Uni Fn Mv 113 Unidad 9 Elementos Del Buque Maquinaria

1UNI, 2010UNI, 2010UNI, 2010UNI, 2010

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA NAVALESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA NAVALESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA NAVALESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA NAVAL

UNI 2010UNI 2010UNI 2010UNI 2010

INGENIERO NAVAL JORGE RAMIREZ R.INGENIERO NAVAL JORGE RAMIREZ R.INGENIERO NAVAL JORGE RAMIREZ R.INGENIERO NAVAL JORGE RAMIREZ R.

NOVENA UNIDADNOVENA UNIDADNOVENA UNIDADNOVENA UNIDAD

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA

FUNDAMENTOS FUNDAMENTOS NAVALESNAVALES

FUNDAMENTOS FUNDAMENTOS NAVALESNAVALES

ASIGNATURAASIGNATURAASIGNATURAASIGNATURA

2Elaborado por Ing. Naval Jorge Ramrez

CONTENIDOCONTENIDO

1.1. PLANTASPLANTAS DEDE INGENIERAINGENIERA ENEN LALA PROPULSINPROPULSINDEDE BUQUESBUQUES:: CIVILESCIVILES YY MILITARESMILITARES..

2.2. TIPOSTIPOS DEDE PLANTASPLANTAS DEDE INGENIERIAINGENIERIA ..

3.3. DESEMPEODESEMPEO ENERGETICOENERGETICO..

4.4. TIPOSTIPOS DEDE PROPULSORESPROPULSORES..

5.5. OTROSOTROS TIPOSTIPOS DEDE PROPULSIONPROPULSION..

6.6. MAQUINARIAMAQUINARIA AUXILIARAUXILIAR..

Elaborado por Ing. Naval Jorge Ramrez

SALA DE MAQUINAS: La sala de mquinas es el espacio destinadoal alojamiento de la planta propulsora, generadores, calderas,compresores, bombas de lubricacin, lastre y todo dispositivo para elnormal funcionamiento de un buque.

1.1. PLANTAS DE INGENIERA EN LA PROPULSIN DE PLANTAS DE INGENIERA EN LA PROPULSIN DE BUQUES: CIVILES Y MILITARES.BUQUES: CIVILES Y MILITARES.


PLANTA PROPULSORA: La planta propulsora es el sistemadestinado a la generacin de la energa propulsora del buque.






OBJETIVOS DEL SISTEMA DE PROPULSIN:OBJETIVOS DEL SISTEMA DE PROPULSIN: Propulsar el buque a una velocidad pretendida y proporcionar las Propulsar el buque a una velocidad pretendida y proporcionar las

capacidades de maniobra necesaria.capacidades de maniobra necesaria.

COMPONENTES:COMPONENTES: Sistema motor, sistema de transmisin, propulsin, otros Sistema motor, sistema de transmisin, propulsin, otros

sistemas a bordo.sistemas a bordo.Sistema de propulsin de una embarcacin de comercio basado en un motor Diesel.



5qq MOTORESMOTORES DIESELDIESEL: Casi todas las embarcaciones comerciales de pequea ygrande escala.

qq TURBINASTURBINAS AA GASGAS:: Principalmente en aplicaciones militares, tambin enalgunas embarcaciones rpidas.

qq TURBINASTURBINAS AA VAPORVAPOR:: Motores alternativos a vapor.

qq MOTORESMOTORES ELCTRICOSELCTRICOS:: (Generadores y motores elctricos): Se aplica enbuques de pasaje, sistemas de propulsin especial, rompehielos.

qq SISTEMAS COMBINADOS: SISTEMAS COMBINADOS: Diesel o Turbina a gas (CODOG) Diesel y Turbina a gas (CODAG) Turbina a gas y Turbina a vapor (COGAS) Turbina a gas y Turbina a gas (COGAG) Turbina a Gas o Turbina a gas (COGOG)

qq REACTORESREACTORES NUCLEARESNUCLEARES:: ReactorReactor yy turbinasturbinas aa vaporvapor..


2.2. TIPOS DE PLANTAS DE INGENIERIA .TIPOS DE PLANTAS DE INGENIERIA .

ALTERNATIVAS DE SISTEMAS COMBINADOSALTERNATIVAS DE SISTEMAS COMBINADOS



6I.I. MOTORES DIESELMOTORES DIESELMARINOSMARINOS

I.I. MOTORES DIESELMOTORES DIESELMARINOSMARINOS



I. I. MOTORES DIESEL MARINOSMOTORES DIESEL MARINOS

Los motores Diesel son clasificados como: Motores de baja velocidad

(< 500 rpm) Media velocidad

(700 1200 rpm) Alta velocidad

(1800 4000 rpm)

Generalmente los buques de comercio usan los motores Diesel



7DEFINICIN DE MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA.DEFINICIN DE MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA.Es el motor cuyo funcionamiento se basa en convertir la energa qumica delcombustible (Qc)en energa trmica (Qt) y esta a su vez en energa mecnica(Qm).

Qm Salida Qt

internamente

QcEntrada

n

REDUCTORMOTOR





8I.1. MOTOR MARINO DE BAJA VELOCIDADI.1. MOTOR MARINO DE BAJA VELOCIDAD( ( MOTOR DE DOS TIEMPOS )MOTOR DE DOS TIEMPOS ) Son usados en buques de grandes dimensiones (Buques tanque,

buques graneleros, etc.) Directamente acoplados a la flecha de la hlice. Son mas voluminosos, pesados y caros que los motores de media

y alta velocidad.



I.1. MOTOR MARINO DE BAJA VELOCIDADI.1. MOTOR MARINO DE BAJA VELOCIDAD( ( MOTOR DE DOS TIEMPOS )MOTOR DE DOS TIEMPOS ) No obstante tienen menores costos de consumo, operacin y

mantenimiento. Baja combustin con combustibles pesados. Necesita una gran resistencia y cimentacin con el casco.



9PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOSCUATRO TIEMPOS



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SALA DE MQUINASSALA DE MQUINASSISTEMA DE PROPULSIN CON MOTOR DIESEL LENTOSISTEMA DE PROPULSIN CON MOTOR DIESEL LENTO


MOTOR SULZER:Potencia mxima medida 75000 KwPotencia mxima continua 67000 Kw


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MOTOR SULZER:Potencia mxima medida 75000 KwPotencia mxima continua 67000 Kw



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I.2. MOTOR MARINO DE MEDIANA Y ALTA VELOCIDADI.2. MOTOR MARINO DE MEDIANA Y ALTA VELOCIDAD( ( MOTOR DE CUATRO TIEMPOS )MOTOR DE CUATRO TIEMPOS )

Son usados en buques de menores dimensiones.

Los motores Diesel de media velocidad se utilizan tambin en navos grandes con limitaciones de espacio de altura en sala de mquinas (Buques de pasajeros, buques Ro-Ro).

Estos motores diesel son casi siempre adaptaciones de motores usados en tierra.



PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOSCUATRO TIEMPOS


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I.2. MOTOR MARINO DE MEDIANA Y ALTA VELOCIDADI.2. MOTOR MARINO DE MEDIANA Y ALTA VELOCIDAD( ( MOTOR DE CUATRO TIEMPOS )MOTOR DE CUATRO TIEMPOS ) Normalmente

usan caja reductora o cualquier otro medio de reduccin de rpm

Son menos voluminosos y mas leves que los motores lentos.

Comercialmente estn disponibles en unidades de 6 a 20 cilindros en lnea V.



PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOSCUATRO TIEMPOS


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MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOSMOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS


SALA DE MQUINASSALA DE MQUINASSISTEMA DE PROPULSIN CON MOTOR DIESEL DE VELOCIDAD MEDIASISTEMA DE PROPULSIN CON MOTOR DIESEL DE VELOCIDAD MEDIA


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ANLISIS DE TRES SISTEMAS ALTERNATIVOS BASADOS EN ANLISIS DE TRES SISTEMAS ALTERNATIVOS BASADOS EN MOTORES DIESEL LENTOS, MEDIO Y RPIDOS.MOTORES DIESEL LENTOS, MEDIO Y RPIDOS.



EFIENCIA ENERGETICA DE PLANTAS PROPULSORASEFIENCIA ENERGETICA DE PLANTAS PROPULSORASENERGIA RESIDUALES DISPONIBLES EN LA PLANTA PROPULSORA

MOTOR DIESEL : BALANCE ENERGETICO


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II.II. TURBINASTURBINASA GAS A GAS

II.II. TURBINASTURBINASA GAS A GAS



II. II. TURBINA A GASTURBINA A GAS

Sus componentesbsicos son elcompresor, el sistemade combustin y laturbina.

Son sistemas simples,leves y pocovoluminosos.

Su consumo decombustible esbastante superior al delos motores Diesel.

Usan como combustiblegas destilado o DieselOil



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TURBINA A GASTURBINA A GAS


II. II. TURBINA A GASTURBINA A GAS

Es posible iniciar el movimiento y llegar a la velocidadmxima en un corto espacio de tiempo.

Debido a su simplicidad son sistemas mucho masmaniobrables y requieren poco personal para su operacin.

Sus velocidades varan entre 3600 rpm (Navos grandes)hasta 25000 rpm (Embarcaciones pequeas) donde sehace necesario el uso de cajas reductoras.

Las turbinas no son reversibles. Para lograr esto se debeusar una caja inversora o una hlice de paso variable.



