7. gemi sevkine giris-pervane

7/26/2019 7. Gemi Sevkine Giris-pervane

1/22

7. GEMSEVKNE GR, SEVK EKLLER, PERVANE GEOMETRS,

PERVANE ZM

7.1 Gemi Sevkine Giri

Genel olarak gemiler sevk ekillerine gre iki gruba ayrlrlar:

a) Kendi Kendini Sevk Edebilen Gemiler: Bu tip gemilerde doal enerji ve/veya makine

yardm ile sevk salanr.

b) Kendi Kendini Sevk Edemeyen Gemiler: Sevkleri iin gerekli olan gc kendi

imknlaryla salayamayan gemilerdir. rnein mavnalar, yzer havuzlar vs. byle zelliktedeniz aralardr.

Hava ve su gibi iki farkl ortamda bulunan kendi kendini sevk edebilen bir geminin belirli bir

hzda hareket edebilmesi iin her iki ortamdan kaynaklanan diren kuvvetlerini yenmesi gerekir.

Bu da gemideki sevk sisteminin retecei itme kuvvetiyle salanr. Gemiyi suda hareketettirecek itme kuvveti en basit ifadeyle, kullanlan sevk sisteminin suyu geminin hareket ynne

ters ynde hzlandrmasna tepki olarak oluur. Bu prensip suda dkuvvetlerin etkisi olmakszn

hareket eden her cisim iin geerlidir. rnek olarak insanlarn ektii kreklerle hareket eden

uzun bir kano, mekanik bir pedalla hareket ettirilen bir deniz arac, pervaneli bir gemi ve suyu

yksek hzla atan su jetine sahip bir gemi vs. verilebilir.

Bugne kadar deiik gemi sevk sistemleri gelitirilmi olmasna karlk, bunlarn salad

verim ile uygulamadaki kolaylk dikkate alndnda, halen en yaygn uygulama alanna sahip


2/22

1543 ylnda, V. Charlesn emriyle Blasca de Garay tarafndan buhar makinesi ile donatlmbir

gemiye dnen arklar monte edilerek sevki salanmtr. Barselonada yaplan bu ilk padl arkdenemesi baarszlkla sonulanmtr. Bu baarszlklar ancak 250 yl sonra Charlotte

Dundas gemisine bir buhar sistemi uygulamas ile almtr. 1807 ylnda Robert Fultonun,

New York yaknnda Hudson nehrinde yolcu tamak amac ile Clermont gemisi uygulamasn

gryoruz. lk defa 1819 ylnda Savannah isimli padl ark mekanizmal bir gemi Atlantii

ama baarsn gstermitir. Sonralar da birok kii bunu denemive baarl olmulardr.

Buhar makineleri ile birlikte uygulanan padl ark mekanizmalar, pervanenin stnlnn

balad 1850 ylna kadar ok yaygn olarak kullanlmlardr. Padl ark mekanizmalar

yksek manevra yetenekleri salamalar ve ssulardaki kullanm avantajlar nedeniyle, zellikle

i sularda draftlar fazla deiken olmayan rmorkr, nehir gemisi vs. gibi gemi tiplerindeyaygn olarak kullanlmaya devam edilmitir.

Pervanenin ilk pratik uygulamas, 1802-1804 yllarnda 7.5 metre boyundaki bir tekneye nce

tek sonra da ift pervane monte ederek bir seri deneyler yapmolan Amerikal mavir avukat

Colonel Stevens tarafndan yaplmtr. Ancak o gnlerde Amerikada bu konuya ilgiduyulmamve sistem kabul grmemitir.

Avusturyal bir orman memuru Ressel tarafndan dizayn edilen bir pervane ile donatlm, 18

metre boyundaki La Civetta isimli bir gemi, 1828 ylnda Trieste de baarl sonular vermitir.

Bu tecrbede bir boru patlamas sonucunda yaralananlar olmu, tecrbeden tam sonualnamamtr. Resselin projesi de daha sonra finansal problemler nedeni ile yrmemitir.

1836 ylnda Pettit Smith adnda bir ngiliz iftisi ile Ericsson adnda bir sveli (Ericsson,


3/22

kullanlan pervanelere yakn bir pervaneye ulat. 1839 ylnda Smith Archimedes isimli 237

tonluk bir gemi ile pervanesini Britanya adalar etrafnda ak denizde denedi. ok baarlsonular alnd ve ksa sre sonra, gemilerde padl ark mekanizmalarnn yerine, pervaneler

sevk sistemi olarak tercih edilmeye baland.

