Bab 2 Trailing Suction Hopper Kapal Keruk

(1)

Bab 2 Trailing suction hopper kapal keruk Prof.Ir. WJVlasblom

Pagina 9 van 109 May 2005

2

Trailing suction hopper kapal keruk ... ... ... 10 2.1 Gambaran umum ... ... ... 10 2.1.1 Karakteristik ... ... ... 10 2.1.2 Aplikasi wilayah ... ... ... 11 2.1.3 Sejarah ... ... ... ... 11 2.1.4 Metode Kerja ... ... ... 13 2.2 Desain ... ... ... ... 16 2.2.1 Kapasitas produktif ... ... ... 16 2.2.2 Dimensi utama ... ... ... 18 2.2.3 mengeruk instalasi ... ... ... 23 2.2.4 Kekuatan penggerak ... ... ... 40 Keseimbangan 2.2.5 Daya ... ... ... 46

2.2.6 tata letak Main ... ... ... .. 49

2.3 Teknis Konstruksi ... ... ... 55 2.3.1 mengeruk instalasi ... ... ... 55 2.3.2 hopper The ... ... ... ... 71 2.3.3 propulsi The ... ... ... 83 2.3.4 manuver The ... ... ... 83 2.4 Kekuatan dan stabilitas ... ... ... 85

2.4.1 Kekuatan ... ... ... ... 85

2.4.2 Stabilitas ... ... ... ... 86

2.5 Proses pengerukan ... ... ... 88

2.5.1 Proses bongkar ... ... ... 88

2.5.2 Berlayar dari dan ke daerah pemakaian ... ... ... 107

2.5.3 debit The ... ... ... 108

2.5.4 Siklus produksi ... ... ... 110

2.5.5 instrumentasi ... ... ... 111

2.6 Desain khusus trailing kapal keruk suction hopper ... ... ... 112

2.6.1 The kerikil hisap kapal keruk ... ... ... 112

2.6.2 The stasioner suction hopper kapal keruk ... ... ... 114

2.6.3 Boom kapal keruk ... ... ... 115

2.7 Sastra ... ... ... ... 117

(2)

Halaman 2 wb3408B

Merancang Pengerukan Peralatan Prof.Ir. WJVlasblom

Pagina 10 van 109 Maret 2003

2 Trailing suction hopper kapal keruk

Gambar 2-1 Trailing Suction Hopper Dredger (TSHD) 2.1 Gambaran umum

2.1.1

karakteristik

Karakteristik trailing kapal keruk suction hopper adalah bahwa itu adalah laut self-propelled atau perairan pedalaman kapal, dilengkapi dengan pegangan (hopper) dan instalasi mengeruk untuk memuat dan

membongkar sendiri.

Dalam desain standar trailing suction hopper kapal keruk dilengkapi dengan:

• Satu atau lebih hisap pipa dengan mulut hisap, disebut dragheads yang diseret di atas dasar laut sementara pengerukan.

• Satu atau lebih pompa mengeruk untuk menyedot tanah yang menempel dengan dragheads. • Pembekuan (hopper) dimana bahan tersedot dibuang.

• Sebuah sistem overflow debit air berlebihan.

• pintu dapat ditutup atau katup di dalam palka untuk membongkar kargo. • gantries pipa Suction untuk mengangkat pipa hisap di papan.

• Instalasi, disebut kompensator membengkak, untuk mengimbangi gerakan vertikal kapal sehubungan dengan dasar laut.

halaman 3 Bab 2 Trailing suction hopper kapal keruk

Prof.Ir. WJVlasblom Pagina 11 van 109 May 2005

2.1.2

wilayah aplikasi

Trailing suction hopper kapal keruk memiliki area aplikasi yang sangat luas dan karena itu disebut

pekerja keras industri pengerukan.

Karena itu perlu ada sistem anchorage posisi kapal saat pengerukan, yang dapat menjadi kendala bagi lewat kapal, di hari-hari awal trailing suction hopper kapal keruk (TSHD) adalah terutama digunakan untuk pendalaman dan memelihara saluran air. Saat ini hisap membuntuti hopper kapal keruk juga digunakan untuk reklamasi lahan. Contoh jenis pekerjaan yang besar karya reklamasi dilaksanakan di Timur Jauh. Berikut tanah non-bearing pertama kali dikeluarkan oleh

membuntuti suction hopper kapal keruk, setelah itu daerah yang sama dipenuhi lagi dengan pasir. Itu

Alasan untuk preferensi dari kapal keruk suction hopper tertinggal di atas jenis lain dari peralatan untuk jenis pekerjaan terutama fakta bahwa jarak ke daerah pembuangan untuk non-cocok

(3)

material dan jarak dari lubang-lubang pasir yang terlalu besar untuk debit langsung dan pasokan dengan

pipa.

Keuntungan utama dari kapal keruk hisap hopper tertinggal adalah:

• Kapal tidak mengeruk pada posisi tetap. Ini tidak memiliki jangkar dan kabel, tetapi bergerak bebas, yang terutama penting di daerah pelabuhan.

• The tertinggal suction hopper kapal keruk cukup mampu bekerja di bawah kondisi lepas pantai. Bahan-bahan yang dapat tersedot terutama lumpur dan pasir. Liat juga baik mungkin, tapi bisa memberikan beberapa masalah dengan kemacetan di draghead dan rutting. Rutting adalah tergelincir belakang

yang dragheads dalam liang tua mereka atau trail. Pengerukan batu dengan kapal keruk suction hopper trailing

dalam banyak kasus tidak ekonomis. Hal ini membutuhkan dragheads sangat berat, juga disebut ripper-kepala, dan

produksi biasanya sangat rendah. 2.1.3

Sejarah

Pertama TSHD "General Moultry" dengan ukuran hopper dari 155 yard cu (118,5 m 3

) Dibangun pada

1855 di Amerika Serikat. Beberapa tahun kemudian 1959 trailing suction hopper kapal keruk dibangun di

Perancis untuk pekerjaan pemeliharaan di pelabuhan St. Nazaire.

Gambar 2-2 membuntuti Prancis suction hopper kapal keruk dari 1859

halaman 4 wb3408B

Kapal memiliki dua pipa tarik hisap, yang terhubung di bagian bawah dengan sebuah tabung dengan lubang

(Gambar 2.2). Bahan pengerukan, lumpur, tersedot melalui lubang di tabung koneksi oleh pompa sentrifugal uap-driven. Ukuran hopper adalah 240 m

3 .

Pada tahun 1962 kapal keruk yang dibangun sesuai dengan tata letak ini di halaman Fijenoord di Rotterdam,

Belanda. Jenis-jenis mampu mengeruk bahan berlumpur hanya sangat ringan.

Perkembangan nyata dari membuntuti kapal keruk suction hopper terpancar dari stasioner suction hopper kapal keruk, salah satu dari beberapa penemuan mengeruk Belanda. kapal self-propelled ini memiliki

hopper dan pipa hisap maju menunjuk. Metode mengeruk seperti hisap stasioner

kapal keruk, stasioner bekerja pada jangkar dan kabel. Pada awalnya dengan pipa di sumur, tetapi

(4)

pipa hisap dipasang di sisi selama penggalian Nieuwe Waterweg karena muncul bukan solusi yang tepat dalam gelombang.

Perubahan dari berlabuh ke sebuah kapal pengerukan self-propelled adalah langkah besar ke depan. Pertama

pipa hisap di papan dari kapal keruk suction hopper tertinggal ditempatkan di sebuah sumur di belakang

kapal, tetapi segera pindah ke samping. Trailing suction hopper kapal keruk telah terutama dikembangkan

di Amerika Serikat dan diperkenalkan kembali di Belanda pada tahun lima puluhan dan ditingkatkan sampai itu keadaan saat ini.

Gambar 2-3 Artis kesan TSHD

2.1.4

Unjuk kerja

Ketika tiba di daerah pengerukan

kecepatan trailing suction hopper kapal keruk berkurang menjadi sekitar 3 knot (± 1,5 m / s) dan hisap pipa yang mengayunkan luar. Pipa-pipa hisap yang awalnya menurunkan sekitar horizontal sampai slide trunnion diposisikan di depan asupan hisap (Gambar 2.4).

Berikutnya gantry menengah dan

draghead winch gantry diturunkan seperti bahwa pipa berputar seperti garis lurus sekitar trunnion tersebut.

Dasar kapal Dek utama kawat Draghead Kawat gantry Tengah

Gambar 2-4 Suction pipa diturunkan

Gambar 2-5 The membengkak kompensator Ketika mulut hisap tiba beberapa meter

di atas dasar laut pompa pasir dimulai, yang dragheads diturunkan ke dasar laut (yang

dapat dilihat oleh munculnya kompensator membengkak silinder (Gambar 2.5) dan pengerukan bisa mulai.

Di mana dan berapa banyak yang harus dikeruk saat ini ditampilkan pada peta elektronik (komputer layar). Hal ini juga menunjukkan posisi, arah dan Tentu saja kapal.

(5)

Trailing suction hopper keruk menyebalkan tanah dari

dasar laut pada kecepatan berlayar dari 1 1,5 m / s (2 sampai 3 knot) dan

deposito dalam hopper. Untuk non atau buruk-menetap tanah yang pengerukan dihentikan ketika permukaan campuran di hopper mencapai tepi atas overflow (Gambar 2.6). melimpah adjustable mark pengerukan

Gambar 2-6 Justable melimpah

Hopper mengisi adalah maksimum atau tingkat fill adalah 100%. Biasanya memompa terus selama lima

menit lebih untuk menghilangkan air mengambang di campuran melalui overflow. ketika pengerukan

menetap tanah pengerukan terus ketika tingkat maksimum overflow tercapai. Paling padatan akan menetap dan sisanya dibuang dengan air melalui overflow.

mark pengerukan

Air ini tidak dapat dilepas melimpah tetap

melimpah tetap

Konstan Volume hopper Gambar 2-7

Jika hisap membuntuti hopper kapal keruk adalah dilengkapi dengan tetap meluap

(tidak

adjustable) dari kapal dimuat sampai mencapai mengeruk nya menandai (Sebuah tetap diizinkan konsep) setelah

(6)

yang itu

hisap dihentikan.

Kasus itu dikatakan bahwa kapal dirancang sebagai Constant Volume System (CVS). melimpah adjustable

mark pengerukan

Sistem Tonnage konstan Gambar 2-8

Jika kapal namun memiliki Sebuah tinggi melimpah adjustable sistem, daripada mungkin, ketika hopper penuh dan kapal di tandai, untuk menurunkan overflow tingkat tersebut bahwa Total berat di hopper ini air dan tanah tetap konstan.

Hal ini disebut Konstan Tonase System (CTS). Pengerukan dihentikan bila:

• hopper penuh. Meluap tidak diizinkan.

• Rancangan maksimum tercapai dan melimpah tidak bisa diturunkan berguna lagi.

• Tingkat pengisian ekonomis tercapai.

Ketika pengerukan berhenti, pipa hisap dipompa bersih untuk mencegah pengendapan pasir atau kerikil selama mengangkat pipa menyebabkan beban tambahan untuk derek. Ketika pipa

dibersihkan berhenti memompa dan pipa dibangkitkan. Ketika dragheads keluar dari air kecepatan kapal ditingkatkan untuk berlayar ke daerah pembuangan.

Debit daerah dapat:

• Jadilah dalam bentuk yang paling sederhana pendalaman alami dasar laut, daerah pembuangan (lama

membuang), untuk menyimpan bahan berlebihan. Jika kapasitas penyimpanan yang besar, tidak ada kekhawatiran

(7)

tentang cara dumping. Ini tidak terjadi saat ini. Tuntutan klien biasanya

membuang rencana untuk mengisi dump seefisien mungkin. Pada setiap saat draft pada dump perlu cukup untuk membuka bagian bawah pintu atau katup (Gambar 2.9).

• Jadilah lokasi penyimpanan untuk lumpur yang terkontaminasi, seperti misalnya (pelabuhan Rotterdam) Slufter.

Berikut bahan yang dipompa ke darat menggunakan sistem pompa darat discharge. • Daerah yang harus direklamasi.

• Sebuah pipa minyak atau gas yang harus ditutupi. Batang untuk membuka

dan penutupan Saluran isap untuk self-discharching Poros Segel karet bawah pintu Segel karet Atas pintu

Gambar 2-9 Bottoms pintu dioperasikan oleh batang Dalam kasus daerah discharge adalah dump,

membuka pintu atau katup di dasar hopper melakukan bongkar muat.

Hal ini biasanya dilakukan dengan hampir non-bergerak kapal, tentu saat

dumping yang akurat diperlukan. Selama air pembuangan dipompa ke

memuat dengan cara pompa pasir. Itu air mengikis merangsang pembuangan proses. Jika hopper hisap membuntuti keruk dilengkapi dengan pompa jet terhubung ke sistem jet nozzle di hopper, yang akan digunakan juga. jet kurang lebih fluidize beban dan meningkatkan proses pembuangan.

Jika beban dipompa ke darat menggunakan pompa pasir dari hanya jet ini tersedia untuk fluidize atau mengikis beban.

.

Gambar 2-10 Pompa darat koneksi Koneksi pantai, menjadi

hubungan antara pipa papan dan pipa pantai saat ini

sebagian besar diposisikan tepat di atas haluan (Gambar 2.10). Hubungan antara

kapal dan pipa pantai adalah ini huruf pipa karet. Kapal

(8)

dengan baling-baling utama dan busur thruster (s).

Pagina 16 van 109 Maret 2003 Ketika beban baik

dibuang atau dipompa ke darat kapal akan kembali ke nya daerah hisap dan siklus baru dimulai. Pada umumnya kapal berlayar kosong, di non-ballast cara, kembali ke hisap nya bagian. Hanya ada beberapa air sisa dan / atau beban tersisa di hopper

Gambar 2-11 TSHD JJF de NUL mengambil pipa apung untuk koneksi pantai

2.2 Desain 2.2.1

Kapasitas produktif

Ketika sebuah perusahaan pengerukan ingin memesan trailing suction hopper kapal keruk baru biasanya

studi pasar dilakukan bahwa sekitar kapasitas produksi yang diperlukan dari kapal keruk baru. Kapasitas produksi yang dibutuhkan dinyatakan dalam m

3

/ minggu atau m 3

/ bulan atau bahkan kubik meter

per tahun. Selain itu wawasan yang diperlukan sekitar waktu rata-rata siklus yang diharapkan dari trailing

suction hopper kapal keruk pada pekerjaan yang berbeda, serta jenis tanah yang akan dikeruk. kemudian

Kapasitas produksi dapat diterjemahkan ke: • payload yang diperlukan dalam ton massa. • Volume hopper maksimal dalam m

3 .

Jika kapal ini digunakan untuk satu tujuan, misalnya pemeliharaan area pelabuhan, daripada kapasitas produksi yang dibutuhkan biasanya dikenal dan oleh karena itu data kapal yang disebutkan di atas.

(9)

Jawaban telah diberikan kepada pertanyaan bagaimana rata-rata siklus dan produksi yang dibutuhkan

Kapasitas akan berkembang di masa depan. Untuk kontraktor ini ada sebenarnya hanya satu persyaratan

dan yang pengerukan lebih murah daripada pesaing mereka. Hal ini menyebabkan cepat untuk permintaan untuk besar

kapal keruk, yang mengeruk lebih murah dan karena itu lebih kompetitif.

Satu-satunya decelerator pada pembangunan kapal yang lebih besar adalah draft kapal. Ketika rancangan meningkatkan kegunaan dari penurunan kapal. Kontraktor dapat, tergantung pada jumlah yang diharapkan dari bekerja sebagai fungsi dari (awal) kedalaman pengerukan, menentukan ketersediaan

kapal untuk rancangan tertentu.

Sayangnya adalah mungkin bahwa ekspektasi pasar hari ini benar-benar out-of-date dalam 5 tahun.

Manajemen memilih untuk kapasitas produksi tertentu dan kemudian satu menghendaki hanya jika pilihan ini

itu benar.

Desain ini biasanya membuat kerjasama antara pembangun dan klien sering skala-up dari kapal berhasil. Tentu saja aturan skala yang tepat harus dipatuhi ketika scaling-up. Saat ini lima kelas trailing kapal keruk suction hopper dapat dibedakan:

gerbong kecil

kapasitas bobot mati untuk ± 50 MN (5000 ton massa)

Sedang gerbong ukuran kapasitas bobot mati 50-100 MN (5000-10000 ton massa)

Beban - hubungan Draught y = 3.0656Ln (x) - 19,711 R 2 = 0,8888 0 2 4 6 8 10 12 14 0 5000

(10)

10000 15000 20000 25000 30000 35000 Payload [ton] Konsep [ m ]

Gambar 2-12 Pemindahan - rancangan hubungan Distribusi frekuensi kumulatif pengerukan awal kedalaman 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50

Kedalaman pengerukan awal [m] cu m u l Sebuah t saya v e f r e que nc y [ % ]

(11)

Gambar 2-13

Pagina 18 van 109 Maret 2003 hopper besar

kapasitas bobot mati

100-150 MN (10.000-15.000 ton massa) hopper jumbo

150 250 MN (15.000-25.000 ton massa) hopper mega

> 250 MN (di atas 25.000 ton massa)

Gambar 2-14 Berbeda skala Fairway (23,347 m3) dan Sospan (700 m3) 2.2.2

Dimensi utama

Ketika pilihan untuk kapasitas produksi trailing kapal keruk hisap hopper yang akan dibangun adalah

dibuat, volume hopper dikenal juga. Dimensi utama dari hopper isap membuntuti

keruk ditentukan, sebagai oleh kapal-kapal lain, oleh diperlukan payload, rancangan dan kecepatan. Boleh jadi

jelas bahwa korelasi langsung ada antara jumlah tersebut untuk memenuhi pembuatan kapal tuntutan. Setelah semua volume hopper besar dengan rancangan terbatas memberikan kapal panjang lebar dengan

mungkin kelemahan seperti perilaku buruk di membengkak atau masalah untuk mendapatkan kecepatan yang diperlukan.

Trailing kapal keruk suction hopper karena itu membangun sesuai dengan rasio kapal tertentu, seperti

L / B, B / H dan B / rasio T (L = panjang, B = lebar, H = kedalaman dan T = draft). Mereka rasio bergantung

pada kebutuhan pasar juga dan karena itu perubahan dalam waktu (Gambar 2.15) Dengan pernyataan bahwa besar B / rasio T:

• Hasil dalam stabilitas awal yang besar, sehingga gerakan kapal yang berat di membengkak. • Memiliki efek buruk pada ketahanan kapal.

Dengan rasio L / B besar kapal ramping diperoleh dengan keunggulan:

• Sebuah konstruksi sederhana sebagai hasil dari sama mid-bagian yang panjang (murah). • Sebuah resistensi relatif rendah, oleh karena itu kecepatan yang lebih tinggi dengan pendorong yang dipasang sama

kekuasaan.

(12)

Di sisi lain sebuah L kecil / B memberikan stabilitas yang baik dan kekuatan bujur dan tuntutan Oleh karena itu materi kurang, yang juga lebih murah.

Secara umum lebih kecil B / H dan hasil L / B yang lebih besar di biaya bangunan kurang. Jadi menuntut untuk

Draft (lebih kecil T) akan dikenakan biaya uang ekstra dan harus diperoleh dengan kegunaan yang lebih tinggi.

C LBT b = ∇ T B L C b =

Gambar koefisien Blok 2-16 Definition Koefisien Blok definisi

Tentu saja koefisien blok yang dibutuhkan b pemindahan C LBT LBT ∇ = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ terlibat juga. Perpindahan = Dalam m3 B

= Lebar kapal di bagian utama saya m L

= Panjang antara garis tegak di m T

= Draught di mark Internasional di m Semakin rendah C

b

, Semakin lama kapal akan dengan perpindahan yang sama. Untuk mengikuti hisap hopper kapal keruk C

(13)

terletak di antara 0,78 dan 0,85. Nomor kapal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 Tahun Konstruksi L / B . B / H . B / T L / B B / H B / T Gambar 2-15 halaman 12 wb3408B

Juga kedalaman pengerukan maksimum yang diperlukan dapat memiliki pengaruh pada panjang kapal.

Tentu, pipa hisap lama harus disimpan di geladak dan yang membutuhkan panjang. Sebuah ukuran yang baik untuk melihat apakah trailing suction hopper kapal keruk baik ditempatkan di pasar adalah untuk

(14)

membandingkan berat spesifik dengan para pesaingnya. Berat spesifik dapat didefinisikan sebagai

rasio antara berat kapal dan muatan. Berat secara langsung terkait dengan biaya dan

payload untuk keuntungan. Pada Gambar 2.17 berat badan tertentu untuk sejumlah besar kapal adalah

diberikan. 2.2.2.1 Beban

Sebagai bantuan, muatan di ton dan volume hopper maksimal dalam m3 menentukan jumlah tanah yang trailing suction hopper kapal keruk mampu membawa setiap perjalanan. Ini adalah dari besar

pentingnya. Payload adalah berat beban membayar bahwa kapal dapat membawa pada maksimum yang diizinkan rancangan. Payload sering merupakan penyebab kesalahpahaman. Sebagai definisi

payload adalah berat kapal dari kapal dimuat dikurangi dengan berat kapal kosong siap untuk layanan. Hal ini terlihat pada grafik di bawah ini ditampilkan.

istilah Belanda istilah bahasa Inggris Penjelasan

1

Scheepsgewicht kapal berat badan

Berat konstruksi dan diperlukan peralatan seperti: jangkar, rantai, kabel moor, peralatan penyelamatan, peralatan bahari dan inventarisasi kabin, dapur, ruang mesin dan Alat-ruang kepala kelasi yang 2

Toegevoegde gewichten bobot Ditambahkan Ini adalah mengisi cair semua

sistem di papan termasuk air di inlet. Juga di luar

air terletak di atas bagian bawah dek misalnya di bawah dan di sekitar pintu bawah disertakan.

1 + 2 Gewicht leeg Schip Berat "cahaya" kapal 3

Toelading bobot mati Bobot:

Kru dan harta benda mereka, Kapal spesifik Berat

0 0,2 0,4

(15)

0.6 0.8 1 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Perpindahan [t] W_s p ec Gambar 2-17 halaman 13 Bab 2 Trailing suction hopper kapal keruk

barang-barang konsumen, suku cadang, dan air ballast dan beban.

1 + 2 + 3 Gewicht van het "Geladen" Schip

Berat "dimuat" Kapal

4

lading Gewicht kargo berat badan Berat beban membayar. 1 + 2 + 3

4

bedrijfsklaar Gewicht Schip

Kapal berat siap Layanan

Angka di bawah ini memberikan beberapa informasi tentang "ringan" dan "bobot mati" dari TSHD ini y = 0.6827x R 2 = 0,9929 y = 0.3173x R 2

(16)

= 0,9622 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 Perpindahan [t] W delapan [t] Berat G Cahaya bobot mati Gambar 2-18

Ringan sebagai fungsi bobot mati y = -3E-06x 2 + 0.5586x R 2 = 0,9607 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 Bobot mati [t [ li GHT w e saya GHT [ t ] Gambar 2-19

Selain itu ada nama yang berbeda untuk payload, juga jelas bahwa itu bervariasi dalam waktu dan sering menurun. Alasannya adalah bahwa ketika kapal telah digunakan untuk sementara hal-hal akan

(17)

ditambahkan atau diperkuat, yang menyebabkan peningkatan berat badan kapal. Suku cadang juga cenderung

tetap di papan yang harus disimpan di darat. Bahkan hanya ada satu cara untuk menentukan payload benar:

1. Bersihkan hopper sehingga tidak ada tanah tersisa hadir.

2. Tentukan perpindahan dari kapal dengan draft dan trim kapal, yang perpindahan adalah berat kapal termasuk air dalam hopper.

3. Tentukan berat air yang dalam hopper dengan menentukan volume dan berat jenis

4. Kurangi berat air ini berat kapal ditentukan di bawah titik 2. ini adalah berat kapal siap untuk layanan.

5. payload tersebut diperoleh dengan mengurangkan kapal massa (perpindahan x densitas air) di ton pada maksimum yang diizinkan rancangan dengan berat kapal siap untuk layanan.

Ini akan b jelas bahwa muatan tidak pernah konstan, tetapi bervariasi dengan berat konsumen barang seperti bahan bakar, pelumas, air minum dll

Dalam kasus tanah ringan, seperti lumpur dan tanah liat lunak, volume hopper maksimum dapat menentukan

untuk produksi bukan payload. 2.2.2.2 Kepadatan hopper.

Seperti disebutkan sebelumnya, kapasitas produksi kapal keruk suction hopper tertinggal diindikasikan

dengan jumlah: • Pay-beban

• Volume hopper Maksimum hasil bagi

3 [/]

beban gaji kg m

Volume hopper maksimum -

disebut kepadatan hopper dan merupakan

mengukur untuk kepadatan rata-rata yang kontraktor pengerukan mengharapkan untuk mengeruk selama

masa manfaat ekonomis dari kapal. Ia juga mengatakan sesuatu atas tujuan yang kapal keruk dirancang. Apakah ini misalnya pemeliharaan fairway di tanah berpasir, daripada kapal keruk pasir

dalam hopper akan memiliki kepadatan sekitar 1900 kg / m 3

(18)

. Sayangnya tidak ada hopper dapat

diisi dengan 100% tetapi kurang maksimal 90%. Kepadatan hopper maksimum yang diperlukan adalah 1900 * 0,9 = 1.710 kg / m

3

Untuk kapal keruk suction hopper kerikil mengikuti ini misalnya: 2000 * 0,9 = 1.800 kg / m 3

. Dan

untuk kapal keruk suction hopper lumpur tertinggal ini bisa lebih 1.300 kg / m 3

. Pada Gambar 2.20 tersebut

density hopper kontraktor pengerukan operasi internasional ditampilkan sebagai fungsi waktu. Saya t

stabil pada akhir tahun delapan puluhan dan awal tahun sembilan puluhan sekitar 1500 kg / m 3

, Namun karena besar

reklamasi bekerja itu meningkat lagi.

2.2.3

Instalasi mengeruk

Desain instalasi mengeruk meliputi penentuan dimensi utama yang dibutuhkan dan diperlukan kekuatan dari komponen pengerukan berikut:

• Jumlah pipa hisap

• Kapasitas pompa [m³ / s]

• Suction dan debit diameter pipa [m] • pompa mengeruk Jenis

• pompa Pasir drive dan kekuatan [W] • Jenis dan ukuran draghead (s) • bentuk Hopper

• daya pompa Jet dan drive [W] • Sistem Discharge

Untuk mata pelajaran produksi harus diperbaiki dengan cara tertentu dari siklus rata-rata produksi kapal keruk.

Untuk instan, menganggap bahwa kapal keruk ini dirancang untuk muatan 16.000 ton dan hopper

volume 10.000 m 3

dan rata-rata waktu loading di pasir dengan D50 dari 200 μ dari 90 menit. de kepadatan tanah dalam hopper 1900 kg / m

3

. Ketika hopper dimuat volume pasir akan 8421 m

(19)

3

. Tingkat rata-rata beban dalam hal ini 8421/90 = 93 m 3

/min=1.56 m 3

/ s.

Ketika kerugian melimpah kumulatif 20% yang diharapkan, maka dragheads harus menggali 1,56 / 0,8 = 1,95 m

3

/ s sebagai rata-rata. setiap m 3 pasir mengandung (1900-1025) / (2650- 1025) = 1-0,538 = 0,462 m 3 air di pori-pori. (ρ air = 1.025 kg / m 3 , ρ pasir adalah 2650 kg / m 3 ). jadi produksi 1,95 m 3

/ s sama dengan massa pasir 1,95 * 0,538 * 2650 = 2780 kg / s 2.2.3.1 Jumlah pipa hisap

Sebuah tertinggal suction hopper kapal keruk biasanya dilengkapi dengan dua pipa hisap. Untuk lebih kecil dan

ukuran medium membuntuti kapal keruk suction hopper lebih murah untuk menggunakan hanya satu pipa hisap. Dengan

Hopper denisty sebagai fungsi waktu 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 tahun konstruksi

(20)

H opp e r d e ns saya t y [ t / m 3 ] Gambar 2-20 halaman 16 wb3408B

dua pipa hisap efisiensi total sering lebih baik karena masih mungkin untuk mengeruk saat salah satu pipa gagal.

Ada juga contoh trailing suction hopper besar kapal keruk dengan pipa satu hisap: satu ANTIGOON dari Pengerukan International dengan volume hopper dari 8.400 m 3

dan Volvox yang

TERRA NOVA dari Van Oord ACZ dengan 18.000 m 3

Volume hopper. Dalam pokok itu adalah

pertimbangan ekonomis, tapi melihat dari proses sisi teknis ada beberapa pertanyaan. Misalnya: adalah salah satu draghead seefisien dua dragheads dengan lebar yang sama? Kapasitas 2.2.3.2 Pompa

Kapasitas pompa pasir dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa kriteria: 1. Dalam jenis tanah tertentu waktu beban tertentu dituntut. (misalnya 1 jam untuk pasir dengan D50 200-300 m)

Beban sebagai fungsi waktu adalah: T T massa vs saya saya

(21)

Hai Hai 0 0 L = CQ - CQ dt ρ ⎡ ⎤ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ∫ ∫ C 0

= Konsentrasi volumetrik pada melimpah [-]

C di

= Konsentrasi volumetrik pada asupan [-] Q 0 = Discharge di melimpah [m 3 / s] C di = Debit di intake [m 3 / s] T = Waktu Memuat [s] ρ vs

(22)

[kg / m 3 ]

Untuk TSHD ini memiliki sistem volume konstan Q = Q saya

= Q Hai

dan rumus di atas menjadi: ( ) ( ) T massa saya Hai saya 0 L = C -C dt = C 1 ov T vs vs Q Q ρ ρ ⋅ - ⋅ ∫

Gambar 2-21 Volvox Terra Nova dan HAM 316, baik dengan satu pipa hisap

Dengan ov menjadi kerugian meluap kumulatif mendefinisikan sebagai T

Hai 0 0 T

(23)

saya saya 0 CQ ov = CQ ∫ ∫

Selama 1 jam pembebanan laju aliran menjadi: ( ) ( ) massa saya saya L Q 1-ov C 3600 1-ov C 3600 pasir vs V ρ = = ⋅ ⋅ Hubungan antara C saya dan C vd

adalah sebagai berikut saya C m w vs w ρ ρ ρ ρ - =

(24)

- dan vd C m w s w ρ ρ ρ ρ - = - begitu: saya vd C C s w vs w ρ ρ ρ ρ - = - Yang diharapkan C vd

tergantung pada ukuran partikel, permeabilitas tanah dan tersedia momentum JetWater. (lihat 2.5.5.1.3)

Jika TSHD ini dirancang sebagai tonase kapal keruk konstan massa yang masuk sama massa keluar; sehingga m = m

saya = m Hai . saya I MI m Q ρ =

(25)

dan Hai o mo m Q ρ = begitu I MI o mo Q Q ρ ρ = atau mi Hai saya mo Q Q ρ ρ =

Beban menjadi sekarang: ( ) T massa vs saya saya Hai saya 0 L = Q C -C dt = C 1 ov T mi vs saya mo Q ρ

(26)

ρ ρ ρ ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ ⎟ ⋅ - ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎝ ⎠ ∫

Meskipun formula adalah sama seperti untuk sistem hopper volume konstan

kapal keruk itu tidak berarti bahwa kerugian melimpah kumulatif yang sama untuk kedua jenis kapal keruk hopper.

2.

Dalam jenis dengan pasti pasir tingkat beban di m³ / s atau di t / s harus memiliki nilai minimal. Jika tidak akan ada kerugian melimpah dari tingkat beban berbanding lurus dengan

flow rate. Namun, kerugian melimpah meningkat dengan laju alir meningkat, yang mengakibatkan penyimpangan meningkat dari hubungan linear. (Gambar 2.22 & 2.23)

Hal ini dapat dibuktikan bahwa untuk ukuran partikel tertentu ada loadrate optimal.

Peningkatan produksi hisap (tingkat load) yang lebih tinggi harus dipertimbangkan terhadap pasir yang lebih tinggi dan daya pompa air, diameter pipa hisap yang lebih besar dan dragheads dll Loadrate = F {Q} D50 = 0,15 mm 0 20 40 60 80 100 120

(27)

140 160 180 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Kapasitas [m3 / s] loa dr Sebuah t e [m 3 / m di] ρ = 1.100 ρ = 1.200 ρ = 1.300

Gambar 2-22 Loadrate sebagai fungsi kapasitas pompa Loadrate = F {Q} D50 = 0,1 mm 0 50 100 150 200 250 300 350 0 5 10 15 20 Kapasitas [m3 / s] ρ = 1.1 ρ = 1,2 ρ = 1,3 [t / m

(28)

3 ] Tingkat beban m 3 / s Gambar 2-23 halaman 19 Bab 2 Trailing suction hopper kapal keruk

Catatan: Pada Gambar 2.23 langkah di tingkat beban disebabkan oleh fakta bahwa untuk tinggi kepadatan dan tingkat aliran tinggi pemuatan setelah overflow tidak diperlukan karena

produksi yang optimal untuk siklus mengeruk telah tercapai. 3.

Ketika terpisah dari tanah waktu siklus diketahui juga, daripada laju aliran dapat

dipilih sedemikian rupa sehingga produksi siklus maksimal. Produksi siklus didefinisikan sebagai

quotient antara bongkar waktu siklus, sehingga: c pengisapan non hisap beban P t t - = +

Jika tidak ada kerugian melimpah dari rumus ini dapat ditulis sebagai: c non hisap non hisap vd k vd k beban Q beban P beban beban t Q t QC

(29)

g C g ρ ρ - - ⋅ = = ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ + + ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Ini adalah fungsi monoton naik. Namun kerugian melimpah menyebabkan laju alir optimal untuk yang produksi siklus sudah maksimal. (Gambar 2.24) 4.

Juga kapasitas pompa dapat ditingkatkan dari yang ada "baik bekerja" membuntuti hisap

kapal keruk hopper, dengan menggunakan aturan skala dari Froude. Namun kerugian melimpah akan

tidak berada di skala saat menggunakan aturan skala ini.

Kriteria yang disebutkan di atas menyebabkan laju aliran desain dan kepadatan desain. 2.2.3.3 diameter pipa Hisap

Old membuntuti kapal keruk suction hopper dilengkapi dengan diameter pipa hisap yang relatif besar.

Di masa lalu ukuran diameter itu terutama didasarkan pada meminimalkan kehilangan tekanan di pipa hisap untuk menghindari kavitasi pompa mengeruk. Namun itu dipahami bahwa

distribusi konsentrasi adalah homogen atas diameter, yang tidak selalu terjadi. D50 Produksi siklus = 0,15 mm 0 500 1000 1500 2000

(30)

0 5 10 15 20 Kapasitas [m3 / s] ρ = 1.1 ρ = 1,2 ρ = 1,3 [t / m 3 ] P sepeda [m 3 / c] Gambar 2-24 halaman 20 wb3408B

Untuk aliran homogen dapat ditunjukkan bahwa produksi hisap maksimum

untuk kecepatan hisap tertentu. Ini adalah dilakukan dengan apa yang disebut rumus hisap, keseimbangan kekuatan di atas pipa hisap. Untuk pompa yang diposisikan k meter di bawah permukaan Tekanan di hisap mulut ρ

m

gH. Tekanan di

depan pompa p sama dengan

diijinkan underpressure, vakum, sehingga p = -VAC.

