ผู้ใช้:Jirat klahan
- เปลี่ยนทาง การทรงตัวเรือ
การทรงตัวเรือ
[แก้]การทรงตัวเรือ คือ ความสามารถในการทรงตัวของเรือเมื่อเกิดการหมุนหรือแกว่งไปในทิศทางใดๆ อันเนื่องมาจากมีแรงมากระทำภายนอก
สภาวะสมดุลของเรือ
[แก้]สภาวะสมดุลของเรือ
- สภาวะสมดุลของเรือคือเมื่อมีแรงภายนอกมากระทำต่อเรือขณะที่อยู่ในน้ำด้วยแรงที่น้อยกว่าแรงลอยตัวของเรือจะส่งผลให้เรือมีแรงผลักกลับในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงภายนอกซึ่งจะทำให้เรือกลับมาคงสภาวะสมดุล
- สภาวะเป็นกลางของเรือคือเมื่อมีแรงภายนอกมากระทำต่อเรือขณะที่อยู่ในน้ำด้วยแรงที่เท่ากันพอดีกับแรงลอยตัวของเรือจะส่งผลให้เรือมีไม่มีแรงผลักกลับในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงภายนอกซึ่งจะทำให้เรืออยู่ในสภาวะค้างอยู่กับที่หรือเป็นกลาง
- สภาวะไม่สมดุลของเรือคือเมื่อมีแรงภายนอกมากระทำต่อเรือขณะที่อยู่ในน้ำด้วยแรงที่มากกว่าแรงลอยตัวของเรือจะส่งผลให้เรือไม่มีแรงผลักกลับในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงภายนอกซึ่งจะทำให้เรือไม่สามารถกลับมาในสภาวะสมดุลได้หรือว่าเรือคว่ำนั้นเอง
คำนิยามต่างๆ
[แก้]- ความหนาแน่น คือเป็นการวัดมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ยิ่งวัตถุมีความหนาแน่นมากขึ้น มวลต่อหน่วยปริมาตรก็ยิ่งมากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง คือวัตถุที่มีความหนาแน่นสูง (เช่น เหล็ก) จะมีปริมาตรน้อยกว่าวัตถุความหนาแน่นต่ำ (เช่น น้ำ) ที่มีมวลเท่ากัน
- ระวางขับน้ำ (Displacement) คือ น้ำหนักของปริมาตรน้ำที่ถูกเรือแทนที่
- น้ำหนักเรือเปล่า (Light Displacement) คือน้ำหนักเรือเปล่า
- น้ำหนักเรือเมื่อบรรทุก (Load Displacement) คือน้ำหนักเรือทั้งหมดรวมทั้งสินค้า,เสบียงและน้ำมันเชื้อเพลิง
- น้ำหนักของเรือทั้งหมด (Deadweight) คือน้ำหนักของสินค้าทั้งหมด
- อัตราการกินน้ำลึก (Draught) คือระยะทางจากกระดูกงูถึงเส้นแนวน้ำ
- ส่วนที่พ้นน้ำ (Freeboard) คือระยะทางจากเส้นแนวน้ำถึงดาดฟ้าเรือ
- Breadth คือ ระยะทางจากกระดูกงูถึงดาดฟ้าเรือ
- ความสูงที่อยู่ในอากาศ (Air Draft) คือระยะทางจากเส้นแนวน้ำถึงส่วนที่สูงสุดของเรือ
- จุดตัดตั้งฉากที่หัวเรือ (Fwd Perpendicular) คือจุดที่ตัดหัวเรือและตัดกับเส้นแนวน้ำในทิศทางตั้งฉาก
- จุดตัดตั้งฉากที่ทางเรือ (Aft Perpendicular) คือจุดที่ตัดเพลาหางเสือกับเส้นแนวน้ำในทิศทางตั้งฉาก
- ความยาวตั้งแต่จุดตัดหัวถึงจุดตัดท้าย (Lenght Between Perpendicular)(LBP) คือความยาวตั้งแต่จุดที่ตัดหัวเรือและตัดกับเส้นแนวน้ำในทิศทางตั้งฉากถึงจุดที่ตัดเพลาหางเสือกับเส้นแนวน้ำในทิศทางตั้งฉาก
- ความยาวทั้งลำเรือ (Lenght Over All)(LOA) คือความยาวตั้งแต่หัวเรือถึงท้ายเรือ
- เส้นแนวตั้งที่ลากผ่านจุดศุนย์กลางลำ (Vertical Center Of Gravity) คือเส้นในแนวตั้งที่ลากผ่านจุดGในแนวภาคตัดขวาง
- เส้นแนวยาวที่ลากผ่านจุดศุนย์กลางลำ (Longitudinal Center Of Gravity) คือเส้นในแนวยาวที่ลากผ่านจุดในแนวภาคตัดตามยาว
- เส้นแนวขวางที่ลากผ่านจุดศุนย์กลางลำ (Transverse Center Of Gravity) คือคือเส้นในแนวขวางที่ลากผ่านจุดในแนวภาคตัดขวาง
- จุดศูนย์กลางลำเรือ (Center Of Gravity)(G) คือจุดรศูนย์รวมของน้ำหนักทั้งตัวเรือ
- จุดศูนย์กลางการลอยตัว (Center Of Buoyancy)(B) คือจุดศูนย์รวมของน้ำหนักตัวเรือใต้เส้นแนวน้ำ
- จุดศูนย์เสถียรตามขวาง (Transverse Metacentre)(M) คือจุดตัดที่เกิดจากการลากเส้นจากต่อจากจุดBไปยังเส้นแนวตั้งที่ลากผ่านจุดศุนย์กลางลำ(VCG)
- กระดูกงู (Kneel)(K) คือจุดที่ต่ำที่สุดของเรือ
- KM คือ ระยะจากกระดูกงู(K)ถึงจุด(M)
- KG คือ ระยะจากกระดูกงู(K)ถึงจุดศูนย์กลางลำ(G)
- GM คือ ระยะจากจุดศูนย์กลางลำ(G) ถึงจุด(M)
- Righting of lever (GZ) คือแขนโมเมนต์ตั้งตรง
สูตรในการคำนวณ
[แก้]Waterplane Coefficient (CW) คือค่าสัมประสิทธิ์ของพื้นที่แนวน้ำที่ระดับเส้นแนวน้ำต่างๆของเรือ
CW = WPA
LxB
Block Coefficient (CB) คือ ความสัมพันธ์ของค่าระวางขับน้ำของเรือกับความยาว ความกว้างและระดับกินน้ำลึก
CB = Vol. of Disp , Disp.ship = (LxBxdxCB) x ρ
LxBxd
Midship Coefficient (CM) คือ อัตราส่วนระหว่างส่วนที่อยู่ใต้ผิวน้ำในแนวขวางกับส่วนของกลางเรือ
CM = Am
Breadth x Draught
Longitudinal Prismatic Coefficient (Cp) คืออัตราส่วนระหว่างปริมาตรใต้เส้นแนวน้ำกับส่วนกลางลำ
Cp = Vol. of Disp.
Water line lenght x Area of midship section(Am)
Tonnes Per Centimetre Immersion(TPC) คือน้ำหนักต่อตันที่ทำให้อัตรากินน้ำลึกเปลี่ยนไป1เซนติเมตร
TPC = WPA x ρ
100
Moment to Change Trim by One Centimetre (MCTC) คือโมเมนต์ที่ทำให้ความแตกต่างของอัตรากินน้ำลึกหัวกับท้ายเปลี่ยนไป1เซนติเมตร
MCTC = (W x GML) / (100 x L)
Free Surface Moment (FSM) คือโมเมนต์ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของผิวน้ำในถัง
FSM = Moment of a slack tank X Weight of liquid it contents
Free Surface Correction (FSC) คือ ค่าที่แท้จริงของFSM
FSC = FSM / Disp.
