Silindirik tank içerisinde sıvı çalkantısı nedeniyle oluşan basınç değişimlerinin incelenmesi
Examining pressure changings in cylindrical tanks caused by sloshing
Yazar: TAYLAN BAĞCI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. N. ERDEM ÜNAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Ekonomik ve ticari açıdan değer taşıyan sıvılar (su, akaryakıt, kimyasal maddeler v.s.)çeşitli araçlarla taşınmakta ve belirli depolama alanlarında saklanmaktadır. Gerektaşımalar sırasında aracın hareketi gerekse de depolama tanklarına deprem esnasındagelebilecek sismik kuvvetler nedeniyle bu tanklarda sıvı çalkantısı meydana gelmektedir.Bu etki ile meydana gelen basınçlar sıvıyı barındıran tanklarda yerel hasarlar ve genelstabilite problemlerine neden olabilmektedir. Bu çalışmada, kısmi dolu bir silindiriktank içerisinde harmonik hareketten dolayı oluşan çalkantının neden olduğu basınçdeğişimleri deneysel yollarla elde edilmiştir. Bu amaçla bir deney düzeneği İstanbulTeknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Hidrolik Anabilim Dalı bünyesinde bulunan 110numaralı odada kurulmuş ve çeşitli parametrelerin (dönme açısı, doluluk oranı, dönmefrekansı ve perde konfigürasyonları) değişimi durumunda ortaya çıkan farklı basınçdeğerleri ölçülmüştür. Harmonik hareket bir doğru akım motoruyla elde edilmiş, basınçve dalga yüksekliği zaman serileri piyozoelektrik sensörler ve direnç tipi seviye ölçerlerkullanılarak kaydedilmiştir. Ölçümler sonunda elde edilen veriler çeşitli grafikler ilesunulmuştur. Ayrıca yine bu veriler yardımıyla boyutsuz basınç değerlerihesaplanmıştır. Böylece farklı parametreler arasında da ilişkiler ortaya konulmayaçalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda çalkantıdan dolayı ortaya çıkanbasınçları azaltabilmek amacıyla çeşitli gövde ve taban perdeleri önerilmiştir. Böylecesıvı maddelerin (su, akaryakıt, kimyasal maddeler gibi) taşınmasında veyadepolanmasında kullanılan tanklarda meydana gelen basınçların öngörülmesineyardımcı olacak bulgular elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Sıvı Çalkantısı, Basınç Değişimleri, Kısmi Dolu Silindirik Tank

Abstract:
Liquids that have economic and commercial values (water, petroleum products,chemicals, etc.) are transported by various vehicles/vessels and kept in specific tanks.Sloshing occurs in these tanks due to motion of vehicles/vessels and also seismic forcesthat acts during earthquakes. Pressures as a consequence of these effects may cause localdamages and general stability problems on partial filled tanks. In this study, pressurepatterns in partial filled cylindrical tanks brought about by sloshing that is formed byharmonic motion are obtained experimentally. For this purpose, an experiment systemwas set up in Istanbul Technical University Hydraulics Laboratory Room 110 andpressures occurring for changing values of different parameters (rolling angle, fillingdepth, rolling frequency and baffle configurations) were measured. Harmonic motionwas obtained by a DC motor, pressure and wave height time series were recorded vianine piezoelectric sensors and a resistant type level probe respectively. Data obtainedfrom the experiments is presented by means of charts. Furthermore, dimensionlesspressure values were calculated in order to evaluate the relation between variousparameters. Different body and base baffles are recommended in accordance with theobtained results. Accordingly, results that would be beneficial for predicting thepressures on the structures used for transportation and storage of liquids (such as water,petroleum products, chemicals, etc.) are obtained.Key Words: Liquid Sloshing, Pressure Changings, Partial Filled Cylindrical Tank