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Modelado de un casco en 3D con Rhinoceros
 
La forma más común de modelar un casco 3D es a partir del plano de formas. En construcción naval se aplica el término plano de formas como un plano, a escala conveniente, de las líneas de trazado horizontales o comúnmente conocidas como líneas de agua del buque en planta; así como de las secciones verticales longitudinales y transversales. 

Las secciones transversales igualmente espaciadas entre las perpendiculares de proa y popa, constituye lo que se conoce como caja de cuadernas. Dependiendo de la eslora del buque se cogerá un número u otro de cuadernas denominadas cuadernas de trazado (más o menos de 10 a 20) además de dos secciones en los puntos medios de los espacios finales tanto de proa como de popa, cuya causa en la acentuación del cambio de las formas del buque en las secciones denominadas anteriormente.



Plano de formas de un pesquero pequeño.


Únicamente se dibuja, en el plano de formas, la mitad del buque, debido a su simetría respecto a crujía, por su parte, las secciones de la mitad de proa se dibujan a la derecha de la proyección del plano de crujía y las de popa a la izquierda.

Una vez concluido el plano de formas se precede a la realización de la cartilla de trazado el cual alberga una serie de mediciones específicas del buque y consiste en las medias mangas a diferentes alturas de las diferentes líneas de agua y alturas de cubierta en cada una de las secciones transversales.

Las paralelas al plano de la base se denominan líneas de agua, y también flotaciones. Se numeran de abajo hacia arriba empezando por el plano de la base, al que se denomina línea de base o línea de agua “0” cero.

Las paralelas a los planos de los extremos de proa y popa, perpendiculares al plano de base, se denominan secciones transversales, y también cuadernas. Se numeran generalmente de popa a proa, empezando por la perpendicular de popa a la que le corresponde el “0”. De la perpendicular de popa hacia popa se enumeran con números negativos.

Las paralelas a los planos de los costados, de babor y estribor, que dividen al prisma longitudinal y perpendicularmente al plano de la base, se denominan secciones longitudinales. La principal es la que divide al prisma y al buque longitudinalmente en dos partes simétricas, que generalmente se denomina plano diametral. Se designa línea central a la intersección del plano diametral con el plano de la base, con los de las líneas de agua, con los de las secciones transversales y con los de toda estructura a la que divida en dos partes simétricas.

La obtención de unas formas óptimas desde este punto de vista hidrodinámico es lo que se busca para que el buque pueda navegar a una velocidad determinada utilizando la menor cantidad de potencia posible y de esta forma gastar menos combustible y mejorar la autonomía.

Entre los programas existentes en la actualidad más apropiados para realizar el modelado 3D del casco están el Maxsurf y el Rhinoceros, ambos trabajan creando superficies NURBS (acrónimo inglés de non-uniform rational B-spline) es un modelo matemático muy utilizado para generar y representar curvas y superficies

Una de las ventajas que aporta el Rhinoceros 3D como modelador de cascos de buques, es su facilidad para aprender a manejarlo, y que permite ajustar mucho más fácilmente la geometría del casco a lo que nosotros queremos. También tiene herramientas para realizar el alisado del casco (fairing) lo cual es indispensable para obtener un buen modelo 3D y que pueda ser utilizado posteriormente en la fase de análisis numérico.


Rhinoceros 3D es una herramienta para modelado en 3D basado en NURBS. Lo creó Robert McNeel & Associates, últimamente se ha ido popularizando en las diferentes industrias, por su diversidad, funciones multidisciplinares y el relativo bajo costo. Las extensas opciones para importación y exportación en el programa es una razón del crecimiento de su uso. La gran variedad de formatos con los que puede operar, le permite actuar como una herramienta de conversión, permitiendo romper las barreras de compatibilidad entre programas durante el desarrollo del diseño. Hay disponibles varios agregados (add-ons), también desarrollados por Robert McNeel & Associates, para el renderizado fotorrealístico raytracing (Flamingo) y Keyshot, en renderizado no fotorrealístico (Penguin) y la animación (Bongo). Existen también la versión RhinoMarine, que se adapta a las características especiales requeridas por los diseñadores navales incluidos los carenados, las superficies desarrollables y el análisis de curvaturas, etc. Además Rhinomarine tiene el complemento ORCA3D que es un plug-in externo que ofrece un paquete completo de herramientas especializadas para el diseño naval y el análisis en Rhino.


Para la creación del plano de formas utilizando Rhinoceros 3D se pueden utilizar diversas técnicas, siendo una de las más sencillas la siguiente:
  • En Rhinoceros, se puede poner una imagen bipmap como imagen de fondo del plano de trabajo. Partiendo de esta imagen de fondo, se pueden calcar las líneas del plano de formas con lo que correspondería informáticamente a los junquillos que se usaban antes cuando los planos de formas se hacían a mano. Es preciso intentar aproximar esta líneas con curvas que tengan lo menos puntos de control posible para simplificar el proceso del alisado después.
  • Con estas curvas podremos para generar superficies NURBS que se acerque a las formas verdaderas del casco. Es importante obtener unas curvas correctas que sigan fielmente las formas del casco, es la precisión en la manipulación de estas curvas, cuando se ponen cada unas en el mismo origen que debe ser bien identificado en cada una de las tres vistas. Para esto se aconseja trazar líneas de referencia y comprobar que coincidan en la vista 3 D una vez giradas y escaladas las curvas en cada vista.
  • A partir de la red de curvas que hemos usado, vamos a hacer las superficie NURBS. Para esto Rhinoceros cuenta con una herramienta muy útil "surface from network of curves". Para usar esta herramienta hay que saber lo que se entiende por "network of curves". No podemos usar todas las curvas de esta red porque todas no cumplen unas condiciones de validez (las curvas deben formar una rejilla cuadrada o si no se cruzan exactamente, no deben estar "muy" lejos). Así, seleccionamos unas curvas de manera inteligente para que cumplan estas condiciones y que sean representativas de las formas del casco.
  • Reconstruir y alisar las superficies NURBS con el fin de que se acerquen lo más posible al modelo de partida.

Una vez tengamos el modelo de casco en 3D, nos facilitará la realización de diferentes análisis utilizando software de arquitectura naval, CFD, etc, lo cual nos va a permitir comprobar la validez del diseño o en caso necesario implementar mejoras, que llevarán a la modificación del modelo 3D y a su vez la realización de nuevos análisis, hasta comprobar que el diseño es el adecuado.


FORMACIÓN RECOMENDADA:

- Curso de modelado 3D con Rhinoceros 5.0 para el sector naval

 
Publicado el 2016-04-11 11:42:11 por Carlos Rodríguez & Joshua | Abrir
 
MOTORES VELLINO
 
MOTORES VELLINO:
El Laboratorio Vellino Taller Electromecánico fabricó motores en Barcelona desde aproximadamente 1904. La fábrica la llevaba el ingeniero de origen suizo, Carlos Vellino Roch, propietario también de una fábrica de acumuladores eléctricos en la misma ciudad.

Motores fabricados por LABORATORIO VELLINO: Taller electromecánico Aribau 197, Barcelona, España.


Son motores estacionarios de gasolina, un cilindro tipo vertical, dos volantes, magneto “SAGA", refrigeración líquida mediante enfriador tipo cortina con bomba de agua para forzar la circulación de la misma.


Casualmente en 1942 los hermanos Sanglas, luego fundadores de la marca de motocicletas de igual nombre, fabricaron en Manlleu motores Vellino de uso agrícola
bajo licencia.
 

El mismo Carlos Vellino estuvo relacionado con los primeros pasos (1899) encaminados a construir los primeros vehículos en España con motor eléctrico. Más información en la biografía de Emilio de la Cuadra Albiol.


Motor estacionario de gasolina, un cilindro tipo vertical, un volante de inercia con apoyo exterior, taques y válvulas a la vista de engrase exterior manual, magneto de baja tensión Bosch, utilizando chispero en el encendido y no bujía, refrigeración líquida mediante bidón de agua con efecto termo sifón. 


En publicidad de época aseguran ser una marca acreditada durante más de 46 años, por lo tanto podría deducirse que comenzaron la fabricación en el año 1904, en Barcelona. Podría decirse que es una de las marcas pioneras en cuanto a la fabricación de motores estacionarios en España, de construcción sencilla, el engrase interior se realiza por chapoteo, y el de válvulas y taques manualmente, un sencillo carburador y un regulador por inercia de los contrapesos situados en la cabeza del árbol de levas, sirven para realizar la admisión de la mezcla de combustible. Este sistema lo utilizaron desde estas primeras unidades a comienzos de siglo hasta el final de la fabricación y posterior cambio de denominación en los años 50. Usados habitualmente en bombas de riego, generadores eléctricos, y máquinas agrícolas para trillar, instalaciones de elvación de agua etc.


VIDEOS:






 
Publicado el 2014-03-16 10:41:32 por | Abrir
 
Realizar animaciones con Blender 3D
 
De todos es sabido que las animaciones aportan un toque de calidad a cualquier presentación, bien sea de un proyecto, producto, un servicio, o simplemente para promocionarse personalmente entre la dura competencia laboral.

Tampoco es ningún secreto que realizar grandes animaciones supone dominar un programa informático y dedicarle muchas horas de trabajo, además de la necesidad de poseer conocimientos técnicos en una gran cantidad de campos, que dependerán de la naturaleza de la animación.

Pero lo que mucha gente no sabe, es que con unos conocimientos básicos de Blender 3D, cualquier usuario con un poco de dedicación puede realizar animaciones sencillas que muestren a la perfección el modelo e incluso sus mecanismos. Para ello será necesario que domine un serie conceptos y procedimientos con los que Blender generará animaciones de calidad de forma sencilla.

El primero de estos conceptos presentes en el programa, es el uso de fotogramas clave. Un fotograma clave no es más que una posición fija en el tiempo. Utilizando este recurso se puede decir a Blender que en el principio de una animación los elementos de la escena se encuentren en una determinada posición (fotograma clave en el fotograma 1), decirle que en el final de la animación los elementos se encuentren en otro punto (fotograma clave en el fotograma final), y Blender por su cuenta generará el movimiento necesario para se que produzca dicho cambio a lo largo del tiempo. Pongamos un ejemplo. Si le decimos a Blender que una pelota se encuentra a un lado de la pantalla en el principio de la animación, y le decimos que al final de la misma se encontrará en el otro lado de la pantalla, no habrá que hacer nada más para que la pelota recorra la pantalla de un lado a otro al lanzar la animación, porque Blender pensará por si mismo que la pelota ha tenido que ir desplazándose durante ese tiempo.



Es precisamente aquí donde entra en escena la interpolación y las curvas de interpolación. Como hemos dicho, solo habrá que indicarle a Blender dos posiciones en distintos puntos del tiempo para que genere una animación. Pero...¿cómo sabe Blender que hacer entre esas dos posiciones?, pues mediante la interpolación. El dominio de las curvas de interpolación permitirá al usuario aportar carácter y controlar mucho mejor la animación. Para esto Blender cuenta con un sistema de edición de curvas de gran potencia, que permitirá al usuario jugar con las fases intermedias entre fotogramas clave de forma muy visual.




Pese a las grandes posibilidades del manejo de los fotogramas clave y la interpolación, en muchos casos se necesitará tener mayor control del recorrido de los objetos en la animación, por lo que Blender permite generar trayectorias con total comodidad a partir de curvas o simples segmentos.

Con todo lo anteriormente dicho, ya se pueden realizar las primeras animaciones, pero con esto el usuario tendría serias dificultades para generar determinadas simulaciones de movimiento donde intervengan varias piezas u objetos, por lo que debe entrar en escena la cinemática directa y la mecánica restringida. Comprender bien estos conceptos permitirá poder hacer mejores animaciones con menor dificultad, ya que permitirá que el programa interprete que ciertos elementos de la escena afecten a otros con su movimiento (por ejemplo cuando un objeto se mueve y con su movimiento empuja a otro, o cuando en una máquina movemos una pieza y esta a su vez arrastra a otras). La cinemática directa además permitirá animar mecanismos e incluso personajes robóticos sin tener que entrar en la animación con huesos, o rigging, que supondría la necesidad de conocimientos más avanzados.




A esto debemos añadir que en Blender todo se puede animar. No solo se pueden animar los objetos modelados, sino que además se puede animar la cámara (pudiendo así utilizar con facilidad técnicas cinematográficas como el travelling), los focos (pudiendo simular el paso del día sobre un objeto al mover la fuente de luz), o incluso animar opciones (permitiendo generar cambios de color, cambios de material, cambios en la intensidad de las luces, golpes de zoom en la cámara, etc).

Por último queda la guinda del pastel, y es que Blender dispone de un potente editor de vídeo, por lo que el usuario podrá montar vídeos utilizando varias animaciones e imágenes, e incluso añadir sonidos, permitiendo generar trabajos de gran calidad visual y realismo.




A continuación podemos ver el vídeo promocional del curso de Blender aplicado a Diseño de Producto que la plataforma Technical Courses oferta.




Se trata de un vídeo realizado utilizando solo las técnicas mostradas en dicho curso, mostrando la capacidad de Blender combinados con los conocimientos que todo alumno del curso debe adquirir al finalizar.


CURSOS RECOMENDADOS:


- Curso de Blender 3D para Diseño de Producto.

- Curso de Blender 3D. Modelado Básico.

-
Curso de Blender 3D. Iniciación a renderizado y animación.

 
Publicado el 2014-03-24 00:44:40 por Juan López Maroño | Abrir
 
Motores diesel lentos de 2T controlados electrónicamente.
 

Los motores controlados electrónicamente, motores llamados inteligentes se introdujeron en el mercado a partir del año 2002-2003, con las versiones de control electrónico; MAN B&W ME y Sulzer RT-flex, las cuales partían respectivamente de los modelos ya establecidos MAN B&W MC y Sulzer RTA.


Tanto MAN B&W Diesel como New Sulzer Diesel demostraron que el funcionamiento del motor sin árbol de levas era posible, aplicando control electrónico en la inyección de combustible y en los sistemas de actuación de la válvula de escape.



Sulzer RT-Flex, animación.

La continua inversión en I+D dio lugar a una generación de "motores inteligentes" muy fiables, los cuales monitorizan su propia condición de funcionamiento y ajustan los distintos parámetros de trabajo para obtener un rendimiento óptimo en todos los regímenes de funcionamiento, incluida también la optimización del consumo de combustible, así como distintos modos de reducción de las emisiones contaminantes.


Los datos de funcionamiento del motor son constantemente monitorizados y comparados con los valores definidos por los expertos del sistema, si se detectan desviaciones entonces son adoptadas de forma automática medidas correctoras para restablecer la situación a valores normales.


Sulzer RT-Flex engine.Foto: Wartsilla.


Para hacer frente al objetivo de flexibilidad operativa, MAN B&W Diesel, explica que es necesario ser capaz de cambiar los tiempos de la inyección de combustible y de los sistemas de actuación de las válvulas de escape con el motor en marcha. Para lograr este objetivo con el sistema tradicional de árbol de levas supondría una complejidad mecánica que tendría un perjuicio para la fiabilidad del motor. Con un motor sin el árbol de levas tradicional este inconveniente es solucionado. Otras ventajas es que son capaces de monitorizar su propia condición y ajustar los parámetros principales para optimizar el comportamiento en un modo de funcionamiento seleccionado. 

 

También pueden añadirse nuevas características operacionales durante el tiempo de vida en servicio de un buque, mediante la actualización del sistema software, que pretenden incrementar el valor de reventa del buque.


Sección de Motor B&W 6S40ME-B9 (Foto MAN B&W, www.mandieselturbo.com)

Para satisfacer el objetivo de la fiabilidad es necesario disponer de un sistema que pueda proteger de forma activa el motor de daños causados por sobrecarga, la falta de mantenimiento y un mal ajuste. La monitorización del motor permite recoger datos de su estado de funcionamiento en tiempo real, esta información es procesada y analizada por software, activando las medidas correctoras necesarias para salvaguardar la seguridad del motor.


Una condición del sistema de monitorización debe ser utilizada para evaluar el estado general del motor, manteniendo así su funcionamiento y mantenimiento de sus parámetros de funcionamiento dentro de los límites. La condición del sistema monitorización y evaluación es un sistema on-line con muestreo automático de todos los datos de funcionamiento normales del motor, complementados por las mediciones de presión del cilindro. El sistema presentará un informe e intervendrá activamente cuando los parámetros de funcionamiento muestren desviaciones insatisfactorias. Los datos de presión del cilindro entregados por el sistema de medición se utilizan para diversos cálculos:
- La presión media indicada es determinada como un chequeo de la distribución de cargas en el cilindro, así como la potencia total del motor.
- La presión de compresión se determina como un indicador de fugas excesivas causados por, por ejemplo, una válvula de escape quemada o rotura de aros de pistón (la condición es generalmente acompañada por un aumento en la temperatura de los gases de escape del cilindro en cuestión).
- La temperatura de la pared del cilindro es monitorizada como un indicador adicional del estado de los aros del pistón.
- La presión de combustión se determina para controlar los tiempos de la inyección y para el control de las cargas mecánicas.
- La tasa de aumento de presión (dP/dt) y la tasa de liberación de calor son determinados para la evaluación de la calidad de combustión como una advertencia en caso de "malos combustibles" y para indicar cualquier riesgo de problemas en los aros de pistón en caso de altos valores dP/dt.


Motor B&W 6S40ME-B9, análisis FEM de temperaturas en cámara de combustión y pistón (Foto MAN B&W, www.mandieselturbo.com)



Monitorización completa en tiempo real de todos los parámetros de funcionamiento, consumos de combustible, emisiones contaminantes y la gestión enérgética en tiempo real.


El sistema de monitorización de la condición del cilindro tiene por objeto detectar fallas tales como fugas en los aros de pistón, ralladuras en la camisa interior del cilindro y combustión anormal. La detección de anomalías graves por los sistemas integrados da lugar a un cambio en el modo de funcionamiento del motor, pasaría a funcionar en “modo de protección del motor”. El sistema de control contiene los datos para un funcionamiento óptimo en una serie de modos diferentes, como "modo de ahorro de energía”, “modo de control de emisiones” y diversos modos de protección del motor. El limitador de carga del sistema (sistema de cumplimiento del diagrama de carga) tiene por objeto prevenir cualquier sobrecarga del motor en condiciones tales como mar gruesa, casco sucio, navegación en aguas poco profundas, hélice demasiado pesada o potencia excesiva absorbida por el alternador de cola. Estas funciones aparecerán como algo normal en las futuras especificaciones técnicas de compra.

 

El sistema de inyección de combustible funciona sin árbol de levas convencional, utilizando alta presión de aceite hidráulico impulsado por una bomba como fuente de potencia y un servo con control electrónico para controlar la bomba de inyección. Los aspectos positivos del sistema electrónico incluyen una considerable mejora del rendimiento de la combustión, de la eficiencia y, por tanto, de las emisiones contaminantes. 


Otra ventaja de los motores con control electrónico, es posible reducir de manera apreciable la velocidad de funcionamiento lento del motor, que tiene ventajas cuando el buque maniobra en aguas congestionadas, como por ejemplo el Canal de Suez. Por otra parte, la mayor utilización de sensores en los motores abre nuevas posibilidades de tareas adicionales, tales como la monitorización de la condición y la detección temprana de un posible daño. Para estos propósitos hay disponibles muchos más puntos de medida de los que había anteriormente.


Portacontenedores Maerks Columbine navegando frente a las costas gallegas en Septiembre de 2010.


Tanto Wärtsilä como MAN B&W pretenden una flexibilidad operacional sin precedentes en términos de ahorro de combustible y optimización de las emisiones, una mejora de la fiabilidad y la maniobrabilidad (gracias a modos de velocidad de funcionamiento extremadamente lenta), y costes de funcionamiento más bajos durante el ciclo de vida. También facilitan una operación más sencilla y sin problemas por la tripulación.



La necesidad de los análisis CAE y CFD:
Todas las ventajas que proporciona la gestión electrónica del motor se encuentran limitadas por la física de los elementos mecánicos que costituyen el propio motor, la capacidad de consumo de aire, combustible, eficiencia del barrido, capacidad para quemar diferentes combustibles, temperaturas admisibles en la cámara de combustión, potencia máxima que puede desarrollar la estructura motor, capacidades de la turbosoplante etc. Todos estos parámetros se encuentran determinados por la arquitectura del propio motor, para optimizar el diseño de un motor antes de contruirlo contamos con las herramientas CAD, CAE y el CFD, que nos van a permitir construir de forma virtual y simular su comportamiento, el ahorro de costes en tiempo y dinero es incomparable, además de que es posible desarrollar y evolucionar mucho más un determinado diseño.


Los motores de dos tiempos en general presentan un inconveniente que tiene una gran influencia en el desarrollo de su ciclo de funcionamiento, este problema viene motivado por el hecho de tener que realizar las cuatro fases del ciclo de funcionamiento (expansión, escape, admisión y compresión) en una sola vuelta del cigüeñal, por tanto los periodos necesarios para cada una de las fases son necesariamente más cortos que en un motor de cuatro tiempos. De todas ellas, las etapas más críticas son el escape-admisión, que es cuando se renueva la carga dentro del cilindro, es por ello que en el diseño del motor es sumamente importante que dichas etapas se lleven a cabo de forma óptima, para que el motor pueda desarrollar buenas prestaciones.


Diagrama presión-volumen de un motor de dos tiempos

El proceso de desplazamiento de los gases quemados fuera del cilindro, y el llenado con carga de aire fresco, recibe el nombre de “barrido”, y su adecuada realización tiene una influencia decisiva no solo en el consumo de combustible, sino también en la potencia y en la contaminación.  En la siguiente figura se indica la circulación de aire (color rojo) y gases de escape (color azul).


Esquema de barrido y renovación de la carga del motor MAN S50MC

Tal y como se puede observar en la figura anterior, el aire entrante se utiliza para expulsar fuera o barrer los gases de escape y mientras tanto llenar el espacio con aire fresco. Durante el proceso, una cantidad de aire externo es usado para limpiar el cilindro de gases de combustión. El aire entrante a presión dentro del cilindro se llama aire de barrido, y las lumbreras a través de los que entrase son llamadas lumbreras de admisión o de barrido. El barrido de los motores de dos tiempos se caracteriza por dos problemas típicos: las pérdidas por short-circuit y mixing. Short-circuit (cortocircuito) consiste en expulsar parte de la carga de aire fresco directamente al escape y Mixing (mezcla) consiste en que hay una pequeña cantidad de gases residuales que permanecen atrapados sin ser expulsados, los cuales se mezclan con parte de la carga de aire fresco. A fin de reducir estos problemas, el aire de barrido que entra dentro del cilindro a partir de las lumbreras de admisión debe estar perfectamente dirigido. La siguiente figura, obtenida mediante un análisis CFD, muestra la distribución de velocidades del flujo en el interior del cilindro durante la renovación de la carga.


Distribución de velocidades del flujo durante el barrido. Imagen obtenida con OpenFOAM.


Lumbreras de barrido del motor MAN B&W S50MC

El motor MAN B&W 7S50MC cuenta con 7 cilindros en línea, con un diámetro de cilindro de 500 mm y una carrera de 1910 mm, suma una cilindrada total de 375 litros y desarrolla una potencia máxima de 9.988 kW a 127 rpm. Cada cilindro posee en su parte baja 16 lumbreras de admisión y en la culata posee una gran válvula de escape para permitir la exhaustación de los gases quemados. 


Parámetro
Valor
Tipo de motor
Diesel, dos tiempos
Sistema de barrido
Uniflujo
Sobrealimentación
Turbocompresor
Cilindrada (cm3)
375.028
Diámetro (cm)
500
Carrera (cm)
1910
Presión media efectiva (bar)
19
Velocidad (rpm)
127
Número de cilindros
7
Potencia (kW)
9988

Por medio del análisis CFD proporciona información completa sobre el fenómeno en el interior del cilindro y la influencia de multitud de factores. En el campo de los motores marinos medianas y grandes, el análisis CFD es especialmente útil porque un prototipo experimental es extremadamente costoso y la construcción de un modelo a escala a veces no es suficientemente preciso.

La siguiente figura muestra las fracciones másicas de gases de escape (color azul) y aire (color rojo) para un recorrido desde 90º hasta 270º de ángulo de cigüeñal.


Evolución de las fracciones másicas de aire y gases durante el barrido, análisis CFD realizado con OpenFOAM

Para llevar a cabo el estudio CFD de un motor es necesario disponer del sowftware libre OpenFOAM porque al ser un código abierto permite una completa manipulación de las ecuaciones gobernantes. Lo cual es indispensable para llevar a cabo este tipo de análisis de un motor real por ser necesario ajustar multitud de parámetros que definen de forma precisa el funcionamiento del motor, lo cual además sería muy complicado de llevar a cabo con otro tipo de programas comerciales.

