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Mecânica Estática Naval

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MECANICA NAVAL 29/05/2011 13:00:00
← UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE – DEPARTAMENTO DE 
ENGENHARIA MECÃNICA 
← Trabalho de Iniciação 
Científica
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← Alunos: Paulo Roberto Lage Almeida 
← Leandro Pestana de Souza Orientação: Prof. 
Carlos Fernando M. Pamplona
← Luiz Tiago Balbi Finkel
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← Objetivo: Elaboração de texto didático (apostila) para um curso de 
Mecânica Aplicada ao Navio, visando servir como consulta bibliográfica 
para a ênfase em engenharia naval oferecida através de opção pela 
disciplina Arquitetura Naval, no curso de Engenharia Mecânica.
← O texto será calcado em uma edição revisada, atualizada e 
reeditada da apostila do curso de Mecânica do Navio, de autoria do 
engenheiro naval Pedro Paulo Charnaux Sertã, professor da disciplina na 
Escola Naval, com uma introdução extraída da obra clássica “Arte Naval”, 
do Comte. Maurílio M. Fonseca.
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INTRODUÇÃO
Nomenclatura. Termos náuticos
Geometria do Navio. Formas. Coeficientes.
DINÂMICA DO NAVIO
Resistência à Propulsão.
Resistência de Atrito
Resistência de Formação de Ondas
Resistência residual
Tanques de prova
Resistência total e potência efetiva
Teoria da Propulsão
Interação entre casco e hélice
Séries sistemáticas
ESTÁTICA DO NAVIO
Flutuação. Princípio de Arquimedes.
Estabilidade Estática.
Metacentro. Curvas Hidrostáticas.
Curvas de estabilidade. 
Estabilidade Dinâmica
Experiência de inclinação.
Efeito da Mudança de pesos.
Efeito de Superfície Livre
Flutuação parcial. Encalhe.Docagem.
Subdivisão estanque. Comprimento alagável.
Resistência estrutural.
 
