CONSTRUCCION DE TOBERASPor: Ing. Naval Magali Martnez Aparicio O. KM 1 VIA ZONA INDUSTRIAL DE MAMONAL Telfono (5) 6530320 Cel. # 310-6019137 Cartagena- ColombiaIng. MEC. Lus Sierra

INTRODUCCION En el ao 2003, se disearon, construyeron e instalaron 3 Toberas, en la ciudad de Cartagena, a dos Remolcadores martimos propiedad de la empresa GRUPO COREMAR ubicada en la ciudad de Cartagena, esta empresa impulso al Astillero Cartagena para que desarrollara mediante su departamento de Ingeniera el diseo de tres Toberas, las cuales se instalaran, dos en el Remolcador Martimo Coveas y una en el Remolcador Martimo Bajo Nuevo. El proyecto se inicio con el anlisis y evaluacin detallada del Remolcador Bajo Nuevo, verificando y evaluando las funciones y sus necesidades propulsivas, el Departamento Tcnico del Astillero Cartagena, en cabeza del Ingeniero Leonardo Minnervini, asesorado por la suscrita, concluyo que las dimensiones ptimas y adecuadas para la tobera deban ser: Tobera Central Remolcador Exterior de 3350mm. Bajo Nuevo con un Dimetro

Desarrollado el diseo y obtenido el visto bueno del inspector de la casa clasificadora A.B.S, se procedi en cabeza del Ing. Lus Sierra, y con la contribucin de la suscrita, con la etapa de planificar la construccin. Superada la actividad de planificacin, se construyo la Tobera en el tiempo de 2 meses, en los talleres del Astillero Cartagena, bajo la gua y supervisin del ingeniero Sierra, la monitoria de la suscrita y la verificacin y examen del Inspector de la A.B.S. Terminada la Tobera, se procedi a transportarla a los Astilleros Cotecmar, para el montaje de esta, en el Remolcador Bajo Nuevo ya que el desplazamiento de este, supera la troja del Astillero Cartagena. Se realizaron las pruebas de mar respectivas y hasta la fecha el Remolcador no ha presentado inconvenientes, por lo contrario se ha optimizado su eficiencia.

Dados los resultados la Empresa GRUPO COREMAR, decidi ordenar la construccin de dos toberas para el Remolcador Coveas con dimetros externos de 2046mm. Tanto el diseo como la Construccin fueron inspeccionadas por el Inspector de la casa clasificadora Lloyds.

GENERALIDADES

Siguiendo los lineamientos recomendados en el diseo de las Toberas de KORT, la cual es un anillo con el perfil

aerodinmico que contiene salida un rea menor

la hlice, siendo su extremo de Lo cual podemos

que el de su entrada.

analizar en el siguiente grafico.

Fig. 1

Donde

T = R e l a c i n e n t r e e l r e a d e e n t r a d a y e l r e a d e s a l i d a

T = R e l a c i n e n t r e e l r e a d e s a l i d a y l a s e c c i n m n i m al = D

Relacin entre la longitud de la Tobera y el Dimetro

mnimo Interior de la tobera.a = D

Relacin entre el claro y el dimetro mnimo interior de

la Tobera.a=

Distancia

entre el extremo mximo de Proa de la pala y

el Extremo mximo a Popa de la tobera.

Para nuestra tobera se usaron los parmetros recomendados en las diferentes tablas y ecuaciones dadas en los estudios de las Toberas Kort.

T = 1.2 ;

T = 1.03 ;

l = 0.5 ; D

a = 0.005 D

Siendo entonces las dimensiones de la Tobera as:

Radio de la seccin de entrada 3350 mm Radio de la seccin mnima Radio de la seccin de salida Longitud de la Tobera Peso de la tobera 2800 mm 2900 mm 1400 mm 4850 kg

CONSIDERACIONES DE DISEO 1- La fuerza portante proyectada al eje de la hlice en la (Fig.2)

Tobera, aumenta el empuje de esta.

2- En la Tobera la velocidad del agua aumenta por que la velocidad en el disco de la hlice es mayor 3- Disminuye el coeficiente de carga, por lo tanto aumenta la eficienciaCT = T

V2

2 P

AD una fuente de con la

4- Siendo el flujo perdida de

alrededor de la hlice al lograr

eficiencia,

diminuirlo

presencia de la tobera (el claro entre la tobera y la hlice es mnimo) consecuentemente la diferencia de presiones en la cara de presin y la cara de succin en la hlice

disminuye, aumentando la eficiencia. 5- El empuje total del equipo Tobera-Hlice, es la sumatoria de los empujes de la hlice y la tobera, el cual siempre ser mayor que el de la hlice.

Usando las ecuaciones recomendadas para el DISEO DE HELICES CON TOBERAS KORT Tales como:k'd =

pk1 + k H

= p D

T + TH

k 'n =

p4

k1 + k H

=

p

4

T + TH

k ' ' =

753p 2k 2

= p D

pDHP

k ' ' =

753p 2k 2

=

p

4

pDHP

Y los Grficos 1 al 4

Fig. 2

Grafico 1

Grafico 2

Grafico 3

Grafico 4

Se obtuvieron las ordenadas para obtener el perfil de la tobera

X = 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

x l

Dx =

Dx D3350 3230 3124 3032 2954 2890 2840 2804 2758 2747 2750 2767 2798 2843 2902

e=

ex D101,6 97,37 93,34 89,51 85,88 82,45 79,22 76,19 74,9 72,5 70,3 68,3 66,5 64,9 63,5

Las unidades todas son en milmetros

Fig.3

Siendo el dimetro de la hlice = D =

p 3.03 = = 3.06m p 0.37 * 2.67

D e l o s d i a g r a m a s k1 + k 2 = f ( H / D, p ) = 0.18E l e m p u j e d e l a h l i c e + T o b e r a = Tt = k1 2 D 4 = 102363.9kgf

E l A r r a s t r e RT = Tt (1 t ) = 92128kgf L a r e s i s t e n c i a d e l R e m o l c a d o r RB =75 EHP2 = 3495.14kgf 0.515 p

L a f u e r z a d e r e m o l q u e FR = RT RB = 88632kgf

PROCESO DE CONSTRUCCION

Se construyeron escantillones en T, en acero estructural A-36, un total de 16, formando un armazn circunferencial, colocados cada 22.2, forrado en lamina de acero A-131, con un espesor

de y en la zona central interior de la tobera, un anillo de desgaste en acero inoxidable 304 de espesor y ancho 12, as como una franja interna de respaldo al anillo, en lamina naval A-131 de . Colocando en el extremo de entrada un tubo de 3 SHC 40 y en su extremo de salida una barra de acero AISI 1045 de 1 .

Todos los procedimientos de trazado, corte armada y soldadura fueron inspeccionados por el inspector de la casa clasificadora A.B.S

VISTA CORTE TRANSVERSAL

ESQUEMA DEL ARMAZON

Armada Anillo (Foto 1)

Armada esqueleto (Foto2)

Contina el armado (Foto 3)

Anillo de desgaste en acero inoxidable (Foto4)

Colocacin forro interno (Foto 5)

Escantillonado (Foto 6)

Estructura (foto 7)

(Foto 8)

Toberas del Remolcador Coveas

= 2046 mm (foto 9)

Moldes de prensa para los escantillones Internos (Foto 10)

Aplicacin Soldaduras de acabado (Foto 11)

Tobera del Remolcador Bajo Nuevo, sin forro externo y sin Pintura (Foto 12)

Tobera del Remolcador Coveas con pintura de Base y sin forro exterior (foto 13)