brodski sistemi 2009.pdf

Uvod 1

1. PRORAUN SLOENOG CEVOVODA 9

1.1. PROST CEVOVOD 9

1.1.1. Osnovni sluajevi i jednaine 9

1.1.2. Direktni i indirekti zadatak prorauna prostog cevovoda 11

1.1.3. Dijagram pritiska du cevovoda 14

1.2. SLOENI CEVOVOD 18

1.3. KARAKTERISTIKE CEVOVODA 27

2. BRODSKE PUMPE 39

2.1. KARAKTERISTIKE PUMPI 39

2.2. ZAJEDNIKI RAD PUMPI 49

2.3. USISNA VISINA PUMPE 58

2.4. TIPOVI BRODSKIH PUMPI 68

2.4.1. Pumpe I grupe 702.4.2. Pumpe II grupe 842.4.3. Ureaji za poetno

usisavanje 95

3. POJEDINI BRODSKI SISTEMI 100

3.1. OSNOVNE EME 100

3.2. KALJUNI SISTEM 103

3.3. HAVARIJSKI SISTEM 118

3.4. SISTEM ZA NUDU 122

3.5. SISTEM SPASAVANJA 123

3.6. BALASTNI SISTEM 125

3.7. SISTEM NAGIBA I TRIMA 134

3.8. SANITARNI SISTEMI 140

3.8.1.Dovodni sanitarni sistem 141

3.8.2. Odvodni sanitarni sistem 150

3.9. SISTEMI TANKERA 162

3.9.1. Teretni sistem 1633.9.2. Odsisni sistem 1723.9.3. Sistem ventilacije

tankova 1743.9.4. Sistemi grejanja i

cirkulacije tereta 1793.9.5. Sistem pranja tankova 181

3.10. PROTIVPOARNI SISTEMI 186

3.10.1. Sistem signalizacija poara 192

3.10.2. Sistem gaenja vodom 200

3.10.3. Zapreminsko gaenje 213

3.10.4. Gaenje penom 2223.10.5. Gaenje hemijskom

reakcijom 229

BRODSKI SISTEMI Predavanja - letnji semestar 2008. 1

Jedan od nekoliko pomonih,brodomainska predmeta

Oprema broda, Brodski motori, Brodske turbine i kotlovi, iBRODSKI SISTEMI

Sve to ne spada u opremu broda, i to nije vezano za pogonsku mainu, spada u brodske sisteme...

to je (uglavnom) niz sistema CEVOVODA koji transportuju razliite fluide po brodu,

to je krvotok broda

Iako je pomoni predmet, u brodogradilitima postoje grupe brodograevnih inenjera koje se ovim bave...

Prvo, dajemo pregled brodskih sistema koji e kasnije biti detaljno proueni...

UVOD


Podela brodskih sistema

voda bez mesta boravka,zadrava se na razliitim delovima broda,uvek se sliva na najnie mesto...

TENOSTSISTEM

LEGENDA koju koristimo

iz broda u brod

po brodu

RADNI FLUID

Prostorna voda

Voda u tankovima

Teni teret Ostalo


PROSTORNA VODA

Sistemi su povezani vode se meaju

Postoji i dublja (inenjerska) veza sistema: uteda u teini, prostoru, ali o tome kasnije...

Postoje isto brodski sistemi (havarijski, kaljuni...), a i sistemi koji postoje i van brodogradnje, ali na brodu imaju niz specifinosti

Kaljuni sistem Havarijski sistem

Sistem spasavanja

Sistem sliva i preliva

Protivpoarni sistem

kaljua prljava voda

havarijska (spoljna) voda

atmosferska i spoljna voda

spoljna voda


VODA U TANKOVIMA

traje satima... traje minutama...

Balastni sistem

Sistem nagiba i pretege(nakretni sistem)

Sistem svee vode Sistem otpadne vode

spoljna (morska) vodaista voda

Prljava (siva) i zagaena (crna)

voda


TENI TERET

Teretni sistem Odsisni sistem

Sirova nafta, derivati nafte, ...sve mogue tenosti


OSTALO

Na brodu postoji i niz sistema koji se ne uklapaju u predhodnu podelu

To su:

a) Sistemi za pokretanje brodskih mehanizama (pumpi, ventila, vitala, ...)- sistem vazduha pod pritiskom (pneumatski)- sistem vodene pare (parni)- sistem hidraulikog ulja (hidrauliki)

b) Sistem ventilacije i grejanja

c) Specijalni sistemi tankera(pranje tankova, ventilacija tankova, grejanje tereta, cirkulacija tereta ...)

d) Protivpoarni sistemi(sistemi gaenja poara penom, ugljendioksidom, halonima, sistemi detekcije poara...)

Svi sistemi imaju niz zajednikih elemenata...

Na primer:


SIMBOLI

Armatura cevovoda

CeviRave

Pumpa

Ventil

Nepovratni ventil

Usisna korpa sa nepovratnim ventilomBlatnjaaSeparator

tipini kaljuni sistem (sasvim uproen)


Kurs delimo na sledee delove:

1. Cevovodi

2. Pumpe

3. Armatura cevovoda

4. Pojedinani brodski sistemi

Zajedniko za sve sisteme

BRODSKI CEVOVODI

eme cevovodaMaterijali i korozija

vrstoa cevovoda

Strujanje u cevovodu

Poinjemo od cevovoda...


1. PRORAUN SLOENOG CEVOVODA

Zadato:

- ema cevovoda (zavisi od sistema)

- Protoci u svim delovima cevovoda (treba ih obezbediti...)

Nepoznato:

- Pumpa ?

- Prenici cevovoda ?

1.1. PROST CEVOVOD

1.1.1. Osnovni sluajevi i jednaine

Javljaju se tri sluaja


Ceo cevovod sa pumpom (sadri ulaz, izlaz...)

Ceo cevovod, bez pumpe

Deo cevovoda (iseen iz sloenog cevovoda)

Na raspolaganju su

Jednaina kontinuiteta Q v A const= =2dQ v4= 4Qd

v= 24Qvd =

Bernulijeva jednaina

2 21 1 2 2

1 p 2 Gp v p vz H z H

2g 2g

+ + + = + + +

1 2v v d const= 2v v=

( )N

2 22 1

p 2 1

GDBRPZ G

p p v l vH z z2g d 2g

H HH H

= + + + +

(a)

(b)

(c)

Hc

(npr. sluaj a)

Ponoviti Mehaniku fluida!


p cH H=Sluaj (a)Napor pumpe = Naporu cevovoda

Energija koju daje daje pumpa (izraena u metrima) = energiji koja se troi u cevovodu

Sluaj (b)cH 0=

uspostavlja se dinamika ravnotea pri protoku Q

pri tome je z2 < z1

Sluaj (c)

( ) 22 12 1 2 4p p l 8Q0 z z d g d = + + +

1 2v v v= =

Javljaju se dva zadatka:I. Zadato d , trai se Hp (ili p)To je tzv. direktni zadatak prorauna cevovoda

Kae se: dat cevovod, trai se pumpa...

Ustvari (preciznije) trai se napor pumpe Hp(razlika pritisaka p) koji u cevovodu prenika d dovode do protoka Q

Odredi se Hc

( ) 22 1c 2 1 2 4p p l 8QH z z d g d = + + + +

1 2p p p =

cp H

=

( ) 22 1 2 4c

p l 8Qz zd g dH

= + + ( )

2

c 2 1 2 4l 8QH z zd g d

= + +

odnosno

i na osnovu toga

p cH H=

cp H

=odnosno

u varjanti (b) se ne javlja...

1.1.2. Direktni i indirekti zadatak prorauna prostog cevovoda

Pazi,razlika u definiciji Hc za ceo, i za deo cevovoda


II. Zadato Hp (ili p), trai se dTo je tzv. indirektni zadatak prorauna cevovoda

Kae se: data pumpa, trai se cevovod....

Ustvari (preciznije) trai se prenik d, pri kome zadato Hp (ili razlika pritisaka p) obezbeuje protok Q

Problem je sloeniji...

npr. za sluaj (c)

( ) 22 1 2 4c

p l 8Qz zd g dH

= + +

svodi se na jednainu 5. stepena...

ef (R ) = ...e vd 4QR d = = =f (d) const =

Kako reiti...?

Najee grafo-analitiki

Pretpostavi se d ... p

Reava se niz direktnih zadataka...


Standardizacija

prenik mora biti standardan...

bira se (obino) veid = dS2 > dp

cpH pdop (zbog kavitacije)

pumpu treba postaviti to blie poetku cevovoda pumpa treba da radi na potisak

maksimalni pritisak, neposredno iza pumpe

energija koju daje pumpa je energija pritiska (porast pritiska u pumpi, razlika pritisaka iza i ispred pumpe)

brojna vrednost, za vodu

,

5at

3

p 1 bar 10 10 mg 10 9 81 =

pa realno


1.2. SLOENI CEVOVOD

Uproenje: 1 pumpa

(videemo, vie pumpi se moe svesti na jednu ekvivalentnu)

ta se proraunava..?

Data ema

Zadati ulazni i izlazni protoci

Sadri oba zadatka prostog cevovoda (direktni i indirektni...)

Proraun delimo u nekoliko faza...

Treba odrtediti napor pumpe (Hp = ? )

Treba odrediti prenike svih deonica cevovoda (di = ? )

da bi se obezbedili zadati (eljeni) protoci Qi


Odreivanje protoka na svim deonicama

elementarno... iz jednaine kontinuiteta

Q = const

Rava u usisnom delu cevovoda

Rava u potisnom delu cevovoda

Qa = Qb + Qc

Na taj nain se odreuje svako Qi

Magistrala

Qc = Qa + Qb

Izbor magistrale

Izbor magistrale je (donekle) proizvoljan...

Treba da sadri pumpu, ulaz i izlaz iz cevovoda...

Ako je mogue, svi drugi cevovodi (ogranci) treba da su prosti cevovodi...

Pri tome, magistrala treba da je kritina deonica najdua, s najveom geodezijskom visinom, najvie lokalnih otpora...

Zadatak je mogue reiti za razliito izabrane magistrale...

izbor moe biti bolji i loiji...


