13. ÖZEL SEVK SİSTEMLERİ



Benzer belgeler
GEMİ DİRENCİ ve SEVKİ

GEMI SEVK SISTEMLERI N. MENDERES INALMAN I.T.U DF GEMI MAK ISL MUH 2002

HİDROLİK MAKİNALAR YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 4

ELEKTRİKLİ SEVK SİSTEMLERİNDE HATVE KONTROLLÜ PERVANELER İLE SABİT HATVELİ PERVANE MEKANİZMALARI ARASINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ KARŞILAŞTIRMASI

Pervane 10. PERVANE TEORİLERİ. P 2 v 2. P 1 v 1. Gemi İlerleme Yönü P 0 = P 2. Geliştirilmiş pervane teorileri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

YER HİZMETLERİ VE RAMP - I. Öğr. Gör. Gülaçtı ŞEN

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

DİZAYN VE İLERİ MÜHENDİSLİK HİZMETLERİ

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI GEMİ YAPIMI GEMİ PERVANE DONANIMI

9. KAVİTASYON, KAVİTASYONUN ETKİLERİ, KAVİTASYONUN BAŞLANGICI, KAVİTASYON KONTROLÜ

DEN 322. Gemi Sevk Makinaları

GEMİ İNŞAATI PROJE II SEVK ANALİZİ VE MAKİNA SEÇİMİ İLE İLGİLİ GENEL ESASLAR. Proje II dersi kapsamında yapılması öngörülen çalışmanın genel hatları;

AKM 205 BÖLÜM 6 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

DİŞLİ ÇARKLAR III: HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR

Ekim, Bakım ve Gübreleme Makinaları Dersi

DİŞLİ ÇARKLAR III: HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

7. GEMİ SEVKİNE GİRİŞ, SEVK ŞEKİLLERİ, PERVANE GEOMETRİSİ, PERVANE ÇİZİMİ

DENİZ MOTORLARI. e. Egzoz Sistemi Motor içinde yanma sonrası oluşan kirli gazların dışarı atılmasını sağlayan sistem.

Elektrik. Rüzgardan ve Sudan Elektrik eldesinde Kullanılan Sistemler

Rüzgar Teknolojilerinde aerodinamik değişim

Hidrolik Paletli Pompa

Gaz Türbinli Uçak Motorları

Yakıt tüketimi ile ilgili genel bilgiler. Hava direnci

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

Yardımcı Hava Akımlı Tarla Ve Bahçe Pülverizatörlerinde Kullanılan Fanlar

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

TAKIM TEZGAHLARI MAK 4462 SUNUM Bu sunumun hazırlanmasında ulusal ve uluslararası çeşitli yayınlardan faydalanılmıştır

UÇUŞ MEKANİĞİ ve UÇAK PERFORMANSI Giriş

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi COMPUTIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) APPLICATION FOR DUCTED PROPELLER

P u, şekil kayıpları ise kanal şekline bağlı sürtünme katsayısı (k) ve ilgili dinamik basınç değerinden saptanır:

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

MIG-MAG GAZALTI KAYNAĞINDA KAYNAK PAMETRELERİ VE SEÇİMİ

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

8. GEMİ İLE PERVANE ARASINDAKİ KARŞILIKLI ETKİLER, GEMİLER İÇİN KULLANILAN GÜÇLER ve VERİMLER. 8.1 Gemi İzi ve İz Katsayısı

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ HİDROLİK/PNÖMATİK SİSTEMLER

PERVANE TASARIMI ve ENERJİ VERİMLİLİĞİ

TEKNE FORMUNUN BELİRLENMESİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

ÖZGÜN BİR SU JETİ ANA TAHRİK SİSTEMİ TASARIM VE ANALİZİ

3. GEMİ DİRENCİ, GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ, SINIR TABAKA

HOŞGELDİNİZ MIG-MAG GAZALTI KAYNAK PARAMETRELERİ. K ayna K. Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi. Teknolojisi. Teknolojisi

13. GEMİ MAKİNE SİSTEMLERİ

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

ÖZET. Basit Makineler. Basit Makine Çeşitleri BASİT MAKİNELER

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ SANTRĠFÜJ POMPA DENEY FÖYÜ HAZIRLAYANLAR. Prof. Dr.

Yumuşak Yol Vericiler - TEORİ

GİRİŞ TURBO MAKİNALARIN TANIMI SINIFLANDIRMASI KULLANIM YERLERİ

MAKİNE ELEMANLARI - (8.Hafta) VİDALAR -1

MİLPER PERVANE TEKNOLOJİLERİ A.Ş MİLLİ İMKANLARLA OPTİMUM PERVANE TASARIMI VE ÜRETİMİ

MEVCUT BİR TEKNENİN STABİLİTE PROBLEMLERİNİN ANALİZİ VE UYGUN ÇÖZÜM YÖNTEMLERİNİN BELİRLENMESİ

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

DENİZ HARP OKULU GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNELERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

MUKAVEMET Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

DD25B. VOLVO ÇIFT SILINDIRLI SIKIŞTIRICILAR 2.6 t 18.5 kw

ATIK SULARIN TERFİSİ VE TERFİ MERKEZİ

DERS BÖLÜMLERİ VE 14 HAFTALIK DERS KONULARI. Ders Sorumluları: Prof.Dr. Muammer ÖZGÖREN, Yrd. Doç.Dr. Faruk KÖSE

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

Geleneksel sıcaklık ayarı: Önce emniyet Elektronik kontrollü termostat Daha fazla verimlilik için güvenli bir seçim

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MOTORLAR-5 HAFTA GERÇEK MOTOR ÇEVRİMİ

POMPALAR FLYGT SUMAK FLYGT POMPA

Dişli çark mekanizmaları en geniş kullanım alanı olan, gerek iletilebilen güç gerekse ulaşılabilen çevre hızları bakımından da mekanizmalar içinde

MAKİNE ELEMANLARINA GİRİŞ

ÖĞRENME ALANI: Kuvvet ve Hareket 2.ÜNİTE: Kaldırma Kuvveti ve Basınç. Kaldırma Kuvveti

Eksenel pistonlu üniteler kendinden emişlidir. Bununla beraber bazı özel durumlarda emiş tarafı alçak basınçla beslenir.

Basınç Ayar Supabının Çalışması :

Tohum İşleme ve İyileştirme Teknolojik Çözüm Ortağınız AKYUREKEXCELL ELEME MAKİNELERİ SERİSİ

BİYOLOLOJİK MALZEMENİN TEKNİK ÖZELLİKLERİ PROF. DR. AHMET ÇOLAK

Basınç farkı=çalışma basıncı (PA,B)-Şarj basıncı (PSp)+Güvenlik payı Ayar Diyagramı

MAKİNA ELEMANLAR I MAK Bütün Gruplar ÖDEV 2

Gemi Gövdelerinin Katodik Koruması ESEN METAL

Hareket Kanunları Uygulamaları

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

İÇTEN YANMALI MOTORLAR 2. BÖLÜM EK DERS NOTLARI

RÜZGAR ETKİLERİ (YÜKLERİ) (W)

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

Vakum Teknolojisi * Prof. Dr. Ergun GÜLTEKİN. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

Santrifüj Pompalar: MEKANİK ENERJİYİ, AKIŞKANDA KİNETİK ENERJİYE ÇEVİREN VE AKIŞKANLARI TRANSFER EDEN MAKİNALARDIR.

EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI 11 SINIF FİZİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

Şekil 2: Kanat profili geometrisi

RÜZGAR JENERATÖRÜ TASARIMI

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ HAREKET

ELEKTRİK MOTORLARINDA VE UYGULAMALARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ. Fatih BODUR

DİŞLİ ÇARKLAR III: Makine Elemanları 2 HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR. Doç.Dr. Ali Rıza Yıldız

ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİNDE KULLANILAN KAYNAKLAR

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

Kullanımı: Motor sıcakken 6 Lt motor yağına 500 ml Ekonomizer eklenmesi önerilir.

HİDROLİK-PNÖMATİK. Prof. Dr. İrfan AY. Makina. Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Balıkesir

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM DERSİ-DÖNEM SONU PROJELERİ

FRENLER SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-II DERS NOTU

NEW HOLLAND. TDS Serisi

Bosch Rexroth dan yeni bir takviye hidrostatik tahrik sistemi: Takviye Hidrostatik Çekiş (HTA) BD

Temel bilgiler-flipped Classroom Akslar ve Miller

Tork aralığı dahilinde maksimum yük (Nm)

Transkript:

