seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu

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



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



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



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



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



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



_\,

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

seyir tecrubelerinde saft gucu olcumu

Documents