Pune o navă pe linia de plutire
Fluide
O navă este scufundată la o anumită adâncime, vom încerca să o punem la suprafață, injectând aer pentru a disloca apa pe care o conține. Nava începe să urce când împingerea este egală cu greutatea. Se vor calcula volumul și masa de aer la presiunea atmosferică pe care trebuie să o furnizăm acționată de un compresor. De asemenea, vom calcula distanța pe care o parcurge barca de la fund până la plutirea pe suprafața apei.
Fundamentele fizice
Să luăm în considerare o navă care are forma unei cutii dreptunghiulare (paralepiped) de 10 m înălțime și 280 m 2 în secțiune .
- Nava scufundată
Nava începe să plutească când greutatea navei este egală cu forța. Impingerea este greutatea volumului de apă evacuat
Unde r este densitatea apei de mare (vom lua 1000 kg/m 3), deși este ceva mai mare decât cea a apei dulci, zona de bază a navei și X înălțimea aerului în barcă, în galben în figură.
Exemplu: pentru o navă de 863 Tm, valoarea X are aproximativ 3,08 m. Care corespunde unui volum de aer de 862 m 3 (aria bazei navei este de 280 m 2)
Presiunea aerului va fi
Unde Da este adâncimea și h înălțimea navei (10 m). Pentru o adâncime y = 26 m presiunea este egală cu = 287000 Pa. Și volumul de aer pe care l-am calculat este V = 862 m 3
Aerul care trebuie furnizat de compresor este aproximativ egal cu cel pe care l-ar ocupa aerul comprimat în barcă la presiunea atmosferică (p0 = 10 5 Pa) la aceeași temperatură.
Se obține un volum de aer de V0 = 2475 m 3. Timpul necesar pentru ca compresorul să pompeze acest volum depinde de debitul. Dacă debitul este de 1000 m 3/min, atunci durează 2,5 min.
De asemenea, putem calcula masa de aer conținută în acest volum la temperatura camerei (300є K)
Unde M este greutatea moleculară a aerului 28,9 g/mol. Obțineți 2867 kg, ceea ce reprezintă o masă mică comparativ cu cea a navei 863 Tm = 863000 kg.
- Ridicându-se la suprafață