On the reduction of fuel consumption of bulk carriers

Abstract

Αυτή η διπλωματική εργασία ασχολείται με την αξιολόγηση των πραγματικών μετρήσεων για καταναλώσεις τριών capesize bulk carriers σε διάφορα ταξίδια και συνθήκες φόρτωσης . Μετά τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με την κατανάλωση των τριών πλοίων, ένα από αυτά λήφθηκε ως πρότυπο ώστε ελαχιστοποιώντας την αντίσταση κυματισμού του να μειωθούν οι καταναλώσεις του. Με χρήση προγραμμάτων υπολογιστικής υδροδυναμικής και διάφορες δοκιμές για διάφορες διαγωγές, ταχύτητες αλλά ακόμα και της μορφής του βολβού , έγινε μια προσπάθεια να μειωθεί η συνολική αντίσταση του με την ελαχιστοποίηση της αντίστασης κυματισμού του. Σε αυτούς τους τύπους των πλοίων , και σε τόσο χαμηλούς αριθμούς Froude, συμπεραίνουμε ότι λίγα πράγματα μπορούν να γίνουν με τις προαναφερθείσες αλλαγές , επειδή η αντίσταση κύματισμου αυτών των τύπων πλοίων παίζει ελάχιστο ρόλο στον υπολογισμό της συνολικής αντίστασή τους . Έτσι, στην προσπάθεια ελαχιστοποίησης της κατανάλωσης τέτοιων πλοίων, καταλήγουμε ότι χαμηλότερα επίπεδα κατανάλωσης μπορεί να ληφθούν με την προσπάθεια μειώσης της βρεχόμενη επιφάνειας τους , και ως εκ τούτου αντίσταση τριβής τους, η οποία είναι πέρα αμφιβολία , ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει την συνολική αντίσταση τους. Επιπλέον καταλήγουμε ότι θετικά αποτελέσματα μπορεί ακόμα να προκύψουν με την εγκατάσταση διαφόρων εξαρτημάτων, τα οποία στοχεύουν στην αύξηση της απόδοσης της έλικας και γενικότερα στξν καλύτερη αξιοποίηση της απόδοσης της κύριας μηχανής.

This diploma thesis is concerned with the evaluation of the real time consumption information gathered from three similar cape size bulk carriers in different voyages and loading conditions. After gathering information on the consumption of the three similar bulk carriers, one of them was taken as a template and analyzed in order to try to reduce its fuel oil consumption by minimizing the total resistance it produces. Using computational fluid dynamics programs and through experimenting and altering operational aspects of the ship, such as optimizing trim and even hull form designs (different bulb types), an attempt was made to lower its total resistance by minimizing the wave resistance it produces. In such types of ships, and in Froude numbers as low as the ones these ships are operating on, we have come to understand that little can be made with the aforementioned changes, because the wave resistance of these types of ships plays a minor role when calculating their total resistance. Thus, in the effort of minimizing fuel oil consumption of a cape size bulk carrier, it was concluded that lower consumption levels may be obtained by optimization, based on the attempt to reduce the vessels wetted surface, and therefore their frictional resistance, which is beyond doubt, the prime factor affecting these kinds of vessels’ total resistance. Adding to the above, positive outcomes are also achieved by the installation of different components, which aim to increase the propeller efficiency and generally utilize better the main engine power.