Colonel Stevens, Josef Ressel, Pettit Smith ve Ericsson tarafndan dizayn edilmi pervaneler,

aadaki ekilde gsterilmitir:


4/22

Yksek verim ve kullanm artlarna uygunluu nedeniyle pervaneler daha uzun sreler

kullanlmaya devam edecek gibi grnmektedir. Aadaki ekilde de deiik pervane

tasarmlar gsterilmitir:


5/22


6/22

7.2 Sevk ekilleri

Gemilerde kullanlan sevk mekanizmalar ana grupta incelenebilir:

7.2.1 Su Jeti Sevk Sistemi

Bu sistemde suyun alnp hzlandrlarak ktan darya verilmesiyle, suyun momentumu

deitirilerek bir itme kuvveti kazandrlmas prensibine dayanr. Aadaki ekilde bu sistem

gsterilmitir:

7.2.2 Hareket Eden Paralar zerindeki Diren Kuvvetlerinden Yararlanlarak Gemilerin

Sevki in tme Kuvveti Salayan Mekanizmalar


7/22

arasndaki aya baldr. Verimlilik bakmndan bu alarn, suya giri ve kn yumuak

olacak bir ekilde ayarlanmas gerekir.

Padl ark mekanizmalarnn tasarmlarn gelitirme abalar sonucunda aadaki ekilde

grld gibi ayarlanabilir kanatl padl ark mekanizmalar ortaya kmtr:

Bu sistemde kanatlarn suya girive kalar bir balant mekanizmas ile ayarlanabiliyordu.

Hareketli kanatlara sahip arklarda devir hz sabit kanatllara gre daha yksek tutulabilmesine

ramen arlk ve bakm-tutum zorluu bulunmaktadr.

Sabit kanatl padl ark sevk sistemlerinin verimi % 50-60 aralnda olmaktadr. Ayarlanabilir


8/22

7.2.3 Hareket Eden Paralar zerinde Oluan Kaldrma Kuvvetinin Salad tme le

Gemileri Sevk Eden Sistemler

Hareket eden paralar zerinde oluan kaldrma kuvvetinin salad itmeyle gemileri sevk eden

sistemlere en gzel rnekler, yatay eksenli pervaneler ve dey yerletirilmikanatlardan oluan

Kirsten-Boeing ile Voith-Schneider pervaneleridir.

Pervaneler bosalarndan veya gbeklerinden kan 2 veya daha fazla kanada sahip, bir aft

yardmyla dndrlen, kanatlar etrafnda oluan basn dalm ve bunun sonucunda oluan

kaldrma kuvveti yardmyla gemileri sevk eden sistemlerdir. Kanatlar gbek zerinde sabit,

hareketli veya gbekten ayrlabilir ekilde olabilir.

Voith-Schneider ve Kirsten-Boeing pervaneleri, yatay bir diskin zerine yerletirilen dey

hareketli kanatlar ve kanatlar zerinde meydana gelen kaldrma kuvveti ile sevki salayan

sistemlerdir. Voith-Schneider pervanelerinde, kanatlar hidrofoil kesitli olup, bal olduklar

diskin her bir devri srasnda kendi etrafnda bir devir yaparlar. Kirsten-Boeing sevk sisteminde

ise diskin her bir devri srasnda kanatlar kendi ekseninde yarm dnyaparlar. Bu pervanelerin

verimleri klasik pervanelerden daha dktr. Ancak ok yksek manevra kabiliyeti

kazandrmalar, dmene ihtiya gstermemeleri, ana makine dn ynn deitirmeden tm

manevralar yapabilmeleri nedeniyle zellikle rmorkr, mayn gemisi gibi uygulamalar ile

kalabalk trafii olan sularda alan gemilerde yaygn olarak kullanlmaktadr.


9/22


10/22

Kanat Yz ve Kanat Srt:

Kanat yz, pervane kanadnn yksek basnca maruz kalan yzdr. Gemi k tarafndan gemi

ba tarafna bakldnda pervanenin grlen yzdr. Kanat srt ise dk basnca (emme

basnc) maruz kalan, vakum taraf olarak da anlr. Kanat srt gemiye ktan bakldnda,

pervanenin gemiye bakan tarafdr.