Biramo, na primer

(1)-(4)-(5)- ... -(P) - ... - (n)

sve ostalo su ogranci

Usvajanje prenika magistrale

najee prema preporuenoj brzini strujanja

Polazi se, npr. od

vM = const

usvaja (prema preporukama) vMtada je

S obzirom da se protoci du magistrale razlikuje, menjaju se i prenici dM

i

i

2M

M M

dv Q

4 = ii

i

MM

M

4Qd

v=


Izbor vM

vmin < v < vmax

vmin sledi iz ogranienja:

manja brzina daje vee prenike cevovoda...vei prenici daju tei, vei cevovod...poveava se opasnost od taloenja i obrastanja...za brodske cevovode vmin = 1 2 m/s

vmax sledi iz ogranienja:

vea brzina daje manje prenike, ali ivee gubitkeveu opasnost od kavitacijeveu eroziju ceviveu buku...

za brodske cevovode vmax = 3 5 m/s

Dobar izbor je, prema tome

vM = 2 3 m/s

Dobijene dM treba standarizovati

dM dST

Postupak moe biti i neto drugaiji

Bira se dM = const

(konstantan, standardni prenik du magistrale)

tada brzina nije konstantna

...treba proveriti da li je brzina unutar preporuenih granica...

Mv const


Odreivanje napora pumpe

Odredi se napor magistrale...prema Bernulijevoj jednaini

jer se protoci (u principu) razlikuju

Koristimo, kao kod prostog cevovoda

to je direktan zadatak, zadato d, trai se Hp

Javlja se jedan mali (delikatan) problem... Primenili smo Bernulijevu jednainu, a ona vai za strujnicu, strujnu cev, prost cevovod...Moe (priblino), ako su lokalni otpori ravi zanemarljivi...

( ) ( ) ( ) ( ) ( )M M M M Mc GD PZ BR GH H H H H= + + +

( )( ) 2 2 2M n 1 n M M Mc n 1 2 4 2 4 2 4M M Mi i

p p 8Q l 8Q 8QH z zg d d g d g d

= + + + +

( )Mp cH H=


Dijagram pritiska du magistrale

Konstruie se na isti nain kao kod prostog cevovoda...

Dijagram nije neophodan (potrebne su vrednosti pritiska), ali je koristan...

Odreeno, prema tome, dM , Hp , pi , prelazi se na

Proraun ogranaka

dogr = ?

Ogranak usisnog voda

Iz Bernulijeve jednaine sledi

( )( )

2ogr ogr ogr

j i 2 4ogrogr ogr

ogrc

p l 8Qz z 1

d g d

H

= + + +

ogr i jp p p

= ...poznato

pi poznati (npr. atmosferski) pritisak

pj pritisak iz dijagrama...


Veoma slino i za ogranak potisnog voda

( )( )

2ogr ogr ogr

k m 2 4ogrogr ogr

ogrc

p l 8Qz z

d g d

H

= + +

ogr m kp p p

=

nema brzinskog lana...

Proraun ogranaka se svodi na indirektni zadatak prorauna prostog cevovoda...

pretpostavlja se d , trai Hc ...

i crta dijagram

konano se dogr standardizuje...

Ali ostalo je nekoliko vanih detalja...

Time je proraun (naizgled) zavren...

Odreeno dM , dogr , Hp


Proraun ogranaka ne obezbeuje

vmin < vogr < vmax

treba proveriti...

Ako je vogr < vmin treblo bi smanjiti prenik cevi,ali tada se menja Q

Ako je vogr > vmaxtrebalo bi poveati prenik cevi,ali i tada se menja Q

Moe se, pri vogr > vmax , poveati prenik ogranka, i dodati priguenje (npr. blendu, ventil) da se ne promeni napor ogranka...

Ili ponoviti proraun s novom magistralom...

ako taj uslov nije zadovoljen, magistrala je loe odabrana...

Postoji i problem ravi

koliko je, ustvari pogr ?koliko je pj , pm ?

kad postoji skok u dijagramu pritiska...


koju vrednost koristiti ?

j j jp p p + m m mp p p +

otpor ravi je, po pravilu, zanemarljiv u odnosu na ostale otpore brodskog cevovoda...

to je ve (implicitno) pretpostavljeno, kada je koriena Bernulijeva jednaina za napor magistrale...

Sada moemo odrediti dM , dogr , Hp , pri traenim (zadatim) protocima

Protoci Qi se, meutim, menjaju u odnosu na proraunske, iz dva razloga

Zbog standardizacije prenika ogranaka...

Zbog izbora pumpe..

Naime, ne postoji pumpa koja daje traeni napor Hp pri zahtevanom protoku...

Postoji mnogo pumpi izmeu kojih biramo...

ali nijedna ne daje ba Hp(Qp)

Kada izaberemo (najpribliniju) pumpu i ugradimo je u cevovod, protok se menja...

Zato je neophodno proiriti problem, i reiti ga za

Q const


1.3. KARAKTERISTIKE CEVOVODA

Nauili Proraun sloenog cevovoda, koji vai pri

Q = Qpr = const

Videli da, u realnim uslovima Q const (zbog standardizacije prenika i izbora pumpe)

Treba nam Hc = f(Q) sloenog brodskog cevovoda tzv. karakteristika cevovoda

Termin: napor cevovoda, pri Q = const

Termin: karakteristika cevovoda, odnosi se, pre svega na dijagram

Izveli izraze za napor... sada imamo

( )( ) 22 1c 2 1 2 4p p l 8H Q z z Qd g d = + + + +

( )( ) 2c 2 1 2 4l 8H Q z z Qd g d = + +

za ceo cevovod

za deo cevovoda

Moe se pisati

c G BRH H H = +

c GD PZH H H = + ne mora postojati, moe biti i negativan

pozitivan, uvek postoji...

N N( )( )

c c cH Q H Hf Q const

= +


da li je HG parabola ??

( ) 2G 2 4l 8H Q Qd g d

= +

ef (R ) = ...e vd 4QR d = = =f (Q) const =

Gubici usled trenja 4 oblasti

I oblast laminarno strujanje

e

64 16dR Q

= = =

( ) 2Gtr 2 5 48l 128lH Q Q Q

g d g d = = =

e e1R R( ), log / 21 14 2 1 = +

( ) 2 2Gtr 32 58lH Q Q k Q

g d = =

,, ,

,

( )

,

2Gtr 2 5

0 251 75 1 75

24 75

8lH Q Qg dl0 0246 Q k Qd

= =

= =

,

,

, ,

, ,

0 25

e

0 25

1000 1 1 46R

25d0 1 1 46Q

= + = = +


Uticaji koji menjaju karakteristiku cevovoda

Promena cH

Promena cH

karakteristika postaje strmija ili blaa

karakteristika postaje via i nia

( ) 2 2c 2 4l 8H Q Q a Qd g d

a

= + =

Usled ega se menja karakteristika..?

postoje parametri cevovoda (l, d, k, )postoje parametri fluida (, T)

postoje namerne (nagle) promene parametara...postoje spontane (spore) promene...


Na primer

, namerno (naglo) pritvaranje nekog od ventila...k , spontana (spora) promena usled korozije i obrastanja cevovoda...

k , namerna, nagla promena ienje cevovoda

Promena cH

moe se javiti spontano (sporo) u sledeim sluajevima

Veza delova cevovoda

Cilj: Hc(Q) sloenog cevovoda

dobija se vezivanjem (sprezanjem) delova cevovoda...

Posmatrajmo dva dela (u principu moe n delova...)

( )ic i

H Q

( )jc j

H Q

karakteristike

poznate...

veza delova moe biti

redna i paralelna


Redna (serijska) veza delova cevovoda

imamo prost cevovod, kod koga je

i jQ Q Q= =

( ) ( ) ( ) ( )i j

i jc c cH Q H Q H Q

+ = +

Grafiki

Sabiraju se Hc pri istom protoku...Protok je isti u oba cevovoda...

Isto vai i za n cevovoda

C1 , C2 , C3 , ... Cn

Q = const

cpH =

poznato je

sledi

Napor redne veze jednak je zbiru napora delova, pri istom protoku...

( )i j

ji j iAEc c c

pppH H H

+ = = + = +


Parelelna veza delova cevovoda

Q = Qi + Qj

( ) ( ) ?i jcH Q =&AB DEp p

=( )( ) ( ) ( )

i j

i jc i c j cH Q H Q H Q= = &

Karakteristika paralelne veze dobija se sabiranjem protoka, pri istom naporu...

Napor isti u oba cevovoda...

Isto vai i za n cevovoda

C1 , C2 , C3 , ... Cn

ekvivalentni cevovod:


Pre sloenog cevovoda, nekoliko detalja

Paralelno spojeni cevovodi ne moraju imati jednaku geodezijsku visinu...

Na primer...

Razlika pritisaka na ulazu i izlazu je jednaka to jeste paralelna veza...

Javlja se slian sluaj

Da li je to paralelna veza ?

( )i

D atc i

p pH Q =

( )j

D h D at hc j

p p p p pH Q = =

*i jC C&

*( ) ( )i jc i c j

H Q H Q=

( )j

D hc j

p pH Q =

( ) ( )i jc i c j

H Q H Q nije paralelna veza,ali se na nju lako svodi...

h at hp p p= +

*

( )j

h D atc j

c

p p pH Q

H

+ =

uvodimo ekvivalentni cevovod *jC


Veza usisnog i potisnog voda

( ) ( ) ( )u u ucu GD BR GH H H H= + +

( ) ( )p pcp GD GH H H= +

usisnog dela

potisnog dela

Da li je to redna veza?

Zbir: N( ) ( ) ( ) ( ) ( )

BRGD G

u p u u pcu cp GD GD BR G GH H H H H H H

HH H+ = + + + +

c GD PZ BR GH H H H H= + + +S druge strane, znamo

Sledi

c cu cpH H H +Razlika je u lanu

2 1PZ

p pH =

posledica razliite definicije Hc celog i dela cevovoda...

ali ako je p1 = p2(npr. pat)vai c cu cpH H H= +

a u optem sluaju vai

* *c cu cpH H H= +


Karakteristika sloenog cevovoda

Trai se Hc(Q)

Poznate su karakteristike delova cevovoda Hci (Qi )

Treba da bude na svim ulazima i izlazima cevovoda pritisak patAko nije, treba raditi s ekvivalentnim cevovodima *iC

Hc(Q) energija koja se troi u cevovodu pri protoku Q

tu energiju treba obezbediti (dovesti) zato postoji pumpa:

Hc(Q) = Hp(Q)

Kako?


1 2C C&( )1 2 3C C C+&( ) *1 2 3 4C C C C + & &( ){ }*1 2 3 4 5C C C C C + + & &( ){ }*1 2 3 4 5C C C C C + + & &( ){ }*1 2 3 4 5 uC C C C C C + + = & & Hcu(Q)n n 1C C &( )n n 1 n 2C C C +& Hcp(Q)

Cu + Cp = C Hcp(Q) + Hcu(Q) = Hc(Q)

( )n n 1 n 2 pC C C C + = & &


1 2C C&( )1 2 3 uC C C C+ =&

4 5 pC C C+ =u pC C C+ =

Primer


2. BRODSKE PUMPE

2.1. KARAKTERISTIKE PUMPI

A B

Napor pumpe , pri Q = const.

