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Camila Farias Castro
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1 Energy in Transports Ships Instituto Superior TécnicoT Objectivo do Navio Cada navio tem uma missão, ou função, e é concebido, construído, equipado e de modo específico e bem caracterizado. Exemplos de missões: Transporte de crude, cereais, contentores, pessoas, etc. Pesca e transporte do pescado Trabalhos de reboque e assistência a outros navios Prospecção e extracção de crude Etc. 1

2 PRINCIPAIS SISTEMAS DE BORDO Sistema Propulsor Principal Motor propulsor, linha de veios, caixa redutora / inversora, propulsor Sistemas Auxiliares do Navio Planta eléctrica, sistema de vapor, tratamento e movimentação de combustível, sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado, sistemas de combate a incêndios, esgoto e lastro, dessalinizador Motores Auxiliares Máquina do leme, propulsores de proa e popa, movimentação do ferro (âncora), sistemas para amarração, sistemas estabilizadores de movimentos do navio Sistema de Carga Sistema de bombas e tubagem para transfega de carga líquida, sistema de gás inerte, gruas, etc. Sistemas de Comunicação e Navegação Comunicações interiores, comunicações exteriores, sistemas de navegação Tipos de Sistema Motor (gerador de potência) Tipos: Motores diesel: quase todos os navios comerciais de pequenas a grandes dimensões) Turbinas a gás: principalmente aplicações militares, também alguns navios rápidos Turbinas a vapor (ou mesmo motores alternativos a vapor) Sistemas com motores eléctricos (geradores, mais motores eléctricos): navios de passageiros, sistemas de propulsão especiais, quebra-gelos Sistemas combinados: - diesel e turbina a gás (CODAG) - turbinas a gás e turbina a vapor (COGAS) - turbina a gás e turbina a gás (COGAG) - diesel ou turbina a gás (CODOG) - turbina a gás ou turbina a gás (COGOG) 2

3 Potência específica em função da velocidade para diversos tipos de veículos (1 HP = kw) Análise de três sistemas alternativos baseados em motores diesel lento, médio e rápido Sistema A Sistema B Sistema C Número de motores Ciclo termodinâmico 2 tempos 2 tempos 4 tempos r.p.m do motor Caixa redutora acopladora não redução 1:2 redução 1:4.5 Potência de cada motor (kw) Número total de cilindros Potência por cilindro (kw) Volume circunscrito (m 3 ) Peso (T)

4 Consumo de Combustível A figura apresenta o consumo específico de diferentes sistemas propulsores em função da potência no veio Consumos Específicos Típicos Tipo de Instalação Consumo Específico [kg/kw.h] 1. Motores Diesel Lentos (2 tempos) Semi-rápidos (2 tempos) Semi-rápidos (4 tempos) Rápidos (4 tempos) Instalações a Vapor (óleos) Vapor não reaquecido, até 2 pré-aquecedores Vapor não reaquecido, c/ 5 pré-aquecedores Vapor reaquecido Instalações a Vapor (carvão) Turbinas a Gás Ciclo não-regenerativo Ciclo regenerativo Ciclo STAG Instalações Eléctricas Diesel Vapor (normal) Turbo-Geradores

5 Indicadores de Consumo e Emissões de CO g/tkm Rodovia Ferrovia TMCD Consumo CO Consumo específico e emissão de CO2 do TMCD são cerca de 7 vezes inferiores aos do transporte rodoviário Estima-se que os custos do congestionamento na Europa atingirão 80 biliões de Euros por ano 5

6 Motores Diesel Classificação dss motores Diesel : baixa velocidade (< 300 rpm), média velocidade e alta velocidade (> 1200 rpm). Os navios de comércio usam quase exclusivamente motores Diesel Os motores diesel de baixa velocidade: Navios de grandes dimensões (navios tanque, navios graneleiros, ) Ligam-se directamente ao veio do hélice São directamente reversíveis São mais volumosos, mais pesados e mais caros têm menores custos de consumos, operação e manutenção Boa combustão com óleos pesado Motor Sulzer: potência máxima medida acima de kw potência máxima contínua de kw 6

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8 Os motores diesel de média e alta velocidade: Utilizam-se em navios de menores dimensões Os diesel de média vel. utilizam-se tb. em navios grandes com limitações de espaço na casa das máquinas (ex.: navios de passageiros, RO-ROs) quase sempre adaptações de motores desenvolvidos para aplicações em terra Normalmente usam uma caixa redutora ou outro meio de redução de rpm São menos volumosos e mais leves que os diesel lentos Comercialmente disponíveis unidades de 6 a 20 cilindros em linha ou em V Turbinas a gás Componentes básicos: compressor, câmara de combustão e turbina São sistemas simples, leves e pouco volumosos consumo de combustível bastante superior ao dos motores diesel Como combustível gás destilado ou diesel oil Possível iniciar movimento e atingir velocidade máxima rapidamente muito fiáveis e que requerem pouco pessoal para operar velocidades variam entre 3600 rpm (navios grandes) e rpm (embarcações pequenas), é necessário usar caixas redutoras não são reversíveis. A solução é usar uma caixa inversora, ou hélice com passo variável 8

9 Turbina a gás Turbina a gás para navios modelo UGT Potência: kw (1 HP = kw) Eficiência: 36% Consumo esp. gás: m 3 /kw.h Peso: 50 Ton Saída de gases: 365 kg/s 9

10 Tipos de Propulsores (a) Hélice Convencional É o tipo de propulsor mais utilizado em quase todo o tipo de navios Hélices de passo controlável 10

11 (c) Propulsores a jacto Consiste num impulsor, ou bomba, dentro do navio junto ao fundo, que suga a água de fora, acelera-a, e expulsa-a pela popa a alta velocidade O princípio é semelhante ao do hélice, mas as partes móveis estão dentro do navio A eficiência é significativamente inferior à dos hélices devido às perdas na tomada de água e condutas Outra desvantagem é a entrada de lixo no colector de água tem vantagens para operação em águas pouco profundas utilizado em embarcações rápidas Propulsores a jacto de água 11

12 Sistema rotativo de tubeira e hélice para melhor manobrabilidade Propulsores Laterais 12

13 Tipos de Navios Rápidos (A) Monocascos (B) Catamarans 13

14 (D) Navio de Efeito de Superfície (SES) (E) Catamaran e monocasco com foils 14

15 Energy in Transports Ships Instituto Superior TécnicoT 15

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