Perbedaan tekanan lebih isap pipa sama dengan berat campuran dan kerugian dalam pipa.

Kecepatan campuran v s Campuran kepadatan ρ m h z

(31)

Gambar 2-25 ( ) 2 2 1 1 2 2 air campuran z campuran campuran campuran g H Vac gh v g H k v ρ ρ ξ ρ ρ ξ ρ ⋅ ⋅ + = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ - + ⋅ ⋅ ( ) 2 2 air campuran g H Vac g H k v ρ ρ ξ ⋅ ⋅ + =

(32)

⋅ - + ⋅ Pr campuran air vd k gandum gandum air QC v A ρ ρ ρ ρ ρ ρ - = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ -

Fungsi ini tampaknya memiliki, tergantung pada H, k, V ac

dan ξ, optimal untuk hisap tertentu

kecepatan v, yang independen dari diameter pipa hisap. ξ dapat ditulis sebagai

ξ β λ = + L D dengan;

β = entrée koefisien kerugian [-]

λ = Darcy-Weisbach koefisien hambatan [-] L = panjang pipa hisap di m

D = hisap diameter pipa di m

1000 1050

(33)

1100 1150 1200 1250 1300 1350 0 2 4 6 8 Kecepatan hisap [m / s] vakum = 80kPa Kepadatan campuran [kg- m3] 0 200 400 600 800 1000 1200 Produksi [kg / s] rho_m D = 750 mm D = 1000 mm Gambar 2-26

Penerapan rumus hisap memiliki beberapa kelemahan:

1. Kepadatan campuran, yang ξ faktor resistensi dan kecepatan hisap tidak independen dari sama lain, tetapi ditentukan oleh proses erosi dan karakteristik pompa.

2. Aliran ini hanya homogen untuk jenis pasir dengan iklan 50

<0,15 mm.

Untuk bahan kasar aliran menjadi heterogen. Akibatnya konsentrasi volumetrik

(Jumlah pasir dalam pipa) meningkatkan dan karena itu juga kehilangan tekanan di pipa. Di Dengan kata lain penurunan kehilangan tekanan dengan kecepatan yang lebih rendah dibatalkan oleh

meningkat sebagai akibat dari konsentrasi volumetrik yang lebih tinggi. Oleh karena itu hilangnya tekanan di

pipa tidak lagi berperilaku sesuai: 2 1 2 p v ξ

(34)

Δ = ⋅ ⋅ .

Untuk alasan ini kapal keruk miring yang modern suction hopper yang memiliki pipa hisap relatif lebih kecil

diameter maka di masa lalu. Selain itu pipa berat menuntut derek berat, gantries dan mereka yayasan. Hal ini menyebabkan kapasitas bobot mati berguna lebih rendah dan biaya investasi yang lebih.

Gambar 2.27 di bawah ini menunjukkan hubungan antara volume hopper maksimum dan isap pipa diameter untuk mengikuti hisap kapal keruk hopper dengan dua pipa hisap. (Diameter atas 800 mm bulat off untuk 100 mm dan di bawah 800 mm sampai 50 mm)

Seperti dapat dilihat dalam Gambar 2.27 tersebar di diameter pipa hisap yang digunakan cukup besar.

Hal ini bisa mengarah pada kesimpulan bahwa proses desain belum jelas. Saat sekarang Namun yang modern TSHD memiliki lebih kecil dengan diameter pipa hisap pada laju aliran yang sama. Ini adalah

terutama dipengaruhi oleh wawasan yang lebih baik dalam aliran dua fase pada kecepatan relatif rendah untuk

pipa miring.

Dari banyak penelitian tampak bahwa kecepatan yang semua partikel tanah dalam pipa masih dalam gerak tergantung pada Froude-nilai:

2 v g D ⋅

. (V = kecepatan dan D pipa diameter)

Tergantung pada ukuran butir dan konsentrasi Froude-nilai mungkin tidak menjadi kurang dari nilai tertentu F

AKU H

. Menambahkan kecepatan rata-rata maksimum yang tidak ada tempat tidur stasioner dibentuk pada pipa horisontal dapat dihitung dengan menggunakan

( ) 2 1 sm l s V F

(35)

g S D = ⋅ ⋅ - ⋅ atau dengan

demi-McDonald dari Wilson, yang dapat diperkirakan dengan rumus: ( ) 0.55 0,7 1,75 50 2 0,7 50 8.8 0.66 0.11 s s f sm SS D d V d D μ ⎡ ⎤ - ⋅ ⋅ ⋅ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ = + ⋅ dengan d

(36)

50

di mm dan diameter D dalam meter.

Pada Gambar 2.28 kedua formula diambil (Durant, F l

= 1.4). Untuk cenderung pipa hisap V sm

harus

dibangkitkan dengan nilai ΔD tergantung dari lereng. Menurut Wilson, dan Tse ΔD mencapai maksimum sekitar 30 ° dan kemudian ΔD = 0,333 (Matousek, 1997).

Dalam desain membuntuti kapal keruk suction hopper biasanya F l

= 1.00 diasumsikan dan ΔD tidak

dipertimbangkan. Ini berarti bahwa kapal keruk ini dirancang untuk bahan dengan iklan 50

antara 100 dan

300 pM dan bahwa untuk bahan kasar tempat tidur stasioner diterima. Satu kapal pipa

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 Volume hopper [m3] pi pe di amet er [ m ]

Dua kapal pipa 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

(37)

1.20 1.40 1.60 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Volume hopper [m3] P saya p ed saya saya et er [ m ] Gambar 2-27 halaman 23 Bab 2 Trailing suction hopper kapal keruk

deposisi V_stationary untuk transportasi horisontal D50 = 0,5 mm 0 2 4 6 8 10 0 0,2 0,4 0.6 0.8 1 1.2 diameter pipa [m]

(38)

V_deposit [m / s] Wilson

Durant Praktek Gambar 2-28

2.2.3.4 Pipa tekanan diameter

Diameter pipa tekanan harus memiliki diameter lebih besar dari pipa hisap, karena faktor 0,333 untuk transportasi cenderung. Namun seringkali, tergantung dari nilai faktor Gambar 2-29 Dredge pompa incorperate di pipa hisap

Penggunaan pipa hisap dengan pompa terendam (Gambar 2.29) memiliki pengaruh langsung pada Pilihan diameter

pipa hisap. Apakah kasus ini

maka dimungkinkan untuk memilih pipa hisap diameter sedikit

lebih kecil dan lebih ringan dan lebih murah,

melawan itu

Kerugian dari sedikit

kehilangan tekanan tambahan dalam pipa ..

Pagina 32 van 109 Maret 2003 F

l, H

, Diameter pipa tekanan dipilih 50-100 mm lebih kecil karena alasan biaya. khususnya ketika siku dicor dan katup yang digunakan. Diameter pompa darat instalasi akan

umumnya dipilih lebih kecil dari pipa hisap. Biasanya hopper dibongkar dengan

konsentrasi yang cukup tinggi dari dimuat. Ini memungkinkan untuk tingkat aliran rendah bila waktu pembuangan sama dengan waktu hisap.

2.2.3.5 Pompa mengeruk

Karena diameter impeller adalah sekitar dikenal (minimal 2 kali pipa hisap

diameter) dan ada hubungan antara tekanan manometric yang diperlukan dan perifer kecepatan dari impeller pompa, juga kecepatan pompa tertentu sekitar dikenal. The berdimensi kecepatan pompa tertentu didefinisikan sebagai:

1 2 3 4

(39)

s N Φ = Ψ Dengan: Q db ωπ Φ ≈ = kapasitas berdimensi 2 2 2 p p u r ρ ρω Ψ = = = tekanan berdimensi Dalam yaitu ini: Q = laju aliran [m 3 / S] p = tekanan [Pa]

D = diameter impeller pompa [m]

b = lebar pompa impeller [m]

r = ½D [m]

Gambar kamar 2-30 Pump dengan 2 pompa Dimensi utama kapal

dan instalasi mengeruk sekarang

dikenal, sehingga perkiraan dapat dibuat kepala manometric yang diperlukan pompa mengeruk untuk berbeda (Un) kondisi pembebanan.

tekanan pompa yang dibutuhkan selama pemuatan ditentukan oleh statis

(40)

kepala dari hart pompa ke debit di hopper dan kerugian di garis debit.

Kepala manometric adalah jumlah dari tekanan yang dibutuhkan dan yang diijinkan vakum pada sisi hisap dari

pompa.

Prof.Ir. WJVlasblom Pagina 33 van 109 May 2005 ρ = cairan kepadatan [Kg / m 3 ]

ω = kecepatan sudut pompa impeller [Rad / s]

Mengisi Φ dan Ψ hasil di 3 1 4 2 3 3 4 4 4 s Q D N b p ρ ω π Φ = = ⋅ Ψ (1)

Kecepatan tertentu dinilai ke titik efisiensi maksimum dan sejumlah karakteristik

untuk membandingkan pompa dengan dimensi mereka seperti b / rasio D, inlet dan diameter stopkontak rasio D

(41)

saya / D u

dan impeller bentuk (Gambar 2.31). Persamaan (1) menunjukkan bahwa untuk sejumlah konstan revolusi

(Ω) jumlah tertentu dari revolusi meningkat dengan laju alir peningkatan dan penurunan tekanan. Karena tekanan yang sebanding dengan kuadrat kecepatan perifer, tekanan

akan menurun di sejumlah konstan revolusi dengan diameter menurun. Sebuah aliran yang lebih tinggi

Tingkat membutuhkan diameter yang lebih besar di impeller, karena itu lebih besar b / D rasio. Selain b rasio / D

terutama bagian yang lebih luas di impeller memiliki pengaruh besar.

Gambar 2.32 menunjukkan hubungan antara kapasitas berdimensi dan tekanan sebagai fungsi jumlah putaran untuk semua jenis kapal keruk hisap hidrolik. Tersisa di grafik adalah

standar pompa sentrifugal dan di sebelah kanan modern setengah-aksial atau aliran campuran pompa,

biasanya digunakan sebagai pompa terendam pompa pipa hisap trailing suction hopper kapal keruk

dan cutter suction kapal keruk. Secara umum tekanan berdimensi untuk pompa hopper sedikit lebih tinggi untuk laju aliran yang sama spesifik daripada untuk pompa tekanan kapal keruk cutter suction

dan hisap kapal keruk.

Dari rumus (1) berikut bahwa ketika Q, p, dan N s

adalah dikenal, kecepatan pompa dapat

ditentukan, sehingga pompa dan impeller jenis juga dapat dipilih. (Catatan: Ketika kapal keruk akan dilengkapi dengan instalasi pompa darat, akan ada dua kecepatan pompa.)

Untuk relatif miring kecil kapal keruk suction hopper dan hisap kedalaman kecepatan pompa tetap untuk

mode pengerukan (suction) seringkali cukup. Ketika perbedaan antara minimum dan kedalaman pengerukan maksimum besar, kecepatan pompa variabel mungkin diperlukan. Gambar 2-31

semua kapal keruk 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0,1

(42)

0.12 0.14 0.16 0 0,2 0,4 0.6 0.8 1 Kecepatan spesifik Kapasitas spesifik 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0.6 0,7 0.8 Kepala tertentu Kepala Kapasitas Gambar 2-32

Dengan meningkatnya ukuran dan khususnya untuk meningkatkan kedalaman pertanyaan akan naik jika ini dapat menyebabkan

besar variasi laju aliran selama proses pengerukan. Besar laju aliran variasi sering menyebabkan masalah air-palu di pipa. Jika resiko ini ada daripada pumpspeed disesuaikan adalah

perlu.

Ada banyak faktor yang terlibat dalam pilihan pompa, seperti:

• 3, 4 atau 5 impeller baling-baling. Tergantung pada daerah pembukaan diperlukan minimal antara

pisau.

• Single atau berdinding ganda pompa (memakai pertimbangan).

• kapal atau pompa terendam atau keduanya. Jika kedalaman hisap besar diharapkan, itu harus dipertimbangkan jika instalasi pompa terendam lebih ekonomis. batas mana ini

Titik ekonomis tercapai terhubung erat dengan kedalaman kapal pompa bawah

ketinggian air di bawah kondisi layanan, jadi kira-kira dengan draft kapal. istirahat ini Titik Oleh karena itu berbeda untuk setiap kapal.

• Pengoperasian pompa selama pemompaan darat (jika perlu).

Ketika kapal keruk yang dilengkapi dengan pompa darat perhatian instalasi harus diberikan kepada

pompa bekerja di bawah kedua kondisi. Selama memompa darat menjadi lebih dan lebih kustom yang semua daya yang tersedia dari mesin utama yang digunakan. Ini berarti bahwa maksimum

(43)

memompa kecepatan saat memompa darat berbeda secara signifikan dari kecepatan pompa selama pengerukan.

Akibatnya titik efisiensi terbaik dari pompa saat memompa darat bergeser ke

cukup laju aliran lebih tinggi daripada selama pengerukan. Pergeseran ini pada kenyataannya lebih besar karena

pompa darat kapasitas biasanya lebih kecil dari laju aliran selama pengerukan (mengapa?). Itu harus menyadari bahwa bagaimanapun pompa bekerja di bawah kondisi yang jauh di atas atau di bawah yang terbaik

titik efisiensi, akan cepat aus. Sebuah penelitian yang baik dari posisi yang terbaik poin efisiensi di bawah kondisi layanan yang berbeda karena itu diperlukan untuk mendapatkan instalasi yang optimal.

Juga daya pompa yang dibutuhkan untuk kedua mode sekarang dapat dihitung. Namun, maksimum

daya pompa tersedia selama memompa darat adalah dengan drive gabungan (satu mesin untuk pompa +

propulsi) ditentukan oleh kekuatan pendorong yang diperlukan.

Pumpcharacteristics untuk pengerukan dan pompa darat 0 200 400 600 800 1000 1200 0 1 2 3 4 5 6 7 Kapasitas [m3 / s] Manom

Tekanan etric [kPa] 0

20 40 60 80

(44)

100 120 Efisiensi [% ] Qp / 280 rpm Qp / 165 rpm Eff / 280 rpm Eff / 165 rpm Gambar 2-33

2.2.3.6 The mengeruk penggerak pompa

Sebelum memilih drive pertanyaan harus dijawab apakah kecepatan pompa terus menerus kontrol diperlukan atau kontrol kecepatan dengan gearbox sudah cukup.

Faktor-faktor berikut yang terlibat:

• Kisaran diharapkan dari variasi laju aliran antara pemompaan air dan dari

bubur. Kisaran ini lebih besar dengan meningkatnya kedalaman hisap, tidak memberikan kavitasi mengambil

tempat. Batasan variasi ini dapat diperlukan untuk mengurangi risiko air palu. Di hal kecepatan pompa konstan atau kontrol melangkah tidak cukup.

• Ketika kontrol laju aliran konstan yang diinginkan. Laju aliran diatur oleh variasi dari memompa kecepatan. Drive listrik diperlukan. Sebuah kontrol laju aliran konstan dengan memvariasikan

jumlah putaran tidak cocok untuk mencegah air-palu (terlalu lambat).

• Jika kapal dilengkapi dengan pompa darat instalasi dan kekuatan penggerak dapat digunakan benar-benar atau sebagian ketika memompa darat. Untuk menggunakan daya tambahan ini pompa yang lebih tinggi

kecepatan dari penggunaan dalam modus pengerukan diperlukan.

Tergantung pada tuntutan pompa pasir dapat digerakkan langsung oleh mesin utama melalui a, jika perlu, gearbox melangkah atau langsung oleh mesin listrik melalui generator. Dari Tentu saja ada beberapa solusi antara yang diperlakukan dalam bab "Main

pengaturan".

2.2.3.7 The dragheads

Dragheads dirancang untuk digali tanah dan mencampurnya dengan air untuk transportasi hidrolik.

Penggalian dapat dilakukan hidrolik atau mekanis atau gabungan. penggalian hidrolik baik oleh erosi aliran pompa mengeruk, oleh jet air bertekanan atau keduanya

Kedok

Gambar 2-34 Draghead dengan pisau penggalian mekanik murni terutama dilakukan di tanah kohesif, seperti tanah liat dan sangat

(45)

soft rock. Untuk itu gigi kasus atau pisau yang dipasang di draghead (Gambar 2.34).

Lebar draghead sekarang

tergantung pada kekuatan pemotongan diharapkan tanah tertentu dalam kaitannya dengan

tersedia gaya potong dari propulsi. Panjang visor dari draghead yang harus dipilih seperti pola aliran untuk pengangkutan bahan galian

suite proses penggalian.

Gambar 2-35 Draghead dengan jet (tidak bekerja) dragheads modern telah jet air dibantu

dengan pisau atau gigi.

Sebuah asumsi yang masuk akal adalah bahwa jet-orang produksi linear dengan momentum Total

fluks dari sistem jet dan independen dari kecepatan trail. Momentum I = ρ

w Qu. M saya qu Q p pasir w w jet w = ⋅ = ⋅ = ⋅ α αρ αρ ρ 2 Dengan: saya = Momentum di N M pasir

= Terkikis massa pasir di kg / s per jet p

(46)

= Tekanan Jet di nozzle di Pa Q = Kapasitas Jet di m 3 / s u

= Jet kecepatan di nozzle dalam m / s α

= Koefisien tergantung pada ukuran partikel, tekanan jet, kapasitas jet dan trailspeed. Sebuah asumsi yang masuk akal untuk alpha adalah α = 0,1

ρ w

= Kepadatan air di kg / m 3

.