Kanat Kk ve Kanat Ucu:

Pervane kanatlarnn pervane gbei ile birletii noktaya kanat kk, kanadn aft merkezinden

en uzak noktasna da kanat ucu ad verilir. Aadaki ekilde bir pervanenin genel grnm

verilmitir:

Gbek

GiriKenar

kKenar

R

D

n

m

e

Y

n

Kanat Kk

Kanat Ucu

Kama yuvas


11/22

Pervanenin DnYn ve SaPervane / Sol Pervane Tanm:

Pervanelerin nemli zelliklerinden birisi de dn ynleridir. Dn yn ile kastedilen

pervanenin hangi yne dnd zaman gemiyi ileri iteceidir. Gemiye k taraftan bakan bir

kimse iin saa dnl pervane (sapervane) saat ynnde dndnde gemiyi ileriye gtren

pervane olup, sola dnl pervane de (sol pervane) saatin aksi ynnde dndnde gemiyi

ileriye gtren pervanedir. Aadaki ekillerde save sol pervaneler gsterilmitir:

SA PERVANE SOL PERVANE

Takip kenar

nder kenar

Yz tarafSrt taraf

Gemi ilerlemeyn

KalnlkSehim hatt veya merkez hat

Takip kenar

Kord uzunluu (c)

nder kenar

Sehim

Yz

Srt


12/22

Bir pervanenin sa veya sol pervane olup olmadn pervaneye bakarak da anlamak

mmkndr. Geminin arkasndan bakldnda, pervane kanadnn hangi ucu (saucu veya sol

ucu) gemiye yakn ise o ucun ismi ile pervane anlr.

Tek pervaneli gemilerde genellikle sa pervane kullanma eilimi grlmektedir. ift pervane

uygulamalarnda da pervanelerin da dnl olmalar manevra ynnden, ie dnl olmalar

ise verim ynnden tercih edilmektedir.

SapervaneSol pervane


13/22

Kayma Oran:

Gerekte bir pervane kat bir ortamda deil, su ierisinde altndan her bir tur dnndeyukarda tanmlanan hatve deerinden daha az ilerler. Bu ilerleme, gerek hatve olarak

adlandrlr. Nominal hatve ile gerek hatve arasndaki farka kayma (slip) denilir. Aadaki

ekilde nominal hatve, gerek hatve ve kayma deerleri gsterilmitir:

Hatve

Pervane hatve as


14/22

Pervane Hatvesinin Pratik Olarak llmesi:

Pervane hatvesi piometre yardmyla kolayca llebilir. Bir pervanenin ortalama yz hatvesini

kabaca bulmak iin; pervane, yz aaya gelecek ekilde bir dzlem zerine konulur ve

teraziye alnr. aft merkezi iaretlenir. 0.7R kesiti bir pergel yardmyla kanat zerine izilir.

Aadaki ekilde grld gibi as belirlenir. Daha sonra kanat giri ve k ularnn

pervanenin zerine yerletirildii dzlemden ykseklikleri (x ve y ykseklikleri) llr ve

aadaki bant ile hatve hesaplanr:


15/22

0.7R

yx

Pervane Alan le lgili Baz Tanmlar:

Pervane Disk Alan (A0): Pervane kanat ularna temas edecek ekilde geen silindirin taban

alan pervane disk alann oluturur. Pervane yarap R ise disk alanA0=R2olur.

Projeksiyon Alan (Projected Area, AP): Pervane kanatlarnn pervane eksenine dik

dzlemdeki izdmne projeksiyon ve bunun alanna da projeksiyon alan denilir.

Yaylm Alan (Developed Area, AD): Pervane yzeyinin gerek alandr. Kanat yzeyinin

hatvesi sfrlanarak yani kanat yzeyi dzletirildikten sonra elde edilen alandr. Burrill

tarafndan arpk/sapk olmayan bir pervane iin verilen aadaki bant kullanlarak bu alan

bulunabilir.


16/22

Genelde alm alan yaylm alanndan, yaylm alan da projeksiyon alanndan daha byktr.

Aadaki ekilde bir pervaneye ilikin alanlar gsterilmitir:

Kanat Alan Oranlar: Kanat alan oranlar; izdm alan, yaylm alan ve alm alannn

pervane disk alanna oran olarak tanmlanrlar:

zdm Alan Oran = AP/A0= 4AP/D2

Yaylm Alan Oran = AD/A0= 4AD/D2

Alm Alan Oran = AE/A0= 4AE/D2 (Blade Area Ratio, BAR)

Hidrofoiller:

Gemilerde hidrofoiller aada belirtildii gibi deiik amalar iin kullanlmaktadr:

nder Kenar

AP

AD

AE


17/22

Pervane Kanat Kesitleri:

Pervane performansn etkileyebilecek kanat kesit profilleri eitli ekillerde olabilmektedir.

Bu kesitler aada ksaca aklanmtr:

Aerofoiller:Gemi dmenlerinde, yalpalklarda, ba-k vurma hareketi sndrclerinde ve

pervane kanatlarnda kullanlr.

Ay Profiller: Pervane kanatlarnda, trbin kanatlarnda ve hidrofoillerin ayak kanatlarnda

kullanlr.

