effekt av fri væskeoverflate

Artikkelstart

Effekt av fri væskeoverflate er et uttrykk for hvordan frittflytende væske kan påvirke stabiliteten til et sjøgående fartøy. Bevegelsene til et skip kan flytte store masser væske mellom sidene, eller i langsgående retning, og tyngdepunktet vil endre seg ved slike bevegelser. Dette gjelder spesielt tanker med vann eller drivstoff, men kan også skyldes større ansamlinger av vann på dekket til fartøyet.

Faktaboks

Også kjent som

Engelsk: Free surface effect

Ved stor forflytning av væske kan tyngdepunktet endre seg til å utgjøre en fare for at fartøyet kantrer. Dette skjedde i 1994 da MS Estonia mistet baugen i Østersjøen, og sjøvann fylte bildekket.

Beregning og stabilisering

Figuren viser to båter; til venstre en med lavt tyngdepunkt og til høyre en båt med høyt tyngdepunkt. Tyngden, G, tenkes å virke i båtens tyngdepunkt, A, og oppdriften, F, tenkes å virke i oppdriftpunktet, B. Lavt tyngdepunkt gir stabilitet.

Et skips stabilitet består av et forhold mellom oppdriftspunkt og metasenter kalt formstabilitet, og tyngdepunkt som kalles vektstabilitet. Et skip kan ha god formstabilitet, men lastes feil slik at tyngdepunktet gir en dårlig vektstabilitet; Det er vektstabiliteten som påvirkes av fri væskeoverflate. Hvis et skip eksempelvis har slakke tanker, altså halvfulle, vil denne væskemassen forflytte seg når skipet ruller i sjøgang. I stille vann ligger væsken i ro og det er likevekt mellom tyngdekraften som presser båten ned, og oppdriften som presser båten opp. Dersom skipet krenger mot styrbord, vil vannet renne mot styrbord, og tyngdepunktet er i praksis flyttet fra senter av fartøyet til styrbord side. Tyngdemomentet fra denne væsken flytter oppdriftspunktet, som igjen flytter tyngdepunktet høyere opp på fartøyet. Flyttes disse punktene langt nok, mister skipet sin likevektsposisjon og kantrer. Etter kantringen vil skipet legge seg i en ny likevektsposisjon, men kan også synke. Forflytningen av metasenter, tyngdepunkt og oppdrift, kan beregnes ved hjelp av tabeller om bord, eller egne formler.

Grunnet den risikoen som følger av å ha større mengder væske om bord, finnes det ulike tekniske løsninger for å hindre effekten av fri væskeoverflate. Et skips vanntanker kan konstrueres med flere skott, slik at det dannes et nettverk av mindre celler med vann. Dette vil hindre eller bremse effekten av fri væskeoverflate. Oljetankere og andre bulkskip som frakter væsker eller løsmasse, er også konstruert i oppdelte sektorer for å forhindre dette. Når løsmassen eller væsken ikke lengre får flyte fritt i hele fartøyets lengde eller bredde, vil stabiliteten sjelden påvirkes av bevegelsene i skipet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg