ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI"

Ufuk Heper
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 ÖN DİZAYNDA AĞIRIK HESABI

2 Her türlü geminin dizaynında gemiyi oluşturan ağırlıkların ön dizayn aşamaında doğru olarak heaplanmaı geminin tekno-ekonomik performan kriterlerinin belirlenmeinde on derece önemlidir. Herhangi bir deniz aracı aşağıdaki eşitliği ağlamak zorundadır. Δ Σ i Burada Δ geminin deplaman kuvveti ve i gemideki ağırlıkların toplamıdır. Bir ticari gemi için toplam ağırlık dağılımı şöyle olacaktır. Δ S + DT Burada S geminin light hip ağırlığı ğ ğ, DT ie deadweight tonajı olup pg geminin yük taşıma kapaiteini göterir.

Δ Σ i Burada Δ geminin deplaman kuvveti ve i gemideki ağırlıkların toplamıdır.

3 Geminin light hip ağırlığı aşağıdaki gibi gruplanabilir. + + S m o Burada tekne ağırlığı, m makine ağırlığı ve o donanım ağırlığını götermektedir. Gemide normal olarak taşınan yakıt ve u ağırlıkları deadweight tonaja dahil olacaktır.savaş gemilerinde ağırlık dağılımı Δ S + p şeklinde olacaktır. Burada S yukarıdaki gibi geminin light hip ağırlığını göterir. p ie payload tonajı olup gemideki tüm ilah ve enör itemlerini kapar.

Gemide normal olarak taşınan yakıt ve u ağırlıkları deadweight tonaja dahil olacaktır.

4 Çelik tekne ağırlığı Tekne ağırlığını oluşturan başlıca elemanlar ; omurga kaplama levhaları, boyuna ve enine potalar,derinpotalar, kemere ve tifnerler, braketler, çift dip, perdeler,ambar ağızları, makine temelleri ve üt binalarıdır. Bir geminin çelik tekne ağırlığını belirlemek için en ağlıklı yöntem inşada kullanılan tüm malzemelerin ağırlıklarını ölçerek toplam ağırlıklarının bulunmaıdır. Ancak bu yöntem inşaa işleminin ona ermei ile bir onuç verebilir ve daha inşaanın başlamış olduğu ön dizayn aşamaında kll kullanılmaz l. Ön dizayn aşamaında kll kullanabilecek kiki yöntem öt vardır. Bunlardan birinciinde yeni gemiye olabildiğince benzer ve ağırlık özellikleri bilenen bir gemi bulunur ve değişik benzerlik yaaları ile eki geminin özelliklerinden yararlanarak yeni geminin ağırlık grupları belirlenir. Bu yöntemi uygulayabilmek için gemiler tip boyut ve form olarak birbirlerine oldukça yakın olmalıdır aki durumda çok yanıltıcı onuçlar elde edilecektir. İkinci yöntem ie daha önce inşa edilmiş gemilere ait ağırlık özelliklerinin gemi boyutlarının fonkiyonu olarak ampirik formüllerle ifade edilmeidir. Birinci yöntemdeki benzerlik oranları iki ayrı şekilde oluşturulabilir.

Ancak bu yöntem inşaa işleminin ona ermei ile bir onuç verebilir ve daha inşaanın başlamış olduğu ön dizayn aşamaında kll kullanılmaz l. Ön dizayn aşamaında kll kullanabilecek kiki yöntem öt vardır.

5 Kübik ayı (BD) benzerliği : Bu yaklaşımda tekne ağırlığının kübik ayı (BD) ile orantılı olduğu kabul edilir. c N BD Burada c N kübik ayı katayıı olup birim hacminin ağırlığını göterir. Böylece çelik tekne ağırlığı bilinen benzer gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki ğ formülle bulunabilir bili. c BD N 0 BD (BD) 0

c N BD Burada c N kübik ayı katayıı olup birim hacminin ağırlığını göterir.