Meri se pp = f (Q) , pri n = const

Sledi kriva Hp (Q) [m]

KARAKTERISTIKA PUMPE

Podsetimo se, Hc (Q) je KARAKTERISTIKA CEVOVODA

Zavisnost Hp (Q) se dobija (najee) EKSPERIMENTALNO, daje je proizvoa pumpi

Ne proraunavamo je, za razliku od krive Hc ...

p B Ap

p p pH

= =


Prema karakteristici Hp (Q) , pumpe se dele na dve grupe

I grupa II grupa

Hp

Q

Hp

QN

p

Hp (Q)

p (Q)

RN

Hp

Q

Hpmax

QN

n = const.

RN nominalna radna taka (odgovara max)

Lopatine (hidrodinamike)Zapreminske (deplasmanske, hidrostatike)

Spadaju: centrifugalne pumpe, propelerske pumpe...

Klipne pumpe, pune pumpe, zupaste pumpe...

Hp

n = const.

(N)


Pri promeni broja obrtaja n, menja se karakteristika pumpe

Hp

Q

n1

Hp

Q

I grupa II grupa

n2n3

n n1 n2 n3

n

Kod I grupe, karakteristike za razliito n(obino) daje proizvoa, ali ako je poznata kriva za jedno n, moe se priblino preraunati ...


n = n1Hpo

Qo

Ao

A1Hp

Q

n = no

Ao (Qo , Hpo) A1 (Q1 , Hp1)

Q1 = (n1 / no) Q0Hp1 = (n1 / no)2 Hpo

Sprezanje karakteristike pumpe i cevovoda

Hp(QR) = Hc(QR)

Izraz za protok Q vai i za pumpe II grupe...

Pumpu karakteristike Hp(Q) ugradimo u cevovod (prost ili sloen) karakteristike Hc(Q)

Jadnostavno, ali vano

Na dijagramu to izgleda


I grupa II grupa

QR

R

QR = QN

R

Hp

Q

Hp

Hc

Hp

Q

Hc

Hp

Uspostavi se dinamika ravnotea pri protoku QR i pri naporu HR

HRHR


I grupa II grupaHP

QQR

HP

R

HP

QQR = QN

HP

R

Menja se protok i napor... Menja se samo napor...

Kod dobro odabrane pumpe, radna taka Rje blizu nominalne radne take N

Pumpe I i II grupe razliito reaguju na promenu karakteristike cevovoda...


Razlike pumpi I i II grupe:

I grupa prilagoava se promeni Hcpromenom Q

strmije Hc vei otpor cevovoda, manji protok...

blae Hc manji otpor cevovoda, vei protok...

II grupa NE prilagoava se, uvek daje QN i ono HP koje cevovod zahteva

Generalno vai

I pritisak im je ogranien, relativno mali

II protok je relativno mali

Za visoke pritiske, male protoke pumpe II grupe

Za niske pritiske, velike protoke pumpe I grupeZATO

Takoe, treba uoiti i sledee:

Za pumpe I grupe, karakteristika je neophodna... QN i Hp (QN ) su samo orjentacioni podaci... QR treba da je to blie QN Da bi odredili QR potrebna je karakteristika cevovoda (proraunavamo) i pumpe (daje proizvoa)

Za pumpe II grupe, dovoljan je podatak QN (eventualno i Hmax) tada je poznata i karakteristika pumpe...


Regulacija protoka daleko je jednostavnija kod pumpi I grupe...

Kako bi promenili (smanjili) protok kod pumpi II grupe?

Kod pumpi II grupe se, pri velikom otporu cevovoda, mogu javiti ekstremno visoki pritisci...

pp

pH

=

p pM

p p

p Q H QP

= =

QR = QN

R

Hp

Q

HpHc

HR

zamislimo da se zatvara ventil u potisnom vodu....

Zato je kod pumpi II grupe obavezno postaviti sigurnosni ventil...

Moe doi do havarije u cevovodu ili pumpi...

Snaga pumpe

pri velikim pritiscima javlja se opasnost od preoptereenja motora...

ventil se otvara pri odreenoj razlici pritisaka...

p p pP p Q H Q = =


Zakljuimo:

neophodno je znati kojoj grupi pripada pumpa koju ugraujemo...

Rezultat je bio Hc(Qp) Hp (Qp)

Odredili smo prenike tako da u svim ograncima imamo zahtevane protoke.

Hp

QQp

R

QR

RNHc (Q)

Hp (Qp)

Ali nema takve pumpe!postoje...

Odredili smo karakteristiku cevovoda...

Biramo prvu veu...

Nalazimo radnu taku R ...Treba da je blizu proraunske, da se ne bi bitnije menjali protoci u delovima cevovoda...

Sada (konano) moemo da zavrimo lekciju: Proraun sloenog cevovoda

Treba da je blizu nominalne, da p bude to vee...


O ovome detalnije na vebama...

Potrebno za pismeni ISPIT...

Hp

QQR

R

Qp

Slino i kod pumpi II grupe...

Kakve promene u dijagrame unosi standardizacija prenika ogranaka..?


2.2. ZAJEDNIKI RAD PUMPI

Vie pumpi mogu raditi zajedniki ...

Postoji (kao i kod cevovoda) redna i paralelna vaza..

Redna veza

Znamo Hp1, Hp2, Hp3 , ...

Traimo ekvivalentnu pumpu

P1 P2 P3 ....P1+2+3+...

Paralelna veza

P123...

....

P1P2P3

Treba nai Hp ekvivalentne pumpe


Pi Pj

Redna veza pumpi I grupe

Hp

Q

Hc (Q)

Hpj

Hpi

Hp(i+j)

vai

i jQ Q Q= =poznato je

sledi

Napor ekvivalentne pumpe jednak je zbiru napora pojedinanih pumpi, pri istom protoku...

i

ip

pH = jj

p

pH

=

( )i j

i j ji j ip p p

p ppH H H

++ = = + = +

( ) ( ) ( ) ( )i j

i jp p pH Q H Q H Q

+ = + Uoiti radne take...Redna veza kod pumpi II grupenema tehnikog smisla...

Grafiki...


Paralelna vezaPiPj

i

ip

pH =

j

jp

pH

=

Poznato( ) ( ) ?i jpH Q =&

( ) ( )i j

jip i p j

pp H Q H Q

= =

i jQ Q Q+ =

Karakteristika paralelne veze dobija se sabiranjem protoka, pri istom naporu...

( )( ) ( ) ( )i j

i jp i p j pH Q H Q H Q= = &

Hp

Q

Hc (Q)

Hpj Hpi

Hp(ij)

Hp

Q

HpiHpj

Hp (12)

Hc (Q)

Radne take pri samostalnom i zajednikom radu...??


Kada koristiti rednu, a kada paralelnu vezu?

Kod pumpi II grupe situacija je relativno jednostavna

Redna veza se ne koristi...

Paralelna veza slui za poveanje protoka...

Q1 nedovoljan, dodajemo P2(npr. jednaku pumpu)

P2

P1

Q12 = Q1 + Q2

Ali i Hp1 , Hp2 - rastu

R1 , R2 R1 , R2 N

Na primer

Q

Hc

Q1 Q12

HpHp1

R1R2

R2R1 R

Hp2

Hp(12)

Povean je protok...

Prelaskom na zajedniki rad, radna taka pumpe se pomera na sever


Kod pumpi I grupe, situacija je neto komplikovanija...

U principu, paralelna vaza slui za poveanje protoka...a redna veza za poveanje napora

Ali, kao to je pokazano, i rednom i paralelnom vezom, menjaju se i protok i napor...

Pumpe se vezuju (redno ili paralelno) kada pojedinana pumpa ne odgovara cevovodu...

Pumpa dobro odabrana za cevovod 2

Karakteristika cevovoda 1 suvie strma...

Karakteristika cevovoda 3 suvie blaga...

treba spregnuti pumpe redno...

treba spregnuti pumpe paralelno...


P1 P2

SE


P2

P1

NW


Redukopvana karakteristika pumpi

Posmatramo pumpu (I grupe) i deo cevovoda...

Znamo karakteristike Hp i Hc

Redukujemo pumpu na take A, B

( ) ( )AB ABp p cH H H=

Kako se primenjuje redukovana karakteristika?

To je energija koja se ne troi u delu cevovoda AB (viak koji preostaje...)

P1 II P2 ?Zato to su pritisci na ulazu i izlazu pumpi razliiti

Ali P1 II P2(AB) (AB)

Tipina primena kod brodskih sistema

Jedna od modernih varjanti teretnog sistema


Primer


2.3. USISNA VISINA PUMPE

Usisna visina problem svake pumpe, njena Ahilova peta

Problem usisna visina problem KAVITACIJE

P

zu(u)pat

pu = pmin

(u) - kritino mesto u cevovodu

Do sada znaju

Hp

Q

R

QR

HR

Hc

Hcus

Hp

Hcus(QR)

Gde se vidi usisna visina?

( pri Q = const)P

Dijagram pritiska

pat /

pu /


Hcus(QR ) hidraulika usisna visina (nije samo geodezijska visina)

Dok Hc(QR ) moe biti veliko, Hcus(QR ) je (bez obzira na vrstu pumpe) strogo ogranieno...

Nauili da odrede, za sloeni (i prosti) usisni cevovod

Veza pu i Hcus ??

Po definiciji:

Za prost cevovod:

+++= 42 21 81

ususus

usu

u

dgQ

dlzpp

jedino pozitivno (nosi sve), za vodu oko 10 m

mora biti vee od 0...

P

P

pumpa treba da radi na potisak...

( )us 1 u 1 uc cp pH Q H

= =usu 1c

p p H =

uscH 10 m 2 m

Zavisi od pumpe, daje je proizvoa pumpi

Za pumpe I grupe (Hu )doz = f(Q)

Q

(Hu )doz

~ 2

~ 4[m]

Zavisi od vrste tenosti i od temperature

( )p p T=

T

Tenost

Para

p

[ ]p bar

1.013100

0.70190

0.47380

0.31170

0.19960

0.12350

0.07440

0.04230

0.02320

0.01210

0.0060

T [C]voda

( )u u dozH H Uslov koji treba zadovoljiti je


log , ,p 0 0126 T 1 068

log . .p 0 01255 T 0 827

Sirova nafta:

Benzin:

nafta se zagreva tokom istovara....

problemi s istovarom benzina...

