Tesi di laurea di Statica della nave

Università degli Studi di Genova

Dipartimento di Ingegneria Navale, Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni

Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Navale

Verifica del progetto di massima di una Product Carrier

Relatore: Prof. Michele Viviani
Anno Accademico 2021/22

Sommario

Introduzione

............................................................................................................................................................. 0

Capitolo 1 – Piano di costruzione

• 1.1 Introduzione ....................................................................................................................................................... 1
• 1.2 Generazione ........................................................................................................................................................ 1
• 1.3 Sviluppo modello ............................................................................................................................................ 1
• 1.3.1 Modellazione specchio di poppa e fuoriuscita asse ......................................................... 3
• 1.3.2 Modellazione fianco e fondo piatto .......................................................................................... 5
• 1.3.3 Modellazione ginocchio ..................................................................................................................... 6
• 1.3.4 Modellazione bulbo ............................................................................................................................... 6
• 1.3.5 Modellazione falchetta .................................................................................................................... 6
• 1.4 Verifica corrispondenza sezioni e markers ................................................................................. 7
• 1.5 Verifica avviamento ................................................................................................................................... 10
• 1.6 Calcoli idrostatici ...................................................................................................................................... 12
• 1.7 Piano di costruzione .................................................................................................................................... 12

Capitolo 2 – Calcoli idrostatici

• 2.1 Dati di progetto ............................................................................................................................................. 14
• 2.2 Modellazione carena ................................................................................................................................. 15
• 2.2.1 Sezioni ............................................................................................................................................................. 15
• 2.2.2 Modellazione della carena su Archimedes ......................................................................... 16
• 2.3 Calcoli idrostatici ...................................................................................................................................... 17
• 2.3.1 Carene dritte ............................................................................................................................................ 17
• 2.3.2 Bonjean .......................................................................................................................................................... 19
• 2.3.3 Carene inclinate ..................................................................................................................................... 22
• 2.4 Verifiche .............................................................................................................................................................. 24

Capitolo 3 – Resistenza al moto

• 3.1 Introduzione ..................................................................................................................................................... 26
• 3.1.1 Definizioni .................................................................................................................................................... 26
• 3.1.2 Metodi di calcolo .................................................................................................................................. 26
• 3.1.3 Considerazioni .......................................................................................................................................... 26
• 3.2 Grandezze carena in esame .................................................................................................................... 27
• 3.3 Serie B.S.R.A. ......................................................................................................................................................... 28
• 3.3.1 Caratteristiche generali ................................................................................................................ 28
• 3.3.2 Rappresentazione dei risultati della serie ......................................................................... 28
• 3.3.3 Dati di ingresso ........................................................................................................................................ 30
• 3.3.4 Calcolo delle grandezze equivalenti ................................................................................... 31
• 3.3.5 Fasi di calcolo .......................................................................................................................................... 33
• 3.4 Guldhammer - Harvald .............................................................................................................................. 36
• 3.4.1 Caratteristiche generali ................................................................................................................ 36
• 3.4.2 Rappresentazione dei risultati della raccolta .............................................................. 36
• 3.4.3 Fasi di calcolo .......................................................................................................................................... 39
• 3.5 Confronto tra i risultati ........................................................................................................................ 42
• 3.6 Conclusioni ........................................................................................................................................................ 43

Capitolo 4 – Scelta dell’elica

• 4.1 Introduzione ..................................................................................................................................................... 44
• 4.2 Metodologie di selezione dell’elica .............................................................................................. 45
• 4.3 Fasi preliminari .............................................................................................................................................. 45
• 4.3.1 Scelta del diametro ............................................................................................................................. 45
• 4.3.2 Numero di pale .......................................................................................................................................... 47
• 4.3.3 Rapporto area espansa / area disco ............................................................................................ 48
• 4.3.4 Coefficienti propulsivi ....................................................................................................................... 48
• 4.4 Scelta dell’elica........................................................................................................................................... 50
• 4.4.1 Rapporto passo / diametro ................................................................................................................ 50
• 4.4.2 Verifica di cavitazione ....................................................................................................................... 51
• 4.5 Previsione di funzionamento ................................................................................................................. 53
• 4.6 Conclusioni ........................................................................................................................................................ 55

