In questo articolo vedremo come calcolare la forza di trazione sul fondale nel caso di metodo di posa a “S”. Prima di procedere, si raccomanda di leggere l’articolo precedente: Metodo a “S” vs. metodo a “J” nelle installazioni offshore.
Per calcolare la forza di trazione sul fondale, T0, dobbiamo anzitutto partire dall’equazione della catenaria:
Individuiamo le seguenti grandezze:
- T0 = forza di trazione sul fondale (“bottom tension”);
- d = profondita’ del fondale;
- s = lunghezza della catenaria;
- α = angolo di inclinazione;
- ws = peso immerso;
- T = forza di trazione al punto y;
Lunghezza della catenaria
L’equazione per la lunghezza della catenaria e’ la seguente:
Angolo di tiro
L’angolo superiore di tiro si calcola come:
Forza di trazione al fondale
Vediamo adesso come calcolare la forza di trazione al fondale:
Curvatura al TDP
La curvatura al touch down point si calcola come segue:
Lunghezza di posa
La lunghezza di posa orizzontale, anche detta layback length, si calcola come segue:
Esempio di calcolo: ombelicale 1
Vediamo un esempio per come calcolare la forza di trazione sul fondale nel caso di metodo di posa a “S”. Immaginiamo di avere una nave posacavi che deve installare un’ombelicale. Assumiamo i seguenti dati:
- ws = peso proprio sommerso = 46,47 N;
- α = angolo di inclinazione = 87,23°;
- d = profondita’ del fondale = 100 m.
Quindi:
Si ottiene una forza di trazione sul fondale pari a 236 N. In aggiunta al peso dell’ombelicale, questa e’ la forza da applicare per procedere con la posa.
Possiamo adesso calcolare la lunghezza della catenaria:
Quindi, abbiamo ottenuto una catenaria lunga 105 m.
La curvatura al touch down point si ottiene come segue:
Infine, la lunghezza di posa orizzontale si calcola come:
Si ottiene una lunghezza orizzontale di 18,78 m.
Esempio di calcolo: ombelicale 2
Vediamo un altro esempio numerico. Assumiamo questa volta i seguenti dati:
- ws = peso proprio sommerso = 140,88 N;
- α = angolo di inclinazione = 86,26°;
- d = profondita’ del fondale = 100 m.
Quindi:
Si ottiene una forza di trazione sul fondale pari a 983 N.
Possiamo adesso calcolare la lunghezza della catenaria:
Quindi, abbiamo ottenuto una catenaria lunga 107 m.
La curvatura al touch down point si ottiene come segue:
Infine, la lunghezza di posa orizzontale si calcola come:
Si ottiene una lunghezza orizzontale di 23,65 m.
PROCOID
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PROCOID – PROgetto COstruzioni IDrauliche v. 1.3
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