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SALA DE MQUINASSALA DE MQUINASSISTEMA DE PROPULSIN CON SISTEMA DE PROPULSIN CON

TURBINAS A GASTURBINAS A GAS


Turbina a Gas para Buques Modelo UGT 110 000 Potencia : 114 500 KW Eficiencia : 36 % Consumo de Gas : 0.280 m3/KW.h Peso : 50 Ton Salida de gases : 365 Kg/s Temperatura de salida de gases : >500C


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EFIENCIA ENERGETICA DE PLANTAS PROPULSORASEFIENCIA ENERGETICA DE PLANTAS PROPULSORASENERGIA RESIDUALES DISPONIBLES EN LA PLANTA PROPULSORA

TURBINAS A GAS: BALANCE ENERGETICO


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GAS TURBINE ENGINESGAS TURBINE ENGINESLM 2500LM 2500

GAS GAS TURBINETURBINE GENERATORSGENERATORSALLISON 501ALLISON 501--k 17k 17


Engineering Plant Layout

Spruance Class

Destroyers

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GAS TURBINE GTGAS TURBINE GT


GAS TURBINE GTGAS TURBINE GT


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III.III. TURBINAS TURBINAS A VAPORA VAPOR

III.III. TURBINAS TURBINAS A VAPORA VAPOR


III. III. TURBINA A VAPORTURBINA A VAPORUnaUna turbinaturbina dede vaporvapor esesunauna turbomquinaturbomquina motoramotora,,queque transformatransforma lala energaenergadede unun flujoflujo dede vaporvapor enenenergaenerga mecnicamecnica aa travstravsdede unun intercambiointercambio dedecantidadcantidad dede movimientomovimientoentreentre elel fluidofluido dede trabajotrabajo(entindase(entindase elel vapor)vapor) yy elelrodete,rodete, rganorgano principalprincipal dedelala turbina,turbina, queque cuentacuenta conconpalaspalas oo labeslabes loslos cualescualestienentienen unauna formaforma particularparticularparapara poderpoder realizarrealizar elelintercambiointercambio energticoenergtico..



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PRINCIPIO DEL CIRCUITOPRINCIPIO DEL CIRCUITO


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CALDERAS NAVALESCALDERAS NAVALES


CALDERAS NAVALESCALDERAS NAVALES

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III. III. TURBINA A VAPORTURBINA A VAPORLasLas turbinasturbinas dede vaporvaporestnestn presentespresentes enendiversosdiversos ciclosciclos dedepotenciapotencia queque utilizanutilizanunun fluidofluido queque puedapuedacambiarcambiar dede fasefase,,entreentre stosstos elel msmsimportanteimportante eses elel CicloCicloRankineRankine,, elel cualcualgeneragenera elel vaporvapor enenunauna calderacaldera,, dede lalacualcual salesale enen unasunascondicionescondiciones dedeelevadaelevada temperaturatemperaturayy presinpresin..



III. III. TURBINA A VAPORTURBINA A VAPOREnEn lala turbinaturbina sese transformatransforma lala energaenerga internainterna deldel vaporvapor enenenergaenerga mecnicamecnica que,que, tpicamente,tpicamente, eses aprovechadaaprovechada porpor unungeneradorgenerador parapara producirproducir electricidadelectricidad..EnEn unauna turbinaturbina sese puedenpueden distinguirdistinguir dosdos partes,partes, elel rotorrotor yy elelestatorestator..ElEl rotorrotor estest formadoformado porpor ruedasruedas dede labeslabes unidasunidas alal ejeeje yy quequeconstituyenconstituyen lala parteparte mvilmvil dede lala turbinaturbina.. ElEl estatorestator tambintambin estestformadoformado porpor labes,labes, nono unidosunidos alal ejeeje sinosino aa lala carcasacarcasa dede lalaturbinaturbina..

ElEl trminotrmino turbinaturbina dede vaporvapor eses muymuy utilizadoutilizado parapara referirsereferirse aaunauna mquinamquina motoramotora lala cualcual cuentacuenta concon unun conjuntosconjuntos dedeturbinasturbinas parapara transformartransformar lala energaenerga deldel vapor,vapor, tambintambin alalconjuntoconjunto deldel rodeterodete yy loslos labeslabes directoresdirectores..



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IV.IV. MOTORESMOTORESELECTRICOSELECTRICOS

IV.IV. MOTORESMOTORESELECTRICOSELECTRICOS


IV. IV. MOTORES ELECTRICOSMOTORES ELECTRICOS

Los motores elctricos ofrecen una potencia una curva depotencia muy constante y adems una respuesta instantnea locual se traduce en prestaciones muy altas; muchamaniobrabilidad del barco, bajos niveles de vibraciones, y bajosniveles de ruido. Por si fuera poco, los niveles de consumoconseguidos son bajos y el mantenimiento tambin queda muyfacilitado ya que la vida de los motores elctricos es muyelevada, y los generadores diesel pueden ser fcilmentecontrolados al estar situados en lugares ms accesibles y portanto se abaratan los costes de uso.



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Elaborado: Ing. Naval Jorge RAMIREZ R.

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IV. IV. MOTORES ELECTRICOSMOTORES ELECTRICOS

En estas instalaciones se adopta el principio de estacin depotencia gracias a la cual la energa elctrica generada paraalimentar a los motores de propulsin tambin es utilizada paradar electricidad a las instalaciones del barco. Con ello evitamosel tener que instalar generadores dedicados exclusivamente adar electricidad a las instalaciones como ocurre en la mayorade los yates dotados de propulsiones




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ESQUEMA DE PROPULSION ELECTRICA CON MOTOR DIESELESQUEMA DE PROPULSION ELECTRICA CON MOTOR DIESEL


ESQUEMA DE PROPULSION ELECTRICA CON TURBINAS A GASESQUEMA DE PROPULSION ELECTRICA CON TURBINAS A GAS

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IV. IV. MOTORES ELECTRICOSMOTORES ELECTRICOSMejor an, los generadores dieselencargados de producirelectricidad pueden funcionar alrgimen de revoluciones idneopara el que han sido diseados,lo cual no ocurre con los motoresmarinos que tienen que trabajar acualquier rgimen de giro,dependiendo del empuje quenecesitemos. Con ello seconsiguen condiciones optimasde carga y por tanto menorcontaminacin y mejoresrendimientos.




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V.V. CICLOS CICLOS COMBINADOSCOMBINADOS

V.V. CICLOS CICLOS COMBINADOSCOMBINADOS


V. V. CICLOS COMBINADOSCICLOS COMBINADOS

a) Diesel o Turbina a gas (CODOG)b) Diesel y Turbina a gas (CODAG)c) Turbina a gas y Turbina a vapor (COGAS)d) Turbina a Gas o Turbina a gas (COGOG)e) Turbina a gas y Turbina a gas (COGAG)



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a. a. DIESEL O TURBINA A GASDIESEL O TURBINA A GAS (CODOG)(CODOG)

EsEs unun tipotipo dede sistemasistema dede propulsinpropulsin navalnaval parapara buquesbuques quequerequierenrequieren unauna velocidadvelocidad mximamxima considerablementeconsiderablemente mayormayor quequesusu velocidadvelocidad dede crucero,crucero, particularmenteparticularmente navosnavos dede guerraguerra comocomolaslas fragatasfragatas oo corbetascorbetas modernasmodernas..

EsteEste sistemasistema dede propulsinpropulsin podemospodemos encontrarloencontrarlo enen laslas nuevasnuevasfragasfragas espaolasespaolas claseclase AlvaroAlvaro dede BazanBazan,, (F(F100100),), construidasconstruidasporpor loslos astillerosastilleros militaresmilitares dede NavantiaNavantia enen FerrolFerrol,, concon motoresmotoresdieseldiesel BravoBravo 1212 construidosconstruidos enen lala FbricaFbrica dede MotoresMotores dedeNavantiaNavantia enen CartagenaCartagena,, loslos dosdos motoresmotores dieseldiesel tienentienen unaunapotenciapotencia dede 45004500 KwKw cadacada unouno..




PorPor cadacada rbolrbol dede hlicehlice hayhay unun motormotor diseldisel parapara velocidadvelocidad dedecrucerocrucero yy unauna turbinaturbina dede gasgas concon transmisintransmisin yy reduccinreduccinmecnicamecnica parapara rfagasrfagas dede altaalta velocidadvelocidad.. AmbosAmbos propulsorespropulsoresestnestn conectadosconectados alal rbolrbol mediantemediante embraguesembragues,, peropero sloslo puedepuedeutilizarseutilizarse unouno aa lala vez,vez, aa diferenciadiferencia dede loslos sistemassistemas CODAGCODAG,, quequepuedenpueden usarusar lala potenciapotencia combinadacombinada dede loslos dosdos..

LaLa ventajaventaja dede loslos sistemassistemas CODOGCODOG eses unauna transmisintransmisin msmssimple,simple, aa expensasexpensas dede requerirrequerir turbinasturbinas dede gasgas msms potentespotentes (o(oenen mayormayor cantidad)cantidad) parapara erogarerogar lala mismamisma potencia,potencia, yy elel consumoconsumodede combustiblecombustible eses mayormayor comparadocomparado concon CODAGCODAG..



a. a. DIESEL O TURBINA A GASDIESEL O TURBINA A GAS (CODOG)(CODOG)


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ESQUEMA DEL SISTEMA ESQUEMA DEL SISTEMA CODOGCODOG



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EsEs unun tipotipo dede sistemasistema dede propulsinpropulsin navalnaval parapara embarcacionesembarcaciones quequerequierenrequieren velocidadesvelocidades mximasmximas considerablementeconsiderablemente superioressuperiores aa sussusvelocidadesvelocidades dede crucero,crucero, particularmenteparticularmente navosnavos dede guerraguerra comocomo laslasfragatasfragatas yy corbetascorbetas modernasmodernas..

