seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
DESCRIPTION
saft olcumTRANSCRIPT
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 1/7
GEMi SEYiR TECRijBEIERiNDE $AFT GijCij
DoqDr. Mustafa iNSEL, Doq.Dr. ismail Hakkl HELVACIOGLU, Y.Doq.Dr. Yalp UNSAN
I.T.U. Gemi Ingaati ve Deniz Bilimleri Fakiiltesi
Shaft Power and Vibration Measurements in Ship Trials
vibration measurements are important part of ship trials to demonstrate the
of requrements. I.T.U. Naval Architecture and Ocean Engineering
Group has conducted shaft power and vibration measurements
towing tank tests for the lengthening of a containership Kirk lareli. The
and typical results have been presented. Guidelines on the
addition to the interpretation of the results.
vza
1. GiR@
.
Seyir tecriibeleri; yeni gemi ingaa veya gemi
modernizasyon calrgmalarmda, gemi perfor-
mansmm iilctild ii& ve kontrat sartlarmm sagla-
mp saglanmadigmm belirlendigi son agamadir.
Standart seyir tecrtibeleri srrasmda; gemi htzt,
ana makina performansi, gaftta iletilen giic, saft
ve tekne titregimlerinin iil@imii ve degerlendir-
mesi yapilmahdir. I.T.U. Gemi ingaatr ve Deniz
Bilimleri Fakiiltesi Aragtirma ve Uygulama Gru-
bu, DB Denit Nakliyati A.S.‘ye ait Kn-klareli ge-
misinin Gemak Ingaat Sanayi ve Ticaret A.$. ta-
rafmdan 15.4 m. uzatilmasi, ana tahrik sistemi-
nin yenilenmesi ve geminin modernizasyonu
caligmalari sirasmda:
A) Uzatrlmig geminin model direnq deneyleri-
nin, sevk hesaplarmm yapilmasi Ill
B) Uzatrlmig geminin seyir tecrtibelerinde saft
giiciintin ve ?aft yataklarmdaki titresiminin
olciilmesi [21
gorevlerini ustlenerek, yerine getirmigtir. Bu
makale havuz tecrtibeleri rgigmda gemi gtic
tahminlerini, seyir tecrtibelerini ve bu tip iil@m
ve analizlerde kullantlan metodu iqermektedir.
Krrklareli gemisinin model deney ve seyir tec-
riibesi sonuclari ijrnek olarak sunulmustur.
2. MODEL DENEYLERi VE GfJc TAHMW
Model deneyleri, gemi insaati veya tadilat
oncesi gemi performansmm tahminlerinin ya-
pilmasi amaci ile iilcekli model iizerinde cekme
testlerini icermektedir. Gemi giic tahminleri
@in, direnc ve sevk deneyleri ve/veya hesaplari
yapilmiqtir.
a) Direnq Deneyleri: Model direncinin ol-
~iild iigii deneyler olup, standart metotlarla
(I’ITC 1957, I’ITC 1978 gibi) 131 gemi direncinin
hesaplanmasr yapilmaktadir. Gemi efektif giicii:
pE=RTvS
(1)
burada:
PE : Gemi efektif gi.icii (kW)
RT
: Gemi toplam direnci (kN)
VS
: Gemi hizr (m/s)
formulti ile elde edilir. Efektif giic gemi formu-
nun direnc nitelik leri hakkmda ana kriteri tepkil
eder.
b) Sevk Deneyleri veya Hesaplan:
Direnci
bulunmug geminin gaft giic iini in ve ana makine
giiciini in bulunmasi icin sevk veriminin bilin-
mesi gereklidir. Gemi saft giicii:
(2)
burada:
PD
: Gemi ydft g&ii (kW)
qH
: Gemi tekne verimi
(t-,H=(l-t)/l-w))
VR
: Gemi relatif donme verimi
TO
: Gemi pervane acik su verimi
seklinde elde edilir. Sevk katsayilari olarak ad-
landmlan relatif donme verimi (qR), iz katsayisi
(w), emme katsayrsi (t) ve pervane verimi (T@
pervane ile donatrlmrg model sevk deneyinden
ve acik su pervane deneyinden elde edilir . iste-
nildigi takdirde bu katsayilar ve verimler yart-
ampirik metotlarla tahmin edilebilirler. Ana ma-
kine g&ii ise digli kutusu, Taft yataklarmm me-
kanik verimi dikkate almarak;
P B
PD
=-
77
R
(3)
bagmtisr ile elde edilir.
