Drijf- en laadvermogen boot

Stephan stelde deze vraag op 16 september 2018 om 08:04.

Goedemorgen,

Ik moet het maximale laadvermogen van mijn boot aantonen. Dit heb ik nodig voor de keuring, kan iemand mij helpen?

Boot afmetingen zijn: 850cm x 315cm x 143cm (lxbxh)
Totaal gewicht: 4000kg
Dit is inclusief een accu pakket van 1200 kg (0,47m3)
Tevens zijn er voor extra drijfvermogen 4 compartimenten met piepschuim gemaakt (60cmx60cmx40cm) x4

Ik weet niet of er extra informatie nodig is? Alvast hartelijk dank!

Reacties

Jan van de Velde op 16 september 2018 om 08:38
dag Stephan,

Gesteld dat je boot een rechthoekige bak is dan heeft die een natuurkundig drijfvermogen (=maximale waterverplaatsing) van 8,5 x 3,15 x 1,43 ≈ 38 ton.

Die piepschuimcompartimenten zitten binnen in de boot en zolang de boot niet volloopt doen die niks. Waarom die erin zitten is me een raadsel overigens, die geven samen maar een drijfvermogen van tegenaan de 600 kg, dus als die boot met een eigen massa van 4 ton volloopt gaat die ondanks dat schuim toch naar de bodem.

Minus een massa van 4 ton zou je in theorie 34 ton moeten kunnen laden. Maar ja, dan is zelfs een rimpeltje op het water al voldoende om water over de rand te laten lopen en vervolgens de boot te doen zinken.  
De rest van het verhaal is dus een kwestie van ontwerp van de boot en de omstandigheden waarin je vaart.

bijvoorbeeld deze:


daarvan vinden we gegevens:
https://www.marinetraffic.com/nl/ais/details/ships/shipid:155711/vessel:MAERSK%20MC%20KINNEY%20MOLLER

diepgang (en dat is dus in geladen toestand) is 15,2 m (andere sites melden 14,5 m overigens). Maar op de foto steekt er zeker nog 10 m schip boven de waterlijn. 

Drijfvermogen (maximale waterverplaatsing totdat het water over de rand begint te lopen) is dus natuurkundig bezien ruwweg l x b x h = 399 x 59 x 25 = 588 000 ton. Maar het wordt uiteraard levensgevaarlijk zó te gaan varen. Het laadvermogen van dat ding houdt dus ergens op bij rond de 190 000 ton.

hier
http://marinenotes.blogspot.com/2012/07/what-is-gross-tonnage-net-tonnage-light.html

vind ik een formule die we misschien ook op jouw schip zouden kunnen loslaten (denk ik, want ik ben geen scheepsbouwkundig ingenieur). Losgelaten op die containerjoekel komt die formule wel ergens in de buurt.
 

bruto tonnage = K x V = (0,2 +0,02 x log38) x (38) = 8,8 ton.

Anderzijds, je hebt hier te maken met wet-en regelgeving en daarvan heb ik werkelijk geen idee. Dus vul niet ergens op een formuliertje 8,8 ton in om de waterpolitie vervolgens naar mij door te verwijzen.

groet, Jan
stephan op 19 september 2018 om 07:18
Beste Jan,

Bedankt voor je hulp!

Als ik nu 10% (14cm) vrijboord moet houden, klopt dan mijn berekening:
38T x 0,9 = 34T

(0,2 +0,02 x log34) x (34)=7,8T

gr
Stephan
Jan van de Velde op 19 september 2018 om 07:56
dag Stephan,

Daarvan heb ik geen idee. Ik denk het niet, want je boot is vast geen rechthoekige bak. En voor dat soort berekeningen is vast en zeker een pak met voorschriften gemaakt en die ken ik niet. Nogmaals, 

Jan van de Velde plaatste:

ik ben geen scheepsbouwkundig ingenieur
Groet, Jan
stephan op 19 september 2018 om 08:20
Bedankt Jan
Marianne op 24 april 2020 om 16:54
Hoi.
Als je een sleepboot hebt van 16.20 m lang,
4 m breed en een inwatering van 1.60m ;
Hoe zwaar is dan het eigen gewicht van de boot
Groet Marianne
Theo de Klerk op 24 april 2020 om 17:06
Wet van Archimedes:  gewicht van de boot = gewicht van het verplaatste water.
Dus 16,2 x 4 x 1,60 m3 zit onder water. Gewicht van het water? Da's het gewicht van de boot.
Rudi op 02 mei 2020 om 19:39
L x B x D x prismatische coëfficiënt = waterverplaatsing.   (pr. co. is voor ieder schip anders)
Theo de Klerk op 02 mei 2020 om 20:11
>prismatische coëfficiënt 

