YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİ VE STABİLİTESİ



Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri, o deniz aracının yük
veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini
sağlayacak sephiyenin mevcut olmasıdır.
YÜZME KOŞULU




          G
LWL

          B



              K
                     =
              CL
YÜZME KOŞULU
   W , Gemi ağırlığı (t)


   Δ , Deplasman (Geminin taşırdığı suyun ağırlığı = Kaldırma kuv. (ton)


   Δ=      .ρ


     , Batan hacim ( m3)


   ρ ,Yüzdüğü suyun yoğunluğu (t/ m3)




                                       =
Gemi Stabilitesi
   Gemiye herhangi bir dış kuvvetin
    (dalga,rüzgar vs.) etkimesi sonucu tekrar eski
    konumuna dönebilme kabiliyetine STABİLİTE
    denir.
Hasarsız Gemi
                      Stabilitesi
                                            Dinamik Stabilite
Başlangıç Stabilitesi   Statik Stabilite
                                           GZ-Φ Eğrisi altında
        GM               GZ-Φ eğrisi
                                              kalan alan
Başlangıç Stabilitesi
                 M




 LWL


                 B’


            K

            CL
GZ, moment kolu

                  



                      Z




                  GZ=GM.sinθ , θ<10
Başlangıç Stabilitesi
Metasantr Yarıçapı

     BM= Ixx / ▼ Metasantr Yarıçapı



x                      Awp                 x




    Ixx , Suhattı atalet momenti (enine)
Pozitif -Doğrultucu Moment
Negatif -Yatırıcı Moment
Denge Koşulu GM>0

İkinci önemli zorunluluk , deniz aracının değişik yükleme durumlarında dik
durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır.




a)Kararli denge GM>0       b)Kararsiz denge GM<0       c)Farksiz denge GM=0
G noktası, M noktasının    G noktası, M noktasının     G noktası, M noktasıyla
altında                    üzerinde                    aynı yerde
Denge Durumları

        (Kararlı denge)
(Kararsız denge)
Büyük Meyil Açılarında Moment kolu GZ
                      Scribanti Formülü
8-10 dereceyi geçen durumlarda Sephiye kuvveti M noktasından geçmez. Bu
durumda GZ için düşey borda formülü kullanılabilir.Formül, gemi güvertesinin suya
girdiği veya dip kaplamanın sudan çıktığı ana kadar düşey bordalı gemiler için
uygun sonuç verecektir.
Negatif GM ve Bayılma açısı
Batan Cisimlerin Stabilitesi
Dengeli Yüzebilme Koşulu

1. W= Δ        Yüzme koşulu

2.   GM=KB+BM-KG > 0 Denge koşulu
BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ

 GM = KB+BM-KG > 0

GM enine metesantr yüksekliği olmak üzere, KB (hacim merkezinin omurgadan
yüksekliği) ve BM (enine metesantr yarıçapı) hidrostatik hesaplardan elde edilir.
KB ve BM gemi geometrisine bağlı olarak iyileştirilebilinir.
KG (ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği) mevcut duruma göre hesapedilerek
bulunur.
KG başlangıç stabilitesini negatif etkiledigi için bu değerin düşük olması istenir,
bunun için:
1.Gemideki ağırlık grupları daha aşağı indirilebilir
2.Ağırlık merkezinden aşağıya balast suyu alınabilir
3.Üst yapıda aliminyum gibi hafif malzeme kullanılabilir
4.Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir
Stiff ve Tender Gemi
   Stiff Gemi: (Büyük GM)
    Gemilerde ambar diplerine ağır yük alındığı zaman GM büyür, dolayısıyla
    doğrultucu kol olan GZ'de büyük olur.
    Bu gemilerde yüksek GM’lerinden dolayı denge sorunu yoktur ama
    yalpaya düştüklerinde çok çabuk doğrularak geminin ve yükün
    yıpranmasına ve personelin rahatsız olmasına neden olurlar.
    Kütük demir ve ağır maden yükleyen gemiler bu özelliği taşır.

   Tender gemi: (Küçük GM)
    Fazla yer kaplayan, hafif yükleri taşıyan gemilerdir. GM küçük olur.
    Dolayısıyla doğrultucu kol olan GZ de küçük olur.
    Bu gemiler yalpaya düştüklerinde yavaş yavaş doğrulurlar. Bu sayede gemi
    ve yük hasar görmez, personel de rahatsız olmaz. Buna karşılık bu tür
    yüklenmiş gemilerde denge sorunu vardır. Başlangıçta zaten küçük olan
    GM, sefer süresince daha da küçülerek, gemiyi tehlikeli durumlara
    düşürebilir, hatta batırabilir.
    Kereste ve tahıl yükleyen gemilerle, konteyner gemileri tender gemilerdir.
DEĞİŞİK GEMİLER İÇİN GM
Statik Stabilite-Dinamik Stabilite
Örnekler
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te
Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te

