İBB & İTÜ İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU



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

TEKNE FORMUNUN BELİRLENMESİ

MEVCUT BİR TEKNENİN STABİLİTE PROBLEMLERİNİN ANALİZİ VE UYGUN ÇÖZÜM YÖNTEMLERİNİN BELİRLENMESİ

İ.T.Ü. GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ GEMİ VE DENİZ TEKNOLOJİSİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GEMİ VE DENİZ YAPILARI PROJE I

ÖN DİZAYN AŞAMASINDA GEMİ GÜCÜNÜN BELİRLENMESİ ve DEĞİŞİK TİP GEMİLER İÇİN MODEL DENEYLERİ ile KARŞILAŞTIRILMASI

2. TEKNE FORM PARAMETRELERİ

Gemi Geometrisi. Prof. Dr. Tamer YILMAZ. GEMİ MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ 2009, Tamer Yılmaz

DEN 322. Gemi Sevk Makinaları

Taylor Serisi. Şekil 16. HMS Leviathan. Şekil 17. Taylor serisi ana formu

DİZAYN VE İLERİ MÜHENDİSLİK HİZMETLERİ

GEMİ VE AÇIKDENİZ YAPILARI ELEMANLARI Hafta 2

1. ÖN DİZAYN. L BP (m) L OA (m) D (m) DWT TEU. B (m) T (m) GT NT. V (kn) (kw) GEMİ ADI KAYNAK. (t) L/B B/T

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

6. GEMİ GEOMETRİSİNE İLİŞKİN TANIMLAR

GEMİ DİRENCİ ve SEVKİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNALARI BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

4.1 GENEL GEOMETRİK TANIMLAR

7. Tonaj, Fribord ve Görünür işaretler

GEMİ ÇELİK TEKNE AĞIRLIK DAĞILIMININ MODELLENMESİNDE BİR YAKLAŞIM: HACİMSEL ORANLAR YAKLAŞIMI

BÖLÜM 4. GEMİ GEOMETRİSİ

Trim Optimizasyonu. P r o f. D r. A l i C a n T A K İ N A C I

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

Prof.Dr.Mustafa İnsel Hidroteknik Yat Gemi ve Deniz Yapıları tasarım teknolojileri Ltd.

5GL Serisi 57 kw (75 HP) 65 kw (85 HP) (97/68 EC) Düşük Profil i Bağ-Bahçe Traktörleri

GEMİ İNŞAATI Güz Dönemi. Dr., Gemi İnş. ve Mak. Müh. Murat ÖZDEMİR. E-posta:

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

YATLARIN DENİZCİLİĞİ

GEMİ SEYİR TECRÜBELERİ. Tam Ölçekli Gemi Direncinin Belirlenmesi

PERVANE TASARIMI ve ENERJİ VERİMLİLİĞİ

KARADENİZ BALIKÇI TEKNELERİNDE SEVK SİSTEMİ TASARIMI

11. PERVANE DİZAYNI. Ticaret Gemisi Hız Kullanım Oranı. Gemi Hızı. PDF processed with CutePDF evaluation edition

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

HİDROLİK MAKİNALAR YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

DEN 322. Boru Donanımları ve Pompalar

TÜRK MÜHENDİS VE MİMAR ODALARI BİRLİĞİ GEMİ MÜHENDİSLERİ ODASI GEMİ MÜHENDİSLİĞİ HİZMETLERİ ASGARİ ÜCRET TARİFESİ

7. Tonaj, Fribord ve Görünür işaretler

İTİCİLER, İTİCİ/DUBA ÜNİTELERİ PUSHER, PUSHER/BARGE UNITS

MUKAVEMET HESAPLARI : ÇİFT KİRİŞLİ GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇ

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

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

Fiziksel bir olayı incelemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlar; 1. Ampirik Bağıntılar 2. Boyut Analizi, Benzerlik Teorisi 3.

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

6.1 GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ

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

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

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

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

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

Diyarbakır Beton Kesme Firmaları. Derz kesme:

DPU 90. DPU90: Kumlu zeminler için yüksek frekans

GEMİ MÜHENDİSLİĞİ HİZMETLERİ ASGARİ ÜCRET TARİFESİ MADDE- 1

AKM 205 BÖLÜM 3 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ. Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

6. GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ 6.1. GİRİŞ

* Güvenilir Dişli Grubu. * Islak Disk Fren. Yüksek Verimlilik ve Güçlü Performans. Daha küçük direksiyon. *Yüksek Manevra Kabiliyeti

MEVCUT BİR TANKER İÇİN YÜK TAŞIMA KAPASİTESİ VE YARALI STABİLİTE ANALİZİ

Umulan Gemi Performansı. Model Deney Sonucu. EKSTRAPOLASYON Model sonuçlarından Gemi sonuçlarını elde etme. Yöntem

ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZU DİZAYN KRİTERLERİ

Şekil 2: Kanat profili geometrisi

Python-Drive. 10'dan 1000 beygire kadar. ideal esnek mafsal sistemi

GEMİ İNŞA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ HARP II /II.YARIYIL. : Gemi İnşa Müh. Öğretim Elemanı

BÖLÜM 8 DC Şönt Jeneratör Testleri

Rüzgar Enerjisi. Dr. Öğr. Üyesi Engin HÜNER,

YENİ. RollMatic sarmal kepenk sistemi. Dar cepheli dükkanlar için pratik kapı tipi

Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliğine Giriş (Gemi Mühendisliğine Giriş)

EW 100. EW100 mobil ekskavatör ile hızla yola koyulun. Tekerlekli Ekskavatörler

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

ULUSLARARASI YÜKLEME SINIRI SÖZLEŞMESİ (INTERNATIONAL CONFERENCE ON LOAD LINES, 1966)

ATIK SULARIN TERFİSİ VE TERFİ MERKEZİ

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

BÖLÜM 7 DC Seri Jeneratör Testleri

ET 18. ET18 Çalışma dünyanızın evrimi. İzlenen Geleneksel Arka Ekskavatörleri

TRANSPORT SİSTEMLERİNDE BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

ET 65. Performans ve ekonomik verimlilik mükemmel ölçüde birleşiyor: ET65

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

ÇOKYÖNLÜ BURULMALI HISTERITIK ENERJI SÖNÜMLEYICI (MDHR) Bina ve köprüleri deprem etkisine karşı koruyan bir mekanik histeretik damper

TELESKOPİK KAPAKLAR Standart Ürünler

KARADENİZ BALIKÇI GEMİLERİNİN GENEL YAPISAL ÖZELLİKLERİ

YUMRUBAŞLI GEMİLERDE KARŞILAŞILAN HİDRODİNAMİK SORUNLAR

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

AKM BÖLÜM 11 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ Doç.Dr. Ali Can Takinacı

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

Özel Laboratuvar Deney Föyü

MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ)

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

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

MUKAVEMET-2 DERSİ BAUN MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ VİZE ÖNCESİ UYGULAMA SORULARI MART Burulma 2.Kırılma ve Akma Kriterleri

3.KABARTILI DİRENÇ KAYNAĞI Dr.Salim ASLANLAR 1

3. GEMİ DİRENCİ, GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ, SINIR TABAKA

AKIŞKAN STATİĞİNİN TEMEL PRENSİPLERİ

PERDE KAPAKLAR. WALL ROLL-UP COVER - Ön rulo perde kapakları. 22

25 Eylül 2013 ÇARŞAMBA Resmî Gazete Sayı : YÖNETMELİK

5GL Serisi 57 kw (75 HP) 65 kw (85 HP) (97/68 EC) Alçak Profil i Bağ-Bahçe Traktörleri

Rtop = Ry + R2 + R3 + Rm. R2 = k * A * sin

Pürüzlü Cidar

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

Pompalar: Temel Kavramlar

Yardımcı Hava Akımlı Tarla Ve Bahçe Pülverizatörlerinde Kullanılan Fanlar

Ders Planı (2013) FIZ1001 Fizik MDB1031 İleri İngilizce I MAT1071 Matematik KIM1170 Genel Kimya GIM1011

Etkili lojistiğin etkili kapı teknolojisine ihtiyacı var

Transkript:

İBB & İTÜ İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU T.C. İBB SGDB STRATEJİK PLANLAMA MÜDÜRLÜĞÜ İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ Proje Yöneticisi Proje Grubu Proje Grubu Danışmanları Doç. Dr. Ali Can TAKİNACI Yard. Doç. Devrim Bülent DANIŞMAN Araş. Gör. Yük. Müh. Deniz UŞAR Araş. Gör. Yük. Müh. Ayhan MENTEŞ Prof. Dr. A. Yücel ODABAŞI Prof. Dr. Ömer GÖREN Prof. Dr. Muhittin SÖYLEMEZ Doç. Dr. Emin KORKUT İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER...1 1. GİRİŞ... 1-1 2. TEKNE FORMU İYİLEŞTİRME/OPTİMİZASYON ÇALIŞMASI... 2-1 3. TEKNE GEOMETRİSİ VE HİDROSTATİK ANALİZ... 3-1 4. DİRENÇ DENEYLERİ... 4-1 4.1 Deney Koşulları...4-1 4.2 Yüklü Su Hattında Direnç Deneyleri (T baş = T kıç = 2.00 m)...4-2 5. SEVK ANALİZİ... 5-1 5.1 Voith -Schneider Pervane Sistemi...5-1 5.2 Voith -Schneider Pervane Sisteminin Hidrodinamik Karakteristikleri...5-4 5.3 Sevk Analizi...5-7 6. SONUÇLAR VE ÖNERILER... 6-1

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU İ.B.B. İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ BÖLÜM 1 GİRİŞ İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

1. GİRİŞ Bu çalışmada İstanbul Boğazı nda yolcu taşımacılığına yönelik kavramsal bir dizayn sunulmuştur. Dizaynda öncelikler manevra ve güç talebi olarak sıralandırılmıştır. Bu amaçla önce manevra yeteneği en iyi olan sevk sistemi ele alınmış; ve Voith Schneider pervane sisteminde karar kılınmıştır. Gerek verim gerekse uzun süreli kullanım açısından en uygun sistem olan Voith Schneider sistemi elektrik motorları ile tahrik olduğundan mevcut dizayn, dizel jeneratörlerin yanısıra ağır yakıtlı hatta doğal gazlı jeneratörler kullanımına da açıktır. Dizaynı gerçekleştirmek için önce Beşiktaş-Üsküdar arasında kullanılan mevcut bir dolmuş motoru formu baz alınarak modifiye edilmiştir. Bu form daha önce İTÜ Araştırma ve Uygulama Grubu Tarafından defalarca başarı ile kullanılan form optimizasyonuna tabi tutulmuştur. Optimizasyon sonucunda yarım balp uygulamasının başarılı olduğu görülmüş ve form yarım balplı olarak oluşturulmuştur. Bu uygulama sonucunda dalga direncinde %20 ye yakın tasarruf sağlanmıştır. Optimizasyon yöntemi Bölüm 2 de ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Bölüm 3 de optimizasyon sonucunda elde edilen form ve hidrostatikler sunulmaktadır. Form planları ayrıca proje çalışması ile birlikte elektronik olarak sağlanacaktır. Bölüm 4 model deneyi ve direnç tahminlerine ayrılmıştır. Formun 1/11 ölçekli ahşap modeli İTÜ Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı nda yapılmıştır. Direnç deneyleri neticesinde formun ekonomik hızının 12 knot olmasına karar verilmiştir. Direnç deneylşerine ait fotoğraf ve video çekimleri proje ile birlikte sağlanacaktır. Sevk analizi Bölüm 5 te yapılmıştır. İTÜ Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı nda Voith Schneider model pervanesi olmadığı için sevk katsayıları üretici şirkete; Almanya ya sorulmuş; tahmini sevk katsayıları tarafımıza üretici şirket tarafından sağlanmıştır. Yapılan analiz sonucunda tekneyi 12 knot hızla sevk edebilmek için gerekli makina gücü 448 kw olarak belirlenmiştir. 1-1