ConsisteConsiste dede motoresmotores dieseldiesel parapara operacionesoperaciones dede crucerocrucero yy turbinasturbinas dedegasgas queque puedenpueden activarseactivarse parapara trayectostrayectos aa altaalta velocidadvelocidad.. EnEn lalamayoramayora dede loslos casoscasos lala diferenciadiferencia dede potenciapotencia entreentre loslos motoresmotoresdieseldiesel solossolos yy lala combinacincombinacin dede propulsinpropulsin dieseldiesel yy turbinaturbina eses tantangrande,grande, queque sese requierenrequieren hliceshlices dede pasopaso variablevariable parapara limitarlimitar lalarotacin,rotacin, dede modomodo queque loslos dieseldiesel puedanpuedan continuarcontinuar operandooperando sinsincambiarcambiar laslas relacionesrelaciones dede engranajesengranajes dede sussus transmisionestransmisiones..



b. b. DIESEL Y TURBINA A GASDIESEL Y TURBINA A GAS (CODAG)(CODAG)


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EsteEste sistemasistema dede propulsinpropulsin ocupaocupa menosmenos espacioespacio queque unun sistemasistema sloslobasadobasado enen diesel,diesel, concon lala mismamisma erogacinerogacin dede potenciapotencia mxima,mxima,puestopuesto queque puedenpueden emplearseemplearse motoresmotores msms pequeospequeos yy lala turbinaturbina dedegasgas yy laslas transmisionestransmisiones nono necesitannecesitan demasiadodemasiado espacioespacio adicionaladicional.. ElElCODAGCODAG conservaconserva lala altaalta eficienciaeficiencia dede usouso dede combustiblecombustible dede loslosmotoresmotores dieseldiesel parapara navegacinnavegacin dede crucero,crucero, permitiendopermitiendo mayormayoralcancealcance yy reduciendoreduciendo loslos costoscostos dede combustiblecombustible respectorespecto deldel usouso dedeturbinasturbinas dede gasgas solamentesolamente.. Pero,Pero, porpor otrootro lado,lado, sese requiererequiere unun sistemasistemadede transmisintransmisin msms complejo,complejo, pesado,pesado, yy sujetosujeto aa desperfectosdesperfectos..

LaLa velocidadvelocidad tpicatpica dede crucerocrucero dede laslas navesnaves dede guerraguerra CODAGCODAG conconpropulsinpropulsin dieseldiesel eses dede 2020 nudosnudos,, yy lala velocidadvelocidad mximamxima tpicatpica concon lalaturbinaturbina dede gasgas acopladaacoplada eses dede 3030 nudosnudos..



b. b. DIESEL Y TURBINA A GASDIESEL Y TURBINA A GAS (CODAG)(CODAG)


ESQUEMA DEL SISTEMA ESQUEMA DEL SISTEMA CODAGCODAG


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Es el nombre que se da a los sistemas de propulsin marinos deciclo combinado, compuestos de turbinas de gas y turbinas devapor. Estas ltimas son alimentadas con el vapor generado por elcalor de las toberas de salida de las turbinas de gas. De este modoutilizan energa que de otro modo se perdera, disminuyendo elconsumo especfico de combustible de la planta.

Los sistemas COGAS difieren de los otros sistemas combinados depropulsin naval porque no se procura operar con uno de lossistemas solamente. Si bien esto es posible, esta forma no resultaraeficiente, como s sucede con los sistemas como CODAG cuandoopera slo con los motores diesel. En particular, no debenconfundirse los sistemas COGAS con los COSAG (combinado vapor ygas), que emplean calderas convencionales, alimentadas acombustible lquido, para propulsar la turbina de vapor paraoperaciones de crucero y agregan las turbinas de gas para mejorarlos tiempos de reaccin e incrementar la velocidad.



C. C. TURBINA A GAS Y TURBINA A VAPORTURBINA A GAS Y TURBINA A VAPOR (COGAS)(COGAS)


ESQUEMA ESQUEMA DEL DEL

SISTEMA SISTEMA COGASCOGAS


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EsEs unun sistemasistema dede propulsinpropulsin navalnaval parapara navesnaves equipadasequipadas conconturbinasturbinas dede gasgas.. EmpleaEmplea unauna turbinaturbina dede bajabaja potenciapotencia yy altaaltaeficienciaeficiencia parapara velocidadesvelocidades dede crucero,crucero, yy unauna dede altaalta potenciapotencia paraparaoperacionesoperaciones queque requierenrequieren altaalta velocidadvelocidad.. UnUn embragueembrague permitepermiteseleccionarseleccionar cualquieracualquiera dede laslas dosdos turbinas,turbinas, peropero nono hayhay unauna cajacajadede transmisintransmisin queque permitapermita emplearemplear ambasambas simultneamentesimultneamente..

LaLa ventajaventaja queque presentapresenta estaesta configuracinconfiguracin eses lala dede nono requerirrequerir elelusouso dede cajascajas dede transmisintransmisin pesadas,pesadas, carascaras yy sujetassujetas aapotencialespotenciales fallasfallas.. LosLos destructoresdestructores TipoTipo 4242 dede lala RoyalRoyal NavyNavy yy loslosMEKOMEKO 360360 dede lala ArmadaArmada ArgentinaArgentina ((claseclase BrownBrown)) usanusan sistemassistemasCOGOGCOGOG..



d. d. TURBINA A GAS O TURBINA A GASTURBINA A GAS O TURBINA A GAS (COGOG)(COGOG)


ESQUEMA DEL SISTEMA ESQUEMA DEL SISTEMA COGOGCOGOG


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EsEs unun tipotipo dede sistemasistema dede propulsinpropulsin navalnaval parapara navesnaves queque utilizanutilizandoblesdobles turbinasturbinas dede gasgas vinculadasvinculadas aa unun niconico rbolrbol dede hlicehlice.. UnUnsistemasistema dede transmisintransmisin yy embraguesembragues permitepermite queque cualquieracualquiera dedeellas,ellas, oo ambasambas simultneamente,simultneamente, impulsenimpulsen elel rbolrbol..

UsarUsar dosdos turbinasturbinas dede gasgas presentapresenta lala ventajaventaja dede disponerdisponer dede dosdosconfiguracionesconfiguraciones dede potenciapotencia distintasdistintas.. LaLa eficienciaeficiencia dede combustiblecombustibledede laslas turbinasturbinas dede gasgas eses mejormejor cercacerca dede susu mximomximo nivelnivel dedepotencia,potencia, porpor lolo queque unauna turbinaturbina pequeapequea operandooperando aa mximamximacapacidadcapacidad eses msms eficienteeficiente queque unauna dede dobledoble potenciapotencia operandooperando aalala mitadmitad dede velocidadvelocidad.. EstoEsto permitepermite unun trnsitotrnsito msms econmicoeconmico aavelocidadesvelocidades dede crucerocrucero..



e. e. TURBINA A GAS Y TURBINA A GASTURBINA A GAS Y TURBINA A GAS (COGAG)(COGAG)


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ESQUEMA DEL SISTEMA ESQUEMA DEL SISTEMA COGAGCOGAG



42

VI.VI. REACTOR REACTOR NUCLEASNUCLEAS

VI.VI. REACTOR REACTOR NUCLEASNUCLEAS





VI. VI. REACTORES NUCLEARESREACTORES NUCLEARES

LaLa energaenerga nuclearnuclear puedepuede liberarseliberarse enen dosdos formasformas diferentesdiferentes:: porporfisinfisin dede unun ncleoncleo pesadopesado oo porpor fusinfusin dede dosdos ncleosncleos ligerosligeros..EnEn ambosambos casoscasos sese liberalibera energaenerga porqueporque loslos productosproductos tienentienenunauna energaenerga dede enlaceenlace mayormayor queque loslos reactivosreactivos..

LasLas reaccionesreacciones dede fusinfusin sonson difcilesdifciles dede mantenermantener porqueporque loslosncleosncleos sese repelenrepelen entreentre s,s, peropero aa diferenciadiferencia dede lala fisinfisin nonogenerangeneran productosproductos radiactivosradiactivos..

lala energaenerga liberadaliberada porpor lala fisinfisin eses muymuy grandegrandeLaLa fisinfisin dede 11 KgKg.. dede uraniouranio 235235 liberalibera 1818,,77 millonesmillones dede kilovatioskilovatioshorahora enen formaforma dede calorcalor

ENERGA NUCLEAR ENERGA NUCLEAR

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Observaciones importantes es que mientras que en una centralnuclear las medidas de seguridad tienen la ventaja de no versereducidas por factores de espacio, en los portaviones nucleares elespacio es muy limitado y su buen aprovechamiento muy necesario.Y si bien es cierto que cualquier experto en Ingeniera Nuclear nosdira que al igual que las centrales nucleares estn diseadas parasoportar terremotos de pequea magnitud y colisiones deaeronaves, los reactores de los portaviones nucleares estnpreparados para evitar las fugas de radiacin previas a explosionesbalsticas o hundimientos.

SEGURIDAD EN LOS PORTAVIONES SEGURIDAD EN LOS PORTAVIONES




En el reactor de agua a presin, el refrigerante es agua a unapresin de unas 150 atmsferas. El agua se bombea a travs delncleo del reactor, donde se calienta hasta unos 325 C. El aguasobrecalentada se bombea a su vez hasta un generador de vapor,donde a travs de intercambiadores de calor calienta un circuitosecundario de agua, que se convierte en vapor. Este vapor propulsauno o ms generadores de turbinas que producen energa elctrica.Para condensar el vapor se emplea un circuito de agua, procedentede un lago, un ro o una torre de refrigeracin. La vasija presurizadade un reactor tpico tiene unos 15 m de altura y 5 m de dimetro,con paredes de 25 cm de espesor. El ncleo alberga unas 80toneladas de xido de uranio, contenidas en tubos delgadosresistentes a la corrosin y agrupados en un haz de combustible.