6 Kuadratik ayı benzerliği : Bu yaklaşımda çelik tekne ağırlığının aşağıdaki şekilde kabul edilebileceği kabul edilmektedir. c Q (B + D) Burada c Q kuadratik katayıdır. Bu durumda çelik tekne ağırlığı bilinen gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki şekilde bulunabilir. c Q (B + D) 0 (B + D) [ (B + D) ] 0

Bu durumda çelik tekne ağırlığı bilinen gemiden hareket edilerek yeni geminin

7 Benford (1967) kübik ayı benzerliği eaına göre aşağıdaki bağıntıyı önerir. 0.9 BD cn c1 c c 3 Burada ; c C B 2 c ( / ) : üt yapı boyu 1.8 c ( D 8.3) c N 340 Yukarıdaki bağıntıda, B, D, feet cininden alınacaktır.

675 + C B 2 c2 1+ 0.36( / ) : üt yapı boyu 1.8 c3 0.006 ( D 8.

8 aton Gilfillan (1976) kuadratik benzerlikten hareketle gemi çelik ağırlığı için aşağıdaki genel formülü önerirler. K E 1.36 Burada E parametrei şöyle heaplanır. E ( B + T) ( D T) l h l2 h2 Burada l 1 ve h 1 bordadan bordaya uzanan üt yapıların boy ve yükekliği,l 2 ve h 2 ie güverte evlerinin boy ve yükekliğidir. K katayıı değişik gemi tipleri için aşağıdaki dkişekilde önerilir.

9 Gemi Tipi K E Tanker Kimyaal Tanker Dökme Yük Konteyner Yük Gemii Koter Romorkör Balıkçı Ferry Yolcu Gemii

040 6000-13000 Yük Gemii 0.029 0.037 2000-7000 Koter 0.027 0.

10 Kafalı (1988) çelik tekne için aşağıdaki bağıntıyı önerir. 2 l1 l2 C N 1+ ( CB 0.70) C katayıı aşağıdaki şekilde verilir : [ og N] C D Burada ; :Gemi boyu [m.], B : Gemi genişliği [m.], D : Gemi derinliği [m.] C B : Blok kt katayıı, N:BDm 3 l 1 : Ana güverte üzerindeki üt binaların etkin boyu. l 2 : İkinci güverte üzerindeki üt binaların etkin boyu.

025 C 10 12 D Burada ; :Gemi boyu [m.], B : Gemi genişliği [m.], D : Gemi derinliği [m.

11 Çelik tekne ağırlığını heaplamak için önerilen diğer bir yaklaşım da Kla kuruluşları tarafından belirlenen l minumum orta keit mukavemet modüllerinden d hareket etmektir. Bu tip bir bağıntı büyük tankerler için Johnon-Hagen-Overbo (1967) tarafından önerilmiştir c Z B D D D Burada c olup Norveç oydu (DNV) tarafından büyük tankerlerde itenen minumum orta keit mukavemet modülü aşağıdaki şekildedir. Z 2.1 F B ( C 0.7) /10 B Buradaki F değeriğ aşağıdakiş ğ tablodan interpolayonla bulanacaktır.

65 1.108 0.016 B 22.8 35.8 D 35.9 14 + D 1.120 0.0163 D Burada c 1 + 0.

12 [m.] F [m.] F [m.] F >

18 280 5.64 130 4.57 210 5.26 290 5.66 140 4.67 220 5.33 300 5.

13 Geminin çelik tekne ağırlığını bulabilmek için önerilen bazı diğer bağıntılar aşağıda verilmiştir i i. Yük gemii : Kafalı : DT < Δ og Hadler : 1.16 B 0.7 D 0.5 ehkamp / Kerlen : X e X 10 B Burada, BP 1/ 3 X C B 12 2 Carryette : 2 2 / 3 B 0.72 C B D D

Yük gemii : Kafalı : DT < 30000 Δ og7.3 1.615 Hadler : 1.16 B 0.7 D 0.