Enerji Kayıpları (%) (%) 13. ÖZEL SEVK SİSTEMLERİ Klasik pervaneler, kanatlarında oluşan kaldırma kuvveti ile itme sağlarlar. Ancak pervaneye iletilen enerjinin tamamı itmeye dönüştürülemez. Bu enerjinin bir kısmı rotasyonel ve eksenel kayıplar şeklinde pervane gerisi akıma kinetik enerji olarak bırakılır. Pervane eğer viskoz bir akışkanda çalışıyor ise olası diğer bir kayıp da direnç kaybıdır. Pervane hareketleriyle ilgili enerji kayıpları, akıma eksenel ve rotasyonel yönde bırakılan ek kinetik enerji ile pervanenin çalıştığı ortam viskoz ise kanat yüzeylerindeki sürtünmeden kaynaklanan direnç kayıplarıdır. Pervane verimi ( O ), enerji kayıplarının fonksiyonu olarak aşağıdaki şekilde ifade edilebilir: O = 1 AXL ROTL FRL Burada, O : Açık su pervane verimi AXL: Eksenel enerji kayıpları ROTL: Rotasyonel enerji kayıpları FRL: Kanat sürtünme kayıpları Şekil 1 de geniş bir yükleme katsayısı aralığındaki örnek gemiler için enerji kayıplarının değişimi verilmektedir. Bu kayıpları azaltarak sevk verimini artırmanın en açık bir yolu düşük makine devrinde çalışacak büyük çaplı bir pervane kullanarak pervane yükünü azaltmaktır. Eksenel Rotasyonel Direnç Toplam 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 İtme Yüklemesi Katsayısı (C T ) Şekil 1 Pervane hareketiyle meydana gelen enerji kayıpları. 1

Ancak çoğu zaman gemi kıç formu ve geminin çalıştığı suyun derinliği buna izin vermez. Çap sınırlamasının olduğu böyle durumlarda enerji kayıplarını en aza indirmek için yeni pervane sistemleri geliştirilmiştir. Bunun yanında teknenin manevra performansını artırmaya yönelik veya başka amaçlar için de sistemler mevcuttur. Bunlardan bazılarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz: a) Hatve Kontrollü Pervaneler (CPP) b) Nozullu Pervaneler c) Süper Kavitasyonlu Pervaneler d) Tandem (Ardıl) Pervaneler e) Zıt Dönüşlü Pervaneler (CRP) f) Grim Tekerlekli Pervaneler g) Üst Üste Bindirilmiş Pervaneler h) Pervane-Stator Sevk Sistemi i) Yüzey Yarıcı Pervaneler j) TVF Pervaneler k) Z-Sürüşlü Sevk Sistemi l) İz Düzenleyici Nozul m)asimetrik Kıç n) Pervane Göbek Finleri o) Grothues Dağıtıcıları p) Su Jeti Sevk Sistemi q) Düşey Pervaneler 13.1 Hatve Kontrollü Pervaneler (CPP) Bu sistemin ilk uygulamaları 1934 lü yıllara kadar dayanmaktadır. Hatve kontrollü pervanelerde kanatlar, pervane göbeği üzerinde kendi etrafında döndürülerek açıları isteğe göre değiştirilebilmektedir (Şekil 2). Sistemin esası pervane göbeğinde bulunan hidrolik pistonlara dayanmaktadır ve böylece pervane kanadının hatvesi istenildiğinde değiştirilebilmektedir. Böylece ana makinenin silindirlerindeki basıncı düşürmeksizin yani makinenin çalışması bozulmaksızın güç pervaneye aktarılır. Sabit kanatlı bir pervane, ana makinenin sağladığı gücü belirli bir yükte en iyi verimle kullanabilmesine karşın, hatve kontrollü bir pervanede bu hususun değişen yüklerde 2

de sağlanmasına imkân verir. Bu tip pervanelerde tornistan (geri hareket) yapma imkânı da mevcuttur. Şekil 2 Hatve kontrollü pervane (CPP). Bu pervane tipi, yüksek hız ve iyi manevra gerektiren römorkörler, buzkıranlar, balıkçı gemileri, tarak gemileri, savaş gemileri, tankerler, konteynır gemileri vs. ile ters döndürülmez ana kuvvete sahip gaz türbinli gemilerde kullanılır. Hatve kontrollü pervaneli gemilerde makinenin yük durumu devamlı olarak kontrol altında bulundurulur. Böylece makinenin aşırı yüklemeye maruz kalması önlenir ve bu da makinenin ömrünü uzatır. Bu kontrol ya basınçlı hava ile ya da elektronik olarak yapılır. Kontrol edilebilir hatveli pervanelerin avantajları ve dezavantajları kısaca aşağıdaki gibi sıralanabilir: Çok iyi hızlanma, ivmelenme, duruş ve manevra kabiliyeti Sabit itiş kabiliyetinin her yükleme şartı altında elde edilebilmesi Pervane hatvesinin değişimi ile gemi hızı, dönme hızı değiştirilmeksizin ayarlanabilir Tornistan şaft dönüş yönü değişmeden sağlanabilir Dizel makine ya da gaz türbini değişikliği yapıldığı zaman yeni sistem bozulmadan sadece pervane ayarlanır 3

Sistemleri normal pervaneye göre daha fazla karmaşıktır İmalat masrafları yüksek olmaktadır Yakıt tüketimi daha yüksektir Daha fazla bakım ve onarım istemektedir 13.2 Nozullu Pervaneler Sabit kanatlı veya hatve kontrollü pervanelerin etrafına bir nozul (lüle) konulması ile oluşan sisteme nozullu pervane denmektedir. İlk defa Ludwing Kort tarafından geliştirilmiş olmasından dolayı Kort-nozul ismi de kullanılmaktadır. Genel olarak bir pervanenin nozul içinde kullanılması; verimi arttırma, kavitasyonu azaltma ve pervaneyi dış etkenlerden koruma amaçlıdır. Kesit profili nedeniyle pervaneye gelen akımı hızlandıran ve pozitif bir itme sağlayarak genel sevk veriminde artışa neden olan nozul tipi Hızlandırıcı Nozul olarak adlandırılır (Şekil 3(a)). Bu tip nozulların kullanılması ile ağır yükleme durumlarında gerekli makine gücü azalır. Kanat uçlarında daha az serbest girdaplar oluşur. Dönen tipli nozullu pervaneler dümene olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, mükemmel bir manevra kabiliyeti sağlarlar. Nozul aynı zamanda buzlu denizlerde çalışan gemilerde pervaneyi darbelere karşı da korur. Bütün bu sayılan avantajlarına karşılık, gemiye takılan her takıntı gibi hızlandırıcı nozul da direnç artışına sebep olur ve pervane üzerindeki basıncı düşürdüğü için kanatlarda kavitasyon riskini artırır. Bu tip nozullar ağır yüklü veya çap sınırlaması olan gemilerde özellikle; römorkörlerde, balıkçı gemilerinde, buzlu denizlerde çalışan gemilerde vs. yaygın olarak kullanılmaktadır. (a) (b) Şekil 3 Hızlandırıcı nozul (a) ve yavaşlatıcı nozul (b) tipleri. 4

Hızlandırıcı nozullar üzerine yapılan çalışmalarda genel olarak aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır (van Manen ve Oosterveld, 1966): 1. Optimum nozullu pervane çapı, nozulsuz pervane çapından daha küçük olmalıdır. 2. Nozul boyu küçük seçildiğinde çok düşük yüklerde bile verimde bir artış sağlanabilir. 3. Nozul iç yüzeyi ile pervane kanadı arasındaki açıklığın artması verim kaybına neden olur. 4. Nozul yapısına bağlı olarak pervaneye gelen eksenel hızların dağılımı yüz kavitasyonuna neden olabilir. Kavitasyon yönünden Wageningen-B tipi pervane serilerine göre daha hassas olan ve daha geniş kanat ucuna sahip Kaplan tipi pervane serilerinin kullanılması daha uygundur. 5. Verimlilik açısından, nozul boyu/çap oranının 0.5, pervane itmesi/toplam itme oranının ise 0.7 olması uygundur. Tablo 1 de değişik gemi tipleri için deneysel çalışmalardan, pervane dizayn katsayısı B p ve itme katsayısı C T değerlerine göre hızlandırıcı nozul kullanmanın uygun olup olmadığı gösterilmiştir: Tablo 1 Değişik tipteki gemilere göre nozul kullanımı (van Manen ve Oosterveld, 1966). Gemi Tipi B p C T Nozul Kullanımı Çift pervaneli kargo ve yolcu gemileri 10-13 0.7-1.0 Uygun değil Tek pervaneli kargo ve yolcu gemileri 20-33 1.5-2.0 Uygun Kosterler 40-60 3 Uygun olabilir Römorkörler 100 6 Uygun Genellikle büyük yük gemilerinde, tankerlerde, hızlı savaş gemilerinde, torpidolarda ve kavitasyon riski taşıyan sistemlerde pervane kavitasyon olayını önlemek amacıyla kullanılan nozul tipi ise Yavaşlatıcı Nozul olarak adlandırılır. Yavaşlatıcı nozulun çalışma prensibi şu şekilde açıklanabilir: Şekil 3(b) deki gibi nozul sehim hattı dış bükey olduğu için pervaneye gelen akımı yavaşlatır ve dolayısıyla pervane üzerindeki basıncın artmasını sağlar. Bu durum, kanatlarda kavitasyon olayının oluşumunu güçleştirir. Yavaşlatıcı nozulun kavitasyon olayını önlemesine karşılık, kendi başına negatif bir itme sağladığı için bunu karşılayacak şekilde pervane yükünün artırılması 5

