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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia Naval e Oceânica
 
Disciplina: PNV3416 - Instalações Propulsoras
Ship Propulsion Plants

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2017 Desativação:

Objetivos
Apresentar um procedimento para o projeto da instalação propulsora de navios. Efetuar uma análise dos principais aspectos envolvidos na seleção da máquina principal de um navio com propulsão Diesel, bem como da integração motor propulsor casco e da provisão das funções de suporte para máquina principal. Examinar problemas vibratórios gerados pela máquina principal.
 
To analyze the main aspects involved in the design of ship propulsion systems, as well as in the hull-propeller-engine integration process, and the provision of auxiliary services to the main propulsion plant. To examine vibration problems caused by the main propulsion engine.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
649484 - Alexandre Nicolaos Simos
 
Programa Resumido
O programa da disciplina consiste, em sua primeira parte, em apresentar os tópicos gerais envolvidos no projeto da instalação propulsora de um navio: parâmetros relevantes, tipos de instalações existentes, critérios de seleção e  a integração casco –hélice- máquina principal. A partir daí, o curso focaliza a instalação propulsora Diesel, que é o tipo predominante em navios mercantes. São, então, examinados tópicos que permitem entender o funcionamento do motor e selecionar o mais conveniente para a propulsão do navio, considerando não só a sua eficiência térmica, como sua interação com o propulsor e eventuais problemas vibratórios da instalação ou da estrutura do navio.
 
The course program consists, in its first part, in an overview of the main aspects concerning the design of the ship propulsion plant: relevant parameters, types of propulsion systems, selection criteria and hull-propeller-engine interaction. Afterwards the course is focused in Diesel power plants, which is the most employed type in merchant ships. The topics presented aim to give the student the basic concepts related to engine performance, propeller-engine integration, vibration problems caused by Diesel engines and provision of auxiliary services required for main engine operation.
 
 
Programa
1. Projeto da Instalação propulsora:
- Características Gerais de Instalações Propulsoras
- Tipos de Instalações propulsoras
- Critérios de seleção
- Integração Casco hélice motor

2. Instalações Propulsoras Diesel
a)	Motor Diesel de Propulsão marítima
     - Princípios gerais da operação
     - Ciclos de operação de motores de combustão interna
     - Motores turbocarregados
     - Características dos modernos motores de propulsão marítima
     -  Balanço de energia dos motores
b)	Análise termodinâmica do ciclo motor
       - Modelos de análise do desempenho de motores
       - Ciclo padrão a ar – revisão
       - Ciclo ideal combustível-ar
       - Ciclos reais
c)	Parâmetros de desempenho de motores de combustão interna
      - Principais parâmetros
      - Especificação de motores
      -Testes de motores
d)	Análise do desempenho do sistema propulsor
      - Introdução: operação em condições diferentes das de projeto; embarcação com duas ou mais condições de projeto
      - Formulação de um procedimento para integração casco hélice motor empregando variáveis dimensionais                             
      - Aplicação a exemplos
      - Caso particular de sistemas propulsores com hélices de passo controlável
e)	Balanceamento de inércia de motores e vibrações da estrutura do navio
      - Forças de inércia em motores
      - Balanceamento dos esforços de inércia
      - Excitação de vibrações do navio
      - Exemplos de aplicação
f)	Torque oscilatório do motor e vibrações torcionais do eixo propulsor
      - Componentes do torque de um motor de combustão interna
      - Características oscilatórias do torque
      - Excitação de vibrações do eixo propulsor
      - Exemplos de aplicação	
g)	Sistemas auxiliares de propulsão
      - Rede de suprimento de combustível
	  - Rede de resfriamento do motor
      - Redes de admissão de ar e de descarga de gases de combustão
      - Outros sistemas
      - Arranjo dos sistemas na praça de máquinas
 
1. Design of propulsion plants - Main features of propulsion plants - Types of propulsion plants - Selection criteria - Hull-propeller-engine integration 2. Diesel propulsion plants a) Diesel engine - general principles of operation - internal combustion engines operating cycles - turbocharged engines - features of modern main diesel engines - engine power balance b) thermodynamic analysis of the power cycle - engine performance analysis models - air standard cycles - ideal air-fuel cycles - real cycles c) performance parameters of internal combustion engines - Main performance parameters - Engine tests - specification of marine diesel engine d) Performance analysis of propulsion system - Introduction: off-design conditions; propulsion requirements for special ships - A general analysis tool using dimensional variables - Case studies - Propulsion systems with controllable pitch propeller e) Engine inertia balancing and vibration of the ship's structure - Inertia forces in alternative engines - Balance of inertia forces and moments - Vertical vibration of hull girder - Practical examples f) Oscillatory torque of the engine and torsional vibration of the propulsion shaft - Torque components in an alternative internal combustion engine - Oscillatory torque parameters - Torsional vibration of the propulsion shaft - Practical examples g) Propulsion auxiliary systems - engine supply fuel systems - engine cooling systems - air inlet and gas exhausting systems - Other auxiliary engine systems - Layout of the machinery space
 
 
Avaliação
     
Método
A avaliação do curso será feita através de provas escritas, exercícios práticos individuais e em grupo.
Critério
MF = (2xMP+ME)/3 onde: MF = média final; MP = média das provas; ME=média dos exercícios
Norma de Recuperação
Prova.
 
Bibliografia
     
- Texto Básico: Apostila da disciplina/ Basic text: Handout of course
- Morishita, H.M., Brinati,H.L; Instalações propulsoras e sistemas auxiliares; Módulo 5 Curso de Especialização em Engenharia Naval, 2007.
- MAN B&W  Basic Principles of Ship Propulsion; in http://marine.man.eu/docs/librariesprovider6/technical-papers/basic-principles-of-ship-propulsion.pdf?sfvrsn=222006
- HARRINGTON, R; Marine Engineering.  New Jersey: The Society of Naval Architects and Marine Engineers, 1992;
- HARVALD, SV.AA; Resistance and propulsion of chips. Lyngby: Department of Ocean Engineering. The Technical University of Denmark, 1983;
- KRESIC, M; HASKEIL, B; Effects of propeller design-point definition on the performance of a propeller/diesel engine system with regard to in-service roughness and weather conditions. Transaction of the Society of Naval Architects and Marine Engineers, v. 91, 1983;
- LEWIS, E.V.; (Ed) Principles of Naval Architecture. Resistance, propulsion and vibration, Second revision, v. II. New Jersey: The Society of Naval Architects and Marine Engineers- SNAME, May, 1988
- Gainza, J N - Estudo de Instalações Propulsoras para Navios Porta-Contêineres. 2009. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo.
- Valle Filho, G D.  Avaliação das Instalações de Máquinas em Navios Visando Redução do Uso de Combustível Fóssil. 2011. Dissertação de Mestrado - Escola Politécnica da USP
 

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