Dat is een vormfactor. Een rechthoekige boot (bestaat bijna niet) is gewoon LxBxH
Het principe blijft hetzelfde: het volume onder water verplaatst datzelfde volume aan water. Als dat qua gewicht meer is dan de boot als geheel, zal die drijven. Zo niet, dan zinkt ie. Net als een baksteen.
Sems op 20 april 2022 om 23:25
Hoi ik heb een woonboot van 44 m lang 6.5 breedt en vanaf water is de hoogte ong 2 meter hoeveel gewicht mag er Max erop .
Jan van de Velde op 21 april 2022 om 00:01
dag Sems

1 kuub verplaatst water geeft ongeveer 1 ton drijfvermogen
Ruwweg is de maximale massa dus theoretisch 44 x 6,6 x 2 = 580 ton.

Maar, zoals ik eerder hierboven schreef: dat wordt in de praktijk levensgevaarlijk: dan staat het water letterlijk tot aan de rand. Een golfje, een beetje wind, iemand die van links naar rechts over de boot loopt, en het water loopt over de rand en dan is er geen houden meer aan. 

Wat dan voor jouw boot veilig is? Geen idee. Dat laat ik aan scheepsontwerpers over. Wat "mag"? Nog minder een idee. Die scheepsontwerpers kennen die regels vast wel. 

Groet, Jan
Marit op 24 juli 2023 om 16:50

Geen boot, maar wel nauw aan dit onderwerp verwant:

Ik wil graag zelf een (betaalbare) drijvende steiger maken. De steiger moet minimaal 3x1,5 meter zijn en inclusief eigen en mijn gewicht 30-35 cm boven de waterlijn uit komen.

Als drijvers zouden opbergboxen als dit kunnen dienen. Natuurlijk moeten ze nog wel (water!) dicht gemaakt, aan elkaar gekoppeld worden en voorzien van een (verhogende) toplaag. Puur gebaseerd op afmeting heb ik er 30 nodig. 

Maar hoeveel gewicht kunnen 30 van die boxen samen dragen zonder 'koppie onder' te gaan?

Theo de Klerk op 24 juli 2023 om 17:52
Lees de  Wet van Archimedes er nog eens op na en de eerdere antwoorden. Je vraagt namelijk naar dezelfde weg.  Ondergedompeld volume x dichtheid water = opwaartse kracht. Daarvan trek je het gewicht van je steigermateriaal af en wat overblijft (moet positief zijn) is de uiteindelijke opwaartse kracht. Hoe groter de overblijvende kracht, des te hoger zal de steiger uit het water stijgen.
Marit op 24 juli 2023 om 19:41

Het klinkt allemaal heel logisch, maar ik ben nooit sterk geweest in wiskunde en weet nauwelijks tot niets van natuurkunde. Ik heb bovenstaande doorgelezen en ik snap gewoon niet wat ik lees. Noem me maar dom. De wet van Archimedes heb ik bekeken en dat is abracadabra voor mij.

Jaap op 24 juli 2023 om 20:05
Dag Marit,
Laten we zeggen dat de afmetingen van een opbergdoos zijn
lengte×breedte×hoogte=48cm×30cm×21cm=4,8dm×3,0dm×2,1dm
Dan is het volume van een doos 4,8dm×3,0dm×2,1dm=30,24dm³, afgerond 30dm³
Als een doos zich geheel onder de waterlijn bevindt, kan de doos 30kg dragen.
Dertig afgesloten dozen met alleen lucht erin kunnen samen 30×30=900kg dragen.
De 900kg is het totaal van de 30 lege dozen en het steigermateriaal en alles wat op de steiger staat.
Hopelijk helpt dit.
Groet, Jaap
Theo de Klerk op 24 juli 2023 om 20:16
>De 900kg is het totaal van de 30 lege dozen en het steigermateriaal en alles wat op de steiger staat.

Als verduidelijking van Jaaps opmerking: 900 kg kunnen de dozen dragen.
Daarvan moet je dus aftrekken de massa van al die dozen en overig materiaal van de steiger. Stel dat zo'n doos 1 kg is en dat steigermateriaal 60 kg is, dan kan dus 900 - 30 x 1 - 60 = 810 kg dragen. Als er minder op staat dan zakt de steiger niet helemaal onder water, als er 810 kg op staat dan ligt de steiger op de waterlijn.

Ik heb van Blokker de Iris Clearbox van 50 liter genomen (buitenmaten LxBxH=60x40x30 cm3) als voorbeeld en vind dan dat als iemand van 70 kg op de vlonder gaat staan (die zelf 40 kg weegt met 19 dozen eronder in 1 laag), het geheel zo'n 26 cm boven water uitsteekt.