Fresh Water Allowance (FWA) คือ น้ำจืดที่อนุญาตให้เข้าตัวเรือ
FWA(mm) = Disp.summer
4TPCSW
TPCSW คือค่าTPCของน้ำเกลือในเส้นแนวน้ำซัมเมอร์
Dock Water Allowance (DWA) คือน้ำจากท่าเรือที่ได้รับอนุญาตให้เข้าเรือ
DWA (mm) = FWA x (1025 - RD dock water )
25
Effect of shifting คือ การเคลื่อนย้ายสินค้า
GGV = w x d , w คือ น้ำหนักของสินค้า W คือ น้ำหนักของเรือทั้งหมด d คือ ระยะทางในการเคลื่อนย้าย
W
Effect of loading คือ การโหลดสินค้าเข้าเรือ
GGV = w x d
W+w
Effect of discharging คือ การโหลดสินค้าออก
GGv =w x d
W-w
Multiple weight problem คือ การคำนวณน้ำหนักหลายๆก้อน
final KG(m) = final Moments (t-m)
final Displacement(t)
Righting Moment(RM) คือ โมเมนต์ตั้งตรง
RM = GZ x Disp. , GZ = GM x Sin0 KM - KG =GM
Free Surface Moment (FSM)
FSM (t-m) = 1 x ρt = LB3 x ρt
12
Free Surface Correction (FSC)
FSC = FSM
Disp.
การนำไปใช้
[แก้]ตัวอย่าง
เรือมี L กับ B 60m และ 12.4mตามลำดับจงหา WPA? ถ้า CW 0.792 , WPA = CW x L x B = (0.792 x 60 x 12.4) =589.2 m2
เรือมี L=96m B=18m d=4.64m Disp.=6490 จงหาCB? , 6490 / 96 x 18 x 4.64 = 0.809
เรือมี L=120m B=24m Cw=0.770 ρ=1.025 จงหาTPC? , TPC=(WPA x ρ) / 100 = (120 x 24 x 0.770 x 1.025 ) / 100 =22.730
เรือ disp.summer =24000 t TPC ในน้ำเกลือ = 18 จงหา FWA? , FWA(mm) =disp.summer / 4TPCSW = 24000 / (4 x 18 ) = 333.34 mm
เรือมี FWA=160 mm RD=1.008 จงหา DWA? , DWA(mm) = FWA x ((1025 - RD) / 25 ) = 160 x ((1025-1008) / 25 ) = 109 mm
ถ้ามีการเคลื่อนย้ายสินค้าน้ำหนัก 250t ลงมา16m จากตำแหน่งใต้ฝาระวางในระวางขนาด 22000tจงหาfinal KG , GGv=(w x d )/ W =(250x16)/22000 = 0.182 m
ถ้าเรือมีระวางขับน้ำ 22000t KG= 5.6 จงหาfinal KG ถ้าโหลดสินค้าหนัก 180t ที่มีKG=9.6 , GGv=(w x d)/ (W + w) = (180-(9.6-5.6)) / (22000 + 180) = 0.029 final KG=5.6+0.029=5.629m
ถ้าเรือมีระวางขับน้ำ 12260t KG=6.68m ถ้าโหลดสินค้าออก 34t KG= 2.2m จงหาfinal KG , GGv=(w x d) / (W + w) = (34-(6.68-2.20)) / (12260-34) =0.012m final KG=6.680 + 0.012 = 6.692 m
ถ้าเรือมีระวางขับน้ำ 10000t KG=4.5m ถ้าโหลดสินค้าเข้า 120t KG 6.0 ,730t KG 3.2 โหลดสินค้าออก 68t KG 2.0 ,100t KG 6.2 ,การเคลื่อนย้ายสินค้า 86t KG 2.2 ไปยัง 6.0 จงหา final KG?
น้ำหนัก(t) | KG(m) | Moment (t-m) | |
---|---|---|---|
ship(+) | 10000 | 4.5 | 45000.00 |
Load(+) | 120 | 6.0 | 720.00 |
Load(+) | 730 | 3.2 | 2336.00 |
Discharge(-) | -68 | 2.0 | -136.00 |
Discharge(-) | -100 | 6.2 | -620.00 |
Discharge(-) | -86 | 2.2 | -189.20 |
Load(+) | 86 | 6.0 | 516.00 |
FINAL | 10682 | 47626.80 |
Final KG = total Moment / total weight = 47626.80 / 10682 = 4.459 m
ถ้าเรือมี KG=6.4 KM= 7.1 ระวางขับน้ำ= 25000t จงคำนวณหาRM ที่มีมุม 7องศา , RM= GZ x Disp. =0.7 x sin 7 x Disp. = 0.7 x sin 7 x 25000 = 2125 t-m
อ้างอิง
[แก้]Ship Stability for Masters and Mates By Bryan Barrass and D.R.Derrett