gerekir. Yavaşlatıcı nozul ile ilgili yapılan deneysel çalışmalarda aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır (van Manen ve Oosterveld, 1966): 1. Yavaşlatıcı nozul, sevk veriminde azalmaya yol açar. Ancak bu azalma miktarı küçüktür. 2. Düşük yüklemelerde nozul direncinden dolayı oluşan verim kayıplarından sakınmak için, nozul boyunun daha kısa seçilmesi yararlı olacaktır. 13.3 Süper Kavitasyonlu Pervaneler İlerleme ve dönme hızının yüksek olduğu ve aynı zamanda sığ su derinliğinde çalışmak zorunda olunduğu durumlarda süper kavitasyonlu pervaneler tercih edilebilir. Süper kavitasyon durumunda pervane kanatlarının sırtı düşük kavitasyon basıncına maruz kalır. Bu durumda pervane sırt yüzeyi, su ile temas halinde değildir. Bundan dolayı erozyon olmaz. Bu pervaneler keskin giriş ucuna sahiptir (Şekil 4). Normal bir pervane süper kavitasyon şartlarında çalıştırıldığında ve bu şartlara göre dizayn edilmiş bir süper kavitasyonlu pervane ile mukayese edildiğinde, normal pervanenin verimi % 20-25 miktarında bir azalma gösterecektir. Aynı pervaneleri kavitasyon dışı bölgede çalıştırdığımızda ise süper kavitasyonlu pervanenin veriminde % 15 miktarında bir azalma görülecektir. Şekil 4 Süper kavitasyonlu pervane. 6

13.4 Tandem (Ardıl) Pervaneler Herhangi bir sebeple pervanenin çapının sınırlanması söz konusu olursa (su çekimi vs.), bu durumda yükleme faktöründe artış göze çarpar. Bu durumda yük iki veya daha çok pervane arasında paylaştırılmak suretiyle hafifletilir. Eğer pervaneler aynı yönde dönecek şekilde aynı şaft üzerinde dizaynları yapılmışsa bu sisteme tandem (ardıl) pervaneler adı verilir (Şekil 5): Şekil 5 Tandem (ardıl) pervaneler. Bu sistem ilk defa Charles Parsons tarafından Türbina adlı buhar türbinli bir gemide kullanılmıştır (Şekil 6). Tandem pervane sistemi bazı özel amaçlı gemilerde de kullanılabilir. Örneğin buzkıran gemileri, LNG taşıyan gemiler, çekiciler ve ufak tekneler. Zor şartlar altında çalışabilmeleri tandem pervanelere bir üstünlük kazandırmıştır. Genelde tandem pervaneler zıt dönüşlü pervanelerle kıyaslanırlarsa, tandem pervanelerin performansları aynı kanat yüzeyi alanına sahip olan zıt dönüşlü pervaneye göre daha iyi durumdadır. Zıt dönüşlü pervanelerde ise verimlilik güç katsayısının ve çapının artışı ile doğru orantılı olarak artmaktadır. 7

Şekil 6 Tandem pervanelerin türbina isimli buharlı gemide uygulanışı. 13.5 Zıt Dönüşlü Pervaneler (CRP) Zıt dönüşlü pervane sisteminde farklı yönlerde dönen iki adet pervane, aynı şaft ekseni üzerinde bulunmaktadır (Şekil 7). Makine gücünün bir kısmı pervanelerden bir tanesine, gücün kalan kısmı ise diğer pervaneye verilmektedir. Zıt dönüşlü pervanelerde amaç, suya bırakılan rotasyonel enerjinin yok edilmesidir. İlk pervanenin izinde çalışacak diğer pervanenin çapı, izin içinde bulunması gerektiğinden dolayı daha küçük olmaktadır. Zıt dönüşlü pervaneler torpido gibi yönsel dengenin önemli olduğu yerlerde ayrıca tercih edilmektedir. Şekil 7 Zıt dönüşlü pervaneler. 8

13.6 Grim Tekerlekli Pervaneler İlk defa Grim tarafından ortaya çıkarılması sebebiyle Grim Vane Wheel pervanesi adı verilir. Pervane arkasında serbest olarak dönebilen ve pervane çapından büyük olan bir kanat seti ya da tekerleği olarak tarif edilebilir (Şekil 8). Bu sevk sisteminin şu avantajları vardır: Pervane arkasında su akışı ile bırakılan enerjiyi itme kuvvetine çevirir. Yani rotasyonel enerji kaybını azaltır. Tekerlek arkasında bulunan dümen daha az direnç gösterir. Gemiye daha iyi durma kabiliyeti sağlar. Pervane gerisine takılan bu tekerlek genel olarak pervane çapından % 20 daha büyüktür. Bu sistemin en önemli kullanım alanlarını kargo gemileri oluşturmaktadır. Şekil 8 Grim tekerlekli pervane. 13.7 Üst Üste Bindirilmiş Pervaneler İki şaft ve bunlara bağlı bulunan ve üst üste gelen iki pervaneden oluşan sevk sistemidir (Şekil 9). Bu sistem çok yaygın olarak kullanılmaz. İlk defa 1880 li yıllarda torpido botları bu pervanelerle donatılmıştır. Teorisi yerine daha çok deneyler yapılarak incelenmiştir. Aşağıdaki belirgin özellikleri içerir: 9

Toplam jet alanı daha küçüktür. Bu ideal verimde düşüş demektir. Pervaneler yoğunlaşmış iz içinde çalışırlar ve bu tekne veriminin artmasına sebep verir. Aralarındaki mesafe küçük olan şaftlar pervaneye yeterli desteği sağlayamaz. Pervanelerin aynı yönde dönmesi sayesinde rotasyonel enerji kayıpları önlenir. Pervaneler birbirlerini etkileyebilmektedirler. Genel sevk verimi normal pervaneden daha yüksektir buna karşın titreşim ve kavitasyona sebep vermektedir. Bu olumsuz etkiler kanat sayısı değiştirilerek giderilebilir. Sancak ve iskele tarafında bulunan pervanelerin kanat sayıları farklı yapılarak bu etkilerin azaltılması tavsiye edilmektedir. Şaftlar arasındaki optimum mesafe, pervane çapının % 60-80'i kadardır. Pervaneler arasındaki boyuna mesafenin verim üzerine çok az etkisi olup, buna rağmen titreşim üzerine önemli etki yapar. Üst üste bindirilmiş pervaneler dolgun gemi kıçında daha çok verim sağlar. Çünkü iz enerjisini kazanmada daha çok etkisi bulunmaktadır. Şekil 9 Üst üste bindirilmiş pervaneler. 10

13.8 Pervane-Stator Sevk Sistemi Potansiyel enerji kaybını azaltmak ve pervane torkunu dengelemek için, genellikle stator veya benzeri sevk araçları kullanılır. Statorun kullanılması, aynı vazifeyi gören zıt dönüşlü pervanelere göre daha ucuz ve mekanik olarak da daha kolay olduğu için tercih edilebilir. Eğer bir stator pervanenin önüne yerleştiriyor ise buna ön stator, arkasına yerleştiriliyor ise buna da arka stator denilir (Şekil 10-11). Her iki tip stator da pervane arkasındaki pervaneden dolayı meydana gelen ortalama indüklenmiş teğetsel hızları yok edecek şekilde dizayn edilirler. Pervane arkasına yerleştirilen bir stator, pozitif bir itme sağlayarak toplam sevk verimini artırır. Ön stator ise aksine negatif bir itme meydana getirir. Fakat ön stator pervaneye gelen su akımında yapmış olduğu değişiklik sebebiyle pervane veriminin artmasına neden olur. Şekil 10 Pervane-ön stator sevk sistemi. Şekil 11 Pervane-arka stator sevk sistemi. 11

13.9 Yüzey Yarıcı Pervaneler Bu pervanelerin diğer adı da kısmi batmış pervanelerdir (surface piercing). Özellikle sürat amaçlı teknelerde kullanılabildiği gibi daha yavaş gemiler ile klasik formlu teknelerde de kullanılabilir. Kavitasyon nedeni ile erozyonu ve verim kayıplarını azaltmak için kanat kesit profilleri genellikle süper kavitasyonlu pervanelerinki gibi seçilir (Şekil 12). Bu tip pervaneler tam batmış pervanelere göre daha fazla gerilme (stres) değişimine uğrarlar. Şekil 12 Yüzey yarıcı pervane. 13.10 TVF (Tip Vortex Free) Pervaneler Pervane kanadı sonuna levha eklenerek pervane kanadı üzerindeki sirkülasyon dağılımı istenilen şekilde ayarlanabilir (Şekil 13). Kanat uçları aşırı yük çekebilmek için bu levhaların yerleştirilmesi ile verim artışı % 5 e kadar çıkartılabilmektedir. Şekil 13 TVF pervane. 12

13.11 Z-Sürüşlü Sevk Sistemi Ana makine teknenin ortasına doğru olup, pervane sistemi de kıç tarafta olduğu için, şaft yolunun oluşturduğu çizgi Z harfine benzediğinden dolayı Z-sürüşlü sevk sistemi adını alır (Şekil 14). Z-sürüşlü pervaneler mekanik olarak dik açılı konik dişlilere ve 20 kw tan 5500 kw a kadar sıralanan miktarlarda güç performansına sahiptir. Bu tip pervaneler 360 derece dönebilecek biçimde dizayn edilirler. Z-sürüşlü pervaneler birçok römorkör ve diğer hizmet gemilerinde tercih edilebilmektedir. İlk yatırım maliyetlerinin klasik pervanelere göre daha yüksek olması, bakım-tutum ve işletme masraflarının yüksek olması ve teknik olarak da daha karmaşık olması, bu tip pervanelerin kullanım alanlarını daraltarak, sadece özel gereksinimlere ihtiyaç duyulduğunda tercih edilmelerine neden olmuştur. Şekil 14 Z-Sürüşlü sevk sistemi. 13.12 İz Düzenleyici Nozul İz düzenleyici nozul; gemi arkasındaki akım ayrışmasını ve teğetsel hız bileşenlerini azaltıp, pervanenin üst kısmına gelen akımı düzenleyerek ve hızlandırarak, verim artışını sağlamak amacıyla Schneekluth tarafından önerilmiştir (Şekil 15). İlk defa 1982 de gemiye takılan cihaz, günümüze kadar birçok gemiye uygulanmıştır. 13

Şekil 15 İz düzenleyici nozul. 13.13 Asimetrik Kıç Asimetrik kıç, pervane hareketlerinden kaynaklanan akım etkilerini azaltmak amacıyla düşünülmüştür (Şekil 16). 1965-1968 yılları arasında yapılan model deneylerinde % 5 ile % 7 arasında bir güç azaltılması ölçülmüştür. Asimetrik kıç uygulaması blok katsayısı büyük olan gemilerde daha iyi sonuçlar vermektedir. 1982-1987 yılları arasında 30 adet gemiye uygulanmıştır. Blok katsayısı 0.55-0.84 arasında olan gemilerde yapılan bu uygulamalar sonucunda, verimde % 5 - % 9 arasında bir iyileşme gözlenmiştir. Şekil 16 Asimetrik kıç. 14

13.14 Pervane Göbek Finleri Göbek finleri pervane göbeğinin üzerine ve kanat gerisine ufak düz levhalar şeklinde yerleştirilirler. Bu finlerin sayısı pervane kanat sayısına eşit olup, belli bir hatve açısına sahiptirler. Bunları yerleştirmekteki amaç, göbek etrafındaki girdabı ve kinetik enerji kayıplarını azaltarak, pervane verimini artırmaktır (Şekil 17). Şekil 17 Pervane göbek fin etkisinin deneysel olarak karşılaştırılması. 13.15 Grothues Dağıtıcıları Bunlar, genellikle tek gövdeli gemilerin arka kısmına yerleştirilen hidrodinamik fin sistemleridir (Şekil 18). Bu dağıtıcıların amacı, pervaneye gelen akım hatlarını düzenlemek ve dolayısıyla pervanenin verimini artırmaktır. Bu finler eğrisel olup, giriş uçları gelen akım hatlarına paralel olacak şekilde yerleştirilirler. Şekil 18 Grothues dağıtıcıları. 15

13.16 Su Jeti Sevk Sistemi Su jeti ile tekne içinde bulunan bir pompa yardımıyla gemi dibinden emilen su, gemi kıçında ya su hattı altında bulunan bir nozuldan (lüleden) su içine veya su hattı üstündeki bir nozuldan havaya tazyikle püskürtülerek teknenin hareketi sağlanır (Şekil 19). Bu sistemde önemli olan, belli bir su hacminin hızını artırıp, yer değiştirmesini sağlamaktır. Su jetinin seçilmesindeki en büyük neden, yüksek sürat gereksinimini verimli bir şekilde karşılayabilmektir. Su jeti her tür gemide kullanılabilir. Ancak orta ve büyük deplasmanlı gemiler için pek uygun değildir. Tornistan için şaftın ters dönmesine gerek yoktur. Nozulun önüne doğru kapatılan bir tornistan elemanı sayesinde suyun akış yönü değiştirilerek tornistan manevrası yapılabilir. Nozulun suyu dışarıya atış açısı, sancakiskele doğrultusunda 30 dereceye kadar döndürülebilmesiyle manevra yapılmakta ve bu nedenle de dümene ihtiyaç bulunmamaktadır. Bu avantajlarına karşın düşük hızlarda yakıt tüketimi artmakta ve denizli havalarda pompa-jet sistemine su alınırken, suya havanın karışması sevk verimini düşürmektedir. Şekil 19 Su jeti sevk sistemi. 13.17 Düşey Pervaneler Yatay bir diskin üzerine yerleştirilen düşey hareketli kanatlarla, kanatlar üzerinde üretilen kaldırma kuvveti yardımıyla sevk sağlayan sistemlerdir (Şekil 20). 1929 yılında Avusturyalı Mühendis Ernest Schneider tarafından ilk defa dizayn edilmiştir. Voith Schneider pervanesi itmenin yönünü ve büyüklüğünü aynı anda hızlı ve aşamasız ayarlayabilen tek sevk sistemidir. Kanatlar hidrofoil kesitli olup, bağlı 16

