GEMİ SEYİR TECRÜBELERİ Tam Ölçekli Gemi Direncinin Belirlenmesi Gemi direncinin tam boyutla doğrudan ölçümüne çok nadiren teşebbüs edildiği görülmektedir. Gemi üzerinde tam boyutlu direnç deneyini ilk gerçekleştiren W. Froude'dur. Froude'un gerçekleştirdiği bu deneyler "Greyhound" deneyleri olarak bilinir. Tam boyutta deneylerin yapılmasında karşılaşılan güçlükler: Çeken geminin iz etkisi, Düz bir rota tutulabilmesi için dümen tutulması gereği Çekme halatındaki çekme kuvvetinin sabit tutulamaması, Deneylerin yeterli süre yapılmasına uygun olabilecek suların bulunmasındaki zorluk. "Lucy Ashton" deneylerinde ise gemi, güvertesi üzerine monte edilmiş bulunan uçak jet motorlarının gücü ile sevk edilmiş, böylece çeken gemiden ve çekme halatı bağından kaynaklanan problemler ortadan kaldırılmıştır. Ancak bu şekilde tam ölçekli olarak deney yapılması çok yüksek maliyeti ve çok zaman alması nedeniyle çok özel projelerde mümkün olabilir. Gemi model korelasyon katsayısı C A 'nın tam olarak belirlenebilmesi için bu yöntemlerden birisiyle tam ölçekli gemi direncinin tespit edilebilmesi gereklidir. Eğer gemi bir itme ölçer (thrustmeter) ile donatılırsa, başka bir deyişle pervane üzerindeki itme okunacak olursa, R T toplam direnci; R T = (1-t)T formülü ile belirlenebilir. Gemilerin dizaynları yapılıp, inşaatları tamamlanıp denize indirildikten sonra, liman tecrübelerini takiben seyir tecrübeleri yapılır. Seyir tecrübelerinin önemli bir bölümü geminin sürati, gemi makina pervane sisteminin performansını sağlayıp sağlamadığının belirlenmesini hedeflemektedir. Tecrübeler bir yandan şartnamedeki koşulların sağlanıp sağlanmadığını belirlerken diğer yandan ileride yapılacak dizayn çalışmalarına da bilgi aktarılmasını sağlarlar. Genel olarak standardizasyon tecrübeleri olarak da adlandırılan bu tecrübeler hız, şaft beygir gücü ve pervane devir sayısı arasındaki ilişkinin belirlenen PDF processed with CutePDF evaluation edition www.cutepdf.com
deplasman, draft ve trim koşullarında ortaya konulması için yürütülür. Bu tecrübeler aşağıdaki amaçlardan birisi veya birkaç tanesi hedeflenerek yapılır; a. Gemi sahibi ve yapımcı tersanece hız, beygir gücü ve yakıt ekonomisi (yakıt sarfiyatı) ile ilgili kontrat şartlarının yerine getirildiğinin tespiti amacıyla, b. İleride yapılabilecek dizaynlarda yardımcı olabilecek tam ölçekli performans datasının sağlanması amacıyla, c. Gemi model deneyleri sonuçlarından gemi gücünün hassas olarak tayinini sağlamak için gerekli model-gemi korelasyon katsayılarının (C A ) değişik gemi tipleri, değişik gemi yüzey koşulları için belirlenmesi amacıyla, d. Gemi hızı ve pervane devri arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyladır. Seyir tecrübeleri sırasında aşağıdaki bilgilerin kaydedilmesi gerekir: a. Tecrübe mevkii b. Tecrübenin yapıldığı saat c. Tecrübe sahasındaki derinlikler d. Tecrübe bölgesindeki suyun