Dimensionamento dos Tanques

Para avaliar a quantidade de vapor necessária para aquecer os tanques do navio é preciso estimar a quantidade de produto a ser aquecido. Esta estimativa se fundamenta na determinação do volume dos tanques a serem aquecidos. Após dimensionar dos tanques, obtêm-se as superfícies das áreas em contato com o vapor, uma vez que parte do calor é perdida por essas superfícies.

 

Portanto, definiremos a seguir o número de tanques, arranjo dos tanques, volume de cada tanque e as suas respectivas áreas. Serão também determinados, nesta etapa, os coeficientes globais de transmissão de calor (U), temperaturas iniciais e finais, características do espaço e do óleo.

 

Os seguintes tanques serão dimensionados:

-        Carga:

§         Slop Tq 1 BB/BE ,

§         Carga 2 , 3 , 4 , 5 , 6 BB/BE ,

-        Óleo Pesado:

§         Tanque de armazenamento de OP,

§         Tanque de sedimentação de OP,

§         Tanque de serviço de OP,

§         Tanque de borra de OP,

-        Óleo Diesel:

§         Tanques de armazenamento de OD,

§         Tanque de sedimentação de OD,

§         Tanque de serviço de OD,

-        Óleo Lubrificante:

§         Reservatório de OL,

§         Poceto de OL,

§         Tanque de sedimentação de OL,

§         Tanque de serviço de OL dos cilindros,

§         Tanque de armazenamento de OL dos cilindros,

§         Tanque de armazenamento de OL dos MCAs,

§         Tanque de borra de OL,

 

 

-        Água:

§         Tanque de água doce potável,

§         Tanques de água doce sanitária.

 

As planilhas de entrada encontram-se no anexo A.

 

Carga

 

Os tanques de carga foram dimensionados de acordo com o espaço disponível à carga na embarcação. A tabela abaixo ilustra os respectivos volumes de cada tanque (m3). Esta tabela foi gerada com o auxílio do programa AUTOHIDRO.

           

Slop 1 BB

4621,38

Slop 1 BE

4621,38

Cargo 2 BB

20014,94

Cargo 2 BE

20014,94

Cargo 3 BB

19247,70

Cargo 3 BE

19247,70

Cargo 4 BB

19247,70

Cargo 4 BE

19247,70

Cargo 5 BB

19247,70

Cargo 5 BE

19247,70

Cargo 6 BB

16039,77

Cargo 6 BE

16039,77

 

 

Óleo Pesado

 

Tanque de armazenamento de OP

O volume total necessário ao armazenamento de OP pode ser estimado por:

,

     

            O volume encontrado para o tanque de armazenamento de OP foi de:

 

Tanque de Armazenamento (profundo) de Óleo Pesado

Quantidade  (normalmente de 2 a 4 tqs)

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

fs (fator de consumo específico) =

1.03

 

 

fe (fator de expansão) =

0.96

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

Cs => consumo específico do MCA [g/kW.h] =

228

semelhantes

kWMCA (potência do motor auxiliar) =

2820

semelhantes

A (autonomia - horas) =

600

25

dias

Cc (consumo de O.P da caldeira auxiliar ) =

50

dado

 

Qup [capacidade da caldeira auxiliar - (Kgvapor/h)] =

45000

semelhantes

Tcd [tempo de carga e descarga (horas)] =

48

 

 

Qum [capacidade de caldeira em manobra (kgvapor/h)] =

45000

semelhantes

Tman [tempo de manobra (horas)] =

10

 

 

 pop massa específica do O.P (t/m3)

0.95

 

 

 

 

 

 

Armazenamento de Óleo Pesado

Vt (90%)  =

4670.6

m3

Tanques Profundos

Vt (100%) =

5189.5

m3

 

 

Tanque de sedimentação de OP

 

O volume total necessário à sedimentação de OP pode ser estimado por:

O volume encontrado para o tanque de sedimentação de OP foi de:

 

Tanque de Sedimentação de Óleo Pesado

Quantidade => (normalmente  2 tqs)

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

fs (fator de consumo específico) =

1.03

 

 

fe (fator de expansão) =

0.96

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

Cs => consumo específico do MCA [g/kW.h] =

228

 

 

kWMCA (potência do motor auxiliar) =

2820

 

 

Cc (consumo de O.P da caldeira auxiliar ) =

50

 

 

Qup [capacidade da caldeira auxiliar - (Kgvapor/h)] =

45000

 

 

T => tempo de sedimentação do O.P (O.P até 3500 SR1 à 100o F) =

24

 

 

 pop massa específica do O.P (t/m3)

0.95

 

 

 

 

 

 

Tanques de Sedimentação de Óleo Pesado

Vt (90%)  =

    241.91

m3

 

Vt (100%) =

    268.79

m3

 

         Tanque de serviço de OP

 

O volume total necessário ao serviço de OP pode ser estimado por:

O volume encontrado para o tanque de serviço de OP é então:

 

Tanque de Serviço de Óleo Pesado

Quantidade => (normalmente  1 tq.)

