la resistencia de una interior delcuerpo cilndrico, perteneciente a la familia sobre la cual se llev a cabo laexperimentacin, cuyos parmetros dimensionales incluidos dentro del mbito devariacin considerado por los investigadores.

Utilizando las experiencias sistemticas tambin es posible obtenerinformacin sobre la influenza que particulares caractersticas dimensionales, ovariaciones de las mismas, pueden tener sobre la resistencia al movimiento de los

cascos no pertenecientes a la familia utilizada para la serie sistemtica sino conformas similares.

SERIE DE NORDSTRM

La serie de Nordstrm publicada en 1951 junto a resultados de pruebas nosistemticas de otros 18 cascos, est limitada a tres modelos, cada uno de los

cuales se ha probado a tres calados diferentes, para un total de nueve cascos.

Los cascos de la serie son representativos de embarcaciones cuyodesplazamiento comprendido entre 22.5 y 30.5 toneladas y velocidad de 10 a 15nudos.


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Los modelos 59 y 60 fueron derivados del modelo progenitor 43 delsiguiente modo:

Todas las dimensiones longitudinales se han multiplicado por uncoefficientes y, mientras que las dimensiones transversales y verticales se hanmultiplicado por el coeficiente 1/ toneladas ; los valores del coeficiente T utilizadospara los modelos 59 y 60 son respectivamente 0,9 y 0.8. Los datos relativos a losmodelos de la serie se recogen en el cuadro 7.1

Este tipo particular de modificacin en afinidad, adems de mantenerinalterados el coeficiente y las relaciones de E/M, E/C, entre otros.

De esta forma los cascos 59 I y 60 los han sido extradas del interior del

cuerpo cilndrico 43 I, los cascos 59 II y 60 II por 43 II y los cascos 50 III y 60 IIIpor 43 III.

Todos los datos relativos a los modelos y los resultados de las pruebas sehan presentado en forma adimensional; en particular, los resultados de laspruebas de resistencia son presentados en trminos de resistencia total en funcinde Fn.

Los resultados originales se anotarn en la figura 7.1 y, a rigores, no sondirectamente comparables entre s porque no fueron prorrogados al mismodespliegue ni a la misma longitud. Sin embargo, el campo de variacin deldespliegue, que fueron prorrogados los resultados de las pruebas, es muymodesto y resulta tanto, es tan modesto el error que se comete comparandodirectamente entre s las distintas curvas. En adicin Nordstrm ha proporcionadoun mtodo, figura 7.2, para corregir las curvas de resistencia al variar deldespliegue.


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Las pruebas a la cubeta fueron realizadas sin la ayuda de estimuladores de

turbulencia, pero una siguiente anlisis de los resultados obtenidos no revelaindicios de presencia de flujo laminar de magnitud significativa.


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La publicacin original de Nordstrm, lamentablemente, no indicaclaramente qu tipo de coeficiente de friccin haya sido utilizado ni proporciona losvalores de la superficie mojada de modelos. Estos factores impiden de utilizar unaformulacin distinta la resistencia de friccin y hacen imposible el clculo de laresistencia de una embarcacin de dimensiones diferentes de las suministradaspor el autor.

SERIE 63

La serie 63 publicada en 1963, consiste en cinco modelos derivados de

una embarcacin de la Marina norteamericana de la longitud de 50' tenga unarelacin LFT /B nominal igual a 4. El plazo nominal fue utilizado por el momento queel informe LFT/B se calcul utilizando, como anchura, la correspondiente allongitudinal nmero 6, situado en el 84% de la anchura da la borda.


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Todos los modelos han sido construidos a escala 1/16, de la misma longitudde 3 pies, con igual intervalo entre las ordenadas y de modo que realizar valoresdel informe LFT /B, igual a 2.5, 3, 4, 5, 6; en el cuadro 7.3 se expondrn lascaractersticas de los cascos en verdadera grandeza, mientras en el cuadro 7.4las de los modelos probados a la cubeta.

Los modelos derivados han sido obtenidos por interior del cuerpo cilndricotanto, cuyo LFT /B nominal igual a 4, multiplicando las anchuras y las alturas para

un mismo coeficiente y dejando intactas las longitudes. De este modo losverticales de 5 cascos resultan geomtricamente similares entre s, vase la figura7.7. La lnea de ejes de todos los modelos atraviese la quilla a una distancia iguala 0.506 L[P a proa de la ordenada 10 y forma un ngulo de 7.2 con la lnea deconstruccin.


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Todos los modelos han sido probados a los reinstalacionescorrespondientes a valores de M igual a 4.5, 4.8, 5.15, 5.6 y 6.4. Lamentablementeel procedimiento utilizado para derivar los modelos de la serie por interior delcuerpo cilndrico tanto no produce slo una variacin del informe LFT/B, perotambin una variacin de B/T, y por tanto de C , C . LCB etc. , cuando se quierarealizar,F T como en el caso presente, el mismo valor de M.

Todas las pruebas se han llevado a cabo con ordenacin estticalongitudinal derecho, es decir, con la lnea de flotacin paralela a la lnea deinmersin cero y, para cada modelo, la velocidad de prueba se ha aumentadohasta que el agua no alcanzaba la cubierta.

Los modelos han sido remolcados por un punto de la proa almacenada enla prolongacin ideal de la lnea de ejes; en el punto de remolque se ha aplicadouna fuerza vertical cuya magnitud fue calibrada de manera que la fuerza deremolque resultante fuese a lo largo la lnea de ejes. La ordenacin dinmico y eldesplazamiento vertical del centro de gravedad de los modelos se determinaronpor medio de las medidas proporcionadas por transductores de desplazamientoinstalados, en todos los modelos, en correspondencia de las perpendiculares.

Para la estimulacin la turbulencia ha sido utilizada una barra vertical, deldimetro de 0.4 pulgadas colocada en correspondencia del plan de simetra a unadistancia igual a 5 pulgadas a delante de la perpendicular adelante y inmergehasta una profundidad igual a la inmersin de modelos. Debe sealarse que estetipo de estimulacin la turbulencia no produce resistencia adicional del interior delcuerpo cilndrico, desde el momento que lo presentacin se conectar al carrodinamomtrico y no al modelo.

La serie proporcionar todos los datos relativos a la experimentacin,incluidos los valores medidos la velocidad y la resistencia de todos los modelos,permitiendo de esta manera una expansin de los datos utilizando un informe deescala cualquier.


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BIBLIOGRAFA

Apuntes de la asignatura de Hidrodinmica resistencia y propulsin de laUniversidad Politcnica de Cartagena (UPCT).

Apuntes de la asignatura de Projectes de la Facultat de Nutica deBarcelona (FNB) de la Universitat Politcnica de Catalunya (UPC).

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