Capitolo 5 – Bordo libero

• 5.1 Introduzione ..................................................................................................................................................... 56
• 5.1.1 La convenzione ILLC .............................................................................................................................. 56
• 5.1.2 Normativa di bordo libero e definizioni ................................................................................ 56
• 5.1.3 Tipologia nave .......................................................................................................................................... 57
• 5.1.4 Dimensioni di progetto e definizioni ......................................................................................... 58
• 5.2 Bordo libero tabulare ...................................................................................................................................... 58
• 5.3 Correzioni del bordo libero tabulare .......................................................................................... 59
• 5.3.1 Correzione per il coefficiente di blocco ............................................................................. 59
• 5.3.2 Correzione per altezza “D” diversa da L/15 ........................................................................... 60
• 5.3.3 Correzione per sovrastrutture .................................................................................................. 61
• 5.3.4 Correzione per insellatura ........................................................................................................... 61
• 5.3.5 Verifica dell’altezza di piattaforma ..................................................................................... 63
• 5.4 Marche di bordo libero – Occhio di Plimsoll ............................................................................. 64

Capitolo 6 – Scelta del motore

• 6.1 Introduzione ..................................................................................................................................................... 66
• 6.2 Scelta della tipologia di motore primo....................................................................................... 67
• 6.3 Scelta dell’apparato motore .............................................................................................................. 67
• 6.3.1 Introduzione .............................................................................................................................................. 67
• 6.3.2 Light running ............................................................................................................................................ 68
• 6.3.3 Heavy running ........................................................................................................................................... 68
• 6.3.4 Service power & maximous continuous rating......................................................... 70
• 6.3.5 Selezione del motore con i layout diagrams ..................................................................... 70
• 6.4 Caratteristiche apparato motore scelto .................................................................................. 72
• 6.4.1 Confronto con soluzioni di unità esistenti ........................................................................ 73
• 6.4.2 Analisi dei consumi ................................................................................................................................ 74
• 6.4.3 Costruzione del load diagram ..................................................................................................... 76
• 6.4.4 Calcolo delle velocità ................................................................................................................... 77
• 6.5 Dimensionamento linea d’ass .............................................................................................................. 79
• 6.6 Autonomia........................................................................................................................................................... 81
• 6.7 EEDI .......................................................................................................................................................................... 82

Capitolo 7 – Piano di capacità

• 7.1 Introduzione ..................................................................................................................................................... 84
• 7.2 Dati di partenza .............................................................................................................................................. 84
• 7.3 Procedimento ................................................................................................................................................... 85

• Paratie stagne ................................................................................................................................................... 85
• Struttura della nave ................................................................................................................................... 85
• Paratia del pressatrecce .......................................................................................................................... 86
• Paratia prodiera della sala macchine ............................................................................................ 87
• Locale pompe ...................................................................................................................................................... 88
• Paratia di collisione .................................................................................................................................... 89
• Doppio scafo ........................................................................................................................................................ 90
• Copertini ................................................................................................................................................................ 90
• Casse ......................................................................................................................................................................... 91

Capitolo 8 – Impianti ausiliari

• 8.1 Introduzione ..................................................................................................................................................... 95
• 8.2 Engine room layout ..................................................................................................................................... 95
• 8.3 Impianto di zavorra ..................................................................................................................................... 96
• 8.3.1 Scopo dell’impianto .............................................................................................................................. 96
• 8.3.2 Requisiti dell’impianto ...................................................................................................................... 97
• 8.3.3 Schema dell’impianto .......................................................................................................................... 97
• 8.3.4 Portate .......................................................................................................................................................... 97
• 8.3.5 Tubolature ................................................................................................................................................. 99
• 8.3.6 Pompe ............................................................................................................................................................. 100
• 8.3.7 Verifica di cavitazione ..................................................................................................................... 106
• 8.3.8 Potenza assorbita dalla pompa .................................................................................................. 106
• 8.4 Conclusioni ...................................................................................................................................................... 107

Capitolo 9 – Dimensionamento strutturale

• 9.1 Introduzione ................................................................................................................................................... 108
• 9.1.1 Obiettivo .................................................................................................................................................... 108
• 9.1.2 Caratteristiche della nave ......................................................................................................... 108
• 9.2 Dimensionamento diretto con carichi locali ........................................................................ 111
• Carichi locali esterni ............................................................................................................................... 111
• Carichi locali interni ................................................................................................................................ 111
• Modelli utilizzati ........................................................................................................................................ 112
• 9.2.1 Dimensionamento fasciami ............................................................................................................. 113
• 9.2.2 Dimensionamento elementi comuni ........................................................