Segmantal Profiller: Pervane kanat kesitlerinde ve hidrofoil teknelerin tayc ayaklarnda

uygulama alan bulur. Bunlara yuvarlak veya parabolik srtl profiller de denilir. Bu profillerin

alt dzdr. Simetrik daire srtl olan profillere Karman-Treffts profilleri de denilmektedir.

Mekik Profiller: Dmenlerde ve pervanenin zellikle gbee yakn kesitlerinde kullanlr.

Aadaki ekilde deiik profil kesitleri ematik olarak gsterilmitir:

Aerofoil

Ay

Segmantal

Mekik

M kik


18/22

Aerofoil kanat kesitleri ise klasik uak kanad kesiti formundadr. Giriular yuvarlatlmolup,

maksimum kanat kalnlklar giri ucundan 0.3 profil boyu geride olacak ekilde yaplmtr.

Kanat yz genelde dz olup baz durumlarda dbkeylik grlebilir.

Pervane Kanat Kesiti Etrafndaki Basn Dalm ve Kaldrma Kuvveti:

Aadaki ekildeki gibi bir kesite belli bir a (girias) ile akm gelirse, kesitin srt blgesinde

negatif basn (emme), yz blgesinde de pozitif basn meydana gelir. Bylece srt ve yzdeki

basn farkndan dolay, gelen akma dik ynde bir kaldrma kuvveti oluur. Pervane

kanatlarnda oluan bu kaldrma kuvvetlerinin gemi hareket ynndeki bileeni pervane itmesini

oluturur. Pervane kanat kesitlerinin girias, aft devrine ve pervaneye gelen akm hzna bal

olarak deiir.


19/22

zellikle yksek devir saylarnda titreimde iyilemeler salanabilir. Destroyerler ve dier harp

gemileri gibi yksek sratli zel gemilerde pervane dizayn yaplrken; grlt, ok nemli bir

parametre olarak ortaya kmaktadr. Bu tr gemilerde tekne-pervane etkileimi neticesinde

pervane kanatlarnn su akndaki radyal deiimlerini karlamak zere ve pervane grltsn

nlemek amacyla ar arpk pervaneler kullanlr.

Kanat Eiklii (Rake):

Pervane kanatlarnn yandan bakldnda baa veya ka doru eilmi olmas durumunda,

pervane baa eik veya ka eik olarak tanmlanr. Ka doru eilen pervane kanatlar pozitif

eikli, baa doru eilenler ise negatif eikli olarak tanmlar. Pozitif eiklik genellikle gemi

kna doru byk etkin pervane ap salamak iin kullanlr. Eik kanatlar daha uzun

olacandan ayn aptaki eik olmayan kanada gre daha byk alana sahip olurlar. Eiklik

ayrca pervanenin su yzeyinden hava emmesiyle verimin azalmas ve titreimin olumasna

kar da uygulanabilir. Negatif eiklikli pervaneler genellikle ok yksek sratli ve ok ykl

pervanelerde kullanlrlar. Bu artlarda eiklik, pervane kanatlarnn mukavemetinin

artrlmasnda yararl olur. Aadaki ekillerde pervane kanat arpkl ve kanat eiklii

gsterilmitir:


20/22

Pervane Aklklar:

Gemi arkasnda pervane dizayn edilirken, en iyi verimi elde edebilmek iin pervane ap

maksimum olacak ekilde belirlenir. Ancak pervane aklk deerlerinin titreim problemi

nedeniyle belli bir seviyenin altna dmemesi gerekir. Gemi arkasna yerletirilebilecek

maksimum pervane ap (Dmaks) drafta bal olarak aadaki ampirik bantlarla

belirlenebilir:

Dmaks= ax T T, Geminin su ekimi

a< 0.65 Dkme yk gemileri ve tankerlerde

a< 0.74 Konteyner gemilerinde

Pervane apnn belirlenmesinden sonra, aadaki ekilde gsterildii gibi pervane ile dmen,

pervane ile gemi k ve pervane ile kaide hatt arasndaki aklklarn (clearances) aadaki

deerleri salayp salamad kontrol edilmelidir. Eer salamyor ise pervane ap yeniden


21/22

7.4 Pervane izimi

Pervane izim yntemleri arasnda Holst ve Rsing yntemi ile bugn ok tercih edilen eitli

bilgisayar yazlmlar kullanlmaktadr. Bu yazlmlar arasnda bulunan Propcad ile elde edilenbir pervane izimi aadaki ekilde gsterilmitir:


22/22

22

7. gemi sevkine giris-pervane

Documents