Opdrift (et forældet navn er opdrift [1] ) er egenskaben for et legeme nedsænket i en væske til at forblive i balance uden at forlade vandet og uden at synke yderligere, det vil sige at flyde. Også - en del af teorien om skibet , der studerer opdrift.
Den antikke græske videnskabsmand Archimedes formulerede loven, ifølge hvilken et nedsænket legeme flyder i ligevægt, når dets vægt er lig med vægten af volumenet af væske, der fortrænges af det .
I dette tilfælde afhænger skubbekraften, i sagens natur trykkraften, af væskens densitet (ρ fluid ), og vægten ( Gravity ) af densiteten af kroppen (ρ objekt ). Begge kræfter er resultatet af fordelte belastninger. Det er klart, at jo højere densiteten af væsken er, jo mindre del af kroppen vil synke til ligevægt. Tværtimod, jo større densitet kroppen har for et givet volumen, jo større er dens masse m , og jo dybere vil den synke.
I fravær af overfladespænding vil ligevægtsligningen for et flydende legeme se ud som:
hvor er kroppens vægt, er kroppens tæthed, er accelerationen af frit fald, er vægten af det nedsænkede legeme, er væskens massefylde.
Det menes, at Archimedes udledte denne lov ved at løse problemet med at bestemme tætheden af en krop uden at ty til volumener. Ifølge legenden skulle han finde ud af, om kronen, der vejede lige så meget som en guldbarre, var lavet af guld. Han kunne ikke direkte måle kronens volumen på grund af dens komplekse form. [2]
Et skibs opdrift forstås som dets evne til at holde sig flydende under en given last [3] . Denne evne er karakteriseret ved en opdriftsreserve , som udtrykkes som en procentdel af volumenet af vandtætte rum over vandlinjen til det samlede vandtætte volumen. Enhver overtrædelse af uigennemtrængeligheden fører til et fald i opdriftsmarginen. For et skib (fartøj), hvis skrog er vandtæt langs hoveddækket :
hvor er volumen af underdæksrum over vandlinjen, er hele volumen af underdæksrum.
Ligevægtsligningen har i dette tilfælde formen:
eller:hvor er vægten af fartøjet, er densiteten af vand, er det nedsænkede volumen og kaldes den grundlæggende ligning for opdrift
Det følger af det:
Den fysiske betydning af opdriftsmarginen er mængden af vand, som skibet kan tage (f.eks. når rum er oversvømmet), mens det stadig flyder. En opdriftsmargin på 50% betyder, at den vandtætte volumen over vandlinjen er lig med volumen under den. Overfladeskibe er kendetegnet ved reserver på 50÷60% og mere. Det menes, at jo mere lager der blev opnået under byggeriet, jo bedre.
Når mængden af modtaget vand (for et overfladeskib) er nøjagtigt lig med opdriftsmarginen, anses det for, at opdriften er tabt - marginen er 0%. Faktisk synker skibet i dette øjeblik langs hoveddækket og er i en ustabil tilstand, når enhver ekstern påvirkning kan få det til at gå under vand. Og som regel er der ingen mangel på påvirkninger. I teorien kaldes dette tilfælde neutral opdrift .
Når man modtager et vandvolumen, der er større end opdriftsmarginen (eller enhver last med større vægt), siges det, at skibet får negativ opdrift . I dette tilfælde er den ikke i stand til at svømme, men kan kun synke.
Derfor etableres en obligatorisk opdriftsreserve for fartøjet, som det skal have i intakt stand for sikker sejlads. Den svarer til den fulde forskydning og er markeret med en vandlinje og/eller lastlinje .
For at bestemme effekten af variable belastninger på opdriften, anvendes en antagelse, hvorunder det vurderes, at accept af små (mindre end 10 % forskydning ) belastninger ikke ændrer arealet af den effektive vandlinje. Det vil sige, at ændringen i dybgang betragtes som om skroget er et lige prisme. Så afhænger forskydningen direkte af trækket.
Baseret på dette bestemmes afregningsændringsfaktoren, normalt i t/cm:
hvor er arealet af den effektive vandlinje , betyder mængden af belastningsændring i tons, der kræves for at ændre dybgangen med 1 cm. Når det beregnes baglæns, giver det dig mulighed for at bestemme, om opdriftsmarginen er gået ud over de tilladte grænser.
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
I bibliografiske kataloger |