重新评价低速机主机轴带发电机(定距桨系统)的节能及经济性

在定距桨系统中的低速机主机轴带发电机与常规柴油发电机的燃油耗量比较时,必须在等航速下把采用轴带发电机时的主机额定输出和采用柴油发电机时的主机额定输出与船型、螺旋桨的设计转速,以及在主机额定输出区中所选的额定输出点联系起来作为整体考虑。作者提出主机轴带发电机与柴油发电机相比较的节能精确计算法。按此计算法,轴带发电机未必有节能效果。     

船舶减速航行与主机减额输出节能技术的分析研究

从节能的观点出发，对船舶减速航行和主机减额输出节能技术的节能原理和存在的问题及其技术对策进行了较详细地分析与研究。还分别阐述了减速航行时合理航速的确定、减额输出区以及船舶减速航行与主机减额输出节能技术在应用上的限制。     

绿色35000吨散货船主机选型优化研究

从节能和减排的角度重点研究主机的选型.通过优化选型,将具有最低燃油消耗量,最低温室气体排放以及最高纯现值的主机选为绿色35000吨散货船的主机.为进一步降低燃油消耗量,通过主机与螺旋桨优化匹配以完成主机的优化选择.优化选择体现在以下四方面:(1)在相同服务航速条件下,采用低转速大直径螺旋桨进一步降低对主机功率的需求; (2)采用低燃油消耗率的主机;(3)采用低的减功率输出方法选择主机,使燃油消耗进一步降低; (4)备选主机的排放要满足IMO及MARPOL 73/78的有关要求.对六种机型进行了对比选择,6S46ME-BSTⅡ型主机因具有最低燃油耗量,最低温室气体排放以及最高纯现值,可作为绿色35000吨散货船的首选主机.该型主机与原来安装的6S42MC7主机相比燃油消耗量的节省可达19.5%.     

大型极地运输船主机功率评估方法研究

文章根据推力和阻力平衡原理,结合冰阻力模型试验结果,初步探索了大型极地运输船主机功率的评估方法。文中以一艘极地航行运输船为例,结合冰水池试验结果和满足RMRS规范要求的主机功率评估结果,对上述评估方法进行了验证。当采用理论方法评估主机功率时,设计者必须具有一定的经验,才能正确考虑冰桨相互作用以及螺旋桨的抽吸作用;当采用传统拖曳水池进行低速拖曳模型试验评估主机功率时,虽然推力减额的测量结果没有包含冰桨相互作用的影响,但一定程度上也可满足评估要求。评估结果表明:文中初步探索的理论和模型试验评估方法,能够满足该类极地运输船舶主机功率的评估,可为设计者提供参考。     

36000dwt多用途船动力系统集成方案设计研究

根据36000dwt多用途船主推进系统任务书和船级社要求,基于船型参数,分别运用HydroC omp软件和Ship Power软件进行船舶阻力计算及对比分析,以获取船舶阻力;基于船舶阻力,运用HydroC omp软件进行船机桨匹配初始设计,以获取主机功率及螺旋桨最佳转速;综合考虑主机功率、螺旋桨最佳转速、初始投资、油耗、质量及功率储备等因素进行主机选型分析,以确定主机型号;基于主机型号及船舶阻力,运用HydroC omp软件进行船机桨匹配终结设计,以获取螺旋桨桨径、螺旋桨平均螺距、螺旋桨盘面比及螺旋桨效率等主要参数;基于船级社规范进行轴系初步设计,以确定轴系轴径并最终完成该船方案设计研究。研究结果表明,该方案设计不仅满足设计任务书要求,还可据此确定主机型号、轴系和螺旋桨的基本参数,完成动力系统的报价,进行主机、轴系毛坯及螺旋桨等长周期零部件的订货。     

16000 DWT成品油船快速性能改进研究

文章对现有16000 DWT油船进行了研究分析,提出增设球艏,对船舶艉型进行改进,寻求桨舵合理配合等多个可行性方案,并进行分析比较及模型试验研究.研究结果表明:尾部线型局部优化改型,节能效果最为明显,所需功率降低23%左右.在相同主机功率下,改型艉方案较原型方案航速可提高0.8 kn.舵型改型也有较好的效果,新设计的高效鱼艉组合舵与原舵相比,船舶所需功率降低约4%,在相同主机功率下,航速可提高0.17 kn,桨舵配合优化取得了较好的结果.本船由于航速较低,兴波阻力在总阻力中所占比例较小,加装球艏意义不大.本船采用"改型艉 改型舵"方案,在相同航速下,主机功率可以节省约27%;在相同主机功率下,航速可提高0.98 kn.     

基于调距桨推进系统的稳态特性仿真

为有力支撑船舶推进系统的优化改进,预测系统稳态特性,建立柴油机、齿轮箱、轴系、调距桨等子系统的数学模型,并在Simulink软件平台上搭建推进系统仿真模型。利用船模试验结果验证仿真模型的准确性,基于典型设计工况下的系统控制参数对稳态特性进行计算,分析了船、机、桨匹配参数对船舶动力性和经济性指标的影响。结果表明:当螺距比一定时,随着主机转速的增大,全船航速随之呈现增大趋势;当主机转速一定时,随着螺距比减小,全船航速变得越来越小;合理选取主机转速和螺旋桨螺距比时,可以实现船舶的最大航速。     

船舶螺旋桨轻转裕度探讨

针对船舶装机功率下降而螺旋桨轻转裕度未随之更改导致在恶劣海况下主机无法输出足够功率的问题,讨论螺旋桨轻转裕度。探讨轻转裕度对船舶相关性能的影响,包括恶劣海况下的功率储备、操纵性及快速跨越主机转速禁区等。此外,讨论节能装置对轻转裕度的影响。     

基于EEDI Ⅲ要求的某新巴拿马型散货船主机选型

针对新巴拿马型散货船主机选型和满足船舶能效设计指数（EEDI）Ⅲ的问题,对新巴拿马型85 000 t散货船主机最小装机功率的评估方法和EEDI进行分析和计算。获取主机最小装机功率参数,对低转速主机机型进行选型,合理选择主机约定最大持续功率（Specified Maximum Continuous Rating,SMCR）和转速,降低主机功率储备和单位油耗。在仅预留适当的主机功率裕度且不配置额外的节能设施或不采用环保新能源的设计方案措施下,确保船舶满足EEDI Ⅲ的要求,为85 000 t散货船主机选型和设计提供参考。     

渔船动力装置优化配置的研究

以8154型拖网渔船为例,利用螺旋桨设计软件系统,对不同螺旋桨转速、不同主机功率以及不同作业工况下的船、机、桨参数进行了分析。显示在条件允许范围内,低转速、大直径的螺旋桨可以改善渔船的作业性能;主机不能一味追求增大功率,应选择满足设计要求的合理主机功率。     

喷水推进泵选型设计时工作参数和几何参数计算

作为推进装置中的一个主要部件,喷水推进泵在选型设计上与传统的泵差别很大,其工作参数的确定必须建立在推进系统分析的基础上,由设计航速下系统的最高喷射效率决定最佳喷速比,由额定转速和驼峰阻力处航速对应的工况点的抗空化性能来设定泵设计转速,并且要满足主机功率的要求。在已知设计航速和船体阻力曲线的条件下,引入8个假定参数后,计算得到了泵的5个工作参数值;由比转速和吸口比转速建立工作参数和几何参数之间的联系,进而求得转子进、出口直径和喷口直径等主要设计参数。     

船舶营运航速的经济性探讨

本文对船舶营运航速的改变与主机功率、主机转速、油耗量之间关系，及服务航速在８０￣１００％之间波动时，所产生的技术问题和总的航运经济效益等利弊进行分析与探讨。     

低负荷工况下调距桨的使用

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理的使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。本文以低负荷工况为常用工况的某型船为例介绍了调距桨装置的设计,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