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

fs (fator de consumo específico) =

1.03

 

 

fe (fator de expansão) =

0.96

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

Cs => consumo específico do MCA [g/kW.h] =

228

 

 

kWMCA (potência do motor auxiliar) =

2820

 

 

T => tempo de serviço =

24

 

 

 pop massa específica do O.P (t/m3)

0.95

 

 

 

 

 

 

Tanques de serviço de óleo pesado

Vt (90%)  =

      47.93

m3

 

Vt (100%) =

      53.25

m3

 

Tanque de borra de OP

O volume total necessário à borra de OP pode ser estimado por:

O volume encontrado para o tanque de borra de OP foi de:

Tanque de Borra de Óleo Pesado (Marpol)

Quantidade => (normalmente  1 tq.)

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

D (com incinerador) =

30

 

 

 pop massa específica do O.P (kg/m3)

950

 

 

Vt mínimo = 2 m3

 

 

 

 

 

 

 

 

Vt (90%)  =

      40.84

m3

 

Vt (100%) =

      45.38

m3

 

Óleo Diesel

 

Tanque de armazenamento de OD

 

O volume total necessário ao armazenamento de OD pode ser estimado por:

           O volume encontrado para o tanque de borra de OD foi de:

 

Tanque de Armazenamento de Óleo Diesel

Quantidade => (normalmente de 1 ou 2 tqs)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

 

fs (fator de consumo específico) =

1.03

 

 

 

fe (fator de expansão) =

0.96

 

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

 

BHPMCA (potência do motor auxiliar) =

1275.712

 

 

 

CsMCA => consumo específico do MCA [g/BHP.h] =

228

 

 

 

n => número de MCA's considerado

3

Vt (90%)  =

76.4

m3

Tcd [tempo de carga e descarga(horas)] =

48

Vt + 10% =

84.9

m3

Tman [tempo de manobra (horas)] =

10

 

 

 

 pop massa específica do O.D (t/m3)

0.9

 

 

 

 

Tanque de sedimentação de OD

 

O volume total necessário à sedimentação de OD pode ser estimado por:

O volume encontrado para o tanque de sedimentação de OD foi de:

Tanque de Sedimentação de Óleo Diesel

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

 

fs (fator de consumo específico) =

1.03

 

 

 

fe (fator de expansão) =

0.96

 

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

 

BHPMCA (potência do motor auxiliar) =

1275.712

 

 

 

CsMCA => consumo específico do MCA [g/BHP.h] =

228

Vt (90%)  =

63.5

m3

n => número de MCA's considerado

3

Vt + 10% =

70.6

m3

T => tempo de sedimentação do O.D

24

 

 

 

 pop massa específica do O.D (t/m3)

0.9

 

 

 

 

Tanque de serviço de OD

            O volume total necessário ao serviço de OD pode ser estimado por:

O volume encontrado para o tanque de serviço de OD é então:

 

Tanque de Serviço de Óleo Diesel

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

 

fs (fator de consumo específico) =

1.03

 

 

 

fe (fator de expansão) =

0.96

 

 

 

Cs => consumo específico do MCP [g/BHP.h] =

171

 

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

 

BHPMCA (potência do motor auxiliar) =

1275.712

 

 

 

CsMCA => consumo específico do MCA [g/BHP.h] =

228

Vt (90%)  =

63.5

m3

n => número de MCA's considerado

3

Vt + 10% =

70.6

m3

T => tempo de serviço do O.D

24

 

 

 

 pop massa específica do O.D (t/m3)

0.9

 

 

 

 

Óleo Lubrificante

 

Reservatório de OL

 

O volume total necessário ao reservatório de OL pode ser estimado por:

O volume encontrado para o reservatório de OL foi de:

 

Reservatório de Óleo Lubrificante

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

Vt (90%)  =

51.40

m3

Q => (vazão da bomba de OL [m3/h]) =

616.8

Vt (100%)  =

57.11

m3

 

Poceto de OL

 

O volume total necessário ao poceto pode ser estimado por:

O volume encontrado para o poceto de OL foi de:

 

Poceto do Óleo Lubrificante

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

Vt (90%)  =

80.06

m3

Q => (vazão da bomba de OL [m3/h]) =

616.8

Vt (100%)  =

88.96

m3

 

Sedimentação de OL

 

O volume total necessário à sedimentação pode ser estimado por:

O volume encontrado para a sedimentação de OL foi de:

 

Sedimentação de Óleo Lubrificante

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

Vt (90%)  =

51.40

m3

Q => (vazão da bomba de OL [m3/h]) =

616.8

Vt (100%)  =

57.11

m3

 

Serviço de OL dos cilindros

 

O volume total necessário ao serviço de OL dos cilindros pode ser estimado por:

O volume encontrado para ao serviço de OL dos cilindros foi de:

 

Serviço de Óleo Lubrificante dos cilindros

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

Vt (90%)  =

0.11

m3

Cs => consumo específico de OL dos cilindros do MCP [g/BHP.h] =

0.12788

Vt (100%)  =

0.12

m3

 