( )u u dozH H Vratimo se na uslov koji treba zadovoljiti

NPSHR NPSHANet Positive Suction Head Required > Net Positive Suction Head Available

proraunavamo...( )us1u cp pH H =

( )u dozH daje proizvoa pumpi (ili usvajamo)


2u1

u u 2 4u uus

lp 8 Q pH zd g d

= + + +

Za prost cevovod vai

pa se jasno vidi...

p1zu

lu

duQ

pT

Sa porastom nadmorske visine, nije zanimljivo za brodogradnju...

Zakljuujemo ponovo:

Potrebno je pumpu postaviti to nie, usisni cevovod to krai, to manje lokalnih gubitaka...

to rastereeniji ususni vod

Pumpa treba da radi na POTISAK...

( )uscH

uH

P

Nekoliko vanih tehnikih zadataka, koji slede iz

( )u u dozH H


( )u u dozH H

rezerva u odnosu na kavitaciju, koju proraunavamo...

( )us1u c

p pH H = ( )u dozH dozvoljena rezerva u odnosu na

kavitaciju, koju daje proizvoapumpi (ili je usvajamo)

U vezi usisne visine pume izvedena relacija

gde je


a) Odreivanje Qmax

Q

Hc(us)

p

uH

1p

Qmax

~2m

(Hu)doz~10m

b) Odreivanje Tmax

T

Hcus

p

uH

1p

Tmax

(Hu)doz

~10m

Q = const.

Nekoliko vanih tehnikih zadataka, koji slede iz

( )u u dozH H

Odreivanje maksimalnog protoka s obzirom na kavitaciju

Odreivanje maksimalne temperature s obzirom na kavitaciju


c) Odreivanje zmax

2u1

u u 2 4u uus

lp 8 Q pH zd g d

= + + +

( ) maxzzHH udozuu ==

Q

p

( )dozuH1p ~10m

zmax

Hc dozvoljeno

( ) 2u1max u 2 4dozu uus

lp p 8 Qz Hd g d

= + + + +

ima smisla i negativno... pumpa trai potporu

0

zu

zu


Tipian brodski primer...

Tipino, kod tankera dolazi do usporavanja u poslednjim fazama istovara....


2.4. Tipovi brodskih pumpi

Postoji veliki broj pumpi razliitih tipova, i praktino sve se primenjuju na brodu...

Ovaj kratki pregled koncipiran je s aspekta KORISNIKA koji kupuje pumpu i ugrauje je na pravo mesto u cevovodu...

Drugi inenjeri projektuju pumpu za njih je svaka pumpa poseban predmet

Pumpe koje se koriste na brodu, BRODSKE PUMPE, prilagoene su specifinoj brodskoj slubi (nisu neki specijalni tipovi koji se na kopnu ne koriste)

Specifinosti brodskih pumpi

- Zahtev za to manjom veliinom i teinom (potrebna je LAKA i KOMPAKTNA PUMPA)

- Dodatne sile usled ljuljanja broda (potrebna je VRSTA PUMPA, ovo se naroito odnosi na pumpe HAVARIJSKOG, PROTIV-POARNOG, BALASNOG SISTEMA

- Rad sa morskom vodom (potrebni specijalni materijali otporni na koroziju; bronza, druge legure bakra, nerajui elik)

-Rad na razliitim reimima (teretni sistem, u razliitim lukama, razliit otpor kopnenog cevovoda)


MI BIRAMO PUMPU, projektant projektuje..

Biramo brodsku pumpu (MARINE, MARINE SERVICE)

Prilikom izbora, osim na Q, Hp i p ,treba obratiti panju i na sledee osobine pumpi

- SAMOUSISNOST

- REVERZIBILNOST (prekretljivost)

Da li je pumpa samousisna ili ne?Odnosno, da li moe da povuetenost iz praznog usisnog voda?

Odnosno, da li moe da usisa vazduh?

SAMOUSISNOST moe biti veoma vana osobina...

VL

Samousisnost nebitna

VL

Samousisnost izuzetno bitna!

Kako radi sistem, ako pumpa nije samousisna?

Na primer


Postoje tipovi pumpi koje (u principu) mogu raditi u oba smera to su reverzibilne (prekretne) pume. Smer strujanja se menja promenom smera obrtanja.

Pumpa mora biti specijalno projektovana kao reverzibilna. Kod nekih tipova to je mogue, kod nekih ne.

REVERZIBILNOST moe biti vana osobina, koju projektant cevovoda mora znati

Da li se promenom smera obrtanja menja smer protoka...

Problem reverzibilnosti...

VL

Hp

Q

HN

QN

p

RN

Hp

p

2.4.1. Pumpe I grupe

AB

P

pB > pA

Kako stvoriti natpritisak?Zamisliti cevovod s pumpom koja nije reverzibilna

Npr. bitno uproava emu balastnog cevovoda...


a) Centrifugalna pumpa

Ranije predmet: Pumpe i ventilatori...

Sada sasvim skraeno...

Porast pritiska se postie centrifugalnom silomZamislimo tenost koja rotira...

i pritisak je tada p = p(r) , i to takav da

r p

Dovoljno postaviti usis blizu ose rotacije, a potis na periferiji...

i (u principu) imamo pumpu...

promena pritiska zavisi od zakona promene brzine...

Rotaciju fluida izaziva rotor (kolo, impeler), koji se nalazi u kuitu...


Animacija


Postoji niz razliitih konstrukcija...

Dele se, u zavisnosti od pogona (elektro pogon, hidrauliki pogon...)

dele se na horizontalne i vertikalne, u zavisnosti od pravca pogonskog vratila

mogu imati dvostruki usis, tzv. dvostrujne pumpe (paralelna veza...)mogu biti viestepene (redna veza...)mogu imati otvoreno i zatvoreno kolo...

Na primer: vertikalna, dvostepena

horizontalna, dvostrujna

Otvoreni i zatvoreni impeler

itd...


Centrifugalna pumpa je, generalno, dobra pumpa..

Zbog svega toga se masovno koristi, najee od svih tipova pumpi...

Pumpa nije reverzibilna...

Koristi se u praktino svim brodskim sistemima...

Ima visok stepen korisnosti...

Relativno visok napor (za pumpe I grupe)

Moe imati mali, ali i veoma veliki protok...Ova osobina je bitna zbog sirove nafte...

Sirova nafta moe imati veoma veliku viskoznost...

Zagrejena na 100F (37,8C) i do 2200 cSt.

Da bi se nafta mogla transportovati centrifugalnim pumpama, potrebno ju je zagrejati i do 55C...

Ima, s aspekta brodskih sistema, dve bitne mane

Nije samousisnai, u principu, joj smeta vazduh u usisnom vodu...

Ne moe da radi s jako viskoznim tenostima...Ukoliko je tenost jako viskozna, efikasnost i napor opadaju...

a preko 440-700 cSt, pumpa ne moe da radi...


b) Propelerska pumpa

propeleru cevi...

Propeler rotira, i tenost nastrujava na krilo propelera pod odreenim napadnim uglom...

S jedne strane krila se stvara potpritisak, a s druge natpritisak...

usled ega dolazi do aksijalnog strujanja...

O propeleru e dosta uiti...

Nazivaju se i aksijalne pumpe...

za razliku od radijalnih, centrifugalnih pumpi...

Kod svih lopatinih pumpi koriste se bezdimenzioni koeficijenti (tzv. karakteristike, znaice)

3

Q QAu r

= = =Protoka

Napora (rada)p p

2 2 2 2

H Hpu u r2 2g 2g

= = = = Brzohodosti

/

/

1 2

3 4

= =


Tzv. specifina brzina obrtanja pumpe je

( ) / ,Q 3 4pn Q

n 157 8H

= = =

Vai

Sledi, radijalne za vee napore, manje protoke...Alsijalne, za manje napore, vee protoke...

Propelerska pumpa daje male napore...ali i veoma velike protoke...

Pumpa nije samousisna

u principu, moe biti reverzibilna...

Moe imati i promenljiv korak (promenljivi napadni ugao krila propelera), to omoguava regulaciju protoka...nQ


Nekoliko tipinih reenja

Pumpa ima veoma visoku efikasnostMoe dati izuzetno velike protoke

ali je ograniena na male napore...

u kojim brodskim sistemima je potrebna takva pumpa..?


c) Vakuum pumpa (pumpa s vodenim prstenom)

Rotor je postavljen ekscentrino u odnosu na kuite...

Nakon starta pumpe, formira se vodeni prsten od ostatka tenosti...

U delu srpastog jezgra, pri rotaciji, vazduh stvara natpritisak, a u delu potpritisak...

usled ega dolazi do usisavanja vazduha iz usisnog voda...

Kada se popuni usisni vod, tenost nastavlja da struji...

ali s malim natpritiskom

(potisni vod blizu ose rotacije...)

pumpa ima dobar usis, ali daje slab natpritisak...

jedna od vakuum pumpi....


Umesto ekscentrinog rotora, moe biti i nesimetrino kuite...

Pumpa ima mali protok, mali napor, mali stepen korisnosti...

i samo jednu dobru osobinu...

odlian usis...

i ta osobina odreuje i njenu osnovnu primenu....

Animacija...


d) Strujna pumpa

Sasvim specifine, bez pokretnih delova

Radni fluid: voda, vazduh, para...Pretakani fluid: voda, gasovi, zrnaste materije (ito, ljaka, cement, riba...)

Zovemo ih:

- EJEKTORI (naglasak na usisu, kada prazne; ejektor kaljunog sistema)- INJEKTORI (naglasak na dostavljanju, kada pune; injektor kotla)


Hp

Qme - injektoriQpret - ejektori

Hp(pret)

Bitan odnos

Qpret /Qradkod brodskih pumpi, oko 1,1

Pumpa ima dve dobre osobine

odlian usis (pretakani fluid moe biti vazduh...)

moe pretakati zrnaste materije...

moe to ni jena ne moe...

ali zato nije samostalna...

mora postojati radna pumpa, koja je snabdeva radnim fluidom...

Rezime...


Rad sa prljavim tenostima

Rad sa viskoznim tenostima

Usis

Protok

Napor

Stepen korisnosti

StrujnaVakuumPropelerskaCentrifugalna

,N 0 85 ,N 0 9 , ,N 0 1 0 3 , ,N 0 2 0 3 Odlian... Najbolji...

Dobar, za pumpe I grupe...

+ + - -

-

NH 150 200 m NH 10 20 m NH 15 m NH 15 m

- -

+Postoje i male pumpe, ali Qmax 15000 m3/h

+Najvee... Qmax 100000 m3/h

-mali...QN 20-30 m3/h

-zavisi od radne pumpe...

nije samousisna- -

nije samousisna + +retka osobina rotacionih pumpi

Ne moe da ispumpava nezagrejanu naftu...

- - -

+ + +Nenadmana, ne mora biti tenost...cement, ito, riba

++++

++


Primena na brodu

Specifinosti

Potopljen rad

Veliina, teina, konstrukcija

Reverzibilnost

StrujnaVakuumPropelerskaCentrifugalna

- + + -

+ +

Moe, ali sloena konstrukcija (elektromotori...)

+lako se postie...

+nema motora...esto se koristi...

esto se koristi...

Generalno dobra pumpa...Nigde nije najbolja, ne istie sePouzdana, skoro bez mana...

Veliko Q , malo Hp , veliko p ...ekstremne osobine

Samo jedna dobra osobina...usis...

Sasvim specifina pumpa...Moe ono to ni jedna druga ne moe...Ne moe ono to sve druge mogu...

Najira...To je osnovna brodska pumpa...Kad kae pumpa...

Havarijski sistem...Sistem spasavanja...Nakretni sistem...Balastni sistem...

Za poetno usisavanje velikih pumpi...

Kratko rade...

Kaljuni ejektori...

Transport zrnastih materijala

Odsisni sistem (?)

++

Postoji i niz drugih pumpi koje spadaju u I grupu: vihorna, centrifugalno vihorna, itd..


2.4.2. Pumpe II grupeHp

Q

Hpmax

QN

n = const.

Hp

a) Klipna pumpa

Usis

Potis

Samodejstvujui nepovratni ventil

+ +

++- -

--

to su vee razlike pritisaka, bolje je zaptivanjeVrline i mane ovih pumpi vezane su, uglavnom, za ove ventile

Ventil se otvara i zatvara pod dejstvom razlike pritisaka

zatvoren otvoren

Pumpa ima dva hoda (takta)

Usisni, kada je usisni ventil otvoren, a potisni zatvoren...

Potisni, radni, kada je usisni ventil zatvoren, a potisni otvoren...

deplasmanske pumpe istiskuju tenost


Translatorno kretanje klipa stvara klipni mehanizam, koji pokree motor...

To su, tzv. spolja pogonjene pumpe

Kretanje klipa moe da stvori i parna maina...

To su, tzv. direktno pogonjene (dupleks) pumpe

Jedna od retkih savremenih primena parne maine...

Prikazana dupleks pumpa je tzv. dvohoda, odnosno pumpa dvostrukog dejstva...

kod koje su oba takta radna...


Pumpa dvostrukog dejstva je i ali pumpa tada ima (minimalno) 4 ventila...

Prave se pumpe i sa vie cilindara

Dvocilindrine

Trocilindrine (koje imaju najravnomerniji protok...)

Klipne pumpe su prve i, nakada, najzastupljenije pumpe...

Danas im se primena smanjuje...

Osnovna prednost im je odlian usis...koji omoguavaju ventili...

a i osnovna mana je vezana za ventile koji se kvare, zapuavaju, lome i komplikuju konstrukciju...

Time se prtok poveava i postaje ravnomerniji

prostog dejstva

dvostrukog dejstva


Nekoliko primera...


b) Zupasta pumpa

Dva spregnuta zupanika


Obratiti panju na put tenosti...

Protok mali (tenost u meuzublju)Pritisci veliki...

Tipina pumpa II grupe...

Pumpa je reverzibilna...

Zupci se spreu, i istiskuju tenost iz meuzublja...


o reverzibilnosti...


d) Puna pumpa

Vreteno Zavojnica

Mali zazor

Usisni vod Potisni vod

Pune, zavojne, vijane, rotacione, aksijalne...

Ovo je jednopuna pumpa, sastoji se iz kuita i jednog rotacionog vretena s zavojnicom puem (najee izraeni izjedna)

Postoje dvopune, tropune...


jednopuna

dvopuna

tropuna

reverzibilna pumpa

samousisna, kada je vlana (masna)

daje ravnomeran protok, tiho radi...

dugotrajna pumpa...(prve brodske pumpe, ugraene 1932. godine, jouvek rade...)

skupe pumpe...

posebno dobre za rad sa jako viskoznim tenostima (uljima)...

Rezime...


Rad sa prljavim tenostima

Rad sa viskoznim tenostima

Usis

Protok

Napor

Stepen korisnosti

PunaZupastaKlipna

, ,p 0 65 0 85 = najvei kod velikih sporohodih pumpi...

+ +, ,p 0 65 0 7 = , ,p 0 8 0 9 = +

Odlian... relativno dobar

+ daje visoke pritiske, dovoljne za sve brodske sisteme...

+ mH P 250max mH P 2500max +

-daje relativno male i neravnomerne protoke...

-Qmax < 150 m3/h

relativno veliki protoci za pume II grupe...

Qmax < 200 m3/h

+ - samousisna pumpa, meu najboljima...

zasluga ventila...nije samousisna

slabo samousisna...

povoljno, jer veskozna tenost podmazuje pumpu...

ali uski kanali ventila ograniavaju...

+ odlina, viskozna tenost je podmazuje...

trai ulje...

+ nenadmane!nemaju ogranienja

pumpaju i melasu, i asfalt (i meso)

++

- - -osetljive su na prljavtinu (ventili, zaptivai...)

precizna izrada, mali zazori...


Primena na brodu

Specifinosti

Potopljen rad

Veliina, teina, konstrukcija

Reverzibilnost

PunaZupastaKlipna

- + +-

komplikovana konstrukcija (ventili)...

-malo delova, ali precizna izrada, mali zazori, zupci, kanali...

-velika preciznost izrade...

skupa i teka pumpa

parno pogonjene pumpe su dobre...

+

nekada osnovne pumpe...danas sve manja primena...

odlian usis, dobra efikasnost...

pouzdane pumpe, visoka efikasnost

pogodne za dugotrajni rad...

dobre, skupe, dugotrajne pumpe...

nenadmane za veoma viskozne tenosti...

Primena se smanjuje, ali su (zbog odlinog usisa) zadrane kao kaljune pumpe i pumpe odsisnog sistema...

konkurencija ejektorime...

osetljive na prljavtinu...

problemi s ventilima u eksploataciji...

Hidrauliki sistemi....dobre za transport ulja...Dostava goriva motorima, pumpe za podmazivanje motora i reduktora (pumpe koje opsluuju motor)...Cirkulacione pumpe grejanja, hlaenja...

Hidrauliki sistemi....

Teretne pumpe za veoma viskozne tenosti koje se ne zagrevaju....


2.4.3. Uraji za poetno usisavanje

Koriste se kod nesamousisnih pumpi

Postoji ceo niz reenja, a podeliemo ih na:

- Centralne ureaje za poetno usisavanje- Individualne ureaje za poetno usisavanje

I jedni i drugi ureaji koriste vakuum pumpu (pumpu sa vodenim prstenom), ilineku drugu dobru samousisnu pumpu


a) Centralni usisni ureaj sa vakuum pumpom

Centrifugalna pumpa

magistrala

magistrala usisnog ureaja

Vakuum pumpa

Zaptivni tank

Vakuum tank

Ceo sistem cevovoda, sa pumpom di se reio problem

Zauzima prostor, dodatna teina, novac

potpritisak...


b) Individualni usisni ureaj sa separatorom vazduha

Centrifugalna pumpa

Vakuum pumpa

Zaptivni tank

Separator vazduha

Pumpa ima potporu za sve vreme rada. Ako, zbog neregularnog usisa (npr. kod kaljunog sistema) vazduh ue u usisni vod, u separatoru se izdvaja...

Obratiti panju: prostor, teina, novac. A osim toga, poveava se i otpor usisnog voda


Primer individualnog usisnog ureaja


c) Samousisna centrifugalna pumpa

I faza II faza

Pri startu centrifugalne pumpe, vakuum pumpa isisava vazduh izusisnog voda (I faza)

Kada potee tenost, slavina se prebaci u nov poloaj(II faza)

Proces traje 30-60 s

Postoje reenja kod kojih se vakuum pumpa, nakon I faze, iskljuuje...

Samousisna centrifugalna pumpa ustvari dve pumpe...


3. POJEDINI BRODSKI SISTEMI

3.1. Osnovne eme

Prema emi cevovoda brodske sisteme delimo na autonomne

centralizovane

grupne

sa linijskom magistralom

sa prstenastom magistralom

Autonomni sistemi

Svako odeljenje (svaki tank) ima svoj prost cevovod...

cevovodi jednostavni i nezavisni, ali postoji veliki broj pumpi


Centralizovan sa prstenastom magistralom

U sluaju kvara, zatvaraju se pojedini sekcijski ventili, i koristi druga grana magistrale.

Centrlizovani sa linijskom magistralom

magistrala sekcijski (razdvojni) ventil

javljaju se problemi u sluaju kvara...


Grupni sistem

Sistem opsuluuje grupu odeljenja, a ne ceo brod.

Usisna visina

Upravljanje

Montaa

ilavostCenaTeina

Centralizovani sa prstenastom mag.

Centrlizovani sa linijskom mag.Autonomni

TipOsobina

NajlakiMnogo pumpi

Manje d, ne prodire pregrade

Prolaze kroz vodo-nepropusne pregrade

Jednostavno, ali na razliitim mestima (daljinsko)

Mnogo razliitih reima rada

- - ++- - ++++ - -

+ - - -

+ - - -

+ - - -

Rezime, u formi tabele...


3.2. Kaljuni sistem

U trupu broda se, tokom eksploatacije, skuplja voda. To je manja koliina prljave (esto zamaene) vode...

Njeno prisustvo je tetno, i terba je izbaciti...

Za to slui KALJUNI SISTEM(drenani sistem, sistem suenja).

termin: kaljua kaljuna voda, ali kaljua je i deo broda gde se ona skuplja

Engleski, bilge (znai i uzvoj)

Izvori kaljune vode:

Spoljna voda (morska i atmosferska) koja ulazi tokom nepogoda kroz oduke,okna i druge otvore,

Spoljna voda iz statvene cevi,

Voda od pranja (palube, koja ne otee slivnim sistemom, ali i od pranja unutranjih prostora),

Tenosti iz slabo zaptivenih spojeva cevi, armature, pumpi,

Zaostala voda od gaenja poara i havarija...

Spoljna voda koja prolazi kroz spojeve oplate drvenih ili zakovanih brodova,

Znai, vie malih izvora...

Ne znamo koliko e kaljune vode biti (nepoznat dotok), ali znamo da e je biti, kao i da je tetna...


tete od kaljune vode:

Moe da ovlai i pokvari teret,

Doprinosi koroziji,

Pogorava uslove rada posade,

Pogorava stabilitet broda,

Poveava teinu broda ...

Kvari elektrine instalacije,

Zbog svega ovoga, svaki brod (od amca do nosaa aviona) MORA imati sistem za izbacivanje kaljune vode...

A to zahtevaju i svi registri.

Kakav sistem projektovati za izbacivanje kaljune vode?

Znamo:

Re je o manjoj (unapred nepoznatoj) koliini prljave vode koja e se skupljati u najniim delovima trupa tipina PROSTORNA VODA...

Bitno uoiti:

Sistem treba da radi kratko i povremeno, Uslovi na usisu su loi (malo vode na mnogo mesta, mogunost usisavanja vazduha), Voda prljava, ponekad zauljena...

Namee se CENTRALIZOVANI SISTEM manjeg kapaciteta sa razgranatim usisom.

Izrazito nepovoljno s aspekta usisne visine, ali alternativa je veliki broj malih pumpi ...


Kod takvog sistema treba reiti:

Pitanje USISA, tako da se voda skuplja na to manje unapred odabranih mesta,

Pitanje prljavtine preiavanje vode.

Ustvari, kod preiavanja vode, re je o dva problema

- prljava voda smeta pumpi, armaturi, cevovodu, odnosno samom sistemu...

- prljava voda smeta okolini (EKOLOKI RAZLOZI).

Poseban ekoloki problem je zauljena (zamaena) voda, kakva je esto kaljua mainskog prostora.

Sve to se isputa sa broda podlee pod MARPOL propise (Marine Polution, deo IMO propisa).


Kako se ovi problemi reavaju?Principijelna ema

magistrala kaljunog sistemakaljuna

pumpa

tank otpadnog (prljavog) ulja

separator

kaljuni zdenac (bunar, well)

kaljuni tank

blatnjaa

usisna korpa

ogranak kaljunog sistema

- zdenci (bunari) za skupljanje kaljune vode,

- usisne korpe, blatnjaa za preiavanje pre pumpe,

- separator za separaciju ulja (odmaivanje).

Kaljuna voda prljava, ali (u mainskom prostoru) i zauljena

Propisi ne dozvoljavaju isputanje zauljene kaljue!

Primoravaju nas da predvidimo i KALJUNI TANK i TANK PRLJAVOG ULJA.

Postoje:


a) Armatura za preiavanje kaljune vode

Usisna korpa

h 0.25d

d

8-10 mm

Nita sofisticirano, obino sito.Ai 2d2/4 protoni presek svih rupica

Postavlja se na svaki kaljuni usis.

Simbol

= 0.3 - 0.7 = 5 - 12

esto se pravi sa ugraenim nepovratnim ventilom (zaklopkom)...

Blatnjaa

poklopac

reetkakorito

Postavlja se u usisni vod, pre pumpe. Poklopac mora dobro da zaptiva da pumpa ne usisava vazduh

Simbol 3

Oba elementa optereuju usisni vod, ali su neophodni jer tite pumpu od prljavtine (posebno u sluaju klipnih pumpi)kod strujnih pumpi, blatnjaa nije neophodna...


Separator

Ureaj za razdvajanje ulja od vode. Kaljuna voda iz mainskog prostora je (najee) zauljena. Separator se postavlja u POTISNI vod, da zatiti okolinu...

postoje tri mogunostidirektno van broda

kroz separator

u kaljuni tank

Ulje

Ulje

Ulje

Tank za ulje

Tank za ulje

Tank za ulje

Ugljeni filter

Prljava voda ista voda

Ulje se ne rastvara u vodi, meanjem se dobija smea tenosti razliitih gustina (vode > ulja), pa se pri separaciji koriste dva principa:

rezlika gustina + filtriranjeprljavo ulje

ista voda

Usled gravitacije, ulje (koje ima manju gustinu) izdvaja se na povrini GRAVITACIONI SEPARATOR

Ne mora imati "svoju" pumpu, ali zbog velikog otpora ( 15) esto ide "u paketu" sa pumpom.

prljava voda


Postoje i CENTRIFUGALNI separatori....

Meavina ulja i vode rotira, pri emu se voda izdvaja na periferiji.

Centrifugalni su bolji i skuplji (imaju motor) i uglavnom slue za proiavanje ulja i goriva, a ne vode...

ista voda danas se smatra voda sa

max 15 ppm (15 10-6) ulja u vodi tako propisuje MARPOL

usled sve stroijih ekolokihzahteva, mogue da e centrifugalni separatori postati standard i u kaljunom sistemu...

b) Raspored kaljunih usisa

Usisi kaljunog sistema su u "suvim" prostorima skladitima i mainskom prostoru....

Tu se nalaze kaljuni bunari, zapremine Vmin = 150 200 l

Teretni brod

Mainski prostor Skladite

Pik Pik?

?

Tankovi (balasni, goriva) imaju svoje usise.

Tanker

Koferdam

Tank Tank Tank Tank TankMa. prostor

? ?

?simbol da, ako se prostor ne koristi za balast


Skladita

Nalaze se kod krmenih pregrada skladita

Kod velikih skladita, i kod pramanih pregrada...

l < 35m

l > 35m

Problem su brodovi bez dvodna:

Loi uslovi usisa, uvek ostaje voda.


Mainski prostor

Magistrala...

Kaljuni tank

Tank prljavog uljaA, B, C posredni usisi (GRUPNI sistem)

D neposredni usis (AUTONOMNI sistem)

A

B

C

D


Mala odelenja (pikovi, koferdami...)

Najee se ne prikljuuju na centralni kaljuni sistem ne isplati se probijati vodonepropusne pregrade, naroito kolizionu pregradu...

Odelenja se ipak prazne prave se mali autonomni sistemi (esto prenosni) sa strujnim (pa i runim) pumpama...

c) Cevi kaljunog sistema

Prenici kaljunih cevi podleu propisima...

L, B, H, l (m) - duina, irina, visina broda, duina odeljenja u kome se nalazi ogranak

Registri daju formule (za morske brodove):

( ), ( )D 1 68 L B H 25 mm= + +( ), ( )d 2 15 l B H 25 mm= + +

magistrale

ogranka

za rene slino, samo su drugi koeficijenti

D

d

tipino, za morske brodove100 < D < 250 mm

Cevi se polau (po pravilu) iznad unutranjeg dna, tako da to manje smetaju. NE PROLAZE KROZ DVODNO.

Na primer


Problem je prolaz kaljunog voda kroztankoveTreba ih izbegavati, a ako je neophodno, paljivo pogledati propise.

Na primer, za usisni vod kaljunog sistemaNAFTA

obavezno...

BALAST

SVEA VODA

Tunel (ira cev)...

d) Pumpe kaljunog sistema

Specifinosti kaljunog sistema: sistem se povremeno ukljuuje, kratko radi, uslovi na usisu su loi, protok mali, voda prljava...

Potrebna pumpu sa dobrim usisom, manjeg kapaciteta, p nije bitno...

To (u principu) nije CENTRIFUGALNA pumpa.

Namee se:

- STRUJNA pumpa (kaljuni EJEKTOR) ali ova pumpa nije samostalna- KLIPNA pumpa (smeta joj prljavtina)

- (Ipak) i centrifugalna, ali SAMOUSISNA CENTRIFUGALNA pumpa


Propisi zahtevaju 2-4 kaljune pumpe, zavisno od veliine i tipa broda.

Dele ih (prema pogonu) na:

- Samostalne (imaju svoj motor)- Strujne (pokreu ih druge pumpe)- Prikljune (prikljuuju se na vratilo glavnog motora, PTO)

- Rune (najee klipne pumpe)

Kada registri daju broj pumpi, zahtevaju i vrstu pogona (koliko kojih...)

Uvek mora postojati SAMOSTALNA KALJUNA PUMPA, sistem se ne moe reiti samo ejektorima.

Propisi daju i minimalni protok kaljune pumpe:Jugoregistar vmin = 2 m/s

Lojd Qmin [m3/h]= 0.00575D2 [mm]

vD2/4 = Qza vmin = 2 m/s Q [m3/s] = 1.57 D2 [m]

Q [m3/h] = 0.0057D2 [mm]

Q =55 350 [m3/h]Tipine brodske kaljune pumpe

Kod kaljunog (a i ostalih) sistema, bitna je ZAMENLJIVOST PUMPI.Radi utede u teini, prostoru, ceni... jedna pumpa moe (pod odreenim uslovima) opsluivati VIE SISTEMA.

Kada propisi kau npr. 2 kaljune pumpe, to ne mora da znai da su to SAMO kaljune pumpe.


Ogranienja i mogunosti zamene date su preko eme:

Balasnapumpa

Protivpoarnapumpa

Pumpa sveevode

Rezervna pumpaza hlaenje motora

Kaljunapumpa

Reim p

ranjenj

a

Reim

punjenj

a

Reim cirkulacije

ovo ovogumesto

??

??

?

DOZVOLJENO

NIJE DOZVOLJENO

DOZVOLJENO, ako kaljua nije zauljena

?

?


e) Specifinosti prorauna kaljunog sistema

Proraun prema propisima moe izgledati sasvim jednostavno

Registri daju D, di QminPumpu biramo (prema katalogu) QN > Qmin

Ne treba posebno inenjersko znanje.Ovo ponekad zovu proraun!

ta tu ne valja? Da li smo stvarno reili problem?

Donekle, ako biramo pumpu II grupe.

QQN

HpHc

Qmin

Bez obzira na cevovod (koji nije proraunat, i ija je karakteristika nepoznata) radni protok je vei od minimalnog...

Ako biramo pumpu I grupe, nita nije reeno...

Hp

QQmin QN

N

Radni protok moe biti vei...

Hc

ali i manji od minimalnog...


Neophodno je nai Hc (Q), pa tek onda ustanoviti da li je Q > Qmin

Ali i tada su samo zadovoljeni propisi...

Kako e (i da li e) sistem raditi?

Treba proveriti USISNU VISINU (znai, treba proraunati Hcus (Q) i za klipnu pumpu).

Iako je zadovoljen Registar moe se desiti da sistem ne radi...

Ako i Hcus zadovoljava, verovatno je da sistem ipak nee raditi dobro.

Protoci u ograncima e se bitno razlikovati, a zdenci se nee prazniti istovremeno....

Kako ovo reiti?

Treba sprovesti klasian proraun sloenog cevovoda sa uslovom da protoci kroz ogranke budu priblino jednaki...

