HEAL DSpace

Προσομοίωση εκπομπών αιθάλης κατά τη λειτουργία 2-Χ ναυτικού κινητήρα Diesel με ανάπτυξη μοντέλου μηδενικής διάστασης

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Μετοχιανάκης, Γεώργιος el
dc.contributor.author Metochianakis, Georgios en
dc.date.accessioned 2021-09-08T08:41:25Z
dc.date.available 2021-09-08T08:41:25Z
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53819
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21517
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/ *
dc.subject Αιθάλη el
dc.subject Μαύρος καπνός el
dc.subject Μοντέλο μηδενικής διάστασης el
dc.subject Εκκίνηση el
dc.title Προσομοίωση εκπομπών αιθάλης κατά τη λειτουργία 2-Χ ναυτικού κινητήρα Diesel με ανάπτυξη μοντέλου μηδενικής διάστασης el
heal.type bachelorThesis
heal.classification Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας el
heal.language el
heal.access campus
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2020-07-08
heal.abstract Σε παγκόσμιο επίπεδο, σχεδόν το 90% των εμπορευμάτων διακινείται με πλοία. Τα πλοία, για να επιτελέσουν τη λειτουργία αυτή, εξοπλίζονται με μεγάλους κινητήρες Diesel, οι οποίοι αποτελούν σημαντικό παράγοντα ρύπανσης. Οι κυριότεροι ρύποι από έναν ναυτικό Κινητήρα Diesel είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), τα οξείδια αζώτου (NOx) και θείου (SOx) και τα σωματίδια της αιθάλης (soot). Τα ολοένα και πιο αυστηρά κριτήρια εκπομπών, τα οποία τίθενται από τον Διεθνή Οργανισμό Ναυτιλίας (IMO), καθιστούν απαραίτητη την εξέλιξη μονάδων πρόωσης μειωμένης ρύπανσης. Η μοντελοποίηση και κατανόηση των κυρίων ρύπων αποτελεί επίκεντρο της έρευνας των μεγάλων κατασκευαστριών εταιρειών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, επικεντρωθήκαμε στα σωματίδια της αιθάλης, η αυξημένη παραγωγή των οποίων οδηγεί στην εμφάνιση μαύρου καπνού στη καμινάδα του πλοίου. Η εμφάνιση μαύρου καπνού είναι σύνηθες φαινόμενο ,όταν το πλοίο λειτουργεί σε χαμηλά φορτία-πιέσεις και χαμηλούς κατ’ επέκταση βαθμούς απόδοσης συστημάτων. Επίσης είναι σύνηθες, κατά τη μεταβατική λειτουργία, η οποία διακρίνεται από στιγμιαίες αστάθειες των συστημάτων υποστήριξης του κινητήρα. Δημιουργήσαμε μοντέλο μηδενικής διάστασης με βάση το μοντέλο του Hiroyasu, ικανό να προβλέπει την παραγωγή αιθάλης σε σταθερά φορτία και σε μεταβατική λειτουργία. Στο πλαίσιο της εργασίας, χρησιμοποιήθηκε μοντέλο του δίχρονου βραδύστροφου κινητήρα Diesel της κατασκευάστριας εταιρείας MAN, με κωδική ονομασία 6S50 ME-C8, το οποίο είχε ρυθμιστεί στον θερμοδυναμικό κώδικα MOTHER για Tier II, του Εργαστηρίου Ναυτικής Μηχανολογίας, χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα Shop tests. Επιπλέον, έγινε χρήση ενός μοντέλου γάστρας πλοίου και έλικα, προκειμένου να είναι δυνατή η προσομοίωση της μεταβατικής λειτουργίας του κινητήρα. Για την προσομοίωση της εκκίνησης του πλοίου κατά την αρχική επιτάχυνση, αξιοποιήθηκε αναπροσαρμοσμένο μοντέλο του κινητήρα στις ιδιαιτερότητες των πολύ χαμηλών φορτίων λειτουργίας και έγινε επέκταση του χάρτη στροβίλου και συμπιεστή σε χαμηλότερες στροφές από αυτές που παρέχει ο κατασκευαστής. Στα αποτελέσματα δίνονται τέσσερις καμπύλες αιθάλης για τα τέσσερα διαφορετικά σταθερά φορτία λειτουργίας που διέθεταν Shop Tests. Συγκεκριμένα, δίνονται οι καμπύλες αιθάλης ανά κύκλο λειτουργίας για τα 25%, 50%, 75% και 100% του SMCR του κινητήρα. Επιπλέον, δίνεται η τελική μάζα αιθάλης που περνά στην εξαγωγή για δύο διαφορετικές μεταβατικές λειτουργίες επιτάχυνσης του κινητήρα. Πρόκειται για την εκκίνηση του κινητήρα από 0 RPM μέχρι και τις 75 RPM που χαρακτηρίζουν το 25% SMCR και για την μετάβαση από το 25% στο 50% του SMCR. Το μοντέλο προβλέπει σωστά την πτώση στην οξειδωτική ικανότητα (αδιάστατη, ως προς τη μάζα καυσίμου, ποσότητα αιθάλης που περνά στην εξαγωγή) του περιβάλλοντος καθώς το φορτίο μειώνεται, εξαιτίας πτώσης της πίεσης. Όσον αφορά στις μεταβατικές καταστάσεις, φαίνεται καθαρά η χειροτέρευση του ρύπου με την αύξηση του λόγου ισοδυναμίας καυσίμου-αέρα. Η εκκίνηση αποτελεί τη δυσμενέστερη κατάσταση ως προς την εναπομένουσα ποσότητα αιθάλης στο θάλαμο. Τα χαρακτηριστικά που συνδυάζει, του υψηλού λόγου καυσίμου-αέρα και της χαμηλής πίεσης, συντελούν σε αυτό το αποτέλεσμα. el
heal.advisorName Κυρτάτος, Νικόλαος el
heal.committeeMemberName Καϊκτσής, Λάμπρος el
heal.committeeMemberName Παπαλάμπρου, Γεώργιος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 106 σ. el
heal.fullTextAvailability false


Files in this item

The following license files are associated with this item:

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Except where otherwise noted, this item's license is described as Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα