Perde Tipi Engellerin Çalkantı Yüklerini Azaltma Etkileri Üzerine Deneysel Bir Çalışma

Abstract

Bu çalışmada bir tank içerisine yerleştirilen perde tipi engellerin çalkantı yüklerine etkisi engelsiz duruma göre karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kesitli bir tank modeli %27 akışkan doluluk oranında eksenel yönde ileri-geri hareket ettirilerek çalkantı oluşturulmuştur. Serbest yüzeyde oluşan deformasyonun etkisiyle yan duvarlarda oluşan basınç kuvvetleri yan duvarlara monte edilen basınç sensörleri vasıtasıyla ölçülmüştür. İlk olarak delikli perdeli ve perdesiz durumlarda oluşan çalkantı aşamaları hızlı kamera vasıtasıyla izlenerek serbest yüzey deformasyonun değişim aşamaları analiz edilmiştir. Aynı zamanda delikli perdeli ve perdesiz durumlar için deney sistemi aynı frekansta tahrik edilerek basınç değerleri ölçülmüştür. Perdeler sayesinde tank içindeki akışkan kütlesinin hareketlerinde değişimler oluşması neticesinde dalga formunun gelişimi ve yan duvarlardaki maksimum basınca ulaşma süreleri değişmiştir. Perdeler sayesinde gerçekleşen bu farklılıklar neticesinde akışkanın yan duvarlarda oluşturduğu basınç değerlerinde % 40-60 oranında azalmalar tespit edilmiştir. Tanklara yerleştirilen bu tür pasif engeller sayesinde tanklarda meydana gelebilecek yapısal zararların önüne geçilerek gemi stabilitesi bozulmadan daha güvenli bir seyir gerçekleştirilebileceği öngörülmektedir.

In this study, the effect of perforated baffles placed in a rectangular tank on sloshing loads is investigated in comparison to the case without any plate. Sloshing is created in a rectangular tank model that is filled with 27% water by a reciprocating motion. The pressure forces acting on the side walls due to the free surface deformations were measured via three pressure transducers installed on the side wall. The stages of the free surface deformations during periodic movements of the rectangular tank with and without the perforated baffles were observed via a high-speed camera. It is shown that in the case of perforated baffles, the free surface elevation on the sidewalls, the waveform development and the time at which the maximum pressures were reached were altered due to the modified movement of the bulk liquid. These changes in the liquid movement due to the perforated baffles resulted in 40-60% reduction in the pressure forces acting on the sidewalls. It is predicted that restraining the liquid movement with the use of passive resistance, e.g. perforated baffle, in sloshing may prevent structural damages and increase ship instability.