Ingeniería naval/Propulsión

Sistemas de Propulsión

Entendemos por sistema de propulsión a todos los elementos involucrados en el proceso de ejercer una fuerza en el sentido de avance de un buque, superando siempre la resistencia al avance del casco. El conjunto Motor-Eje-Hèlice ,es el sistema más usado para buques de gran tonelaje, aún así existen otros tipos como propulsión a chorro, por palas, a vela, con remos...

Tipos de Sistemas de propulsión

Conjunto Motor-Eje-Hélice

Propulsión a Chorro

Propulsion por Palas

Propulsión a Vela

Calculo de poténcia y Resistencia al Avance

Para saber que potencia debemos instalar en un buque, es necesario conocer antes la resistencia al avance de dicho buque. Entendemos por Resistencia total al avance $R_T$ como la fuerza que ejerce el agua sobre el casco y apendices en sentido contrario al avance del buque y que debe ser igualada para mantener una velocidad.La resistencia al avance debe ser calculada, y hay varias formas de conseguirlo.

Existen unas directrices de construcción de cascos, conocidas como Series de Delft, que establecen unas formas y distancias para el diseño del casco, que permitirá después calcular la $R_T$ mediante unos polinomios que el propio Delft facilita. Para casos mas generales, se usan maquetas exactas a escala del buque a estudiar, para calcular los coeficientes adimensionales de la resistencia de dicha maqueta y mediante las formulas de Froude y el conocido como número de froude $F_N$, se calculan unas aproximaciones más que suficientes para proseguir con el càlculo de potèncias. Aún así hay dos formas de calcularla:

Según Huges : $R_T=R_v+R_w$ donde "v" és viscosidad y "w" es del ingles waves , olas.

Según Froude: $R_T=R_f+R_r$ donde "f" és de friccion y "r" de residual

Una vez conocemos la curva de Resistencias (Resistencia total respecto la velocidad del buque, a más velocidad, más resistència al avance), sabemos que potencia necesitamos que ejerca la hèlice para assumir una velocidad en concreto, Potencia Hèlices = Fuerza * Velocidad, que en nuestro caso $EHP=R_T*v$ E de "Efective".

La potencia que ofrece el motor $IHP$ ,I de "indicated" , va reduciendose debido a las perdidas por fricción a medida que se va transmitiendo por la reductora $RHP$ , el eje $SHP$, la helice $PHP$, y finalmente el agua $EHP$. Así que la potencia del motor será superior a la potencia necesaria para mover el buque a una velocidad en concreto. $IHP>RHP>SHP>PHP>EHP$

Cuando se conoce la curva de Resistencias, las perdidas en todo el conjunto, y teniendo en cuenta que para cada velocidad es necesaria una potencia de motor en concreto, optimizaremos la velocidad deseada con el precio del motor que nos proporcione la potencia necesaria para mantener dicha velocidad.

Enlaces externos

http://pdf.nauticexpo.es/pdf/guascor-power/libro-equipos-propulsores-y-auxiliares-marinos/22146-14512.html