Uslov Registra (D) daje (direktno) prenike magistrale...

Uslovi za ogranake (d) predstavljaju samo ogranienja koja treba zadovoljiti.

Provera Hcus , obavezna...


3.3. Havarijski sistem

Slui za izbacivanje vode koja u brod prodire pri probijanju oplate, gaenjupoara, ili neke druge havarije...

Re je (po pravilu) o velikoj koliini tzv.HAVARIJSKE VODE.

Za razliku od kaljunog sistema NEMAJU GA SVI BRODOVI, ve samo brodovi kod kojih je rizik havarije veliki...

To su:

RATNI BRODOVI

BRODOVI ZA TEKE RUTE, NEREGULARNE RUTE

BRODOVI KOJI NOSE EKSPLOZIV (bilo da ga transportuju ili upotrebljavaju, npr. ledolomci, nekada kitolovci... spadajui u prethodnu taku)

BRODOVI ZA SPASAVANJE

NEKI PUTNIKI BRODOVI

Da li e brod imati havarijski sistem stvar je naruioca (brodovlasnika). On zadaje i zahteve sistema, npr. vreme pranjenja... Propisi se time ne bave...

Havarijski sistem, na neki nain radi isti posao kao i kaljuni sistem izbacuje vodu iz broda, ali mu je zadatak bitno razliit.

Ukljuuje se samo izuzetno, pri havarijama, po pravilu u najteim uslovima i tada treba TO BRE da izbaci havarijsku vodu. Tipino vreme pranjenja tpr = 1 - 3 h.


Specifinosti havarijskog sistema (odnosnotipine razlike u odnosu na kaljuni sistem):

- Koriste se veliki prenici (do 800 mm)- Veliki protoci (do 2000 m3/h)- Relativno mali napori (10 20 m)

- Pumpe su esto potopljene

- Upravljanje daljinsko

- Cevovod udaljen od boka (van pojasa 0,2B)

- Nema ekolokih zahteva (sve je dozvoljeno)

bok

B/5 Pojas u kome ne treba da se nalazi havarijski sistem

Sistem treba da radi u najteim uslovima trai se ILAVOST, pa se najee koriste AUTONOMNE EME za pojedina odelenja

U zavisnosti od veliine odelenja, odnosno protoka, koriste se razliita reenja

Q = Vod / tpr

a) Mala odeljenja, Q 100 m3/h

Protiv-poarni vod

> 0.2B

Koriste se (najee) prenosni ejektori...

sluaju havarije postavljaju se ejektori sa crevima...


b) Srednja odeljenja, 100 < Q < 300 m3/h

Koriste se (obino) STACIONARNI ejektori.

Protiv-poarni vod

Primena ejektora moe delovati nelogino, njihovi kvalitet dobar usis, otpornost na prljavtinu, ovde ne dolazi do izraaja

Ovde do izraaja dolazi njihova jednostavnost, pouzdanost, izuzetna pogodnost za potopljen rad...

c) Velika odeljenja, Q 300 m3/h

Tipino: stacionarne pumpe (propelerske ili centrifugalne) u pregradcima...Pregradci vodonepropusne eline kutije (sanduci, odeljenja) u koje se smetaju pumpe

> 0.2B

Odlivni kingston


Svako odelenje prazne dve pumpe, ovakav sistem je izuzetno ILAV.

Pumpe su odlino zatienje, nisu potopljene, rade i u najteim uslovima.Mane: slue samo u sluaju havarije, gubi se prostor, poveava teina, pumpe nepristupane

Ovo je SISTEM RATNIH BRODOVA, za koje je oteene - radno stanje

Moe se reiti i sa potopljenim pumpama, bez pregradaka...


3.4. Sistem za nudu

Veina trgovakih brodova nema HAVARIJSKI SISTEM ali opasnost od prodora vode ipak postoji.

Zato se, kao zamena havarijskog sistema, ugrauje SISTEM ZA NUDU.

Kod ovog sistema se, po pravilu, od prodora vode brani SAMO MAINSKI PROSTOR, i to na dva naina:

a) Dodatnom pumpom sa neposrednim usisom (tzv. usisom za nudu)

b) Pojaavanjem KALJUNOG SISTEMA

Nain a)

Na jednu od postojeih pumpi (koja nije kaljuna) vezuje se usis iz mainskog prostora (i eventualno jo nekog od BITNIH odelenja)

Koristi se npr. rezervna pumpa za hlaenje motora, cirkulaciona pumpa kondenzatora, tzv. pumpe OPTE NAMENE (kojima je to jedna od funkcija)

Uoimo: To je jedan autonomni sistem ustvari oslabljen HAVARIJSKI SISTEM, sveden na 1 pumpu i 1 odelenje.

Mainski prostor tada od prodora vode brane:

Usis za nudu (nezavisna pumpa) Neposredan usis kaljunog sistema (kaljuna pumpa) Posredni usisi kaljunog sistema

Ostale prostore brani samo kaljuni sistem. Ovakvo reenje je uobiajeno za teretne brodove, a za putnike je nedovoljno.


Nain b)

Kaljuni sistem se pojaava za sluaj havarije

Sistem se pomera ka sredini broda, van zone 0,2B uz bok broda

Jedna od kaljunih pumpi, koja prazni mainski prostor, postavlja se van mainskog prostora

Uz to, moe se dodatno:

Poveati kapacitet kaljunih pumpi

Predvideti daljinsko upravljanje i potopive pumpe

3.5. Sistem spasavanja

Brodovi SPASIOCI (rescue vessels) imaju poseban sistem za pranjenje vode iz drugih brodova, to je sistem spasavanja.Brodovi koji se i ne zovu spasioci, npr. vatrogasci, ledolomci, remorkeri, takoe (najee) imaju ovakav sistem...Sistem je u principu jednostavan: jaka (samousisna) pumpa (najee centrifugalna), cevovod velikog prenika i elastino crevo

~ 400 mmelastino crevo (~ 200mm)

Autonomni sistem radi u nepovoljnom reimu NA USIS


Do sada smo prouili 4 sistema, i svi su (na neki nain) obavljali istu slubu: IZBACIVANJE VODE SA BRODA

Kaljuni sistem Havarijski sistem

Sistem za nudu

Sistem spasavanja

Ratni i specijani brodovi

Teretni i putniki brodovi

Brodovi spasiociRezime


3.6. Balastni sistem

Na nizu brodova je neophodno povremeno krcati spoljnu vodu (tzv. BALASTNU VODU, BALAST) u specijalne BALASTNE TANKOVE.

Ova potreba se javlja kod TERETNIH brodova, kada treba da plove bez tereta.

Kod praznog broda LIGHTSHIP-a, po pravilu je deo propelera van vode, pramani propeleri su van vode, brod je nesposoban za plovidbu.

Kod veine teretnih brodova balastiranje umesto tereta je izuzetak koji projektant mora predvideti

balast nepoeljan, treba ii na minimalnu masu balasta...

Kod tankera za prevoz nafte, balastna vonja je PRAVILO jer je povratna plovidba (50% ukupne) uvek bez tereta.

Da bi se omoguilo brodu da plovi bez tereta, utovaruje se mB = (0.2-0.3) D, to moe biti ogromna masa vode.

Balastiranje, sem kao zamena za teret, neophodno je za podeavanje (kontrolu) STABILITETA, TRIMA, NAGIBA i to ne samo teretnih, ve i putnikih, ratnih i drugih brodova.

Balastna voda je neophodna i kod niza SPECIJALNIH PLOVNIH OBJEKATA (brodova) za operaciju UTOVAR-ISTOVAR.


Primer su: Fo-Fo (Float on Float off) brodovi, plovei dokovi, brodovi za teke terete...(Specijalni brodovi imaju i specijalne sisteme).

Balast se krca u BALASTNE TANKOVE koji se (po pravilu) nalaze u loim nepristupanim prostorima na brodu.

PikDvodno

Dvobok

Oduci obavezni

Utovar/istovar ovih tankova mora da obezbedi BALASNI SISTEM.

Ovaj sistem uz utovar/istovar balasta treba da obezbedi i PREBACIVANJE (pretakanje) balasta iz tanka u tank.

Pri tome je uobiajeno vreme:

PUNJENJE SVIH TANKOVA6 - 8 asova

PRANJENJE SVIH TANKOVA4 - 5 asova

PRANJENJE NAJVEEG TANKA 2 asa


Kakav sistem projektovati?

Znamo:

Koliina vode i kapacitet sistema zavise od veliine i namene broda i kreu se u ogromnom rasponu (50-15000 m3/h)

Iako se sistemi bitno razlikuju, zajedniko je da se:

- Ukljuuju povremeno, ali (kada se ukljue) rade satima

- Uslovi na usisu relativno dobri (sem u poslednjoj fazi istovara)

- Sistem treba da radi u nizu bitno razliitih reima

- Voda je (relativno) ista

Namee se CENTRALIZOVANI SISTEM sa linijskom ili prstenastom magistralom (ili kobinacija GRUPNIH i CENTRALIZOVANIH sistema).

Reim punjenja

Usisni kingston ventil

Tankovi se esto pune SAMOTOKOM (niski tankovi u dvodnu, tankovi ispod VL).

U reimu punjenja pumpom, nema problema sa usisom, niti sa usisnom visinom razgranat potisni vod, postoji POTPORA (pumpa ispod VL).

Bunar kingstona


h

d1

d

Dno tanka

Reim pranjenja

Odlivni kingston ventil

Sada je usis razgranat, a reim znatno nepovoljniji. Moe se javiti problem usisne visine i usisa vazduha u zadnjoj fazi istovara.

Po pravilu, isti cevovod i iste pumpe u oba (i u svim drugim) reimima. Zato ema moe biti izuzetno komplikovana.

Uoiti pogodnost REVERZIBILNE (prekretne) pumpe.

a) Cevi balastnog sistema

Prenici cevi slede iz vremena pranjenja (tpr), veliine tankova (Vtan) i brzine strujanja (v>2m/s).

JR daje formulu:

Usisnici to nie, da se smanji ostatak vode u tankovima

Kroz isti ogranak se (po pravilu) puni i prazni tank

,2

tanpr pr

pr

V dQ Q v dt 4

= = =

[ ] [ ]33 tand mm 18 V m> MAG maxD d>

2

1dd h

4

2

1

dh4d

,1d h/ 2


Cevi se provlae kroz DVODNO (za razliku od kaljunih), ili nad unutranjim dnom (sa kaljunim cevima). Ponekad postoji i specijalni (suvi) tunel kroz dvodno.