最小推进功率临时导则及其对选取主机功率点的影响

EEDI(能效设计指数)生效后,为避免装机功率过低,船舶在恶劣海况中失去操纵性而发生危险,IMO(国际海事组织)在第65届环保会(MEPC65)发布了"船舶在恶劣海况下维持操纵性的最小推进功率确定临时导则(2013)"。临时导则分为最小功率线方法和简化评估方法对主机功率进行评估。最小功率线评估方法的核心是考核主机在最大转速下可发出的最大功率,参考线通过统计资料回归得到。简化评估方法的核心是船舶在指定的海况条件下,达到规范要求的前进速度,考核主机是否可以发出船舶需要的功率和扭矩。结合一艘散货船的设计案例,研究了导则对主机功率点选取的影响。     

低负荷使用工况调距桨的设计和试验验证

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理地使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。文章以低负荷工况为常用工况的某型船为例,介绍了调距桨装置的设计和试验验证,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

大型LNG船能效设计指数提升研究

针对全球航运业的碳排放问题,以17万立方米级LNG船为研究对象,研究了不同推进方式对船舶能效设计指数(EEDI)的影响,具体指出了双燃料低速机直推型LNG船EEDI的计算方法.结果表明:相比二冲程柴油机及双燃料电力推进LNG船,双燃料低速机直推传动效率更高,EEDI更优;并且研究了不同节能装置对该型船EEDI的贡献效果,发现在不改变主机最大输出功率(SMCR)的前提下,充分利用螺旋桨转速裕度配置轴带发电机可有效提升EEDI.     

基于CAN总线的调距桨控制系统研究

可调螺距螺旋桨(简称调距桨CPP)是船舶推进系统的主要设备,调距桨能在所有工况下充分吸收主机的全功率,提高螺旋桨效率,并实现螺旋桨与主机转速的最佳匹配.它有良好的机动与操纵性能且易于实现遥控,在多种船舶上得到广泛应用.基于CAN总线的调距桨控制系统,结构简单,成本低,可靠性高,具有很好的推广价值.     

双桨推进改为单桨推进操作注意事项

<正>0引言公务船、平台守护船、救助船等在设计建造时,动力系统多为双机双桨或多机双桨推进模式,螺旋桨多为单向转动的定速变距桨,不仅能提供足够的动力输出以保证较高的航速,而且可以提高船舶的可靠性及操纵灵活性。此类船舶要么高负荷、高航速工况运行,要么低负荷、低航速工况运行,甚至后者运行时间更久。而在动力系统设计时通常考虑高负荷、高航速工况,不考虑低负荷、低航速工况,因此在巡航搜索、低速伴航、滞航守     

船舶五参数综合节能技术方案研究

研究船舶航行过程中的推力、扭矩、转速、航速、耗油量的测量调节计算系统(即五参数综合节能技术方案研究),运用数学模型建立该计算系统与船体、主机、螺旋桨之间特性参数的影响相联系。对于定螺距桨,乃是通过主机转速的调节,使整个系统适应外部环境变化的条件,即风、浪、流的变化对船舶运动的影响。经对诸参数优化组合分析,从中选取最低能耗的航行参数。     

桨舵组合式节能推进器设计及水动力性能验证

为减小螺旋桨尾流能量耗散,提高桨舵系统的推进效率,开展桨舵组合式推进器设计研究。首先,基于适伴流设计思想结合面元法编制最大阻力减额的扭曲舵设计程序,获得桨后舵不同展向位置的扭曲角度,并通过与一前端削平的舵球及桨毂光顺连接形成桨舵组合式推进器的设计方案。然后,采用数值仿真分析获得均匀流场中桨舵组合式推进器的水动力性能、压力分布与流场特性等细节,初步验证设计方案的合理性。最后,开展船后桨舵组合式推进器的水动力性能试验,获得不同航速下螺旋桨和舵的水动力性能。试验结果表明,桨舵组合式推进器较原型桨舵推进器的效率在全航速段均有一定程度的提升,在设计工况点提升值达2.7%,证明设计方法正确,设计方案合理可行。