Modernizasyon Gncesi uzatilmrg Kirklareli
gemisinin l/30 ollekli model direnc deneyleri,
tam yiikli i draft ve balast draft1 kosullari icin
diizenlenmis ve gemi toplam direnci I’ITC 1978
prosediiriine gore belirlenmigtir. Gemi sevk he-
saplari yarr-ampirik metotlarla yapilmig, d&t
kanath bir niimerik pervane seqimi (FPP) yapi-
larak, gemi giic degerleri elde edilmigtir (Sekil
GEMi VE DENiZ i?fXNOLOJis HAZiRAN 1999
29
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 2/7
1). Ytiklenici firma bu giic degerlerini esas ala-
rak ana makina, gaft ve pervane secimini yap-
mqtir. Pervanenin pit kontrollu (CPP) olmasi
nedeniyle, sevk hesaplarr pervane verimi (% 3)
azaltilarak tekrar yapilmqtir (Sekil 1).
3. @FT GijCij iiL@MtJ
Saft uzerinden pervaneye aktarilan giic; ol@-
mu &in saft uzerindeki burulmanm ol@ilmesi
prensibine dayali sistemler kullamlmaktadir. Bu
sistemde amac, gaft iizerindeki burulma mo-
mentinin ol@ilerek gaft gticiini in agagidaki for-
mu1 yardimiyla bulunmasidir.
P = 2xQn
(4)
burada:
&
: Saft tarafmdan iletilen giic (kW)
: Saft burulma momenti (kNm)
n : Saft donme devri (dev/s)
Burulma momenti iil~iimii iqin strain-gauge
yontemi kullandmaktadir.
Kirk larel i gemisinde saft devrinin ve burul-
ma momentinin ol@imii Seki l 2’de verilen sis-
tern ile gerceklegtirilmigtir. Saft devri dlqiimle-
rinde, iizerinde siyah-beyaz qizgiler bulunan
seritin donmesi, saft digmdaki optik alg ilayic i
(OAl) ile algilamp, on kuvvetlendiric i (DV
2556) ile diizenlenmig ve frekans-voltaj qevirici
(MD18) ile analog sinyale donii$iirt.ilmiigtir
(Sekil 2). Bu sinyal Analog/Dijital qevirici ile
donatilmq kigisel bilgisayara almmqtir. Saft bu-
rulmasi saft iizerine monte edilen dart adet 120
R’luk strain-gauge’den olugan rozetle (tam
Wheatstone kdpri isii) ile algilanmigtir. Burulma
momentinden olusan saft iizerindeki gekil de-
gistirme:
E=lE
k 4R
(5)
burada:
k
: Strain-gauge sabiti
R : Strain-gauge direnci (120 fi)
AR
: Strain-gauge rozetindeki
toplam direr-q degigimi
formulti ile ifade edilebilir. Strain-gauge koprti
rozeti gaft iizerine monte edilen 9 voltluk pi1
(BK 2801A) ile beslenmig, gaft iizerinde bulu-
nan voltaj frekans qevirici (MT 2555A) ile k6pri.i
voltaji 105 kHz lik sinyale dijniigtiiriilmiigtir.
Bu sinyal bir baker geritten olugan anten aracil i-
gi ile gafttan bagimsiz ahciya (EV 2510A) ileti l-
mig, bir frekans-voltaj cevirici (MD181 ile ana-
log sinyale d6nii@iriilmii.$ir. Gtiq kuwetlendi-
ric isi (L 3553) ile bilgisayara beslenecek sinyal
10 volt smmna indirgenmigtir. Bilgisayar sistemi
ile gaft iizerindeki gekil degigtirmeyi gosteren
bu sinyallerin zaman kayitlari almmqtir. Burul-
ma momenti ise:
&=2GJ&
burada
J”
: Malzeme sabiti (kN/m2)
: Mukavemet momenti (m3)
formiiliinden bulunmugtur. Bu burulma mo-
menti kaydmm ortalama degeri (Q> hesaplana-
rak, ortalama saft giic ii elde edilmigtir.
Modemizasyonu takiben geminin seyir tcc-
rtibelerinde i.T.ti. iilci im ekibi yukanda verilen
iilqi im sistemini kullanarak, sabit ana makine
giiq kademelerinde (o/25, %50, o/75, %85,
%lOO, %llO> saft giicii ol@imiinii gerceklegtir-
migtir.
Giic kademelerindeki ana makine giicii; ana
makina yiikleme indikatoru ve silindir basmc;
olciimler inin ana makina test-bed sonuclanyla
kargilagtirilarak bulunmugtur. ijlc iilen saft g&ii
ile ana makina giicii arasmdaki oran; ana maki-
na ile ol@im kesiti arasmdaki digli kutusu, 2aft
yataklari, de&ken pis kontrol mekanizmasin-
daki mekanik verimi (q
3’te bu mekanik verim T
R) vermektedir. Seki l
egerleri gosterilmi$ir.
Giirii ldiigii gibi verim, giiq oram arttikqa artan
sabit devirl i gaft sistemine uygun bir egilim gos-
termektedir.
ijl@len 2aft gucu ile model deneylerinden
yapnan. giic tahminleri Seki l l’de kargilastiril-
mister. Iki sonq % 2-3 mertebesinde uyumlu-
dur. Bu sonuq model deneylerinin yaranm gos-
termektedir.
4. BUBULMA MOMENTi DE@iMi
Saft uzerindeki torsiyonel titresimleri sapta-
mak iGin burulma momentinin de&imini in-
celeyebi liriz. Pervane kanatlarmm iz icindeki
yiiklenmesi ve kavitdsyon gibi etkenler, iletilen
giicteki degigimi yaratmaktadir. Bu nedenle gaft
frekansmda ve katlarmda saft problemlerinden
kaynaklanan; kanat frekansi ve kanat frekansla-
rmm katlarmda gemi izinden kaynaklanan bu-
rulma mometinin degigimlerinin gozlenmesi
beklenmektedir. Bu frekanslarm dqmdaki fre-
kanslarda goriilen titresimler kavitasyon veya
yapisal kaynakli olabilir.
Kirk larel i gemisinde strain-gauge sistemin-
den alman burulma momentlerinin zaman ka-
yitlari bilgisayar sisteminde frekans domenine
cevrilerek incelenmig, titreg;im frekanslari bu-
lunmustur. Saft, kanat frekanslari ve bunlarm
katlarmda olqan titresimler tespit edilmig ve
bunlarm genliklerinin kiiciik olduklan gozlem-
lenmigtir (ornegin Seki l 4).
30
GEMi VE DEN& TEkWOLOJiSi
HAZihMN 1999
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 3/7
5. $AFT.YAT
AKLARWDATkIWi$i[M
OLqJMIJa
Geminin cegitli bolumlerinde titregim deger-
lerinin ol@ilmesi ve standartlara gore analiz
edilmesi gemi yapim ve tadilat kontratlarmda
gittikce daha fazla oranda istenmektedir. Bu
konuda klas kuruluslarmm kabul ettigi stan-
dartlara bir ornek Seki l 5’de verilmigtir
[41.
Bu-
rada gortildii@ gibi titregim, frekans domenin-
de incelenmekte olup, titregim genligi, hiz i ve
ivmesi arasmda her harmonik icin :
x&)=X cos(it)
(7)
v(t)=ayt)=mx Cos(im- ; >
(8)
a(t)=jE(t)=&X Cos(mt+7r)
(9)
burada
X : Titregim genligi
w : Titregim frekansi
bagmtilan bulunmaktadir.
Titregimin standartlarla belirlenen seviyelerin
ustune cikmasi gemi personelinin uzun sure ca-
hgmasmi olanaksiz kilmaktadir. Ust yapilarda
ve makine dairesinde personel c;alqmasi icin
titregim hizlarmm I. bolgede kalmasi gereklidir.
II. Bolge ise titresimin hissedilebilir ve bazi yan
tesirlerinin gori.ilebildigi bolgedir. Bu bolge,
personelin devamh c;ahgmad@ gemi makinele-
rinin bulundugu bolgelerde kabul edilebilir SE
mn icermektedir. III. Bolge ise titregim acism-
dan kabul edilemez bolgedir,
Ktrklareli gemisi seyir tecriibelerinde gaft ya-
taklari tizerine yerlegtirilen ivme algilayicilart
vasitasi ile diisey ve yatay ivmeler olctilerek za-
man kayitlan ahnmqtir. Bu kayitlar frekans do-
meninde standartlara gore incelenmigtir. Her
giic kademesinde yatay ve dtigey titregimler bu
standartlar ile karsila~tmlmqtir. Titregimlerin I.
bolgede, yani tam giivenli bolgede kaldigt goz-
lemlenmigtir (ornegin Seki l 6).
6. SONUS VE TAVSfYELER
Seyir tecriibeleri sirasmda saft giic &$mleri,
model deneyleri ve bu deneyler igtgmda ger-
ceklegtirilen gemi giic tahminlerinin guvenili rli-
ligini arttirmqtir.
Gerek torsiyonel gerekse diisey ve yatay tit-
resimlerin incelenmesi, gemi qaligma gartlannm
belirlenmesi icin onemli detaylardir. Bu tip 81-
ciimler; pervane cahpma karakteristikleri, per-
vaneden dogabilecek problemler ve ana maki-
ne saft sisteminden dogabilecek problemler
iizerinde dnemli uyartlar vermektedir. Bu ol-
ciimlerin gemi periyodik sorveylerinde yapil-
masi, gemi sevk sisteminin uygun kullamm sii -
resinin uzatilmasi iqin son derece yararhdir.
Bu cercevede I.T.U. Aragtirma ve Uygulama
Grubu gemi gaft ve titresim ijlci imlerini standart
deneyleri arasmda uygulamaktadir. Bu callsma
imkamm veren Gemak Ingaat Sanayi ve Ticaret
A.S.‘ye, Gercel Marine’e ve deney ile ilg ili enst-
rumantasyonlarda yardimlarun esirgemeyen
Golc iik Tersanesi Komutanhgi’na tegekktir ede-
riz.
KAYNAKLAR
1) Odabasi A.Y., jnsel M., Soylemez M., Helvacioglu
i.H., Kampek Z., Uzattlmrg Ktrklareli Gemisi Direq
Deneyleri, 1.r.U. Gemi insaatt ve Deniz Bilimleri Fa-
kiiltesi Uygulama ve Arastuma Grubu, Proje No 94-
02, Mayts 1994.
2) Odabagi A.Y., insel M., Soylemez M., Helvactoglu
i.H., ijnsan Y., Kirklareli Gemisinin Saft Giic ve Tit-
regiminin &ciilmesi,
i.T.i.j.
Gemi hqaatt ve Deniz
Bilimle ri Fakiiltes i Uygulama ve Ara.@rma Grubu,
Proje No 94-04, Kastm 1994.
3) Harvald Sv.Aa., Resistance and Propulsion of Ships,
Wiley-Interscience Publications, 1983.
4) Vorus W.S., Principles of Naval Architecture Vol II :
Vibration, SNAME, 1988.
GEMi VE DENi i7XNOLOJisj
HAZiRAN 1999
31
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 4/7
Sekil 1: $ift giif tahminleri ve seyir tecriibcsi iil+imle ri
jekil 2: $dt giici i ve titre@m 6l@im sistemi
32
mvfi v?? DENiZ mwOLOJiS1
hxzim 1999
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 5/7
Sekil 3: Saft sistemi mekanik verimi
_i‘ ‘_ .,
0
:’
. . ‘.
.i
.’
$ekil 4: Tipik bir gati moment de&im diyagraml
GEMi VE DENiZ rmivoLoJfsf
HAziRAN 1999
33
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 6/7
III. Bdge
Kabul Edilemez Titresim
Sartll Kabul Edilebilir Titresim
Kabul Edilebilir Titrqim
0.25
Frekans (Hz)
Sekil 5: Kabul edilebilir titregim b6lgeleri
34
GEMi VE DEh iZ TEkWOLOJiS~
hxzimN 1999
7/21/2019 Seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu
http://slidepdf.com/reader/full/seyir-tecrubelerinde-saft-gucu-olcumu 7/7
_\,
z :
3.
‘4 2.
Kabul edliebllir titre
$ekil 6: Tipik bir gaft yatak titre@ m ijl@im sonucu
&GECMiS
Mus tafa inse , 1963 yhnda Mani-
tCj jCG~(;Mis
&GE MIS
sa’da dogdu. Ilk ve ortaokul Ggreni-
ismail Hak kl Helvacloglu, 1962’de Yalqn tinsan,. 19 2 yhnda istan-
mini Manisa’da lise ogrenimini Izmir
Afyon’da dogdu. 1979 yhda Afyon
2
Lisesi’nden mezun oldu. i.T.0. Gemi
bul’da cjofidu. Ilk, orta ve lise ii&e-
Atatiirk .Lisesi’nde tama mladt. 1980
ytlmda I.T.U .Gem i Insaati ve Deniz
lngaatt ve Deniz Bilimleri Fakiiltesi-
nimini IstanbuJ’dq, tamam ladl. 1980
yrhnda g ird@ I.T.U . Gemi lnsaatt ve
Bilimleri Fakiiltesi G emi ingaatt Bo-
‘ni 1983’de bitirdi. 1985 ytlmda
i.T.ii.‘de Yiiksek Lisans cahqm astm
Deniz Bilimleri Fakiiltesi’nden 1984
liimii’ne girdi. 1984’de tamam ladigt tamam layam k Milli Egitim Bakanltgt
yihn&..me zun oldu. 1986 ytlmda Ytl-
lisans ogretimi boyunca H act Omer bursu ile Ingiltere’ye gonderildi.
dtz T.U . Fen Bilimleri Enstitiisii’nde
Sabanct Vakft’ndan karsthk siz burs
aldt. Milli Egitim Bakanhgi Doktora
1991 yilmda Glasgow Universitesi’n-
ba$ad& yiiksek lisans iij irenimini
de doktorasrnr tamamladl ve ayni ytl
1989 yllrnda bitirdi. Aym yll i.T.ii.
Bursu ile 1985-1990 ytllart arasmda
Fen Bilimleri Enstittisti’nde basladtgt
Ingiltere Southhampton iiniversite-
yurda diinerek I.T .U . Gemi insaatt
ve Deniz Bilimleri Fakiiltesi’nde Y.
doktomsm t 1995’te tamamladr.
i.T.U.
si’nde Yiiksek Ht zh Katamaran Tek- Docen t iinvanr ile g&eve hagladt.
Gemi Inpaatl ve Deniz Bilimleri
nelerin D irenc Bilesenleri konusun-
Faktiltesi’nde 1985’te Aragttrma
da tez haztrlayarak doktora ogreni-
1997 ytlmda D ocent iinvanrm aldt.
Halen aym
mini tamam ladi. Mart 1991 tarihinde c
fakiiltede ogretim iiyesi
Gorevlisi olarak bagladtgt is hayatnu
1996 yllmdan beri Y.Dor;en t olarak
I.T.U . Gemi Ingaatt ve Deniz Bi l imle-
lkta olan ismail
I
stirdiirmektedir. Kongrelerde sunul-
ri Fakiiltesi’nde Y. Doce nt olarak og- b
vli ve bir cocuk mus dijrt tane bildirisi vardtr. Asker-
retim iiyeligine bagladt. Ekim 1993’te
lik gorevini 1993 ytlmda Burdur’da
Docen t iinvanmt aldt. 1992’de RIN A
yapm qtlr. Ingilizce bilmektedir. Evli
bronz madalya st iidiil iine laytk go-
ve bir cocuk babastdtr.
rtildu. Evli ve bir cocuk babasidtr.
Dordii yabanci dilde dokuz makale-
si, oni.& arastirma proje raporu var-
dir.
li l2lzfRAN 1999