USO DEL REACTORUSO DEL REACTOR

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45



DISPOCIONS GENERAL DE LAS DISPOCIONS GENERAL DE LAS PLANTAS NUCLEARES DEL PLANTAS NUCLEARES DEL

BUBUEBUBUE

1)Reactor1)Reactor2)Mecanismo de control2)Mecanismo de control3)Proteccin3)Proteccin4)Tanque a presin4)Tanque a presin5)Generador de vapor5)Generador de vapor6)Bomba del fluido 6)Bomba del fluido

primarioprimario7)Proteccin ambiental7)Proteccin ambiental8)Vlvula principal de 8)Vlvula principal de

vaporvapor9)Turbina de alta presin9)Turbina de alta presin10)Turbina de baja presin10)Turbina de baja presin

11)Condensador principal11)Condensador principal12)Bombas de 12)Bombas de

condensadocondensado13)Bomba de circulacin13)Bomba de circulacin14)Turbogenerador14)Turbogenerador15)Condensador auxiliar15)Condensador auxiliar16)Engranaje reductor 16)Engranaje reductor

principalprincipal17)Embrague17)Embrague18)Motor elctrico de 18)Motor elctrico de

propulsinpropulsin19) Chumacera de empuje19) Chumacera de empuje

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Pueden acelerar mas rpido que los portaaviones diesel.

Pueden viajar indefinidamente sin necesidad de reabastecerse de combustible .

Como no tienen que reabastecerse de combustible pueden llegar a su destino mas temprano que los portaaviones diesel

Los portaaviones nucleares pueden llevar mas combustible para aviones y municiones que un portaaviones diesel .

RAZONES PARA PREFERIR LOS PORTAAVIONES RAZONES PARA PREFERIR LOS PORTAAVIONES QUE FUNCIONAN CON ENERGAQUE FUNCIONAN CON ENERGA


CARACTERISTICAS DEL CARACTERISTICAS DEL PORTAVIONPORTAVION

NIMITZNIMITZ

Eslora 332,85 metrosEslora 332,85 metros Manga (casco) 40,84 Manga (casco) 40,84

metrosmetros Calado 11,9 metros a plena Calado 11,9 metros a plena

carga 91.497 toneladas carga 91.497 toneladas Propulsin 2 reactores Propulsin 2 reactores nucleares A4W nucleares A4W 4 turbinas 4 turbinas 4 diesel para emergencia4 diesel para emergencia

Potencia260.000 caballos Potencia260.000 caballos vapor. vapor.

Diesel para emergencia: Diesel para emergencia: 10.700 caballos vapor10.700 caballos vapor

Velocidad30 nudosVelocidad30 nudos Hlices 4 de 5 palasHlices 4 de 5 palas

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TIPO DE COMBUSTIBLE PARA MOTORES DIESEL:

Los motores Diesel lentos y los de media velocidad usangeneralmente el Heavy Fuel Oil (HFO)

Los motores Diesel rpidos usan normalmente el Marine Fuel Oil(MDO)

El HFO tiene peores caractersticas que el MDO, y un podercalorfico inferior, no obstante es el que mas abunda y es masbarato.

El HFO con una adecuada preparacin (Depurado) es usado para elfuncionamiento del motor cuando en navegacin corrida. En elarranque y parada del motor, entrada y salida de puertos y en otrasmaniobras se usa el MDO que da una mayor garanta de buentrabajo.

El HFO es mucho mas barato, pero tiene asociados costos deoperacin y mantenimiento mas elevados.


3.3. DESEMPEO ENERGETICODESEMPEO ENERGETICO

CONSUMOS ESPECIFICOSTIPICOS:



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TIPO DE COMBUSTIBLE PARA MOTORES DIESEL:

Los motores Diesel lentos y los de media velocidad usangeneralmente el Heavy Fuel Oil (HFO)

Los motores Diesel rpidos usan normalmente el Marine Fuel Oil(MDO)

El HFO tiene peores caractersticas que el MDO, y un podercalorfico inferior, no obstante es el que mas abunda y es masbarato.

El HFO con una adecuada preparacin (Depurado) es usado para elfuncionamiento del motor cuando en navegacin corrida. En elarranque y parada del motor, entrada y salida de puertos y en otrasmaniobras se usa el MDO que da una mayor garanta de buentrabajo.

El HFO es mucho mas barato, pero tiene asociados costos deoperacin y mantenimiento mas elevados.



HELICE CONVENCIONAL

Es el tipo de propulsor mas utilizado en casi todo tipo de embarcaciones.

4.4. TIPOS DE PROPULSORESTIPOS DE PROPULSORES


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HELICE DE PASO VARIABLE:

Las palas de la hlice se montan separadamente sobre el cubo, de modo que el paso pueda ser alterado cuando la hlice este en funcionamiento.

El paso es controlado por un mecanismo hidrulico dentro del cubo.



HELICE DE PASO VARIABLE

Estos propulsores son adecuados para las naves que operan en diferentes condiciones (Remolcadores, Ferries, etc.)

La mquina del buque puede funcionar siempre a su velocidad mas eficiente, porque cualquier impulso es controlado con el paso de la hlice.

No son necesarias cajas inversoras.



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VENTAJAS DE LA HELICE DE PASO VARIABLE:

Entre las ventajas de hlice de paso variable, por a bajo las principales: Rendimiento propulsor mas elevado que con hlice fija, optimizando las

prestaciones de velocidad y de traccin. Mejor maniobra : Pasar de marcha adelante a marcha atrs se efecta

sin tiempo muerto, ni choque, solo por cambiar el paso de la hlice. El tiempo de repuesta

Mejor uso del motor diesel : 100% de la potencia esta disponible a la hlice en todos los casos ( en marcha libre, pesca, maniobra...) Adems, el HPV permite el uso del motor a revolucin constante y rgimen nominal, disminuyendo los costos de consume y mantenimiento y tambin el desgaste de los discos de embrague del reductor.