 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÃNICA 
 Trabalho de Iniciação Científica
Alunos: Paulo Roberto Lage Almeida
Leandro Pestana de Souza
Luiz Tiago Balbi Finkel
Orientação: Prof. Carlos Fernando M. Pamplona
MECÂNICA DO NAVIO
 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÃNICA 
 Trabalho de Iniciação Científica
Objetivo: texto didático (apostila) para um curso de Mecânica Aplicada ao Navio, visando 
servir como consulta bibliográfica para a ênfase em engenharia naval oferecida através de 
opção pela disciplina Arquitetura Naval, no curso de Engenharia Mecânica.
O texto é calcado em uma edição revisada, atualizada e reeditada da apostila do curso 
de Mecânica do Navio, de autoria do engenheiro naval Pedro Paulo Charnaux Sertã, 
professor da disciplina na Escola Naval, com uma introdução extraída da obra clássica “Arte 
Naval”, do Comte. Maurílio M. Fonseca.
Alunos: Paulo Roberto Lage Almeida 
 Leandro Pestana de Souza Orientação: Prof. Carlos Fernando M. 
Pamplona
 Luiz Tiago Balbi Finkel
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DINÂMICA DO NAVIO
Resistência à Propulsão.
Resistência de Atrito
Resistência de Formação de Ondas
Resistência residual
Tanques de prova
Resistência total e potência efetiva
Teoria da Propulsão
Interação entre casco e hélice
Séries sistemáticas
ESTÁTICA DO NAVIO
Flutuação. Princípio de Arquimedes.
Estabilidade Estática.
Metacentro. Curvas Hidrostáticas.
Curvas de estabilidade. 
Estabilidade Dinâmica
Experiência de inclinação.
Efeito da Mudança de pesos.
Efeito de Superfície Livre
Flutuação parcial. Encalhe.Docagem.
Estabilidade em avaria. Alagamento.
Subdivisão estanque. Comprimento 
alagável.
Resistência estrutural.
PREFÁCIO
Esta publicação é especificamente direcionada à utilização dos alunos do 
curso de Engenharia Mecânica da Uff, como suporte bibliográfico às disciplinas 
optativas com ênfase na área marítima, relacionadas com as atividades de 
construção, reparo e operação de estruturas flutuantes, como os navios, as 
plataformas de petróleo, etc. 
O NAVIO é um sistema complexo. É o que melhor engloba as mais 
diversas aplicações da engenharia mecânica numa única construção: na 
fabricação de seu casco, como uma estrutura metálica, composta de barras, 
vigas, colunas, chapas e placas, conectadas por pinos, rebites, parafusos, solda, 
chavetas, cavilhas; como um corpo que deve se manter flutuante e que se 
desloca em manobras sobre a superfície ondulada das águas e em condições de 
estabilidade, como uma viga submetida a esforços primários de flexão, corte e 
torção, além da pressão sobre o costado, conveses e anteparas; tendo um sistema 
propulsor que utiliza diversos equipamentos, como eixos acionadores de hélices, 
conectados por engrenagens e sustentados por mancais sob lubrificação.
O sistema propulsor é acionado por motores de combustão interna ou 
turbinas, a gás ou a vapor, gerado por ciclos termodinâmicos, utilizando 
caldeiras, aquecedores, condensadores, bombas, ventiladores de tiragem 
forçada, compressores, trocadores de calor em plantas com tubulações, 
válvulas, drenos, medidores, sistemas de controle e automação. Vasos de 
pressão para armazenamento e transporte de fluidos, além de tanques de 
combustível, aguada e lastro , são utilizados.
Estão sempre presentes sistemas auxiliares como os de ar comprimido 
para partida de motores e acionamentos pneumáticos, servomecanismos, ar 
condicionado para compartimentos habitáveis, grupos destilatórios, sistemas de 
refrigeração para frigoríficas, lavanderia, cozinha, etc; 
Além da geração e distribuição de energia elétrica para iluminação e 
potência, para acionamento de motores, através de quadros elétricos, 
disjuntores, transformadores, servomecanismos, estabilizadores, agulhas 
giroscópicas, sempre dispõe de equipamentos de detecção e telecomunicações, 
navegação via satélite, etc. 
Equipamentos náuticos como aparelhos de fundeio e amarração, 
guinchos, cabrestantes, aparelhos de movimentação de carga, como guindastes, 
elevadores, são freqüentes. Novos desenvolvimentos da tecnologia naval se 
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relacionam com a propulsão nuclear, com a construção de submarinos, de 
plataformas móveis para prospecção de petróleo, etc.
Realmente: como dito, o NAVIO é o conjunto de sistemas que melhor 
engloba as mais diversas aplicações da engenharia mecânica numa única 
construção. 
Por isso, esta publicação tem como objetivo apresentar aos alunos desse 
curso os conceitos básicos relacionados com a geometria e a nomenclatura das 
diversas partes do navio, com o seu comportamento como um corpo flutuante 
carregado, em condições de estabilidade, resistência estrutural e, em geral, com 
propulsão.
A publicação está sendo elaborada como uma atividade acadêmica 
complementar de Iniciação Científica e Tecnológica, pelos alunos do Programa 
de Educação Tutorial (PET):
. Paulo Roberto Lage Almeida,
. Luiz Tiago Balbi Finkel,
. Leandro Pestana de Souza,
orientados pelo professor (engenheiro naval) Carlos Fernando M. Pamplona.
 O texto é calcado em uma edição revisada e atualizada da apostila 
intitulada “Mecânica do Navio”, de autoria do engenheiro naval, comandante 
Pedro Paulo Charnaux Sertã, professor da disciplina na Escola Naval, com 
uma introdução extraída da obra clássica “Arte Naval” do comandante 
Maurílio M. Fonseca.
A primeira edição está sendo publicada em partes para utilização dos 
alunos da disciplina Arquitetura de Estruturas Flutuantes, ministrada em 2006-
2, pelo professor (engenheiro naval) Domingos de Faria Brito David. 
ÍNDICE
INTRODUÇÃO
I – Nomenclatura. Termos Náuticos
– Do navio em geral
– Peças principais da estrutura dos cascos metálicos

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