Estabilidad Del Buque II_ Teoría Para La Carga de Los Buques de Gases Licuados

7/24/2019 Estabilidad Del Buque II_ Teora Para La Carga de Los Buques de Gases Licuados

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1/12/2016 Estabilidad del Buque II: Teora para la carga de los buques de gases l icuados.

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Este blog complementa los conocimientos bsicos de los Alumnos de Ingeniera Martima, adquiridos durante losestudios de Estabilidad del Buque I, en la Universidad Martima del Caribe como a los estudiantes de Nutica deLengua Castellana en todo el mundo.

Estabilidad del Buque II

mircoles, 18 de enero de 2012

Teora para la carga de los buques de gases licuados.

GENERALIDADES

En el Clases anteriores hemos visto todo lo que respecta a los buques tanques que transportan petrleo,que en general y en lo que se relaciona con la asignatura, se puede aplicar a los buques que transportanproductos qumicos, o sea, un cargamento a una temperatura determinada y densidad a esatemperatura, que mediante Tablas, se reduce a la densidad correspondiente a la Temperatura tipo de 15C/600 F, que multiplicada por el Volumen efectivo nos da el Peso de la Carga.

Con este peso como dato, con sus coordenadas, y su s Superficies Libres, tenemos la Estabilidad y losCalados del buque.

El clculo del peso de la carga, en los buques que transportan "Gases Licuados", son bastante mscomplejos que en los mencionados anteriormente, pues el espacio no ocupado por el lquido, lo ocupa elvapor y es un peso a tener en cuenta, y evidentemente con una densidad distinta del lquido.

Los buques tanques para el Transporte de Gases Licuados, estn construidos, en funcin directa de lasTemperaturas y Presiones de sus cargamentos.

Este trfico est teniendo modernamente un avance espectacular, y podemos citar entre loscargamentos ms importantes, los siguientes: Propano, Butano, Butadieno, Propileno, Butileno, Clorurode Vinilo, Metano, Etano, Cloro, Amonaco, etc. etc.

Como dato importante en lo que respecta al trfico de estos productos, tenemos que en el ao 1978supuso las siguientes cantidades:

Butano, propano y

Mezclas 8,5 millones de toneladas

Amoniaco.2,0

Butadieno.0,4

Propileno. 0,2

Cloruro de vinilo. 0,17

CLASIFICACIN DE LOS BUQUES QUE TRANSPORTAN GASES LICUADOS.

Se pueden clasificar en tres grupos:

a) Buques de Alta Presin.

56,304

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2012 (17)

enero (17)

Distribucin de la carga en las bodegas.

Poner el Buque en Calados

Cargamento de Granos

Cargamentos de Crudos

Compartimentacin Estanca. Estabilidad yFlotabili...

Cargando un peso manteniendo el caladode popa con...

Teora de l a varada

Comportamiento del buque entre olas.

Esfuerzos sobre el buque.

Evolucin del Buque - Curva evolutiva

Efecto del asiento en el sondaje de un

tanque.Clculo del perodo de rolido

Teora para la carga de los buques degases licuad...

Escora causada por giro.

Calado Medio Verdadero.

Escora debido a inundacin decompartimientos.

Trimado Dinmico "SQUAT"

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b) Buques de Media Presin o Semirefrigerados.

c) Buques de Baja Presin o Refrigerados.

Buques de alta presin.

Estos buques son los pioneros de este tipo de transporte, se vienen usando desde 1931 en los EstadosUnidos y desde 1950 en Europa. Son generalmente buques transformados de antiguos cargueros, a losque se colocan tanques esfricos o cilndricos verticales, apoyados en fuertes polines los de aceroadmiten temperaturas de -5 C.

La capacidad efectiva de estos buques es escasa, no suele superar los 3.000 m3, y como su

clasificacin .indica, transporta la carga a alta presin de hasta 18,0 Kg./cm 2, lo que como veremos msadelante, supone transportar los productos a "Temperatura ambiente", sin problemas acerca demantenimiento de la carga.

As por ejemplo tenemos:

Butano a 45 C tiene una Presin de Saturacin = 4,4 Kg/cm2

Propano a 45 C = 14,8 Kg/cm2

Amoniaco a 45 C = 17,2 Kg/cm2

Para admitir estas presiones los tanques son de chapas gruesas y de aceros especiales, apoyados enfuertes polines (apoyos intermedios firmes a la estructura del buque).

Su equipo consiste por lo general, en una pequea Sala de Bombas, con una o dos bombas tipo Boostery dos o tres compresores de gas para la descarga.

Esta se efecta sobrepresionando el tanque a descargar con 2,5 o 3,0 Kg., con ayuda de loscompresores, y luego, se ceba la bomba de descarga.

Buques semirrefrigerados.

Estos tipos de buques pueden llevar el cargamento, hasta una presin mxima de 6,7 Kg./cm 2, que lepermite transportar los productos a una temperatura aproximada de +10 C, as por ejemplo:

Butano a 10 C tiene una Presin de Saturacin de. 1,5 Kg./c m2

Propano a 10 C tiene una Presin de Saturacin de..5,5 Kg./cm2

Amoniaco a 10 C tiene una Presin de Saturacin de..5,3 Kg./cm2

En este tipo de buques los tanques suelen ser cilndricos en sentido horizontal.

Al objeto de ganar espacio para la c arga, se instala una ms c ompleta Sala de Bombas que en losbuques de "Alta Presin", y que est compuesta de:

Bombas Booster, dos o tres compresores, y para cada compresor un condensador circulado por agua demar, separadores y calentador. As podemos, enfriar o calentar la carga, segn las necesidades del

puerto de descarga. Es muy normal cargar productos fros y luego, en el puerto de descarga, nos exigenentregarlos a temperatura ambiente, siendo necesario un calentamiento o bien, el cargarlos atemperatura ambiente, y a la vez que los cargamos, lo vamos enfriando.

Generalmente los aceros usados en los tanques estn calculados para soportar temperaturas de hasta-150 C.

Buques refrigerados.

Estos tipos de buques pueden llevar el cargamento, hasta una presin mxima de 0,3 Kg/cm2, por loque el producto debe ser transportado a su temperatura de ebullicin, as por ejemplo:

Butano a -20 C Presin de Saturacin 0,0 Kg/cm2

Muy til

til

Poco til

Glasova za sada: 5Anketa je zakljuen a

5 (100%)

0 (0%)

0 (0%)


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Propano a -420 C 0,0 Kg/cm 2

Amoniaco a -330 C 0,0 Kg/cm2

Estos buques van dotados de potentes instalaciones de gas Fren para las bajas temperaturas quenecesitan aislamientos para crear la llamada doble barrera "Void Space", de perlita, vinilo, etc. ycomplejos sistemas de relicuacin.

Sus tanques son de aceros especiales a bajas temperaturas, de hasta -550 C y de forma prismtica.Este tipo de buque suelen estar estandarizados en capacidades de: 25.000, 55.000 y 80.000 metroscbicos. Van dotados sus tanques con sondas muy delicadas, mecnicas o electrnicas, con

numerosas correcciones por dilatacin, temperatura, densidad, asiento, y otros.

En general, cualquiera que sea el tipo de buque, jams irn los tanques a ms del 98% de suscapacidades con lquido, debiendo mantenerse durante el viaje este nivel mximo, para evitar que ellquido entrara por las lneas de aspiracin del gas, a los compresores, pudiendo producir importantesaveras y que saltaran las seguridades. Conviene recordar, que los tanques estn aislados de laatmsfera, y por tanto todo el espacio no ocupado por el lquido lo llena el gas si enfriamos baja el niveldel lquido y aumenta el espacio del gas (menos presin), pero si se calienta, que era el problemamencionado anteriormente, aumenta el nivel del lquido.

Clasificacin de los buques segn el Cdigo CIG:

El cdigo clasifica los buques segn la peligrosidad del producto transportado y por tanto por laresistencia del casco ante una avera, determinando la distancia de separacin entre los tanques de

carga y el forro del casco:

Buque tipo 1 G: dedicado a transportar productos indicados en la columna c del captulo XIX queexijan la adopcin de medidas de mximo rigor para evitar escapes. Este tipo es el que transporta losproductos de ms riesgo, siendo el resto de menor riesgo en sentido decreciente. Debern resistiraveras de mayor gravedad, en cualquier parte de su eslora, y sus tanques estarn separados del forroms distancia que los de cualquier otro tipo.

Buque tipo 2 G: lo mismo que el anterior pero las medidas a adoptar sern de menos rigor que las de1G. Los buques menores de 150 m de eslora resistirn averas en cualquier punto de su eslora salvo lasque afecten a los mamparos que limiten con los espacios de mquinas a popa, y los de ms de 150 mde eslora en cualquier punto de sta.

Buque tipo 2 PG: lo mismo que el tipo 2 PG pero para buques gaseros de eslora igual inferior a 140 m

con tanques independientes de tipo C proyectados para un MARVS 7 de mnimo 7 bar de presinmanomtrica y una temperatura de proyecto en el sistema de contencin de la carga igual superior a-55 C. Resistirn averas en cualquier punto de su eslora salvo las que afecten a mamparostransversales espaciados a una distancia superior a la de la supuesta avera.

Buque tipo 3 G: buque gasero que transporte los productos que exijan medidas slo moderadascomparativamente con los anteriores para impedir escapes. Hasta 125 m de eslora las condicionessern iguales a las 2 PG y las que afecten al espacio de mquinas a popa, y a partir de 125 m, resistirnaveras en cualquier punto de su eslora salvo las que afecten a mamparos transversales espaciados auna distancia superior a la de la supuesta avera.

DEFINICIONES DE LOS TRMINOS USUALES EN LAS TABLAS PARA CARGAMENTOS DEGASES LICUADOS.

(a) Presin de vapor saturante.

La Presin de equilibrio entre el gas licuado y su vapor, a una temperatura determinada. Es un equilibriodinmico, que no altera macroscpicamente el estado del sistema. A cada temperatura habr unapresin saturante distinta.


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(b) Punto de congelacin.

Es la temperatura del "punto triple" punto en el cual, las tres fases (slido, lquido y vapor) puedenexistir juntas en equilibrio. En la (Fig. A), que se refiere al agua, la curva de presiones de "vaporsaturante" es la PV. El slido correspondiente (hielo) emite tambin vapor, y ejerce a cada temperaturauna cierta presin de "vapor saturan te, que representa el equilibrio ente ste y el slido. En la (Fig.A)

es la curva S P. Recordamos que la temperatura de fusin (temperatura de equilibrio entre las fasesslida y lquida) depende de la presin. En el agua, al aumentar la presin la temperatura de fusindisminuye un poco la curva de equilibrio ser de la forma PF.

Las tres Curvas mencionadas se cortan en un punto "P", la temperatura y la presin correspondientes aeste punto, son las nicas a las cuales podemos tener agua en equilibrio en sus tres estados, slido,lquido y vapor. El punto "p" es el punto triple del agua. Sus coordenadas son: Temperatura = 0,01 C yPresin = 4,6 tor. Todo esto tiene el siguiente significado: Si un espacio hermticamente cerrado, quecontiene agua y un trozo de hielo, se lleva a la temperatura de 0,01 C, haciendo en el mismo un vaco,hasta llegar a la presin de 4,6 tor. (La normal es de 760 tor.) , se observa, que si el sistema no recibecalor del exterior ni el hielo funde, ni el agua en fase lquida disminuye de volumen por evaporacin. Lostres estados permanecen en equilibrio.

Volviendo a observar la (Fig. A), vemos que su superficie queda dividida en tres zonas representandocada una de ellas, el campo de presiones y temperaturas, en el cual slo puede existir en equilibrio, uno

de los tres estados.

Para cada sustancia, pueden dibujarse las tres curvas de dicha (Fig. A), .quedando definido elcorrespondiente punto triple. Continuando con la observacin de dicha Fig., podemos aadir, que sicalentamos una sustancia slida, mantenindola a presin constante, una presin por debajo de la de supunto triple, pasar del estado slido al de vapor sin licuar. Un ejemplo para intuir el concepto, lotenemos en el Anhdrido Carbnico a la Presin Atmosfrica y a la inversa, cuando sale de una botellaa gran presin licuado, sale en forma de vapor, y al enfriarse fuertemente, se solidifica (a causa de laexpansin adiabtica) sin pasar por su estado lquido.