De spreadsheet om allerlei getallen in te vullen (alleen groene velden) geeft telkens een doorrekening.  Eenheden in ouderwetse kilo's voor gewicht (x 9,81 in newton) omdat iedereen daarin maar blijft rekenen en het anders niet meer snapt. Hopelijk gemaakt zonder rekenfouten in de formules erin.

Bijlagen:

Marit op 25 juli 2023 om 11:26

Jaap en Theo: geweldig, bedankt! Met de uitleg van Jaap had ik al een inschatting kunnen maken, maar met de excel sheet van Theo kan ik gedetailleerd aan de slag. En door de opbouw en de formules te zien, begin ik ook een beetje te snappen hoe zo'n berekening werkt. Alleen de formules in D19 en D20 moet ik denk ik eerst helemaal uitschrijven om te begrijpen ;-). 

Jullie hebben me echt heel goed geholpen! Thanks! Nu kan ik echt gaan plannen wat ervoor nodig is om een steiger te maken.

Theo de Klerk op 25 juli 2023 om 11:49
D19: draagvermogen is afhankelijk van aantal boxen onder de steiger en van het aantal lagen (mocht je er twee of meer onder elkaar monteren voor meer drijfvermogen).
Daarna is het drijfvermogen gelijk aan oppervlak x hoogte van elke box (x aantal boxen) maar daar moet het gewicht van al die boxen zelf weer af. Tenslotte moet het gewicht van het steigermateriaal er ook nog vanaf.

D20: Alle berekeningen gebeuren in meters, dus om een antwoord in cm te krijgen moet je alles met 100 vermenigvuldigen.  Dan bepaal je de hoogte van de box. Daarvan blijft maar een deel boven water (of niet: negatief antwoord) want door het gewicht van steiger, jezelf en de boxen verdwijnt al een deel van het drijfvermogen.  Er is al uitgerekend hoeveel kracht omhoog geleverd wordt als de box 1 m hoog zou zijn en compleet onder water verdwijnt. Dat gegeven wordt gecorrigeerd voor de echte hoogte van de box. En daar gaat het gewicht op de boxen vanaf.

Je kunt ook besluiten de steiger niet compleet te onderbouwen met boxen maar er bijvoorbeeld maar 4 te nemen (aan de uiteinden).  Dan moet je D17 "vernielen" door de rekenformule eronder te overschrijven door domweg "4" in te vullen.  Zolang je de spreadsheet niet bewaard is de volgende keer de formule weer terug. Anders die eerst even in een leeg veld bewaren en later terugzetten.
Jan van de Velde op 25 juli 2023 om 12:43

Theo de Klerk

Je kunt ook besluiten de steiger niet compleet te onderbouwen met boxen maar er bijvoorbeeld maar 4 te nemen (aan de uiteinden). 

 hmm, dat wordt dan een wiebelig geheel met grote kans op natte voeten :(

groet, Jan

Marit op 25 juli 2023 om 13:25

@Theo: Ik heb het tabblad van de excel sheet gekopieerd zodat ik altijd het origineel nog heb. En ik heb inderdaad al zitten stoeien met meer of minder boxen in dat veld, rekening houdend met wat er nog bovenop moet komen om een vlak en sterk oppervlak met voldoende hoogte te krijgen.

@Jan: 4 boxen wordt wel wat wiebelig inderdaad, dan zouden dat toch minstens 4 grote tonnen moeten zijn, maar voor een steiger van maar 1,5 m breed blijft 't twijfelachtig. Maar minder dan 19 zou moeten kunnen, vooropgesteld dat het gewicht van de 'opbouw' en van mezelf niet zo zwaar wordt dat de hoogte van het geheel onder de 30 cm boven de waterlijn uit komt.

Al met al ben ik er wel achter dat het zelfs bij zelfbouw nog best een kostbaar grapje wordt, al staat het niet in verhouding tot wat het kost om een 'echte' (drijvende) steiger van die maat te laten bouwen.

Theo de Klerk op 25 juli 2023 om 14:13
>hmm, dat wordt dan een wiebelig geheel met grote kans op natte voeten :(

Het was ook maar een voorbeeld. Je kunt er ook 8 of 12 of... weet ik hoeveel (minder dan volledig bezet) nemen ;-)
En wiebelig: als de steiger aan de waterkant met de wal wordt bevestigd is het gewiebel al minder - in het extreme geval kan het alleen maar op en neer deinen.
Marit op 25 juli 2023 om 23:58

Een drijvende steiger hoort inderdaad aan of bij de wal vast te zitten. Je hebt er weinig aan als 'ie weg drijft...

Moet ik ook nog iets op verzinnen, want ik heb geen eigen stukje wal. Alleen openbaar, dus ik kan niet zomaar ergens een steiger neerleggen. Zelfs geen drijvende. Maar voor alles is een oplossing, deze vind ik ook wel. 0:-)

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft vijfentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)