Onderdelen bekijkenStabiliteit in de praktijk op kleine schepen: belading, vrije vloeistofoppervlakken en trim
Vrij vloeistofoppervlak op een klein schip: tanks, visruimen en dekwater
1De les in gewone woorden
Vrij bewegende vloeistof werkt als een stijging van G. Op een klein schip kan één brede, deels gevulde tank of een volgelopen dek veel GM kosten.
Even herhalen
Vloeistof die in een deels gevulde ruimte kan bewegen, stroomt bij helling naar de lage zijde. Het effect is een virtuele stijging van G, de vrije-vloeistofcorrectie (FSC). Ongecorrigeerde GM is de GM vóór deze correctie. Gecorrigeerde GM = ongecorrigeerde GM − FSC. Bij een rechthoekige tank met verticale wanden en kleine helling hangt het vrije-vloeistofmoment (FSM) af van de derde macht van de breedte, niet van de vloeistofdiepte, zolang het oppervlak de volle breedte beslaat. Gebruik voor anders gevormde tanks de tanktabellen.
De berekening
Tanktabellen geven het FSM van elke tank in t·m. Tel de momenten op en deel door het deplacement: FSC = ΣFSM ÷ Δ. Voor een rechthoekig oppervlak over de volle breedte bij kleine helling geldt FSM = l × b³ ÷ 12 × ρ, met lengte l en breedte b in meters en dichtheid ρ in t/m³. Op een schip van enkele honderden tonnen kan één brede tank tientallen centimeters kosten.
Waar vind je het?
Gedeeltelijk gevulde tanks: brandstof en drinkwater in gebruik, ballast die wordt verplaatst. Visruimen en vistanks: losgestorte vangst, gekoeld zeewater, smeltend ijs. Water op dek in een kuip, of in een ruim of machinekamer na lekkage of brandbestrijding. Die laatste groep staat in geen enkele tabel: neem die dus serieus.
Het effect beperken
Houd tanks volgeperst, dus helemaal vol, of leeg. Volg de vul- en overpompvolgorde van het boek en beperk zowel gedeeltelijk gevulde tanks als slagzij. Houd losse schotten, planken die een visruim verdelen, op hun plaats zodat de vangst niet verschuift. Visschotten houden vangst tegen; ze scheiden vloeistof alleen als ze vloeistofdicht zijn. Pomp bilges en verwijder dekwater vroegtijdig. Laat bij kleine GM nooit meerdere brede tanks tegelijk gedeeltelijk gevuld raken.
Bluswater
Bluswater kan zich in ruimen en op dekken verzamelen. Het vrije oppervlak vermindert de stabiliteit; hoog opgesloten water verhoogt ook G. Zorg tijdens het blussen voor veilige afvoer of wegpompen en bewaak helling en vrijboord.
2Stap voor stap
Rekenvoorbeeld: dekwater bij kleine helling
- 1
Gegevens: na toevoeging van het dekwater en verwerking van de hoogte ervan is Δ 800 t en de ongecorrigeerde GM 0,60 m. Benader het wateroppervlak als een rechthoek van 10 m × 6 m (ρ 1,025 t/m³).
Schatting bij kleine helling zolang het water de volle breedte beslaat.
- 2
FSM = 10 × 6³ ÷ 12 × 1,025 = 184,5 t·m.
De derde macht van de breedte: 216.
- 3
FSC = 184,5 ÷ 800 = 0,23 m.
Het toegevoegde watergewicht is al meegerekend; FSC verwerkt de verplaatsing ervan.
- 4
Gecorrigeerde GM ≈ 0,60 − 0,23 = 0,37 m: ruim een derde van de ongecorrigeerde GM gaat verloren door vrij vloeistofoppervlak.
Een schatting bij kleine helling zolang het water de volle breedte beslaat.
- 5
Met een vloeistofdichte scheiding in het middenvlak: FSM = 2 × 10 × 3³ ÷ 12 × 1,025 = 46,1 t·m; FSC 0,06 m.
Twee gescheiden helften in lengterichting geven een kwart van het oorspronkelijke rechthoekige FSM.
3Kerngegevens
- Vrije-vloeistofcorrectie
- FSC = ΣFSM ÷ Δ (m)
- Rechthoekig oppervlak, kleine helling
- FSM = l × b³ ÷ 12 × ρ (t·m)
- Gecorrigeerde GM
- Ongecorrigeerde GM − FSC
- Twee gescheiden helften in lengterichting
- Rechthoekig FSM ÷ 4 (vloeistofdichte scheiding)
4Kernpunten
- 1
Vrij vloeistofoppervlak geeft een virtuele stijging van G: FSC = ΣFSM ÷ Δ.
- 2
Rechthoekige vrije oppervlakken bij kleine helling: de derde macht van de breedte telt zolang de volle breedte bedekt blijft.
- 3
Volg de tankvolgorde uit het boek; beperk vrij vloeistofoppervlak en voorkom overmatige slagzij.
- 4
Visruimen hebben hun schotten nodig; dek- en bluswater moeten vroegtijdig overboord.
5Veelgemaakte fouten
Fout: Een bijna lege tank heeft nauwelijks vrij vloeistofoppervlak.
Goed: Een bijna lege tank kan toch een groot FSM hebben. Een dunne laag kan de volle breedte beslaan. Gebruik de tanktabellen; oppervlakvorm en vulniveau tellen mee.
Fout: Water op dek loopt vanzelf weg, dus daar hoef je niet op te letten.
Goed: Water dat in een kuip blijft staan, voegt hoog gewicht en een breed vrij oppervlak toe. Maak waterloospoorten vrij en verminder vaart of verander koers.
6Praktijkgeval en examentips
Je schip van 35 m heeft een GM van 0,45 m. Op zee wil je tegelijk twee lege dubbele-bodemzijtanks vullen en het drinkwater in een brede middentank verversen.
Toon het antwoord
Controleer vóór je begint de volgorde uit het boek en de stabiliteit bij elke stap. Laat de brede drinkwatertank met rust tot het ballasten klaar is. Gebruik voor de zijtanks de goedgekeurde volgorde, zodat je vrij vloeistofoppervlak beperkt zonder overmatige slagzij te veroorzaken. Controleer de gecorrigeerde GM en het vrijboord opnieuw voordat je de middentank aanpakt.
Examentips
- FSC = ΣFSM ÷ Δ; gecorrigeerde GM = ongecorrigeerde GM − FSC.
- Bij kleine helling hangt het FSM van een rechthoekig oppervlak over de volle breedte af van de derde macht van de breedte; gebruik tanktabellen voor de werkelijke vorm en het vulniveau.
- Een vloeistofdichte scheiding in lengterichting in twee gelijke helften vermindert het rechthoekige FSM bij kleine helling tot een kwart.
Dit onderdeel afronden
Als je het gelezen hebt, beantwoord je drie vragen. Heb je ze alle drie goed, dan is het onderdeel afgerond; alleen de pagina openen telt niet.
Mijn notities bij dit onderdeel
Geen notities