Ketika nozzle dibagi lebih lebar draghead yang massa M harus memenuhi hubungan: M B dv pasir semua jet jejak Situ air partikel air partikel Σ = ⋅ ⋅ - - ρ ρ ρ ρ ρ halaman 29 Bab 2 Trailing suction hopper kapal keruk

Prof.Ir. WJVlasblom Pagina 37 van 109 May 2005 B = Lebar draghead di m. D

(47)

v jejak

= Trailspeed di m / s ρ

Situ

= Density tanah in situ kg / m 3

ρ partikel

= Kepadatan partikel di kg / m 3

Ketika trailspeed dikatakan 1,5 m / s, yang sama dengan 3 knot dan menggunakan hubungan antara pipa

diameter dan lebar draghead dari Gambar 2.36, d dapat dihitung.

Secara umum efektif jet menurun agak dengan meningkatnya tekanan konstan

momentum. Ini berarti bahwa jet berkapasitas tinggi tekanan-rendah lebih efektif daripada tinggi jet kapasitas tekanan rendah. Mereka menggunakan energi yang lebih spesifik juga. Di sisi lain Namun,

banyak JetWater mencairkan kepadatan campuran (Gambar 2,128). Jadi perancang harus mencari

solusi optimal antara biaya (listrik) en produksi 2.2.3.8 Pompa air

Jet-air digunakan untuk melonggarkan tanah dalam dragheads, serta untuk membantu proses selama pemakaian beban, baik dengan membuang atau dengan memompa darat. Laju aliran dari pompa air antara 20 sampai 30% dari pasir laju alir pompa dan tekanan biasanya

antara 5 dan 15 bar. tekanan yang dibutuhkan dapat dihitung dengan menggunakan rumus dasar yang sama ini

seperti yang disebutkan dalam bab forgoing. M CQ Q p Q Q pasir w pasir w vd vd m pasir w jet m jet p

(48)

C = = = L N M M HAI Q P P ρ αρ ρ ρ ρ α 2 1 2 2

Secara umum tidak ada persyaratan untuk kontrol kecepatan jenis pompa 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 500 1000 1500 Suctionpipe diameter [mm] le n g t h / w id t

(49)

h [ m m ] lebar Panjangnya

Gambar 2-36 Dimensi Belanda draghead

2.2.3.9 hopper The

Seperti disebutkan sebelumnya kapal yang dibangun sesuai L B, B / T dan B / H rasio tertentu /. Ini juga

menyumbang mengikuti kapal keruk hisap hopper.

Beberapa wawasan dalam pengaruh rasio ini ini pada kerugian overflow dapatkan dari Camps Diagram (Gambar 2,132)

Penghapusan Ratio R, persentase bahan masuk yang mengendap dalam hopper een fungsi dari: R f S S S V R f S BL Q S BH Q = F H G saya K J = = F H G saya K

(50)

J 0 0 . . IDID

Kesimpulan sebagai berikut dari Gambar 2,132 sekarang dapat ditarik ketika menjaga hopper volume konstan:

1. Lebar B dipertahankan konstan dan L → 2L dan H → 0.5 h 1

st

jangka rasio penghapusan akan meningkat dan 2 e

jangka akan berkurang. Hal ini menyebabkan kesimpulan:

Lebih sedimentasi di gerbong dangkal panjang atau kurang dalam gerbong yang mendalam singkat

2. Ketinggian H dipertahankan konstan dan L → 2L dan B → 0.5B 1

st

jangka rasio penghapusan tetap konstan dan 2 e

jangka akan berkurang. Hal ini menyebabkan:

Sebuah kurang sedimentasi kecil di gerbong kecil panjang atau sedikit sedimentasi yang lebih baik

di gerbong lebar singkat.

3. Panjang L adalah konstan dan H → 2H dan B → 0.5B 1 st

jangka rasio penghapusan wajib menurun dan 2

e

jangka tetap konstan. Hal ini menyebabkan:

Kurang sedimentasi di gerbong yang mendalam kecil atau sedimentasi yang lebih baik di seluruh

hopper dangkal.

4. Ketinggian H dan lebar B tetap konstan, sementara L → 0.5 L dan Q → 0.5Q 1

st

jangka rasio penghapusan tetap konstan dan 2 e

jangka akan meningkat. Hal ini menyebabkan:

asupan pusat atau TSHD dengan 2 gerbong sedikit lebih baik.

Dari teori kerugian overflow (bab 2.5.1.3 Secara jelas) dapat diturunkan selama itu, dangkal gerbong yang menguntungkan bagi proses penyelesaian. Sayangnya bentuk seperti mengarah ke panjang

(51)

kapal yang relatif sempit dengan kedalaman terbatas yang mengakibatkan masalah desain tertentu untuk mesin

en deckhouse. Oleh karena itu kompromi harus ditemukan antara harga dan kinerja.

Ketika scaling-up bentuk hopper dengan dimensi lebih besar harus menyadari untuk tidak diinginkan

peningkatan kerugian melimpah. Setelah semua untuk semua baru untuk membangun membuntuti kapal keruk suction hopper itu

sering menuntut waktu buka, independen dari ukuran hopper, harus 1 jam untuk jenis pasir dengan iklan

50

250 pM. Ini berarti bahwa laju alir akan sebanding dengan volume hopper ketika konsentrasi diasumsikan konstan. Oleh karena itu skala kapasitas:

() 3 Q L η η = Kedua istilah S BL Q dan S BH Q bg bg

akan menurun dan ini menyiratkan bahwa hilangnya melimpah untuk

lebih besar membuntuti kapal keruk suction hopper akan lebih tinggi daripada yang lebih kecil trailing suction hopper

kapal keruk, bahkan jika gerbong serupa. Tergantung pada besarnya kenaikan ini ini

masih bisa diterima, karena produksi siklus masih bisa lebih tinggi dengan overflow lebih tinggi kerugian.

Persyaratan desain yang berhubungan langsung dengan bentuk hopper adalah bahwa tingkat pasir di dibatasi

beban harus lebih tinggi dari sealevel tersebut. persyaratan tersebut adalah

(52)

di mana tidak mungkin untuk mengeruk untuk tanda mengeruk karena waterdepth tersebut. Jika permukaan laut lebih tinggi dari tingkat pasir,

air tidak dapat mengalir keluar dan kapal tidak dapat dimuat

secara ekonomis. mark pengerukan melimpah adjustable Air ini tidak dapat dilepas Sistem Tonnage konstan Gambar 2-37

Untuk kapal modern persyaratan ini dapat puas untuk 50-60% dari beban maksimal. 2.2.3.10 Sistem pembuangan

Dari teori aliran bahan massal dari silo berikut bahwa aliran simetris pesawat

akan terjadi untuk bukaan debit di mana panjang L ≥ 3B (lebar) dan jenis aliran ini, adalah disukai di atas aliran simetris aksial. Sayangnya kebanyakan sistem pembuangan, kecuali untuk split hopper (Gambar 2.38) tidak memenuhi persyaratan ini, sedangkan bangunan dari hopper perpecahan

kapal keruk hisap jauh lebih mahal daripada "single hull" kapal.

Sebagai aturan praktis berikut rasio antara pembukaan debit dan permukaan baik yang digunakan, tergantung pada bahan debit:

Gambar 2-38 Perpecahan TSHD

Merancang Pengerukan Peralatan Prof.Ir. WJVlasblom Pagina 40 van 109 Maret 2003 • untuk lumpur 10% • untuk clay 50% • rata-rata 30%

Alih-alih pintu atau katup permukaan besar ada juga sistem yang melepaskan beban dengan jumlah terbatas pintu atau katup oleh sebagian pencairan atau mengikis beban. pengalaman menunjukkan

bahwa sistem ini berfungsi biasanya baik untuk jenis pasir halus. Persyaratan desain untuk

sistem debit mungkin

perlunya dumping di dangkal air. Apakah ini kasus dari geser pintu atau splithopper a adalah

(53)

pilihan. Juga kerucut katup

berfungsi dengan baik saat pemakaian di perairan dangkal. Dengan kecil pembukaan mereka sudah memberikan debit yang baik. Jika pintu yang digunakan pintu pembuangan dangkal harus

dipertimbangkan Gambar 2-39 2.2.4

Kekuatan penggerak

Kecuali untuk propulsi ada juga persyaratan untuk manuver trailing

suction hopper kapal keruk. Untuk tujuan ini tambahan busur pendorong yang sering digunakan. 2.2.4.1 Kekuatan penggerak

Trailing hisap kapal keruk hopper yang workships nyata. Mereka memiliki koefisien blok tinggi, tidak ada

kecepatan kapal yang tinggi dan mereka sering berlayar di perairan dangkal, yang membuat mereka "merasa" bagian bawah.