yoğunluğu e. Barometre değerleri f. Rüzgar yönü ve hızı g. Dalga yönü, yükseklik ve periyodu h. Her tecrübe için kullanılan rotalar i. Dümen konumundaki değişimler j. Ölçüm yapılan mesafeler k. Deplasman l. Baş ve kıç draft m. Gemi makinasının gücü BHP/IHP n. Yakıt tüketimi o. Tecrübe esnasındaki devir sayısı (makina, şaft) p. Ölçülen ve/veya hesaplanan hız q. En son havuzlama ile ilgili bilgiler r. Teknenin pürüzlülük durumu Deniz tecrübelerinde tekne ve pervanenin şu şartları sağlaması istenir: a. Tekne ve pervane yüzeyi mümkün olduğunca temiz olmalıdır. Deniz tecrübelerinin geminin havuzlanmasından itibaren en geç iki hafta içerisinde yapılması gerekir. b. Gemi deplasmanının gemi inşa kontratında belirtildiği şekilde, belirlenen standartlara göre tespit ve uygulanması gerekir. c. Geminin deniz tecrübelerindeki trimi şartnamede belirtildiği şekilde sağlanır. Eğer belirtilmemişse maksimum hızı sağlayacak şekilde, pervane ve varsa yumru başın da
durumları göz önünde bulundurularak, uygun trim belirlenir ve uygulanır. Gerekirse uygulanması gereken trim şartları havuz deneyleri ile gerçeklenir. d. Ticaret gemilerinde pervanenin mümkün olduğunca fazla batması sağlanmaya çalışılır. Böylece hava emme vs. nedenlerle sevk veriminde kayıplar olması önlenir. Pervane şaftının derinliğinin en az pervane çapının 0.4 katından daha derinde olması sağlanmaya çalışılır. Gemi Seyir Tecrübelerinde Sürat ve Gücün Belirlenmesi Gemilerin seyir tecrübeleri sırasında makina, pervane, tekne performansı ve sürat tespiti yapılacağı zaman klasik olarak belirli sabit devir sayılarında, değişik yönlerde, bilinen bir uzaklıkta sürat ve gücün gözlenmesiyle kayıtlar tutulur. Bu sırada makina ile ilgili kayıtlar da ayrıca tutulabilir. Seyir tecrübeleri sırasında mümkün olduğunca oto-pilot kullanılmalıdır. Bu durumda elle kumandaya göre rota tutmada iki-üç derecelik bir rota sapması avantajı sağlanmaktadır. En güvenilir hız ölçümü karada sabit referans noktaları belirlenerek veya sabit şamandıralar kullanılarak yapılabilir. Tecrübelerin yapılacağı bölgenin mümkün olduğunca, yeterli derinliğe sahip olması, deniz trafiğinden uzak olması, sis problemi olmaması tercih edilir. Tecrübe bölgesindeki su derinliğinin (D) ise, D > 10 * T * V S / (L) 0.5 bağıntısını sağlaması gerekmektedir. Burada T draft (Feet), V S gemi hızı (Knot), L ise gemi boyu (feet) olarak kullanılmaktadır. Gemi hızının tespiti için aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi sahilde sabit referans noktaları (Vedet) tespit edilerek ölçümün yapılacağı saha belirlenir. Aksi yönlerde sabit hızlarda seyredilerek, ölçümün yapılacağı noktalar arasında saat tutularak ve bu noktalar arasındaki kat edilen mesafeden yararlanılarak geminin o tecrübe için hızı tespit edilir. Aynı şekilde geminin hızı kıyıda kurulabilecek ölçüm ve izleme istasyonlarınca da tespit ettirilerek karşılaştırılabilir.
Arka Vedetler Ön Vedet Sahil Şeridi Ön Vedet Doğuya 2 mil 1 mil 1 mil 1 mil 2 mil Batıya Tecrübe Rotası Gemi hızı ölçüm parkuru Doğu-Batı yönündeki bir sürat ölçüm parkurunda bir geminin sürat ölçümlerinin üç defa tekrarlandığını ve aşağıdaki hızların tespit edildiğini kabul edelim, TEST NO YÖN ÖLÇÜLEN (m/s) 1 DOĞUYA DOĞRU 6.5 BATIYA DOĞRU 8.52 2 DOĞUYA 6.66 BATIYA 8.09 3 DOĞUYA 7.28 BATIYA 7.43 Bu bilgilerden yola çıkılarak geminin son ortalama hızı (m/s), doğu ve batı yönündeki ölçümlerin ortalamaları alınarak, ve yan yana değerlerin ortalamaları bir tek rakama ulaşılıncaya kadar alınmaya devam edilerek tecrübe için son ortalama gemi hızı bulunmuş olur;
TEST NO (m/s) 1.ORT. 2.ORT 3.ORT 4.ORT SON (m/s) 6.5 1 7.51 8.52 7.55 7.59 7.52 6.66 7.48 7.51 2 7.38 7.51 7.51 8.09 7.53 7.52 7.69 7.53 7.28 7.52 3 7.36 7.43 Sürat tecrübeleri sırasında olanakların elverdiği durumlarda bölgede mevcut akıntılarında ölçülerek hesaba katılması uygun olacaktır. Seyir tecrübeleri sırasında rüzgar etkisi de göz önünde bulundurulmalıdır. Mümkünse geminin baş tarafındaki bir direk üzerine rüzgar gülü, anemometre konulmalıdır. Tecrübe seyri esnasında rüzgar yönü ve hızı değişebileceğinden rüzgar etkisi hesaplanırken ortalama değerler kullanılır, rüzgar nedeniyle kullanılan ekstra güç hesaplanır. Anemometreden rüzgarın yönü ve hızı da tespit edilerek bunlar için düzeltmeler yapılmalıdır. Bunun için geminin üst yapısının bir modelinin rüzgar tünelinde denenmesi neticesinde elde edilecek rüzgar direnci bilgilerine ihtiyaç olacaktır. Bu mümkün olmadığı taktirde basit yaklaşımlarla rüzgarın etkisi belirlenebilecektir. Geminin sürati bu şekilde belirlendikten sonra bu sürate karşılık gelen konumdaki makina değerlerinden yola çıkılarak bu sürat için kullanılan güç de tespit edilebilir. Böylece gemiyi belirli bir süratle sevk edebilmek için gerekli güç tespit edilmiş olur. Değişik hızlar için bu analiz yapıldığında gemiye ait direnç eğrisi çıkarılmış olur. Bu eğri yapılan hesaplamalar ve havuz deneyi sonuçları ile karşılaştırılarak performans belirlenir. Seyir tecrübeleri sırasında pervanelerle ilgili olarak şu işlemler yapılır; 1. Her tecrübe seyrinde, K Q = P D 2 5 2πnρn D bağıntısı yardımıyla K Q değerleri hesaplanır. Burada, P D = Pervaneye iletilen güç (DHP), n = şaft devir sayısı ρ = Suyun yoğunluğu
D = Pervane çapı olarak kullanılmıştır. 2. J S ilerleme sayısı, J S = (V S ± C) / nd bağıntısı yardımıyla hesaplanır. Burada, V S geminin hızını, C akıntının hızını, V S ±C ise gözlenen hızı ifade etmektedir. 3. K Q ya karşılık J S değerleri açık su deneyleriyle hazırlanmış aşağıdaki şekildeki gibi bir pervane diyagramı üzerine işaretlenir. 4. K Q diyagramından yararlanılarak J A bulunur; J A = V A /nd Burada V A = V S (1-w) pervane ilerleme hızını, w ise iz katsayısını ifade etmektedir. 5. Gözlenen hız = V S ± C - V A = V S w ± C bağıntısı zamana bağlı olarak çizilerek C bulunur. C bulunduktan sonra iz katsayısı w hesaplanır. KQ 0.02 0.04 0.06 Tecrübe K Q Açıksu K Q 0 0.5 1.0 1.5 J A J s Pervane diyagramı J