(c) Punto de ebullicin.

La Temperatura a la que una sustancia, a una presin normal (760 tor), hierve o se sublima (paso directode slido a vapor). Elagua pura hierve a 100 C.

(d) Punto crtico

Observando la (Fig. B) en la que tenemos un diagrama de Volumen-Presin, donde las Isotermascorrespondientes al C02, sufren desviaciones mayores, cuanto ms se aproxima el gas a las

condiciones propias del estado lquido.

Figura A. Punto de equilibrio. Punto triple
http://3.bp.blogspot.com/-R1rFcjGV3XU/T4dv34UW0hI/AAAAAAAABSY/JGpZWCT5coE/s1600/lpg1.jpg


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Cualquier "estado" de la sustancia (slido, lquido o gaseoso), est representado por un punto de lacitada superficie. Sobre ella se han sealado las zonas que corresponden a cada "estado", y se hantrazado distintas lneas isotermas, que son las intersecciones de la superficie con planosperpendiculares al eje de las temperaturas. Proyectando sobre el plano Presin (p) - Temperatura (t), laslneas que separan los distintos "estados", resulta la (Fig. A).

La proyeccin sobre el plano Presin (p) - Volumen (v), es una figura anloga a la "B", en la cual tambinse han incluido las proyecciones de las isotermas, quedando sealada la parte relativa al estado slido,que falta en la (Fig. B).

El valor de este punto crtico tiene a veces sensibles variaciones segn los mtodos usados para suclculo.

(e) Factor de condensacin.

Es un elemento auxiliar para el clculo aproximado de cantidad de lquido formado durante la

condensacin. Con este factor podemos calcular la cantidad de lquido en decmetro cbico (dm 3), a la

temperatura del "punto de ebullicin" en condiciones "estndar" en la cual un metro cbico (m3) de gasse condensar (760 tor. y 0 C). Si el estado de gas no existe en la, condiciones "estndar", el nmerose refiere a un metro cbico de gas, a la temperatura de ebullicin y una presin de 760 tor.

Temperatura de ebullicin de distintos productos:

Cloruro de Etilo 13 C ter Etlico 35 C

Cloroformo 61 C Benceno 80 C Petrleo de 110 a 160 C

(f) Densidad relativa

Es la relacin que hay entre Nm3 (gas) / Nm3(aire).

Si en las condiciones "estndar" no hay "estado" de gas, el nmero representa la relacin entre el pesodel gas a la "temperatura de ebullicin", y la del aire a esa temperatura y una presin normal de 760 tor.

(g) Entalpa.

Es una funcin del "estado" del sistema.

Entalpa= U + p . v , donde "U" es la energa interna, "p" la presin, y "v" el volumen. En un gasperfecto la entalpa depende de la temperatura.

NORMATIVA DE SMBOLOS y EXPRESIONES

P (Kg/cm2)Presin de saturacin (Absoluta = Relativa + 1)t (C) Temperatura.

Figura C. Superficie de estado y sus proyecciones sobre dos planos coordenado.
http://1.bp.blogspot.com/-BCypqjN3QJE/T4dxLWfYlGI/AAAAAAAABSo/JzuYifrKghc/s1600/lpg3.jpg


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Publicado por Harry Gonzlez en Catia La Mar, Estado Vargas 13:00

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i (Kcal/K g) Entalpia del lquido.i (Kcal/K g) Entalpia del vapor saturado.r (Kcal/Kg)Calor de vaporizacin. (Kg/dm3) Peso especfico del lquido en el punto de ebullicin.

(Kg/m3) Peso especfico del vapor saturado.c (vol-%ppm) Concentracin en % del volumen partes por milln.

Carga de los buques LPG

Procedimiento de Clculo de Carga de los Buques LPG - Buque/Terminal.

A rev iew of LPG Cargo Quantity Calculations

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