Un carenado de cable es una estructura que se acopla a un cable remolcado y que está diseñada para optimizar el flujo alrededor del cable, principalmente en entornos marinos.
Los cables se carenan principalmente por dos razones: (1) para reducir la resistencia normal y así lograr mayor profundidad para una longitud y velocidad de cable dadas; y (2) para eliminar la vibración del cable causada por el desprendimiento de vórtices , comúnmente conocida como vibración del cable. [ 1 ]
Otro enfoque consiste en diseñar un cable con un perfil aerodinámico para distribuir la carga a lo largo de la cuerda y reducir la sección frontal. [ 2 ]
Tipos de carenado de cables
Existen varios tipos principales de carenados de cables:
- Carenado rígido: esencialmente una carcasa aerodinámica en forma de lágrima sujeta en secciones sobre el cable; [ 3 ]
- Carenado de cinta: cintas flexibles unidas al cable que adoptan una forma aerodinámica o rompen la coherencia en el desprendimiento de vórtices cuando se remolcan; [ 4 ] [ 5 ]
- Carenado peludo: similar al carenado de cinta, pero las “cintas” toman la forma de estructuras flexibles parecidas a cabellos. [ 6 ]
Todos los cables (con o sin carenado) tienen coeficiente de arrastre hidrodinámico y funciones de carga. [ 7 ] Estas describen la variación en los coeficientes de arrastre/sustentación (o coeficientes de fuerza normal/tangencial) en función del ángulo.con respecto al flujo. Como ejemplo, la función de carga para el coeficiente de arrastre normal de un cable sin carenado, representado como un cilindro circular flexible, es(significa que el cable es perpendicular al flujo).
Actuación
Los cables cilíndricos tienen un coeficiente de arrastre superior a 1,1 (mayor al rasguear).
La relación de aspecto de los carenados está limitada por problemas de estabilidad. Las secciones de carenado probadas en el tanque pueden reducir los coeficientes de arrastre a 0,02, pero se sabe que en el mar se han alcanzado coeficientes de arrastre cercanos a 0,2. [ 8 ]
Complejidades operativas
El carenado de un cable puede aumentar la complejidad del sistema de manejo. Un cable sin carenar se puede enrollar varias veces en el tambor del cabrestante. Algunos tipos de cables carenados solo permiten una única vuelta.
Además, muchos tipos de carenados rígidos requieren el uso de anillos antiapilamiento. [ 9 ] Bajo tensión, el diámetro de un cable blindado de acero disminuye. Esto, a su vez, provocaría que las secciones del carenado se aflojaran y se deslizaran por el cable (hasta que se apilaran en el extremo posterior) sin el uso de los anillos antiapilamiento.
Referencias
- ↑ RD Blevins, "Vibración inducida por flujo" (Segunda edición). Nueva York: Van Nostrand Reinhold, 1990, pág. 91.
- ↑ Patente US1756972A, Cable trenzado, Conner 1926
- ↑ Patente 4,567,841 “Conjunto de carenado para cables submarinos remolcados”.
- ↑ Patente 3,696,599 “Sistema de carenado de cables”.
- ↑ [ https://patents.google.com/patent/US11958570B1/en Patente Aparato y método de carenado de cable tipo sándwich con una capa de amortiguación central, US11958570B1, Coakley 2021
- ↑ Patente 4,084,065 “Cable antivibración”.
- ↑ R. Folb, “Determinación experimental de funciones de carga hidrodinámica para diez modelos de carenado de cables”. Informe número DTNSRDC-R-4610, Centro de Investigación y Desarrollo de Buques Navales David W. Taylor, 1975.
- ↑ [ https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA071543.pdf Determinación experimental de la función de carga hidrodinámica para carenados de tipo seccional
- ↑ A. Mech, “Desarrollo de un anillo de soporte de carga axial para su uso en un cable marino electromecánico de doble función reforzado”. Oceans 17 , 1001, 1985.
- Ingeniería hidráulica