Posebna pana se poklanja prolazu kroz KOLIZIONU pregradu.

Broj cevi kroz pregradu strogo ogranien (to manji). Najotrije kod putnikih brodova: samo jedna cev... to moe biti cev balastnog sistema sa ventilom.

b) Pumpe balasnog sistema

Centralizovani sistem sa (bar) jednom pumpom. Pumpa ne mora da bude samousisna. Poeljno je da bude reverzibilna.

Protok (kod veih brodova) velik...

Namee se PROPELERSKA pumpa (dobro , a sistem radi satima...).

Dobre pumpe, ako zadovoljava napor (Hcbal = 15 - 30 m).

Koristi se i centrifugalna pumpa (iako nije reverzibilna).


to se ZAMENLJIVOSTI pumpi tie:

Balastnapumpa

Kaljunapumpa

Protivpoarnapumpa Pumpa za pranje

i umivanjePumpa

pitke vode

Rezervna pumpaza hlaenje motora

Reim

pranjen

jaRe

im

punjenj

a

Reimcirkulacije

ovo ovogumesto

DOZVOLJENO

NIJE DOZVOLJENO

DOZVOLJENO, ako kaljua nije zauljena

DOZVOLJENO, ako balastna nije zauljena

323?3??

3?

3 3?

3

3??3??

3??

3

3

3??3??2

2

3

22

3??3

3??


b) Ekoloki zahtevi

Kroz ekoloke zahteve balasnog sistema treba uoiti zaotravanje propisa vezanih za zatitu okoline...

Nekada ZAULJENA (prljava) balastna voda sa tankera za prevoz nafte, predstavljala je osnovni zagaiva mora.

Balast se krcala direktno u prljave tankove, a zatim (pre utovara tereta) izbacivala u more. To je bila ogromna koliina masne vode, od koje se vremenom stvarao katran, koji je dospevao i na obalu...

Taj veliki ekoloki problem je inicirao stvaranje MARPOL-a 1970-tih.

Dvobok dvodno, reen problem prljave balastne vode, ali i izlivanje nafte u sluaju havarije. Teko se do toga dolo zbog smanjenja profita brodovlasnika.

ekologija nasuprot ekonomiji..

Danas je u ii nov ekoloki problem vezan za balastnu vodu.

nafta

voda


Pokazalo se da se isputanjem (ogromne koliine) balastne vode prenose ivi organizmi (plankton, alge, bakterije...) u novu sredinu...

Ovi strani organizmi ponekad drastino menjaju postojei EKO-SISTEM.

Danas se ispituje niz mera da se ovo sprei. Razliitim TRETMANIMA balastne vode. Kako ubiti organizme pre istakanja?

Zahtev je (inenjerski) komplikovani...

TROVANJE ? otrov moe da jo vie oteti sredinu.

Jo nije u propisima, ali bie uskoro.

ZAGREVANJE ? skupo, mnogo vode

Danas preporuke: to manje balasta (ekoloki i ekonomski zahtevi se poklapaju).

Zamena balastne priobalne vode (pune ivih organizama) na otvorenom okeanu danju, kada je plankton u dubini.

Azipodi koji se dodatno sputaju kada brod plovi prazan, i druge mere za smanjenje koliine balasta....

Primer balastnog sistema


Oznake:

KV kingston ventilOV odlivni ventilBP balastna pumpaVK ventilska kutijaKS kaljuni sistem

Postoje 4 grupe tankova I - IVCentralizovani sistem koji radi u vie razliitih reima:

1. Utovar pumpom2. Utovar samotokom3. Istovar4. Pretakanje


3.7. Sistem nagiba i trima

(nakretni sistem i sistem pretege)

Re je o sistemima za BRZO ispravljanje neeljenog nagiba i trima, ili (obrnuto) za stvaranje potrebnog nagiba i trima.

Potrebu za aktivnim sistemima nemaju svi brodovi.

Sistem nagiba (za ispravljanje neeljenog nagiba) poseduju brodovi kod kojih se utovar/istovar obavljaju brzo:

trajekti (posebno za prevoz vozova)

Ro Ro brodovi...

Sistem, ali za stvaranje trima i nagiba, poseduju i ledolomci...

Iako ovi sistemi, na neki nain, obavljaju istu slubu kao balastni sistem:

pune specijalne tankove spoljnom vodom, prebacuju vodu iz tanka u tank...

ovi sistemi (po pravilu) nisu povezani sa balasnim sistemom.

Bitna razlika je u VREMENU punjenja/pranjenja.

Kod balastnog sistema, vreme se meri asovima (i do 8 h), a kod sistema nagiba i trima, minutima (pa i delovima minuta).

Znai kapacitet ovih sistema je daleko vei...

zato, ako se i kombinuju sa drugim sistemima, to nije balastni sistem.

To moe biti havarijski sistem, ali i sistem LJULJNIH TANKOVA (sistem za smanjenje ljuljanja).


Potreba za ovim sistemom, kod Ro-Ro brodova i trajekata je jasna...

Ali emu slue ovi sistemi kod LEDOLOMCA?

Iako nije deo ovog predmeta, dajem ukratko reime rada ledolomaca

Reim rada zavisi od debljine leda, tako da razlikujemo tri tipina sluaja:

Tanak led (ledena kora), na reci do 10 cm

Ledolomac, dok moe, plovi kontinualno, a zatim poinje (namerno) da se ljulja (valja) i da tako lomi led.

Ledena kora

Za to su mu potrebni posebni boni (ljuljni) tankovi, i sistem koji prebacuje vodu iz tanka u tank.

U predmetu PBT e biti rei o ljuljnim tankovima, koji smanjuju valjanje broda na talasima. Ovo je veoma slian sistem koji (kada nema talasa) izaziva valjanje broda.

Debeli led (debela kora, sante), na reci do 1 mLedolomac se nasue na led (uzjae)

Za to ima poseban oblik pramca, ali i sistem trima. Pre nasukanja, stvara se krmeni trim. Nakon nasukanja prebacuje vodu u pramani tank, poveava teinu pramca, i lomi led.


Ledene barijere, na reci preko 1 m

Sistemi vie ne pomau. Ledolomac se zalee i udara u led reim boksovanja

Sistemi nagiba i trima slue i za spasavanje ledolomca...

kada ga led zarobi iskoprca se.

danas i nov reim vonja unazad, krmom probija led, azipodi...

Uoava se da sistemi nagiba i trima moraju imati veliki kapacitet, velike prenike cevi...

Sistem nagiba sa reverzibilnom pumpom

Tipino:

Q = 600-2000 m3/h (4000 m3/h)

d = 200-400 mm (1000 mm)

Zavisi od veliine broda i tankova.


Sistem nagiba sa kompresorom (U-tank)

Prebacuje se samo slavina.

Sistemi danas rade (uglavnom) automatski. Poseduju mera nagiba (inklinomer) preko koga se ukljuuje/iskljuuje sistem.

Organski su vezani za sisteme za stabilizaciju ljuljanja (ljuljne tankove) i obino se koriste i u ove svrhe. Takoe se principijelno isti sistemi koriste na ledolomcima za stvaranje ljuljanja. Mogu se koristiti i za eksperiment ljuljanja, ali i za stvaranje statikog nagiba za eksperiment nakretanja (omoguavaju lako odreivanje trenutne MG)

Sistem nagiba je, zbog velikog kapaciteta, esto povezan i sa havarijskim sistemom...


Sistem nagiba sa centrifugalnom pumpom, radi u 4 reima...

1. Punjenje tankova2. Prenjenje tankova3. Pretakanje4. Pranjenje havarijske

vode (iz usisa A, B, kroz kingston K)

Sistem sa reverzibilnim pumpama

Reimi:PunjenjePranjenjePretakanjeVeza sa sistemom pretege (SP)

Primeri

sistem nagiba


Sistem trima povezan sa havarijskim sistemom

Reimi:Punjenje Tk , TpPranjenje Tk , TpPretakanjePranjenje havarijske vode

k pT TR


3.8. Sanitarni sistemi

Sanitarni sistemi

Dovodni sistemi Odvodni sistemi

Svee (slatke) vode

Pitke vode Vode za pranje i umivanje

Spoljne (slane) vode

Prljave (sive) vode

Zagaene (crne, fekalne) vode

Sanitarni sistem ima svaki stan, zgrada, grad... VODOVOD I KANALIZACIJA

Znai, ovo nisu specijalni brodski sistemi ali BRODSKI imaju niz specifinosti.


3.8.1.Dovodni sanitarni sistem

a) Sistem svee vode

Sistem treba da obezbedi odreenu koliinu vode za pie, pranje i umivanje.

Nekada su (zbog sloenosti odravanja kvaliteta pitke vode) postojala dva odvojena sistema:

sistem pitke vode i sistem vode za pranje i umivanje (tehnike vode).

Danas su ovi sistemi (uglavnom) objedinjeni.

Koliina vode zavisi od broja ljudi (posada, putnici), autonomije, tipa broda (putniki-luksuzni, ratni,..), i od toga da li su sistemi pitke i tehnike vode objedinjeni.

Minimalne norme, potrebne vode po oveku na dan:

5Pranje vea

60Pranje i kupanje

3Priprema i kuvanje hrane

110Ukupno

15WC

5.5Pranje kuhinje i restorana

19Pranje posua

2.5Pie

l / ovek na danNamena

Pitka voda (30 l)

Tehnika voda (80 l)?

Bgd...


Na osnovu ovoga naruilac broda (ili projektant) usvaja veliinu tankova svee vode.

Na primer:

teretni brod (15 lanova posade, 30 dana)200 l/ovek na dan 90 m3 (tank 3x3x10 m)

putniki brod (3000 putnika, 20 dana)200 l/ovek na dan 12000 m3

ogromna koliina...

Dodatni problem je odravanje kvaliteta stajae pitke vode.

Namee se se potreba za GENERATOROM SVEE VODE

Svea voda se skladiti u tankovim koji se pune sa kopna (iz vodovoda), ili iz generatora svee vode.

Hidrant spoj sa obalom

Generatorsvee vode Ureaj za tretman svee vode ( za

pitku vodu )

Gravitacioni tankCirkulaciona pumpaHidrofor

Tank svee vode


Tank svee vode ne treba da bude strukturni (deo konstrukcije broda), ne treba da bude u dvodnu, blizu grejaa, tankova sa naftom, WC-a... Materijal trba to due da odri kvalitet vode nerajui elik, cementna kouljica, plastika (?).

Pitka voda ne treba da stoji due od 5 7 dana, nakon to

brodski sistemi 2009.pdf

Documents