Yuzme denge kosulu_gm_stati̇k stabi̇li̇te

  • 1.
    YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİVE STABİLİTESİ Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri, o deniz aracının yük veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini sağlayacak sephiyenin mevcut olmasıdır.
  • 2.
    YÜZME KOŞULU G LWL B K = CL
  • 3.
    YÜZME KOŞULU  W , Gemi ağırlığı (t)  Δ , Deplasman (Geminin taşırdığı suyun ağırlığı = Kaldırma kuv. (ton)  Δ= .ρ  , Batan hacim ( m3)  ρ ,Yüzdüğü suyun yoğunluğu (t/ m3) =
  • 4.
    Gemi Stabilitesi  Gemiye herhangi bir dış kuvvetin (dalga,rüzgar vs.) etkimesi sonucu tekrar eski konumuna dönebilme kabiliyetine STABİLİTE denir.
  • 5.
    Hasarsız Gemi Stabilitesi Dinamik Stabilite Başlangıç Stabilitesi Statik Stabilite GZ-Φ Eğrisi altında GM GZ-Φ eğrisi kalan alan
  • 6.
  • 7.
    GZ, moment kolu  Z GZ=GM.sinθ , θ<10
  • 8.
  • 10.
    Metasantr Yarıçapı BM= Ixx / ▼ Metasantr Yarıçapı x Awp x Ixx , Suhattı atalet momenti (enine)
  • 11.
  • 12.
    Denge Koşulu GM>0 İkinciönemli zorunluluk , deniz aracının değişik yükleme durumlarında dik durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır. a)Kararli denge GM>0 b)Kararsiz denge GM<0 c)Farksiz denge GM=0 G noktası, M noktasının G noktası, M noktasının G noktası, M noktasıyla altında üzerinde aynı yerde
  • 13.
    Denge Durumları (Kararlı denge)
  • 14.
  • 16.
    Büyük Meyil AçılarındaMoment kolu GZ Scribanti Formülü 8-10 dereceyi geçen durumlarda Sephiye kuvveti M noktasından geçmez. Bu durumda GZ için düşey borda formülü kullanılabilir.Formül, gemi güvertesinin suya girdiği veya dip kaplamanın sudan çıktığı ana kadar düşey bordalı gemiler için uygun sonuç verecektir.
  • 17.
    Negatif GM veBayılma açısı
  • 19.
  • 20.
    Dengeli Yüzebilme Koşulu 1.W= Δ Yüzme koşulu 2. GM=KB+BM-KG > 0 Denge koşulu
  • 21.
    BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ GM= KB+BM-KG > 0 GM enine metesantr yüksekliği olmak üzere, KB (hacim merkezinin omurgadan yüksekliği) ve BM (enine metesantr yarıçapı) hidrostatik hesaplardan elde edilir. KB ve BM gemi geometrisine bağlı olarak iyileştirilebilinir. KG (ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği) mevcut duruma göre hesapedilerek bulunur. KG başlangıç stabilitesini negatif etkiledigi için bu değerin düşük olması istenir, bunun için: 1.Gemideki ağırlık grupları daha aşağı indirilebilir 2.Ağırlık merkezinden aşağıya balast suyu alınabilir 3.Üst yapıda aliminyum gibi hafif malzeme kullanılabilir 4.Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir
  • 22.
    Stiff ve TenderGemi  Stiff Gemi: (Büyük GM) Gemilerde ambar diplerine ağır yük alındığı zaman GM büyür, dolayısıyla doğrultucu kol olan GZ'de büyük olur. Bu gemilerde yüksek GM’lerinden dolayı denge sorunu yoktur ama yalpaya düştüklerinde çok çabuk doğrularak geminin ve yükün yıpranmasına ve personelin rahatsız olmasına neden olurlar. Kütük demir ve ağır maden yükleyen gemiler bu özelliği taşır.  Tender gemi: (Küçük GM) Fazla yer kaplayan, hafif yükleri taşıyan gemilerdir. GM küçük olur. Dolayısıyla doğrultucu kol olan GZ de küçük olur. Bu gemiler yalpaya düştüklerinde yavaş yavaş doğrulurlar. Bu sayede gemi ve yük hasar görmez, personel de rahatsız olmaz. Buna karşılık bu tür yüklenmiş gemilerde denge sorunu vardır. Başlangıçta zaten küçük olan GM, sefer süresince daha da küçülerek, gemiyi tehlikeli durumlara düşürebilir, hatta batırabilir. Kereste ve tahıl yükleyen gemilerle, konteyner gemileri tender gemilerdir.
  • 23.
  • 24.
  • 25.