The kecepatan di knot tidak melebihi 1.4√L (Gambar 2.40).

Prof.Ir. WJVlasblom Pagina 41 van 109 May 2005 6 8 10 12 14 16 18 20 8.5 9.5 10.5 11.5 12,5 13,5 SQRT (L) [m ^ 02/01] Lo Sebuah d ed s p eed

(54)

[ k n ] 1,4 * L ^ 02/01 1,22 * L ^ 02/01

Gambar 2-40 Maksimum kecepatan TSHD ini Kapal-kapal resistensi terdiri dari sejumlah komponen: ( ) 1 total f aplikasi w TR SEBUAH R R k R R R R = + + + + + dengan R fl

perlawanan gesekan menurut ITTC-1957 rumus [N]

1 + k

bentuk faktor untuk lambung [-] R w resistensi gelombang [N] R aplikasi

resistensi sebagai akibat dari embel-embel [N]

(55)

R b

resistensi akibat perbedaan tekanan tambahan [N] Selanjutnya adalah: R 1 2 VCS dengan C R f 2 f total f n = = - ρ 0075 2 10 2 . mencatat b g

Penentuan perlawanan menuntut banyak pengalaman. Kecepatan berlayar rata-rata di knot untuk TSHD adalah 1.22√Length (0.63√L untuk v dalam m / s) Gambar 2.40. Itu berarti bahwa gelombang

resistensi bagian kecil dan resistansi total dapat diperkirakan oleh polinomial dari kedua memesan.

Namun demikian perlawanan kapal dari hopper kapal keruk trailing suction jauh lebih tinggi di bawah berlayar kondisi dibandingkan dengan kapal normal dengan koefisien blok yang sama. Ini adalah

disebabkan oleh katup bawah atau pintu dan panduan pipa hisap di lambung.

(56)

daya penggerak yang dibutuhkan tampaknya menjadi penentu di bawah kondisi miring, khususnya

ketika drive gabungan digunakan. Untuk kondisi ini persyaratan yang ditetapkan mengenai jejak kecepatan, diharapkan kontra saat ini dan gaya potong efektif draghead itu.

Untuk jalan kecepatan nilai normal adalah 1,5 m / s dengan arus balik dari 1 m / s. pada ini kecepatan perlawanan lambung, seperti yang bisa diharapkan, sedikit. Perlawanan terbesar muncul

dari menyeret pipa hisap atas dasar laut.

resistensi pipa hisap ini terdiri dari beberapa komponen: Pertama, komponen hydro-visco.

Di arah tegak lurus pipa: R C v v LD pipa D w ↵ = ⋅ ⋅ 1 2 ρ β β dosa dosa

Di arah sejajar dengan pipa: R C v v LD pipa L w 6 = ⋅ ⋅ 1 2 ρ

(57)

β β sebab sebab Di mana: C D = Koefisien Drag [-] C L = Koefisien Lift [-] D = Diameter pipa [m] L = Pipe panjang [m] R pipe↵ = Drag kekuatan [N] R pipa R draghead F + R pemotongan gesekan F impuls R kapal G 1 G 2 R 1 R 2 R 3 V

(58)

Δp draghead

Gambar 2-41 Pasukan bekerja pada TSHD sebuah

Prof.Ir. WJVlasblom Pagina 43 van 109 May 2005 R pipe6 = Gaya Lift [N] v

= Kecepatan air relatif ke kapal [Nona] β = Sudut Pipa [°] w = Density air [Kg / m 3 ]

The berdimensi koefisien C D

dan C L

terpisah dari tergantung pada jumlah Reynolds, juga

tergantung pada pelengkap pada pipa hisap. Untuk perhitungan yang lebih akurat lebih baik untuk

membagi pipa di bagian yang berbeda dengan daerah diproyeksikan berbeda. Ini memiliki keuntungan

bahwa kecepatan relatif air dapat tergantung dari waterdepth yang

Lain kekuatan yang propulsi harus menghasilkan, yang sering dilupakan, adalah gaya yang dibutuhkan

untuk mempercepat campuran mengeruk dengan kecepatan jejak kapal, kekuatan momentum ini. F Q v mama campuran jejak = ⋅ ⋅ ρ

(59)

dengan: F mama = Gaya Momentum [N] Q = Kapasitas pompa [m 3 / S] v jejak = Kecepatan Trail [Nona] campuran = Density campuran [Kg / m 3 ]

Perlawanan dari draghead atas dasar laut.

Gaya ini lebih sulit untuk menentukan, tetapi dapat diturunkan sebagai berikut: Selama pengerukan air erosi akan masuk draghead di bagian belakang dan sisi. (Lihat bab 2.5.1.1.3) perbedaan tekanan ini tergantung pada jenis tanah dan jumlah jet-

air yang digunakan untuk melonggarkan tanah (bab 2.5.1.1). Nilai rata-rata untuk perbedaan tekanan ini

50 kPa. Mengalikan luas hisap draghead dengan perbedaan tekanan memberikan kekuatan yang mendorong draghead untuk dasar laut.

Tambahan ini adalah berat draghead di bagian bawah, yang dapat ditentukan dengan persamaan kesetimbangan sederhana. Koefisien gesekan baja di atas pasir basah 0,3-0,5. Selain itu diketahui bahwa draghead "buldoser". Oleh karena itu koefisien gesekan di Setidaknya 0,5 harus digunakan.

Gigi atau pisau dipasang di draghead dengan kehebatan untuk memotong bagian penting dari tanah dilakukan

meningkatkan kekuatan trail signifikan. Pasukan tertinggal efektif 250 sampai 500 kN per pipa yang

umum untuk kapal keruk besar

Jika perlawanan total pipa hisap diketahui dari ini secara kasar dapat dikonversi ke lainnya diameter menggunakan: 1 1 2 2 W D W D

(60)

α ⎛ ⎞ = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ dengan α = 2,2-2,4

Kesimpulannya gaya yang dibutuhkan efektif trail (s) sangat tergantung pada jenis yang diharapkan

dari pekerjaan pengerukan dan karena itu untuk mempertimbangkan secara detail selama desain. Pertimbangan di atas dapat visual diklarifikasi dalam grafik daya tahan-propulsi:

Pada Gambar 2.42 kekuatan penggerak yang efektif (trust), T_sailing (dikoreksi untuk bangun) sebagai kapal

resistensi, R_sailing, akan ditampilkan sebagai fungsi dari kecepatan kapal. Di titik operasi "Berlayar" daya yang diberikan adalah sama dengan resistansi kapal. Di bawah kondisi ini utama mesin biasanya hanya mengemudi sekrup dan kurva dorong ditentukan oleh kekuatan

mesin utama. kurva gaya propulsi ini dapat dijelaskan oleh polinomial orde kedua: T Sebuah av av pelayaran s s = + + 0 1 2 2

Selama pengerukan mesin utama biasanya mendorong, selain sekrup, juga pasir-pompa instalasi (sand- dan pompa air) baik secara langsung atau melalui generator / set motor listrik. Ini berarti bahwa kurang propulsi tersedia untuk penggerak dalam mode ini. Karena

kekuatan penggerak sebanding dengan kekuatan penggerak sebagai: 2

(61)

T P =

konstan, propulsi

kurva gaya yang diperkirakan di bawah pengerukan (tertinggal) kondisi oleh: T Sebuah P P av av membuntuti membuntuti pelayaran s s = F H G saya K J + + 0 2 3 1 2 2

Jumlah dari resistansi kapal (R_ship) dan resistance pipa hisap (R_pipe) harus

sama dengan kurva kekuatan penggerak ini (titik "membuntuti" operasi). Biasanya kondisi ini tampaknya menentukan bagi yang akan diinstal kekuatan mesin utama. Jika ada drive gabungan digunakan daripada kondisi "berlayar" adalah normatif untuk daya penggerak yang dibutuhkan. 2.2.4.2 Kekuatan bow thruster

Dorong-Resistance Diagram 0 500 1000 1500 2000 0 2 4 6

(62)

8 10 Kecepatan [m / s] T h r u st / Kembali si st Sebuah n c e [ k N] pipa hanya Pelayaran Trailing

titik operasi ketika berlayar Titik opeation saat tertinggal Gambar 2-42

Gambar 2-43 Bow jet Manuver THSD memiliki

banyak peningkatan dibandingkan dengan masa lalu. Di tahun enam puluhan dan tujuh puluhan begitu- yang disebut jet busur (Gambar 2.43) yang

bekas. Ini memungkinkan untuk

menghasilkan kekuatan melintang dengan pasir-pompa. Tapi untuk alasan praktis ini dilakukan hanya bila pump- yang Kamar diposisikan di haluan. Itu efektivitas jet ini cukup

baik, pasti selama 2 sampai 3 knot. Itu

biaya konstruksi adalah hanya sebagian kecil dari mereka untuk busur pendorong.