Kellujärjestelmissä

Kellujärjestelmissä viitataan rakenteisiin ja järjestelmiin, jotka on suunniteltu toimimaan nestemäisessä ympäristössä siten, että ne kelluvat tai pysyvät pinnalla. Kelluminen syntyy, kun nesteen aiheuttama noste on suurempi kuin kappaleen paino, ja järjestelmät voivat olla staattisia (passiivisia kelluttajia) tai aktiivisesti stabiloituja.

Perusteet ja toiminta nojaavat Archimedeen lakiin: noste vastaa syrjäytetyn nesteen tilavuuden painoa. Kelluvuutta ja vakaata asentoa säädellään kappaleen tiheydellä, tilavuudella ja suunnitellulla massanjaolla. Pystysuuntainen vakaus määräytyy keskusten, kuten keskikohdan (center of buoyancy) ja lykkäysmitan (metacentric height) perusteella, sekä mahdollisten dynamiikan vaikutusten.

Esimerkkejä kellujärjestelmistä ovat laivaston ja merenkulun rakenteet, kuten laivojen runko ja ballastijärjestelmät, sekä kelluvat moduulit ja kelluvat laitteet öljy- ja kaasuteollisuudessa. Passiiviset kelluttajat voivat olla erimuotoisia ja tilavuudeltaan suuria, jolloin ne tarjoavat vakaata kelluvuutta ilman jatkuvaa tehonkäyttöä. Dynaamiset kellujärjestelmät käyttävät esimerkiksi työntövoimaa tai annosteltuja ilmakehä- tai nestehöyryjä vakauden ylläpitämiseksi kulloisenkin tilanteen mukaan.

Suunnittelussa huomioidaan nesteen ominaisuudet (tiheys, viscosity), ympäristön olosuhteet, turvallisuus- ja hätätilanteiden varmistukset sekä huolto- ja korroosiosuoja. Kellujärjestelmät ovat keskeisiä merenkulussa, off-shore-teollisuudessa sekä erilaisissa pelastus- ja mittausalustoissa.

Lisä- ja taustatekijöinä ovat muun muassa kelluvien apureiden ja laitteiden soveltuvuus erilaisiin käyttökohteisiin sekä ympäristövaikutusten hallinta.