Si desea recibir un curso de  formación para aprender a manejar el programa de CFD de uso libre OpenFOAM, le recomendamos que realice el curso de Technical Courses




CURSOS RECOMENDADOS:

imagencurso Curso de CFD con OpenFOAM






FUENTES:
 
- WOODYARD (Pounder's Marine Diesel Engines And Gas Turbines, 9Th Edition).

- WARTSILLA (http://www.wartsila.com/en/marine-solutions/overview)


 
Publicado el 2014-04-02 11:58:35 por C. Rodriguez Vidal | Abrir
 
Motor diesel de cuatro tiempos más potente del mundo, el Wärtsilä 64
 
El Wärtsilä 64 es el motor de media velocidad más potente del mundo. Desarrolla una potencia de alrededor de 2.000 Kw por cilindro. La versión más potente es el modelo 18V64 que cuenta con 18 cilindros en V y desarrolla una potencia de 34.920 kW.

Motor diesel de media velocidad Wärtsilä 64 (Foto: Wärtsila)
 

El motor de 6 cilindros es la versión más pequeña de la serie, que solamente cuenta con una potencia de 16.400 BHP. En este rango de potencias lo más habitual es emplear motores de dos tiempos de cruceta, que giran más lentamente y van directamente acoplados al propulsor sin necesidad de engranajes reductores de velocidad. En la tabla siguiente podemos comparar las características del Wärtsilä 6L64 con un motor diesel lento con potencia equivalente, el SULZER RT-flex 58T.


Wärtsilä 6L 64C
Sulzer RT-flex58T
Tipo de motor
4T, Diesel
2T, Diesel
Nº Cilindros
6
8
Sistema barrido
Turbo+Intercooler
Turbo+Intercooler
Diametro (mm)
640
580
Carrera (mm)
900
2416
Cilindrada unit (l)
289,53
638,33
Cilindrada total (l)
1737,18
5106,61
Potencia efectiva (Kw)
12.060
12.240
Velocidad (r.p.m)
333,3
105
Par Motor (Kg-m))
35222,0
113473,6
P.m.e, medida (bar)
24,99
13,70
Peso del motor (Kg)
232
418
Velocidad media del pistón (m/s)
10,0
8,5
Cons. específico a 100% MCR (g/kw.h)
164
162
Potencia especifica (Kw/L)
6,94
2,40
Densidad de potencia (Kw/T)
52,0
29,3
Rendimiento efectivo (100% MCR)
0,514
0,520

Ambos motores son adecuados para este tipo de buques, las diferencias más importantes entre ambos son el peso y tamaño que son bastante más favorables para el Wärtsilä 6L64, como se puede observar en el dato de densidad de potencia la mejora es de un 43%, sin embargo esta ventaja se ve ligeramente disminuida por la necesidad de equipar una reductora entre motor y hélice.

En cuanto a consumos de combustible, están bastante igualados pero con una ligera ventaja para el motor de dos tiempos Sulzer, que en la práctica es mayor debido a que va directamente acoplado, mientras que el de cuatro tiempos necesita una reductora que supone pérdidas de rendimiento en la transmisión de potencia a la hélice. En cuanto a la calidad de combustible ambos están preparados para quemar Heavy fuel oil 730 cSt/50°C, ISO 8217, class F, RMH 55. Aunque es previsible que a la larga el uso de este tipo de combustibles pesados causen mayores costes de mantenimiento en el motor de cuatro tiempos, siendo más fiables en este sentido los motores de dos tiempos.

En cuanto al los costes, es de esperar que el motor lento Sulzer tenga un coste sensiblemente superior al del motor Wärtsilä 6L64 incluyendo el coste de la reductora.

Resumiendo, el motor de media velocidad Wärtsilä 6L64 es una alternativa válida a los motores de dos tiempos de cruceta que son más habituales en este rango de potencias. Supone ventajas claras en tamaño y peso que pueden ser eficazmente aprovechadas en cierto tipo de buques con características o diseño que se aparten en cierta manera de lo convencional.

El motor diesel de media velocidad de cuatro tiempos más grande del mundo, el Wärtsilä 64 (Foto: Wärtsila).

Culata con cuatro válvulas por cilindro del motor diesel de media velocidad Wärtsilä 64 (Foto: Wärtsila).
 
Publicado el 2014-02-15 16:28:21 por C. Rodriguez | Abrir
 
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