Armazenamento de OL dos cilindros

 

O volume total necessário ao armazenamento de OL dos cilindros pode ser estimado por:

O volume encontrado para ao armazenamento de OL dos cilindros foi de:

 

Armazenamento de Óleo Lubrificante dos cilindros

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

 

BHP (potência de serviço contínuo - CSR) =

31515.05

 

 

 

Cs => consumo específico de OL dos cilindros do MCP [g/BHP.h] =

0.12788

Vt (90%)  =

4.03

m3

D => (tempo de viagem na maior distância [dias]) =

25

Vt (100%)  =

4.48

m3

 

Armazenamento de OL dos MCAs

O volume total necessário ao armazenamento de OL dos MCAs pode ser estimado por:

O volume encontrado para ao armazenamento de OL dos MCAs foi de:

 

Armazenamento de Óleo Lubrificante dos MCA's

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

 

 

BHPMCA (potência do motor auxiliar) =

1275.7116

 

 

 

CsMCA => consumo específico de OL dos MCAs [g/BHP.h] =

0.15

 

 

 

D => (tempo de viagem na maior distância [dias]) =

25

Vt (90%)  =

0.26

m3

a => fator de uso (somente MCA's) =

2

Vt (100%)  =

0.28

m3

 

Borra de OL dos MCAs

 

O volume total necessário à borra de OL pode ser estimado por:

O volume encontrado para a borra de OL foi de:

 

Borra de Óleo Lubrificante

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

Vt (90%)  =

2.00

m3

NP => número de purificadoras =

2

Vt (100%)  =

2.22

m3

 

 

Água Doce

 

O dimensionamento dos tanques de água doce (tanto potável como sanitária) adotou as seguintes considerações em relação ao seu uso:

Serviço

Água potável [l/pes*dia]

Água sanitária [l/pes*dia]

Total [l/pes*dia]

Lavatório

9

 

9

Banhos e duchas

 

50

50

Cozinha

4

 

4

Lavado vajilla

7

 

7

Lavanderia

 

3

3

Total:

AP = 20

AS = 53

73

 

A partir destes dados pode-se calcular os tanques de armazenamento de água doce.

 

Tanque de água doce potável

O volume total necessário ao tanque de água doce potável pode ser estimado por:

O volume necessário para o tanque de água potável foi de:

 

Tanque de Água Doce Potável

Quantidade => (normalmente 1 tq.)

 

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

Vt (90%)   =

7.0

m3

N => número de tripulantes =

 

14

Vt + 10%  =

7.7

m3

T => tempo total de viagem (dias) =

 

25

 

 

 

 

Tanque de água doce sanitária

 

O calculo do volume deste tanque é feito através da formula:

O volume necessário para o tanque de água sanitária foi de:

 

Tanque de Água Doce Sanitária

Quantidade => (normalmente 2 tq.)

 

 

 

 

 

Vt => Volume total [m3] (90%)

 

 

Vt (90%)   =

18.6

m3

N => número de tripulantes =

 

14

Vt + 10%  =

20.4

m3

T => tempo total de viagem (dias) =

 

25

 

 

 

 

Resumo do calculo de volumes dos tanques da Praça de Máquinas

 

Produto

TANQUE

VOLUME (m3)

90%

100%

Óleo Pesado

Armazenamento OP

4670.57

5189.52

Sedimentacao OP

241.91

268.79

Serviço OP

47.93

53.25

Borra OP

40.84

45.38

Óleo Diesel

Armazenamento OD

76.39

84.88

Sedimentacao OD

63.51

70.57

Serviço OD

63.51

70.57

Óleo Lubrificante

Reservatório OL

51.40

57.11

Poceto OL

80.06

88.96

Sedimentação OL

51.40

57.11

Serviço OL dos Cilindros

0.11

0.12

Armazenamento OL dos cilindros

4.03

4.48

Armazenamento OL dos MCAs

0.26

0.28

Borra OL

2.00

2.22

Água Doce

Água Doce Potavel

7

7.7

Água Doce Sanitária

18.55

20.41

 

             Posicionamento e dimensões dos tanques

            Os tanques foram posicionados de forma a proporcionar maior equilíbrio possível. Em vista deste equilíbrio os tanques foram distribuídos de acordo com o peso, tentando assim, obter uma simetria em relação à linha de centro para tanques de mesmo peso.

 

As dimensões dos tanques foram otimizadas com o auxílio do programa AUTOSHIP, visando obter o volume necessário para conter os consumíveis adequadamente. Tanques grandes como os tanques de armazenamento, sedimentação de óleo pesado e sedimentação de óleo diesel, basicamente, foram posicionados para que o casco seja uma das anteparas do tanque. Quase todos os tanques utilizam a antepara de vante da praça de máquinas como limite do tanque, constituindo assim tanques estruturais. O arranjo dos tanques na praça de máquinas é definido abaixo: