Εκτίμηση ρύπανσης γάστρας πλοίου μέσω υπολογισμού ισχύος με χρήση μαθηματικού μοντέλου κινητήρα πρόωσης και μετρήσεις από στοιχεία ημερολογίου και αναφορές απόδοσης

Φωτεινός, Μιχαήλ; Foteinos, Michail

dc.contributor.author	Φωτεινός, Μιχαήλ	el
dc.contributor.author	Foteinos, Michail	en
dc.date.accessioned	2016-03-22T10:54:18Z
dc.date.available	2016-03-22T10:54:18Z
dc.date.issued	2016-03-22
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42218
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11810
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Εκτίμηση ρύπανσης	el
dc.subject	Θερμοδυναμικό μοντέλο	el
dc.subject	Παρακολούθηση απόδοσης	el
dc.subject	Πρόσθετη αντίσταση κυματισμού	el
dc.subject	Αντίσταση ανέμου	el
dc.subject	Νόμος της έλικας	el
dc.subject	Fouling estimation	en
dc.subject	Thermodynamic model	en
dc.subject	Μοντελοποίηση μηχανής εσωτερικής καύσης	el
dc.subject	Ship performance monitoring	en
dc.subject	Wave resistance	en
dc.subject	Air resistance	en
dc.subject	Propeller law	en
dc.subject	Internal combustion engine modelling	en
dc.title	Εκτίμηση ρύπανσης γάστρας πλοίου μέσω υπολογισμού ισχύος με χρήση μαθηματικού μοντέλου κινητήρα πρόωσης και μετρήσεις από στοιχεία ημερολογίου και αναφορές απόδοσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ναυτική μηχανολογία	el
heal.classification	Παρακολούθηση απόδοσης πλοίου	el
heal.classification	Marine engineering	en
heal.classification	Ship performance monitoring	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-11-05
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό, να εξετάσει την αύξηση της αντίστασης του πλοίου λόγω ρύπανσης (fouling), εστιάζοντας στην αύξηση ζήτησης ισχύος από την κύρια μηχανή του πλοίου και αφαιρώντας όλους τους άλλους παράγοντες που προκαλούν αντίσταση. Εξετάστηκαν τέσσερα αδελφά πλοία (sister ships), Panamax Bulk Carriers, από το 2008 έως το 2015. Τα πλοία αυτά είχαν πανομοιότυπες γάστρες και ήταν εφοδιασμένα με την ίδια κύρια μηχανή, MITSUI MAN B&W 6S60MC-C, και τον ίδιο υπερπληρωτή. Στο χρονικό διάστημα αυτό, τα πλοία πέρασαν από δεξαμενισμούς και καθαρισμούς της γάστρας και της έλικας του πλοίου. Τα δεδομένα τα οποία χρησιμοποιήθηκαν, για τη διεκπεραίωση της εργασίας, αντλήθηκαν από τις Αναφορές Απόδοσης (Performance Reports) και τις Αναφορές Ημερολογίου (Noon Reports) των πλοίων στο διάστημα αυτό. Επιπλέον είχαμε στη διάθεση μας τις ημερομηνίες δεξαμενισμών και καθαρισμών της γάστρας και της έλικας του πλοίου. Η κύρια πηγή δεδομένων, ήταν τα Performance Reports, λόγω μεγαλύτερης φερεγγυότητας. Τα Noon Reports χρησιμοποιήθηκαν για την άντληση στοιχείων καιρού και ρευμάτων τα οποία δεν αναγράφονταν στα Performance Reports. Συνολικά είχαμε στη διάθεση μας 137 Performance Reports και για τα τέσσερα πλοία. Ο υπολογισμός της ισχύος της μηχανής, για κάθε κατάσταση λειτουργίας των Performance Reports, έγινε μέσω της μοντελοποίησης της μηχανής με τη βοήθεια του κώδικα MOTHER (MOtor THERmodynamics). Αρχικά, απαιτήθηκε η εισαγωγή στοιχείων στο MOTHER, σχετικά με την γεωμετρία και τη λειτουργία της μηχανής και του υπερπληρωτή. Στη συνέχεια, οι παράμετροι των μοντέλων ρυθμίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης να βρίσκονται πολύ κοντά στα αντίστοιχα μεγέθη των Shop Trials και Sea Trials. Συγκεκριμένα, επετεύχθη απόκλιση μικρότερη του 5% στα αποτελέσματα των Shop Trials και μικρότερη του 3% στα αποτελέσματα των Sea Trials. Τέλος, έγινε έλεγχος του μοντέλου με ορισμένα από τα Performance Reports από τη λειτουργία των πλοίων. Για κάθε κατάσταση λειτουργίας των Performance Reports, υπολογίστηκε η ισχύς και άλλα θερμοδυναμικά μεγέθη της μηχανής. Αναπτύχθηκε μία μεθοδολογία ώστε να απορρίπτουμε τυχόν λανθασμένες μετρήσεις των Performance Reports, και να μην τις λάβουμε υπόψη στην τελική ανάλυση. Στη συνέχεια, υπολογίζοντας τις αποδοτικότητες της προωστήριας εγκατάστασης, και γνωρίζοντας την ταχύτητα του πλοίου υπολογίζουμε τη συνολική αντίσταση του πλοίου.. Οι διορθώσεις που εφαρμόστηκαν, αφορούν την Πρόσθετη Αντίσταση Κυματισμού (Added Wave Resistance), την Αντίσταση Ανέμου (Air Resistance) και την Αντίσταση σε Ήρεμο Νερό (Calm Water Resistance). Για την Πρόσθετη Αντίσταση Κυματισμού χρησιμοποιήθηκε η εμπειρική μέθοδος STA2 και για την Αντίσταση Ανέμου η αναδρομική μέθοδος του Fujiwara et al. Και οι δύο μέθοδοι προτείνονται στην ITTC (International Towing Tank Conference) του 2012. Για την Αντίσταση σε Ήρεμο νερό επιλέχθηκε η μέθοδος FORMDATA του πανεπιστημίου της Δανίας. Όλες οι παραπάνω μέθοδοι προγραμματίστηκαν στο περιβάλλον Matlab. Αφαιρώντας από τη συνολική αντίσταση, τις επί μέρους αντιστάσεις που αναφέραμε παραπάνω, απομονώνεται η πρόσθετη αντίσταση λόγω ρύπανσης. Η χρονική μελέτη της εξέλιξης του φαινομένου γίνεται μέσω δύο σταθερών: της σταθεράς της ελικας και της σταθερά της αντίστασης λόγω Ρύπανσης. Η μελέτη της εξέλιξης της ρύπανσης, γίνεται μέσω της εξέτασης της χρονικής μεταβολής των παραπάνω σταθερών, πριν και μετά από κάθε δεξαμενισμό ή καθαρισμό. Οι αναμενόμενες τάσεις-trends για τη χρονική εξέλιξη των σταθερών, οι οποίες και επαληθεύονται, είναι η σταδιακή αύξηση των σταθερών έως κάποιο καθαρισμό ή δεξαμενισμό, απότομη πτώση, και στη συνέχεια και σταδιακή αύξηση έως τον επόμενο καθαρισμό.	el
heal.advisorName	Κυρτάτος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Πολίτης, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Παπαλάμπρου, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	132 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true