The fouling effect on turbine and compressor efficiency and on the coupling of the turbocharger with marine diesel engine for different operational conditions

Καραμολέγκου, Δήμητρα-Δωροθέα; Karamolegkou, Dimitra-Dorothea

dc.contributor.author	Καραμολέγκου, Δήμητρα-Δωροθέα	el
dc.contributor.author	Karamolegkou, Dimitra-Dorothea	en
dc.date.accessioned	2020-11-20T12:29:55Z
dc.date.available	2020-11-20T12:29:55Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51963
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19661
dc.rights	Default License
dc.subject	Turbochargers	en
dc.subject	Fouling	en
dc.subject	2-stroke diesel engines	en
dc.subject	Turbines	en
dc.subject	Compressors	en
dc.subject	Υπερπληρωτές	el
dc.subject	Ρύπανση	el
dc.subject	2-χρονοι κινητήρες ντίζελ	el
dc.subject	Στρόβιλοι	el
dc.subject	Συμπιεστές	el
dc.title	The fouling effect on turbine and compressor efficiency and on the coupling of the turbocharger with marine diesel engine for different operational conditions	en
dc.title	Η επίδραση της ρύπανσης στον βαθμό απόδοσης στροβίλου και συμπιεστή και στη σύζευξη υπερπληρωτή και ναυτικού κινητήρα σε διάφορες καταστάσεις λειτουργίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ναυτική μηχανολογία	el
heal.classification	marine engineering	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-15
heal.abstract	Οι υπερπληρωτές των σύγχρονων ναυτικών κινητήρων ντίζελ κατασκευάζονται σύμφωνα με τον υψηλών προδιαγραφών αερο- και θερμοδυναμικό σχεδιασμό που εφαρμόζεται γενικά στις στροβιλομηχανές, όπως τους αεριοστροβίλους και τους αεροκινητήρες. Σε αντίθεση με αυτές τις εφαρμογές, όμως, οι ναυτικοί υπερπληρωτές λειτουργούν με τα χαμηλής ποιότητας ναυτιλιακά καύσιμα, με αποτέλεσμα να υπεισέρχεται το πρόβλημα της ρύπανσης. Κάτω από αυτές τις δυσχερείς συνθήκες λειτουργίας, οι υπερπληρωτές αναρροφούν αέρα γεμάτο σκόνη και αναθυμιάσεις από την πλευρά του συμπιεστή και βρώμικα καυσαέρια από την πλευρά του στροβίλου. Εφόσον είναι αναγκαία η μέγιστη αεροδυναμική απόδοση στην γεωμετρία του συμπιεστή και του στροβίλου, είναι φανερό ότι οποιαδήποτε ρύπανση στους αγωγούς ή τα πτερύγια, επηρεάζει την αεροδυναμική τους και μπορεί να οδηγήσει σε πτώση του βαθμού απόδοσης. Για αυτό τον λόγο, μέθοδοι καθαρισμού είναι διαθέσιμοι προκειμένου να αναχαιτίσουν την συσσώρευση ρύπανσης στα εξαρτήματα του υπερπληρωτή και να διατηρήσουν την απόδοσή του όσο γίνεται πιο σταθερή. Οι κατασκευαστές ενθαρρύνουν τους διαχειριστές να εφαρμόζουν τις καθιερωμένες μεθόδους, όπως πλύσιμο με στερεά μέσα ή με νερό, εκδίδοντας αναλυτικές οδηγίες σχετικά με τις διαδικασίες, τα χρονικά διαστήματα και τους πιθανούς κινδύνους. Εκτός από αυτές τις περιοδικές μεθόδους καθαρισμού, μηχανικός καθαρισμός των εξαρτημάτων λαμβάνει χώρα κατά την γενική επισκευή προκειμένου να αποκατασταθεί εντελώς ο βαθμός απόδοσης. Κατά την αποσυναρμολόγηση, οι επικαθίσεις των επιφανειών είναι ενδεικτικές της ρύπανσης και της αποτελεσματικότητας των τρόπων καθαρισμού. Ενώ η διαδικασία συντήρησης του υπερπληρωτή έχει ενσωματωθεί στην ρουτίνα των διαχειριστών, οι κατασκευαστές δίνουν λίγες πληροφορίες σχετικά με την πραγματική πτώση που υφίσταται ο βαθμός απόδοσης λόγω ρύπανσης όπως επίσης και για τις επιπτώσεις που έχει αυτή η πτώση όχι μόνο στον ίδιο τον υπερπληρωτή αλλά και συνολικά στην λειτουργία του κινητήρα. Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι να ποσοτικοποιήσει την ρύπανση του συμπιεστή και του στροβίλου και να προσδιορίσει πως αυτή επηρεάζει τις σημαντικές παραμέτρους του κινητήρα, όπως την πίεση και θερμοκρασία σάρωσης, την πίεση και θερμοκρασία των καυσαερίων, την παροχή μάζας, τις στροφές του υπερπληρωτή, κλπ. Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει την κατανόηση των μηχανισμών και παραγόντων που συντελούν στην δημιουργία ρύπανσης σε κάθε διαφορετικό εξάρτημα. Για να επιτευχθεί αυτό, είναι αναγκαίο να ληφθεί υπόψιν το περιβάλλον λειτουργίας και κυρίως οι ιδιότητες και τα συστατικά μέρη του καυσίμου. Στην πορεία, η σημασία της καθαριότητας τονίζεται καθώς επεξηγούνται τα αποτελέσματα της ρύπανσης σε κάθε μέρος του υπερπληρωτή. Στη συνέχεια, κάνοντας χρήση πειραματικών δεδομένων η μείωση του βαθμού απόδοσης μεταξύ των καθαρισμών ποσοτικοποιείται, έτσι ώστε να μπορέσουμε να μελετήσουμε το φαινόμενο της ρύπανσης με την χρήση του θερμοδυναμικού μοντέλου προσομοίωσης κινητήρα MOTHER του Εργαστηρίου Ναυτικής Μηχανολογίας του ΕΜΠ. Η μηχανή που έχει επιλεγεί για την προσομοίωση είναι η δίχρονη, αργόστροφη, εξακύλινδρη MITSUI-MAN B&W 6S60MC, εξοπλισμένη με έναν ABB VTR-564D-32 υπερπληρωτή. Τροποποιώντας με τον κατάλληλο τρόπο τις καμπύλες απόδοσης στους χάρτες του συμπιεστή και του στροβίλου και εισάγοντας τους νέους χάρτες στον προσομοιωτή, ο κινητήρας μας λειτουργεί κάτω απόδιαφορετικές συνθήκες ρύπανσης. Η προσομοίωση επαναλαμβάνεται για φορτία 50%, 75% και 100% προκειμένου να διαπιστώσουμε που είναι εντονότερες οι επιπτώσεις. Οι διάφορες επηρεαζόμενες παράμετροι του υπερπληρωτή και του κινητήρα εξετάζονται, χρησιμοποιώντας την επί τοις εκατό αλλαγή της τιμής τους και διαγραμματική απεικόνιση . Εν τέλει, γίνεται μια προσπάθεια να προσδιοριστεί σε τι βαθμό η ισχύς και ειδική κατανάλωση του κινητήρα επηρεάζονται από την ρύπανση του υπερπληρωτή.	el
heal.advisorName	Κυρτάτος, Νικόλαος;	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Παπαλάμπρου, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας. Εργαστήριο Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	65 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false