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q PROPULSION A CHORRO.q PROPULSION CON SISTEMA TOBERA HELICEq PROPULSION CON HELICE EN TOBERA KORT.q PROPULSION CON SISTEMA HELICE TIMONq PROPULSORES LATERALES

5.5. OTROS TIPOS DE PROPULSIONOTROS TIPOS DE PROPULSION


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I. I. PROPULSION A CHORROPROPULSION A CHORRO

Consiste en un impulsor, o bomba dentro del buque, en la parteinferior, que succiona agua de fuera, la expulsa por la popalogrando velocidades superiores a los 20 nudos. El principio es semejante al de la hlice, solo que las partes

mviles estn dentro de la nave.



I. I. PROPULSION A CHORROPROPULSION A CHORRO La eficiencia es significativamente inferior al de las hlices debido

a las prdidas en la toma de agua y conductos. Otra desventaja es la entrada de lquido en el colector de agua. El sistema es ptimo en aguas poco profundas. Es utilizado en embarcaciones rpidas.



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PROPULSION A CHORROPROPULSION A CHORRO




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II. II. PROPULSION CON SISTEMA TOBERA PROPULSION CON SISTEMA TOBERA HELICEHELICE



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III. III. PROPULSION CON HELICE EN TOBERA KORTPROPULSION CON HELICE EN TOBERA KORT La hlice trabaja dentro de una tobera, que puede estar

dentro o fuera del casco. La entrada de la tobera es mayor que la hlice y se reduce

en direccin de popa, luego el agua se acelera dentro de la tobera.



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III. III. PROPULSION CON HELICE EN TOBERA KORTPROPULSION CON HELICE EN TOBERA KORT

La eficiencia aumenta en relacin a una hlice convencional en situacin de cargas elevadas y velocidades bajas. Es muy usada en aquellos navos que necesitan una

capacidad de traccin elevada y una baja velocidad tales como el remolcador. En algunas embarcaciones como los remolcadores y las

barcazas de ro todo el sistema de tobera y hlice puede rotar, teniendo as un sistema de maniobra mucho mas eficiente.



IV. IV. PROPULSION CON SISTEMA HELICE PROPULSION CON SISTEMA HELICE TIMONTIMON La hlice esta acoplada a un sistema que le permite orientarse en

cualquier direccin girando entorno a un eje vertical.



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IV. IV. PROPULSION CON SISTEMA HELICE PROPULSION CON SISTEMA HELICE TIMONTIMON

La eficiencia delsistema es inferiora la eficiencia delos sistemas dehlice convencionaly su instalacin esmas cara.



PROPULSORES LATERALESPROPULSORES LATERALES

Son propulsores de pequeas dimensiones que se instalan lateralmente y en tneles en proa, o en proa y popa. El objetivo es

mejorar la maniobrabilidad de la nave, cuando esta tiene velocidades bajas o esta sin velocidad de avance.

6.6. MAQUINARIA AUXILIAR.MAQUINARIA AUXILIAR.


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IV. IV. PROPULSION CON SISTEMA HELICE PROPULSION CON SISTEMA HELICE TIMONTIMON

Sus ventajas son suelevada capacidadde maniobre ymenor espacio abordo ocupado porel sistema depropulsin. Este sistema es

usado en navosque necesitan unbuena capacidadde maniobra comolos buques depasaje, los Ferries,los patrulleros, etc.




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DISPOSITIVO AUXILIAR DE GOBIERNO (THRUSTER): DISPOSITIVO AUXILIAR DE GOBIERNO (THRUSTER): Para buques de grandes

dimensiones, normalmente seusan motores elctricos o Dieselde velocidad constante y hlicesde paso variable. De este modose consigue ajustar laintensidad y sentido de lafuerza. Los propulsores laterales deben

estar localizados en proa y popapara que el momento de girorespecto al eje de rotacin de lanave sea grande. La eficiencia se reduce

drsticamente con la velocidadde la nave y cuando el propulsoresta localizado en la superficielibre



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Elaborado: Ing. Naval Jorge RAMIREZ R.Elaborado por Ing. Naval Jorge Ramrez

Elaborado: Ing. Naval Jorge RAMIREZ R.Elaborado por Ing. Naval Jorge Ramrez

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GRUPO ELECTROGENO: Maquinaria necesaria para lageneracin de energa elctrica o mecnica, en menor capacidadque la maquinaria principal.


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TRINOMIO DE EFICIENCIA PROPULSIVATRINOMIO DE EFICIENCIA PROPULSIVA

RELACIN RELACIN CASCOCASCO--MOTORMOTOR--HLICEHLICE

Uni Fn Mv 113 Unidad 9 Elementos Del Buque Maquinaria

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