Sonuç olarak elde edilen gücün forma kıyasla çok küçük olduğu vurgulanmış; ancak bu konuda nihai kararın ancak pervane üreticisi tarafından güçlü bir olasılıkla model deneyleri yapılarak teyit edilmesi gerektiği belirtilmiştir. 1-2

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU İ.B.B. İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ BÖLÜM 2 TEKNE FORMU İYİLEŞTİRME/OPTİMİZASYON ÇALIŞMASI İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

2. TEKNE FORMU İYİLEŞTİRME/OPTİMİZASYON ÇALIŞMASI 35.5 m Boğaziçi Dolmuş Motoru, ITU Araştırma ve Geliştirme Grubu tarafından model deneyleri öncesinde hidrodinamik analizlere ve form Optimizasyonuna tabi tutulmuştur. Hidrodinamik analizler ve form optimizasyonu çalışmalarında Araştırma Grubu tarafından geliştirilmiş olan bir yazılım (ITU-Dawson) kullanılmıştır. Bu yazılımda tekne ve etrafındaki serbest su yüzeyi, üzerine sabit şiddette kaynak/kuyu dağılımı yapılmış dörtgen panellerle temsil etmektedir. Gemi ve serbest su yüzeyinin dörtgen panellerle temsili Şekil 2.1 de görülebilir. Hidrodinamik analizler neticesinde yumrubaşı olmayan başlangıç formuna ( * ) yumrubaş (balp) entegrasyonunun direnç açısından önemli kazançları olduğu görülmüştür. Yumrubaş entegre edilirken yumrubaş ın tekneden çıkıntısının çok küçük olmasına dikkat edilmiş, böylece yolcu indirme/bindirme aşamasında karşılaşılabilecek olumsuz durumlardan kaçınılmaya çalışılmıştır. Şekil 2.2 ve Şekil 2.3 te başlangıç ve optimal formun enkesitleri ve profillerinin karşılaştırması görülmektedir. Şekil 2.4 te gemi profili üzerinde hesaplanmış olan dalga deformasyonlarının karşılaştırması verilmiştir. Şekil 2.5 ve Şekil 2.6 da genel bir karşılaştırma yapılabilmesi için gemi etrafındaki dalga deformasyonlarının kontur (eşyükselti) çizimleri verilmiştir. Bu grafiklerde gemi etrafındaki dalga deformasyonlarının optimal formda daha az olduğu görülmektedir. Şekil 2.7 de ise karşılaştırmalı dalga direnci eğrileri veirlmiştir. Yapılan hesaplamalar neticesinde optimal formun başlangıç formuna göre 12 knot dizayn hızında dalga direncinde %18 civarında daha kazançlı olduğu görülmüştür. Bu da toplam dirençte yaklaşık %10 kazanca karşılık gelmektedir. ( * ) Kasapoğlu K., Voith-Schneider Sevk Sistemi Kullanacak ve İstanbul Boğazı nda Çalışacak Olan Dolmuş Motoru Dizaynı, Bitirme Çalışması, Mayıs 2007, İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi Kütüphanesi 2-1

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı X Şekil 2.1. Gemi ve etrafındaki serbest su yüzeyinin dörtgen panellerle temsili. Baslangic Optimal Şekil 2.2 Başlangıç ve optimal formların enkesitlerinin karşılaştırması. Baslangic Optimal Şekil 2.3 Başlangıç ve optimal formların profillerinin karşılaştırması. 2-2

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı 1 0.8 0.6 0.4 Başlangıç Optimal 0.2 0-40.00-30.00-20.00-10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00-0.2-0.4-0.6 Şekil 2.4. Gemi profili üzerindeki dalga deformasyonlarının karşılaştırması. 2-3

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı Baslangic Optimal V3 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7 Şekil 2.5. Başlangıç formların gemi etrafındaki dalga deformasyonları kontur grafiği. Baslangic Optimal V3 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7 Şekil 2.6. Başlangıç formların gemi etrafındaki dalga deformasyonları kontur grafiği, baş tarafa yakınlaştırılmış görünüm. 2-4

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı 60 50 40 Başlangıç Optimal Rw [kn] 30 20 10 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 V [knot] Şekil 2.7. Başlangıç ve optimal formların hesaplamalı dalga dirençlerinin karşılaştırması. 2-5

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU İ.B.B. İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ BÖLÜM 3 TEKNE GEOMETRİSİ VE HİDROSTATİK ANALİZ İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

3. TEKNE GEOMETRİSİ VE HİDROSTATİK ANALİZ İ.T.Ü. Uygulama ve Araştırma Grubu tarafından dolumuş motoru tekne formu optimize edilmiş; model deneyleri gerçekleştirmiştir. Optimizasyon çalışmasına ait ayrıntılar 2. Bölüm de verilmiştir. Deney çalışması için, 1/11 ölçeğinde ve M295 olarak kodlanan tekne modeli, İ.T.Ü. Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarında inşa edilmiştir. İ.T.Ü. Ata Nutku Model Deney Laboratuvarında dizayn draftta, tam yüklü trimsiz (T = 2.0 m) model deneyleri yapılmıştır. M295 tekne formuna ait çeşitli geometrik detaylar Şekil 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 ve 3.6 da gösterilmiştir. Model deneyi yapılan tekneye ait geometrik ve hidrostatik detaylar Tablo 3.1 de gösterilmiştir. Tam yüklü trimsiz durumdaki enkesit alanları eğrisi Şekil 3.7 ve hidrostatik detayları gösteren grafik Şekil 3.8 de verilmiştir. Önerilen genel yerleşim planı Şekil 3.9 da, temsili üç boyutlu geometri Şekil 3.10 da verilmektedir. Detay çizimler ve tekne üç boyutlu geometrisi raporla birlikte disk içinde verilecektir. 3-1

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Tablo 2.1. M295 formu model ve gemi karakteristikleri - T baş = T kıç =2.00 m. Model Numarası M295 Ölçek (α) 11 Yükleme Durumu Dizayn draftı Model Gemi Dikeyler arası boy L BP (m) 3.228 35.502 Su hattı boyu L WL (m) 3.228 35.502 Islak boy L WS (m) 3.229 35.516 Genişlik (maks.) B (m) 0.726 7.985 Draft (mastori) T (m) 0.182 2.00 Draft (AP) T A (m) 0.182 2.00 Draft (FP) T F (m) 0.182 2.00 Deplasman hacmi (m 3 ) 0.203 269.82 Deplasman Δ (ton) 0.203 276.57 Islak yüzey alanı A WS (m 2 ) 2.561 309.87 Toplam dümen alanı A R (m 2 ) 0.0553 6.70 Toplam takıntı alanı A A (m 2 ) 0.0553 6.70 Balb kesit alanı A B (m 2 ) 0.002 0.280 Balb kesit alan merkezi H B (m) 0.132 1.45 Kıç ayna alanı A T (m 2 ) 0.011 1.350 Kıç ayna alan merkezi H T (m) 0.176 1.93 Blok katsayısı C B 0.484 0.484 Prizmatik katsayı C P 0.725 0.725 Orta kesit alan katsayısı C M 0.668 0.668 Su hattı alan katsayısı C WP 0.875 0.875 Hacim merkezinin boyuna yeri LCB (m) (+ başa) -0.076-0.830 Yüzme merkezinin boyuna yeri LCF (m) (+ başa) -0.138-1.522 Servis Hızı V S 1.86 m/s 12.0 knot 3-2

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.1. M295 modelinin baş posta kesitleri. 3-3

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.2. M295 modelinin kıç posta kesitleri. 3-4

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.3. M295 modelinin kıç profil resmi. 3-5

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.4. M295 modelinin baş profil resmi 3-6

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.5. M295 Modelinin kıç su hatları resmi. 3-7

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.6. M295 modelinin baş su hatları resmi 3-8

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı 12 En Kesit Alanları Eğrisi 10 8 A [m^2] 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 X [m] Şekil 3.7. M295 modelinin tam yüklü halde enkesit alanları eğrisi. 3-9

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı 3 2.5 MTc 2 Immersion (TPc) KML Draft m 1.5 KMt KB LCF 1 LCB WPA 0.5 Wet. Area Disp. 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Displacement tonne 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Area m^2-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 LCB, LCF, KB m 0 25000000000000 50000000000000 75000000000000 100000000000000 125000000000000 150000000000000 175000000000000 200000000000000 225000000000000 KMt m 0 200000000000000 400000000000000 600000000000000 800000000000000 1000000000000000 1200000000000000 1400000000000000 1600000000000000 1800000000000000 KML m 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Immersion tonne/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Moment to Trim tonne.m Şekil 3.8. M295 modelinin hidrostatik eğrileri (Hydromax çıktısı). 3-10

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 WHEEL 60 65 70 HOUSE 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 74 SLUDGE CO2 FRESH DO ROOM BALAST BALAST TANK WATER TANK TANK TANK SEAWAGE LAUNDRY EMERGENCY TANK GENERATOR 1 1 1 PERSON PERSON PERSON BALAST TANK 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 BALAST TANK BALAST TANK 1 PERSON 1 PERSON 1 PERSON SEAWAGE TANK SERVICE TANK DO TANK CO2 ROOM BALAST TANK FRESH WATER BALAST TANK STORE I.T.Ü. GEMI INSAATI VE DENIZ BILIMLERI FAKÜLTESI ALI CAN TAKINACI 35.5 m YOLCU MOTORU GENEL YERLESTIRME PLANI ÖLÇEK: 1/150 Şekil 3.9. M295 modelinin önerilen genel yerleşim planı (AutoCAD çıktısı proje dosyası ekindedir.). 3-11

Ata Nutku Model Deney Laboratuvarı Şekil 3.10. M295 modelinin temsili üç boyutlu geometrik resimleri (Maksurf ve Rhino çıktıları proje dosyası ekindedir.). 3-12

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU İ.B.B. İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ BÖLÜM 4 DİRENÇ DENEYLERİ İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

4. DİRENÇ DENEYLERİ M295 kod numaralı model 2.0 m draftlı düz su hattında optimizasyon sonucunda elde edilmiştir. Daha sonra model 1/11 ölçekli olarak Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı nın atölyesinde ağaçtan imal edilmiş ve dizayn draftında (T = 2.0 m) direnç deneylerine tabi tutulmuştur. Bu bölümde direnç deneylerine ait efektif güç tahminleri sunulmuştur. 4.1 Deney Koşulları Bütün deneyler Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı büyük deney havuzunda yapılmıştır. Deney havuzu 160 m uzunluğunda 6 m genişliğinde ve 3.4 m derinliğinde olup; deney mürettebatı tarafından idare edilen, 6 m/sn hıza kadar çıkabilen ve raylar üzerinde giden deney arabasını haizdir. Deneylerdeki türbülans benzerliği modelin baş tarafına ve doğrusal stabilite sağlayıcıları üzerine yapıştırılan ve Fotoğraf 4.1 ve 4.2 de gösterilen pinler yardımıyla sağlanmaktadır. Deneylerde hesaba alınan takıntılar Tablo 4.1 de açıklanmıştır. Teknede boydan boya uzanan skeg tekne ile entegre olduğundan takıntı olarak sadece doğrusal stabilite sağlayıcıları alınmıştır. Direnç analizinde hava direnci etkisi hesaba alınmamıştır. Tüm direnç deneyleri doğrusal stabilite sağlayıcıları ile gerçekleştirilmiştir (Bkz. Fotoğraf 4.2). Deneyler sakin suda yapılmış olup, model trim ve dalıp-çıkmaya karşı serbest, yan öteleme ve savrulma hareketlerine karşı sabitlenmiştir. Form faktörü analizi Prohaska Yöntemi uyarınca yapılmış; elde edilen değer Tablo 4.2 de sunulmuştur. Tam ölçeğe ekstrapolasyon 80 mikron pürüz yüksekliği ile, 1999 yılında tekrar düzenlenen ITTC 1978 performans tahmin yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Direnç analizi tablolarında kullanılan değişkenler Tablo 4.3 de açıklanmışlardır. Gemi ve modele ait, deneylerin yapıldığı şartlara karşı gelen, hidrostatik özellikler Tablo 4.4 de verilmiştir. 4-1

4.2 Yüklü Su Hattında Direnç Deneyleri (T baş = T kıç = 2.00 m) Yüklü su hattında model deneyleri doğrusal stabilite sağlayıcılar ile gerçekleştirilmiş olup; model direnç karakteristikleri Tablo 4.5 de ve Şekil 4.1 de verilmişlerdir. Gemiye karşı gelen değerler ise Tablo 4.6 ve Şekil 4.2 de verilmiştir. V s = 12 knot gemi hızına karşı gelen efektif güç, P e = 298 kw olarak belirlenmiştir.. Deneylerde form optimizasyonundan dolayı her hızda mükemmele yakın baş dalgası oluşumları gözlemlenmiştir. Dalga oluşumlarında problemli bir durum saptanmamıştır. Baş dalgalarında görülen dalga kırılması formun genişliğinden dolayı kaçınılmaz olup; etkinliği optimizasyon ile minimize edilmiştir. Fotoğraflar 4.3 ve 4.4 de 9.93 knot gemi hızına karşı gelen hızlarda baş ve kıç dalgası oluşumları verilmiştir. Fotoğraflar 4.5 ve 4.6 da 10.54 knot gemi hızına karşı gelen hızlarda baş ve kıç dalgası oluşumları verilmiştir. Fotoğraflar 4.7 ve 4.8 de 11.09 knot gemi hızına karşı gelen hızlarda baş ve kıç dalgası oluşumları verilmiştir. Fotoğraflar 4.9 ve 4.10 da 11.54 knot gemi hızına karşı gelen hızlarda baş ve kıç dalgası oluşumları verilmiştir. Fotoğraflar 4.11 ve 4.12 de 12.02 knot gemi hızına karşı gelen hızlarda baş ve kıç dalgası oluşumları verilmiştir. Fotoğraflar 4.13 ve 4.14 de 12.44 knot gemi hızına karşı gelen hızlarda baş ve kıç dalgası oluşumları verilmiştir. Daha yüksek hızlarda,tekne işletmenin ekonomik olmadığı, aşırı dalga kırılması ve serpinti oluşumu sebebi ile deney yapılmamıştır. 4-2

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Tablo 4.1 Formda bulunan takıntılar. Takıntı Alan Doğrusal Stabilite Sağlayıcıları ~6.70 m 2 Tablo 4.2 Dizayn draftta belirlenen form faktörü. Yükleme Durumu Form Faktörü (1+k) T baş = T kıç =2.00 m. 1.176 Tablo 4.3 Direnç analizinde kullanılan değişkenler. V S Gemi hızı (knot) Fn Forude sayısı - Vs / gl C f C v C r C a C t R m P e ITTC 1978 formülü uyarınca kullanılan direnç katsayısı. Viskoz direnç katsayısı: C v =(1+k)C f Artık direnç katsayısı. Model-gemi korelasyon katsayısı. Toplam direnç katsayısı. Ölçülen toplam model direnci (Newton). Efektif güç (kilowatt). 4-3

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuarı Tablo 4.4. M295 formu model ve gemi karakteristikleri - T baş = T kıç =2.00 m. Model Numarası M295 Ölçek (α) 11 Yükleme Durumu Dizayn draftı Model Gemi Dikeyler arası boy L BP (m) 3.228 35.502 Su hattı boyu L WL (m) 3.228 35.502 Islak boy L WS (m) 3.229 35.516 Genişlik (maks.) B (m) 0.726 7.985 Draft (mastori) T (m) 0.182 2.00 Draft (AP) T A (m) 0.182 2.00 Draft (FP) T F (m) 0.182 2.00 Deplasman hacmi (m 3 ) 0.203 269.82 Deplasman Δ (ton) 0.203 276.57 Islak yüzey alanı A WS (m 2 ) 2.561 309.87 Toplam dümen alanı A R (m 2 ) 0.0553 6.70 Toplam takıntı alanı A A (m 2 ) 0.0553 6.70 Balb kesit alanı A B (m 2 ) 0.002 0.280 Balb kesit alan merkezi H B (m) 0.132 1.45 Kıç ayna alanı A T (m 2 ) 0.011 1.350 Kıç ayna alan merkezi H T (m) 0.176 1.93 Blok katsayısı C B 0.484 0.484 Prizmatik katsayı C P 0.725 0.725 Orta kesit alan katsayısı C M 0.668 0.668 Su hattı alan katsayısı C WP 0.875 0.875 Hacim merkezinin boyuna yeri LCB (m) (+ başa) -0.076-0.830 Yüzme merkezinin boyuna yeri LCF (m) (+ başa) -0.138-1.522 Servis Hızı V S 1.86 m/s 12.0 knot 4-4

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Tablo 4.5 Yüklü su hattındaki model direnç katsayıları T baş = T kıç =2.00 m. V s Fn C f C v C r C t R m (Knots) *1000 *1000 *1000 *1000 (N) 4.00 0.110 4.162 4.895 0.124 5.018 2.53 5.00 0.138 3.978 4.678 0.164 4.843 3.80 6.00 0.165 3.837 4.512 0.334 4.846 5.48 7.00 0.193 3.723 4.379 0.687 5.066 7.80 8.00 0.221 3.629 4.268 1.163 5.431 10.93 8.50 0.234 3.587 4.219 1.444 5.663 12.86 9.00 0.248 3.549 4.173 1.763 5.936 15.11 9.50 0.262 3.513 4.131 2.132 6.263 17.77 10.00 0.276 3.479 4.091 2.565 6.656 20.92 10.50 0.289 3.448 4.054 3.067 7.121 24.68 11.00 0.303 3.418 4.019 3.628 7.648 29.09 11.50 0.317 3.390 3.986 4.279 8.266 34.36 12.00 0.331 3.363 3.955 4.829 8.784 39.76 12.50 0.345 3.338 3.926 5.331 9.257 45.46 12.80 0.353 3.324 3.909 5.574 9.483 48.83 M295 FORMU: FORM FAKTÖRÜ (1+k) = 1.176 OLAN MODELİN DİRENÇ KATSAYILARI 10.0 9.0 Cf, Cv, Ct, *1000 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 0.075 0.125 0.175 0.225 0.275 0.325 0.375 Fn - Froude Sayısı Cf Ct Cv Şekil 4.1 Yüklü su hattındaki model direnç katsayıları T baş = T kıç =2.00 m 4-5

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Tablo 4.6 Yüklü su hattındaki gemi direnç katsayıları ve efektif güç gereksinimi T baş = T kıç =2.00 m. V s C f C v C r C a C t P e (Knots) *1000 *1000 *1000 *1000 *1000 (kw) 4.00 2.238 2.632 0.124 0.737 3.492 4 5.00 2.165 2.546 0.164 0.737 3.447 9 6.00 2.108 2.479 0.334 0.737 3.549 16 7.00 2.061 2.424 0.687 0.737 3.848 29 8.00 2.022 2.378 1.163 0.737 4.278 48 8.50 2.005 2.358 1.444 0.737 4.538 61 9.00 1.989 2.339 1.763 0.737 4.838 77 9.50 1.974 2.321 2.132 0.737 5.190 98 10.00 1.959 2.304 2.565 0.737 5.606 123 10.50 1.946 2.289 3.067 0.737 6.092 155 11.00 1.934 2.274 3.628 0.737 6.639 195 11.50 1.922 2.260 4.279 0.737 7.276 244 12.00 1.910 2.246 4.829 0.737 7.812 298 12.50 1.900 2.234 5.331 0.737 8.301 358 12.80 1.893 2.227 5.574 0.737 8.537 395 GÜÇ (kw) M295 FORMU: FORM FAKTÖRÜ (1+k) = 1.176 OLAN GEMİNİN EFEKTİF GÜÇ GEREKSİNİMİ 400 350 300 250 200 150 100 50 0 6 7 8 9 10 11 12 13 HIZ (Knot) Şekil 4.2 Yüklü su hattındaki gemi efektif güç gereksinimi T baş = T kıç =2.10 m 4-6

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.1 Model başına yapıştırılan türbülans yapıcı pinler. Fotoğraf 4.2 Model arkasındaki doğrusal stabilite sağlayıcıları. Türbülans yapıcı pinler ayrıca doğrusal stabilite sağlayıcılara da yapıştırılır. 4-7

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.3 V s =9.93 knot gemi hızı için model baş dalgası. Fotoğraf 4.4 V s =9.93 knot gemi hızı için model kıç dalgası 4-8

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.5 V s =10.54 knot gemi hızı için model baş dalgası. Fotoğraf 4.6 V s =10.54 knot gemi hızı için model kıç dalgası. 4-9

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.7 V s =11.09 knot gemi hızı için model baş dalgası. Fotoğraf 4.8 V s =11.09 knot gemi hızı için model kıç dalgası. 4-10

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.9 V s =11.54 knot gemi hızı için model baş dalgası. Fotoğraf 4.10 V s =11.54 knot gemi hızı için model kıç dalgası. 4-11

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.11 V s =12.02 knot gemi hızı için model baş dalgası. Fotoğraf 4.12 V s =12.02 knot gemi hızı için model kıç dalgası. 4-12

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Fotoğraf 4.13 V s =12.44 knot gemi hızı için model baş dalgası. Fotoğraf 4.14 V s =12.44 knot gemi hızı için model kıç dalgası. 4-13

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU İ.B.B. İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ BÖLÜM 5 SEVK ANALİZİ İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

5. SEVK ANALİZİ Bu bölümde, M295 kod numaralı modelin 2.0 m draftlı düz su hattında optimizasyon sonucunda elde edilen efektif güç gereksinimleri kullanılarak; Voith-Schneider Pervane seçimi yapılmış ve sevk analizi sonucunda forma konulması gerekli makine gücü tahmin edilmiştir. 5.1 Voith -Schneider Pervane Sistemi Günümüzde ülkemizde kullanım alanı çok az olan Voith Schneider sevk sistemi (Şekil 5.1) Dünya da pek çok ülkede kullanılmaktadır. Voith pervaneleri her yönden gelebilecek darbe, çarpma, halat zincir sarma ve diğer vurmalara karşı en emniyetli pervane muhafazasına sahiptir. Diğer sistemlerde ise hem emniyetli bir pervane muhafazası yoktur (her yönden gelecek tehlikeleri önleyebilecek ) hem dibe vurma ve pervanelere yabancı madde sarması olayında köprü üstünde kaptanın birkaç saniye gibi anlık durumlarda düğmeye basarak ana makinalar ve pervaneler arasındaki klaç ı ayırması mümkün olmamakta dolayısı ile hem romorkörlerde hemde manevra yaptırılan gemilerde hasar riski doğmaktadır. Ayrıca diğer sistemlerde tek makine ve tek pervane sistemi ile göreve devam etmek için makine dairesinde gerekli düzenlemelerin yapılmasıda ayrıca vakit almaktadır. Voith pervane sistemlerinde pervaneler ve ana makinalar arasında hidrolik turbo kaplinler yer almaktadır. Bilindiği üzere hidrolik turbo kaplinler güç iletimini en emniyetli, düzgün, salınımsız ve vibrasyonsuz iletirler. Romorkörlerde hidrolik kaplinler ana makinalardan gelen her türlü vibrasyon ve şokları absorb ederek pervane tarafına geçirmez ve aynı zamanda pervane sisteminde olabilecek arızalardada ana makinalara en emniyetli korumayı sağlar. Bir başka tür kaplinle teknik olarak bu şekilde performans ve emniyet sağlanmaz. Diğer pervane sistemlerinde ise hidrolik turbo kaplinler kadar emniyetli ve performansı olmayan elastik kaplinler ve klaçlar kullanılmaktadır. 5-1

Voith pervane sisteminde ise hem pervane muhafazası sayesinde kanatlarda en az hasar riski elde edilmekte ve hidrolik kaplinler kullanmaklada böylesi tehlikeli durumlarda ana makinalar ve pervaneler birbirinden ayrılmakta, olası büyük hasarlar engellenmekte ve geminin her an tek pervane ve tek ana makina ile anında ve vakit kaybetmeksizin göreve devam etmesi sağlanmaktadır.dolayısı ile Voith sistemi diğer sistemlere göre en güvenilir, en emniyetli ve en az hasar riski taşıyan pervane sistemidir. Voith pervanelerinde devir diğer pervanelerin ortalama 4 te 1 idir. Düşük pervane devri az aşınma, az yıpranma daha az tamir, bakım ve yedek parça kullanımı sağlar ve pervane sisteminin daha uzun ömürlü olmasını sağlar. Voith pervane sisteminde genel revizyon süresi normal çalışma şartlarında 30.000 ila 50.000 saat olup diğer pervane sistemlerinde revizyon süreleri çok kısa olmaktadır. Örneğin romorkörün ortalama yıllık 3000 saat çalışma süresi baz alınırsa Voith sisteminde revizyon yaklaşık 15 yıl sonra gerekmekte fakat buna karşın diğer pervane sistemleri aynı sürede en az üç kere fazla revizyona girip bakım onarım yedek parça giderleri bu oranda artmakta ve ekonomik işletme ömürleri kısalmaktadır. Binlerce Voith pervane sistemi 75 yıldan beri romorkörlerde, yolcu ve araba vapurlarında, yüzer vinçlerde, çıkarma gemilerinde, mayın gemilerinde, v.s. deniz araçlarında kullanılmaktadır. Ekonomik ömrünü doldurmuş ve eskimiş teknelerdeki Voith pervane sistemleri bakımdan geçirilerek yeni inşa teknelere dahi monte edilip kullanılmaktadır. (Long life cycle). Voith pervane sistemlerinin güvenilirliği, dayanıklılığı ve revizyon kayıtları ile ilgili çarpıcı örneklerden biriside Almanya, Avusturya ve İsviçre sınırında Constance gölünde çalışan Augsburg ve Austria isimli feribotlardır. Bunlardan Augsburg feribotu 27 yıl boyunca hiçbir ana revizyon görmeden çalışmıştır. Austria feribotu ise 1937 yılında inşa edilmiş ve ilk ana revizyon ise 1964 yılında yapılmıştır. Voith pervane sisteminde uzun süre yedek parça gerekmemekte ve gemi daha uzun süre görevde kalmaktadır. Voith pervane sisteminde elde edilen itme her yönde her açıda eşit olarak uygulanmakta ve böylece en yüksek manevra kabiliyeti elde edilmektedir. Puruva 5-2

pupa hattına paralel olarak sancak veya iskele tarafa gidebildiği gibi kendi ekseni etrafında 360 derece dönebilirler. Bu da göstermektedir ki Voith sistemiyle donatılmış gemilerin manevra kabiliyeti diğer pervane sistemleriyle donatılmış gemilerden çok üstündür. Voith pervaneleri diğer pervanelere göre daha sessiz olup su altından tekneye yansıyan ses ve titreşim en düşük seviyededir. Voith sisteminde kumanda kontrol sistemi mekanik tipte olup hiçbir elektrik ve elektronik güç kaynağına bağımlı değildir. Böylelikle tevzi tablolarında ve jenaratörlerde olabilecek bir arızadan dolayı tekne atıl ve manevra yapamaz durumda kalmaz. Diğer pervaneli romorkörler ise elektrik elektronik kumandalıdır. Pervane kontrol kumandası bir direksiyon ve bir pervane için birer adet olmak üzere 2 adet hız kolu (Speed lever) ile gücün yönünün 360 derece kontrolü sağlanmaktadır. İki hız kolu ayrı ayrı veya her ikisi birlikte aynı anda iki pervaneye birden kontrol sağlamakta kullanılır. Pervane itme kuvveti direksiyon ve hız kolları ile ana makine devrini değiştirmeden istenilen yönde kullanılır. Voith ile çalışan gemilerde ana makine yada pervane sisteminden birisi (Power trains) devre dışı kalırsa gemi % 50 kapasite ile çalışmaya devam ederek manevra ve çalışmasını tamamlar. Şekil 5.1 Voith-Schneider pervanenin genel görünüşü ve çalışma prensibi. 5-3

5.2 Voith -Schneider Pervane Sisteminin Hidrodinamik Karakteristikleri Voith-Schneider pervaneleri klasik pervanelerden farklı olduğu için hidrodinamik performans tanımları da farklıdır. Bunlar da klasik pervane gibi boyutsuz katsayılar cinsinden verilmektedir (Tablo 5.1) Tablo 5.1 Voith-Schenider Pervane Hidrodinamik Karakteristikleri Voith Tanımı İlerleme Katsayısı V λ = A π nd İtme Katsayısı T ks = 1 2 ρdlu 2 Moment Katsayısı 4M kd = 2 2 ρd Lu k Açık Su Verimi η0 = k S D λ Yukarıdaki tabloda kullanılan değişkenler; V A : Pervane ilerleme hızı m/2 n : Pervane devir hızı - RPS u : Kanat çevresel hızı m/s (u=πdn) D : Kanat çevresel çapı (m) L : Kanat uzunluğu (m) T : Pervane itme kuvveti (N) M : Pervanenin absorbe ettiği moment (Nm) ρ : Akışkan yoğunluğu kg/m 3 Şeklinde tanımlıdır. Bu katsayılar aynen klasik pervane tanımlamalarında olduğu gibi açık su diyagramları şeklinde ifade edilmişlerdir. Formda kullanılması uygun görülen pervane Voith 12K/90 tip pervane olup açık su değerleri Şekil 5.2 ve Tablo 5.2 de verilmiştir. Pervanenin teknik resim çizimi ise Şekil 5.3 de verilmiştir. 5-4

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Şekil 5.2 Voith Pervane Açık Su Diyagramı (*) Tablo 5.2 Voith Pervane Açık Su Değerleri (*) λ k S k D η 0 0.0 0.7670 0.5014 0.0000 0.1 0.7190 0.4716 0.1525 0.2 0.6658 0.4471 0.2978 0.3 0.6065 0.4246 0.4285 0.4 0.5405 0.4006 0.5397 0.5 0.4670 0.3716 0.6284 0.6 0.3852 0.3341 0.6919 0.7 0.2945 0.2846 0.7243 0.8 0.1939 0.2197 0.7061 0.9 0.0829 0.1359 0.5487 (*) Voith tarafından sağlanmıştır. 5-5

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Şekil 5.3 Kullanılan pervanenin teknik resim çizimi (*) (*) Voith tarafından sağlanmıştır. 5-6

5.3 Sevk Analizi M295 formu sevk analizi sevk katsayıları Voith Şirketine sorularak gerçekleştirilmiştir. Aslında sevk analizinin sevk deneyi ile yapılması gerekirdi. Fakat laboratuar bünyesinde Voith model pervanesi bulunmadığı için analiz Voith e danışılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucu Tablo 5.3 ve Şekil 5.4 de verilmiştir. Bu tabloda ve şekillerde: V s : Gemi Hızı (knot) P e : Efektif güç (kw) P d : Pervaneye verilmesi gereken güç (kw) η : d Genel sevk verimi ηd = ηηη H 0 r η : H Tekne verimi η = ( 1 t) ( 1 w ) η : Açık su pervane verimi 0 η : Bağıl (rölatif) dönme verimi r w t : İz katsayısı t : Emme (itme azalması) katsayısı P bmin : H %96 İletim verimi ile belirlenen minimum makina gücü (kw) t M295 formunu dizayn draft ve takıntılı durumda 12 knot hızda sevk edebilmek için gerekli minimum makine gücü dizayn pervane değerleri ile P bmin =4 48 kws (çift makine toplam gücü) olarak bulunmuştur. 5-7

Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı Tablo 5.3 M295 formuna ait dizayn draft ve takıntılı durum için minimum güç gereksinimi V s P e P d P w bmin t t η H η 0 η r η d (knots) (kws) (kw) (kw) 4.0 4 0.050 0.074 0.975 0.549 1.000 0.535 7 8 5.0 9 0.050 0.075 0.974 0.549 1.000 0.535 17 18 6.0 16 0.050 0.075 0.974 0.549 1.000 0.535 30 31 7.0 29 0.050 0.075 0.974 0.549 1.000 0.535 54 57 8.0 48 0.050 0.075 0.974 0.549 1.000 0.535 90 94 8.5 61 0.050 0.075 0.974 0.549 1.000 0.535 114 119 9.0 77 0.050 0.075 0.974 0.549 1.000 0.535 144 150 9.5 98 0.050 0.075 0.974 0.566 1.000 0.551 178 185 10.0 123 0.050 0.075 0.974 0.643 1.000 0.626 196 205 10.5 155 0.050 0.075 0.974 0.688 1.000 0.670 231 241 11.0 195 0.050 0.075 0.974 0.698 1.000 0.680 287 299 11.5 244 0.050 0.075 0.974 0.706 1.000 0.687 355 370 12.0 298 0.050 0.075 0.974 0.712 1.000 0.693 430 448 12.5 358 0.050 0.075 0.974 0.716 1.000 0.697 514 535 12.8 395 0.050 0.075 0.974 0.718 1.000 0.699 565 589 600 500 Güç (kw) 400 300 200 Pe Pbmin 100 0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Hız(knot) Şekil 5.4 M295 formuna ait dizayn draft ve takıntılı durum için güç gereksinim eğrileri (sevk analizi sonuçları - T baş= Tkıç=2.00 m). 5-8

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA GURUBU İ.B.B. İSTANBUL BOĞAZI NDA YOLCU TAŞIMAYA YÖNELİK DÜŞEY EKSENLİ PERVANELİ DOLMUŞ MOTORU FORM DİZAYNI VE MODEL DENEYLERİ BÖLÜM 6 SONUÇLAR VE ÖNERİLER İstanbul/TÜRKİYE EYLÜL - 2007 Ticari Gizlidir 2007-İstanbul. Bu rapor yazarların izni olmadan çoğaltılamaz ve kopyalanamaz.

6. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Bu çalışmada İstanbul Boğazı nda yolcu taşımacılığına yönelik kavramsal bir dizayn sunulmuştur. Dizaynda öncelikler manevra ve güç talebi olarak sıralandırılmıştır. Bu amaçla önce manevra yeteneği en iyi olan sevk sistemi ele alınmış; ve Voith Schneider pervane sisteminde karar kılınmıştır. Gerek verim gerekse uzun süreli kullanım açısından en uygun sistem olan Voith Schneider sistemi elektrik motorları ile tahrik olduğundan mevcut dizayn, dizel jeneratörlerin yanısıra ağır yakıtlı hatta doğal gazlı jeneratörler kullanımına da açıktır. Gerçekleştirilen dizayn sonucunda elde edilen formun Voith sevk sistemi kullanması ile tekneyi 12 knot hızla sevk edebilmek için gerekli makina gücü 448 kw olarak belirlenmiştir. Bu sonuç bu tip bir form için oldukça düşüktür. Sonuç olarak dizaynın ekonomik olduğu açıkça söylenebilir. Burada unutulmaması gerekli nokta sevk katsayılarının pervane üreticisi tarafından teyit edilmesidir. Bunun sebebi İTÜ Model deney laboratuarında Voith Schneider model pervanesi olmadığı için sevk deneyinin yapılamamasıdır. Bu aşamadan sonra yapılacak olan dizaynın iyi bir dizayn büro tarafından projelendirilmesidir. Yaklaşık 500 kilowatt kurulu gücü besleyebilecek dizel jeneratörün yanında son zamanlarda fiyatından dolayı kullanım oranı hızla artan ağır yakıt yakan jeneratörler de kullanılabilir. Hatta daha da ileri gidilerek uygun fizibilite çalışması ile doğal gaz ile çalışan jeneratörler de tercih edilebilir. Geliştirilen form kaliteli bir projelendirme ile kısa sürede inşa edilebilir. 6-1