oldukları diskin her bir devri sırasında kendi etrafında bir devir yaparlar. Bundan biraz farklı olan Kirsten-Boeing sevk sisteminde ise diskin her bir devri sırasında kanatlar kendi ekseninde yarım dönüş yaparlar. Bu pervanelerin verimleri, klasik pervanelerin veriminden daha düşüktür. Ancak çok yüksek manevra kabiliyeti kazandırmaları, dümene ihtiyaç göstermemeleri, ana makine dönüş yönünü değiştirmeden tüm manevraları yapabilmeleri nedeniyle özellikle römorkör, mayın gemileri gibi uygulamaları ile kalabalık trafiği olan sularda çalışan gemilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Şekil 20 Voith-Schneider pervanesi. Tablo 2 de bazı özel sevk sistemlerinin kullanıldığı gemiler, sağladığı güç tasarrufu (% olarak), avantajları ve dezavantajları gösterilmiştir: 17

Özel Sevk Sistemi Kullanıldığı Gemiler Güç Tasarrufu (% olarak) Avantajları İz Düzenleyici Nozul C B > 0.6 olan gemiler 6-8 Pervane veriminde artış, gemi kıçında akım ayrışmasında azalma, Hatve Kontrollü Pervane (CPP) Zıt Dönüşlü Pervaneler (CRP) Süper Kavitasyonlu Pervane Nozullu Pervane Tandem (Ardıl) Pervaneler Grim Tekerlekli Pervane Asimetrik Kıç Grothues Dağıtıcıları Pervane Göbek Finleri Yüksek hız ve manevra gerektiren römorkörler, balıkçı gemileri, savaş gemileri vs. Torpido, ticaret gemileri, yüksek süratli gemiler Yüksek süratli gemiler ve kavitasyondan kaçınılamadığı durumlarda Özellikle römorkör ve ağ çeken balıkçı gemileri Buzkıranlar, LNG taşıyan gemiler, çekiciler ve ufak tekneler titreşimlerde azalma Yüksek manevra, sabit itme ve her seyirde ana makine gücünü kullanabilme Dezavantajları Düşük blok katsayılı gemilerde kullanılmamaktadır Mekanik olarak karmaşık, pahalı oluşu ve daha fazla bakım ve onarım ister 7-15 Yönsel stabilite sağlar Değişik şaft dizaynı gerekli ve ek maliyet oluşturmakta İtme kayıpları tekrar kazanılır, Kaliteli malzeme ve özel dizayn kavitasyon riski ve titreşim azalır gerektiğinden maliyeti fazladır 8-15 Ağır yük için gerekli makine gücü azalır ve dönen tip, dümen istemez ve manevra kabiliyeti artar 5-14 Seyir emniyeti, iyi manevra ve yakıt tasarrufu Tüm klasik gemiler 10-15 Verim artışı, çalışan gemilere de uygulanabilir olması Blok katsayısı büyük olan tüm klasik gemiler Düşük L/B ve yüksek B/D li gemiler Göbek kavitasyonu gösteren pervaneler Tablo2 Bazı özel sevk sistemlerinin karşılaştırılması. 1-9 Pervaneye gelen su akımını düzenlediğinden titreşimler azalır, güç tasarrufu sağlar 2-9 Akım hatlarını düzenler ve verim artışı sağlar 1-5 Göbek girdabını kaldırarak verim artışı sağlar İlave dirence sebep olur, pahalıdır ve büyük tonajlı gemilerde verim düşer Tekil pervane dezavantajları sayılabilir Kirlenme ve hasar nedeniyle servis performansında önemli bozulmalar olmaktadır Sadece blok katsayısı yüksek olan gemilerde yeterli verim artışı sağlamaktadır Ek direnç Ek direnç ve ek maliyet 18