14 Tanker : og10.6 Kafalı : Δ DT < Det Norke Verita : Burada ; Δ α + α T B 28.7 D α α T B D Δ Yukarıdaki bağıntı /D10 14,/B5-7, m.araında geçerlidir.

0606 B 28.7 D α α T 0.054 + 0.004 B 0.189 100 D 0.78 0.

15 10 1/ B 2 2 CB B + D Sato : ( ) D Yukarıdaki bağıntı ton araındaki üper tankerler için geçerlidir. Konteyner : Chapman : Bp B D Miller : BD C B D Dökme Yük : T BP B + Murray : B + D + ( 0.5 C 0.4) / 0. 8 Burada feet cininden alınacaktır.

geçerlidir. Konteyner : Chapman : 0.07 1.759 Bp B 0.712 D 0.374 Miller : 0.9 1.

16 Kupra : c Z B D D Burada Z minumum orta keit modülü olup aşağıdaki şekilde verilmektedir. D Z 2.1 F B + 2 < 240 m. için 6 ( C 0.7) / 10 B F için F > 300 m. için F 5.77 alınacaktır. c / olarak verilmiştir.

146 B D D Burada Z minumum orta keit modülü olup aşağıdaki şekilde verilmektedir. D Z 2.

17 Ana Makine Ağırlığı ğ ğ Bu gruba makine dairei i içinde i yer alan ana ve yardımcı makineler ile bunlara ait donanım girmektedir. Bu donanım içinde en önemlileri ; yakıt ve yağlama itemi ve pompaları, hava şişe ve kompreörleri, jeneratör ile pervane şaft itemidir it idi. Deniz araçlarında kullanılan ana makine tipleri şunlardır. 1. Doğrudan bağlantılı yavaş devirli dizeller 2. Redükiyonlu orta devirli dizeller 3. Redükiyonlu buhar tirbünleri 4. Dizel-elektrik elektrik motoru 5. Gaz türbini 6. Nükleer güç gç

Bu donanım içinde en önemlileri ; yakıt ve yağlama itemi ve pompaları, hava şişe ve kompreörleri, jeneratör ile pervane şaft

18 Değişik gemi tiplerine ait güç taşıma kapaitei bağıntıları aşağıda verilmiştir. Yük gemileri ve koterler k / t Hızlı yük gemileri k / t Hızlı konteyner gemileri Süper Tankerler Romorkörler k / t k / t k / t

19 Dizel makine ağırlığı için devir ayıına ve güce bağlı olarak aşağıdaki ampirik formüller önerilmiştir ş. aton ve Gilfillan : m 9.38 BHP RPM 0.84 aton ve Gilfillan : 0.3 m 8.8 P B Barra : BHP m Barra : P B m BHP Kafalı : m N [ dev / dak ] N 4 Kupra : P ( P ) / m B B 10 Burada BHP beygir gücü ve P B K cininden makine gücüdür.

8 P B Barra : BHP m + 300 18 Barra : P B m + 13.5 300 5.

20 Yardımcı makinelerin ağırlığı için aşağıdaki bağıntılar önerilir. Yük ve dökme yük 0.65 ( BHP ) YM Tanker ( ) YM BHP Yolcu ve ferry 0.59 ( BHP ) YM Pervane ile ana makine araındaki şaftın çapı aşağıda verilen bağıntıyla bulunabilir. Burada d[cm.] şaft çapı, P D [k] makine gücüve n [dev / dak ] devir ayııdır. d 11.5 PD n 1/ 3

70 YM Pervane ile ana makine araındaki şaftın çapı aşağıda verilen bağıntıyla

21 Buna göre şaftın birim boy ağırlığı, kullanılan çeliğin gerilme mukavemetinin 700 N/mm 2 olduğu kabulü ile aşağıdaki denkleme eşit olacaktır. [ [ t / m ] PD n 2 / 3 Normal bronz pervanelerin ağırlığını bulabilmek için aşağıdaki formül kullanılabilir. K D P 3 Burada D[m.] pervane çapı olup K katayıı Schneekluth (1987) tarfından abit hatveli pervaneler için aşağıdaki şekilde verilmiştir. A Z 2 K 0.18 E A 100 o Burada Z kanat ayııdır. Hatvei kontrollü pervanelerde ticari gemilerde K ve akeri gemilerde K değerleri önerilmektedir.

22 Donanım ağırlığığ ğ Bu gruba giren temel ağırlık grupları ; ambar kapakları, vinçler, demirleme donanımı, kuzine donanımı, ııtma-oğutma ve havalandırma donanımı, boru ve elektrik itemleri, yangın öndürme donanımı, her türlü mefruşat ve can kurtarma flika ve itemleridir. Ön dizayn aşamaında donanınım ağırlığını heaplamak için aşağıdaki yaklaşık formüller önerilmektedir. Kafalı : 0.18 o N 0.8 Benford : o k 1.3 B 0.8 D 0.3 B Katouli : o ( ) 100 k Dökme yük gemileri ve Tankerler k Kuru yük gemileri

23 aton - Gilfillan o 0.45 B Kupra ( Dökme yük) o B Mandel 1.60 o 0.15 ( B) Schneekluth (1987) her türlü yük gemii için şu genel formu önerir. o K B Burada K katayıı ; Yük gemileri i için i t/ t/m 3, Konteyner gemileri için t/m 3, 140 metreye kadar olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için t/m 3, Boyu 250 metre civarında olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için t/m 3, 150 m. civarındaki tankerler için 0.28 t/m 3 ve 300 metreden uzun tankerler için 0.17 t/m 3 alınacaktır.

24 Yolcu gemilerinde donanım ağırlığı Schneekluth tarafından önerilen şu formülle heaplanabilir. o K Burada Σ geminin kapalı hacmi olup K katayıı t/m 3 araında alınacaktır. Feriler için K katayıı t/m 3 araında alınacaktır. Dondurulmuş yiyecek maddei taşıyan gemilerde özel oğutma gerekleri nedeniyle donanım ağırlığı artacaktır. Carryette ön dizayn aşamaında kullanılmak üzere şu formülü önerir. Burada geminin yalıtılmış ambar hacmidir. o / 3

25 Yakıt tağırlığı ğ F R 1000 P V F R Burada ; F R P P 855 R : Geminin mil olarak eyir çapı P : Şaft beygir gücüdür

26 Örnek : Aşağıda boyutları verilen kuru yük gemiinin çelik tekne ve donanım ağırlıklarını bulunuz. Kaimeler araı boy BP 60 m. Kalıpgenişliği B 10 m. Kalıp derinliği D 5 m. Draft d 3.8 m. Blok katayıı C B 0.7 Deplamanı Δ 1600 ton Ana güverte üzerindeki binaların etkin boyu l 1 6 m. İkinci güverte üzerindeki üt binaların boyu l 2 3 m.

27 Yaklaşık olarak çelik tekne ağırlığının bulunmaı Kafalı : C N 1+ C ( B ) 3 l l N B D 60 * 10 * m 3 D [ og N ] C * 3000 * ( 1 + 0) * ( *(6/60)+0.25 *(3/60) ) ton

28 Kafalı : og7.3 og7.3 Δ (1600) ton B / / Carryette : CB D D ton

29 Donanım ağırlığının ğ ğ bulunmaı : Kafalı : o 0.18 N ton B 60 *10 Benford : o ( ) ( * 60) 27 ton aton Gilfillan : o 0.45 B 0,45*60* ton Katouli : o 0.065*60 *10 * ton

Benzer belgeler

3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI

3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI 3. ÖN İZAYNA AĞIRIK HESAI Her türlü geminin dizaynında gemiyi oluşturan ağırlıkların ön dizayn aşamaında doğru olarak heaplanmaı geminin tekno-ekonomik performan kriterlerinin belirlenmeinde on derece