Tanker, sıvılaştırılmış yükleri veya gazları yollarda taşımak üzere tasarlanmış ve yollarda sık biçimde karşımıza çıkan bir taşıttır. Farklı boyutlarda ve tasarımlarda olsalar da, neredeyse tüm tankerlerde ortak olan şey silindir biçiminde tasarımlarıdır.
Verimlilik açısından düşünüldüğü zaman tankerler silindir değil de dikdörtgenler prizması biçiminde olsaydı, hem daha fazla miktarda sıvı taşır hem de üretimleri çok daha kolay olurdu. Ancak bu tasarım tercihinin bir değil birden çok sebebi vardır.
Tankerler Neden Silindir Biçimindedir?
Birincisi ve aslında en önemli sebebi silindir biçiminde bir tankerde takviye edilmesi gereken ‘zayıf noktalar’ yoktur. Bu da bir tankeri inşa etmek için daha az malzeme kullanılması anlamına gelir. Buna karşılık, bir dikdörtgen veya kare prizmada, basınç için zayıf noktalar oluşturan köşeler ve düz kenarlar mevcuttur. Bu, ticari uçaklardaki pencerelerin dikdörtgen/kare şeklinde yapılmaması, yuvarlak köşelere sahip olması ile aynı nedendir.
Köşeleri olan her yapının, yapısal olarak bu köşelerde zayıf noktaları bulunmaktadır. Bunun sebebi, sivri köşelerde stresin (yani birim alana düşen kuvvetin) katlanarak artmasıdır. Sonucunda hareket eden bir akışkanın önüne köşeli bir kare şeklinde engel koyacak olursanız, bu akışkanın cismin etrafından dolaşmak için yön değiştirmek zorunda kalacaktır. Yön değiştirme, o noktada basıncın yani stres konsantrasyonunun artmasına neden olur.
Cismin şekline bağlı olarak, bu yön değiştirme miktarı da değişir. Köşeli yerine daha yuvarlak olan şekillerde ise, bu yön değiştirmenin etkisinin daha az olur. Bunu aşağıdaki şekli inceleyerek de görebilirsiniz. Detaylar için göz atabilirsiniz: Uçak Ve Gemi Penceresi Neden Kare Değil de Yuvarlaktır?
Bir tankerin içinde yüksek bir basınç vardır. Bu nedenle aslında en elverişli şekil küresel şekillerdir. Ancak küre formuna sahip bir tankerin karayollarında kullanılması uygun olmayacaktır. Bu nedenle de tankerler silindir biçiminde yapılır.
Silindir Biçimindeki Bir Tanker Daha Dengelidir
Bir tanker hızlandığında/yavaşladığında, tankerdeki sıvı, eylemsizlik yasasına göre tanker içinde sallanmaya (yani ileri geri hareket etmeye) başlar. Tankerin taşıdığı şeylerin genellikle yanıcı ve patlayıcı sıvılar olduğu düşünülürse, bu çok da tercih edilen bir şey değildir. Ayrıca tek sorunda bu değildir.
Yönlendirme ve/veya frenleme manevraları sırasında tanktaki sıvı yük salınımlarından kaynaklanan hidrodinamik kuvvetler bir tankerin dengesini bozar ve aracın kullanımını zorlaştırır. Tanker sürücülerinin manevralarını mümkün olduğunca yavaş yapmalarının nedeni de dalgalanmayı minimize etmektir. Bu sorunu önlemek için birçok tankerin içinde aşağıda da gördüğünüz gibi metal levhalar kullanılmaktadır. Bunlara dalgakıran denir. Dalgakıran sayesinde tanker içerisindeki sıvı dengesiz bir hal almaz ve tankeri olası devrilme tehlikesinden korur.
Silindir biçimli bir tanker tasarımının bir başka avantajı da ağırlık merkezi ile ilişkilidir. Ağırlık merkezi kavramı makine, bina ve aletlerin tasarımında çok önemli bir yere sahiptir. Örneğin bir otomobili tasarlarken bunu hesaba katmak gereklidir. Aksi takdirde araba dengesiz olacaktır. Bunun sonucunda da virajlarda kolayca savrulacaktır. Söz konusu olan bir tanker olduğunda da bu savrulma durumu yukarıda aktardığımız çalkalanma hareketini arttıracaktır.
Güvenlik açısından bir aracın ağırlık merkezi ortada ve mümkün oldukça aşağıda olmalıdır. Silindir, görece düzgün bir şekil olduğu için ağırlık merkezi tam ortasından geçtiği varsayılan hayali bir çizginin orta noktasıdır. Ancak dikdörtgen prizma biçiminde bir tankerin ağırlık merkezi bundan daha yüksekte olacaktır.
Sonuç Olarak;
Silindir tanker tasarımının nispeten daha az önemli olsa da başka avantajları da vardır. Örneğin mevcut sıvının boşaltılması söz konusu olduğunda da en iyi sonuç silindirik haznelerde elde edilecektir. Çünkü yapısı tıpkı bir huniye benzediğinden sıvının boşaltılması diğer şekillerden çok daha kolay olur. Banyo küvetlerinin de köşeleri olmayan silindire daha yakın şekillerde üretilme nedeni budur.
Son olarak temizlik yapan herkesin çok iyi bileceği gibi köşeler barındırmayan haznelerin temizlenmesi çok daha kolaydır. Ayrıca göz atmak isterseniz: Rögar Kapakları Neden Hep Yuvarlak Olur?
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Gafur H. Samigullin, Anastasiya A. Lyagova and Alyona S. Dmitriyeva; Evaluation of Stress-strain State of Steel Cylindrical Tank with Dent Defect; International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 12, Number 5 (2017) pp. 761-764
- Why Do Liquid-Carrying Trucks Have Cylindrical Tankers? Yayınlanma tarihi: 8 temmuz 2022; Bağlantı: https://www.scienceabc.com/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
