从取消球首到高效推进系统--浅谈散货船节能设计的变革

smc船舶 2020-10-15 16:40109FTnewsYWYF

从取消球鼻艏到高效推进系统,浅谈散货船的节能设计变革

带垂直船头的散货船

为什么散货船要取消球头?

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参考资料:“船舶柴油机”、“船舶原理”、“船舶动力装置原理与设计”、“船舶设计原理”、“船舶推进节能技术与特种推进器”、“船舶流体动力节能技术”、“20万吨级垂直艏散货船艏部线型对阻力性能的影响研究”

尾部节能器主要包括前导管、进气补偿管道、反力鳍、轮毂抗涡鳍等。其中,前置预旋导轮和轮毂抗涡鳍是散货船设计中最常见的接触件。前置预旋导向轮(PSV)一般安装在螺旋桨前部附近。它是由前管和前预旋定子组合而成的组合式节能装置。其节能原理是改善尾部气流分离,提高尾部气流均匀性,使螺旋桨进口产生预转,从而提高螺旋桨的推进效率。轮毂抗涡鳍(HVAF)在普通螺旋桨轮毂盖上按一定角度安装多个小叶片,小叶片数量与螺旋桨叶片数量相同。其节能原理是将螺旋桨尾迹拉直,以削弱轮毂涡,提高螺旋桨的推进效率。

从取消球鼻艏到高效推进系统,浅谈散货船的节能设计变革

超长冲程柴油机是指气缸直径行程相对较大的柴油机,目前最大气缸直径行程比可达4.65。超长冲程柴油机的意义在于:在保持活塞转速不变的情况下,延长活塞行程可大大降低柴油机转速(额定转速可降至70~80r/min)。这样做的好处是可以匹配较大直径的低速螺旋桨,从而提高螺旋桨的推进效率。此外,提高气缸直径行程比还可以提高柴油机的压缩比,从而提高柴油机本身的经济性。总之,选用超长冲程柴油机可以提高船舶动力装置的整体效率,对散货船的节能设计具有重要意义。

船用二冲程低速柴油机安装了尾部节能器

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球头减阻效果主要针对兴波阻力。船在航行时,船头对水施加压力,使其向前分裂,从而激起一组随船前进的波浪,这是第一波;当船尾向前移动时,水中留下一个低压区,形成一组由船尾引起的波浪,称为尾浪。从能量上看,船体在升浪时会消耗能量,如果船体不断升浪,还会持续消耗能量,从而形成兴波阻力。球头减阻原理是在球头上升一波,恰好使波谷和船头波峰在同一位置,使合成的新浪高度低于原船头浪高,从而降低兴波阻力。据有关统计,一个匹配得当的球头,可在船舶满载时为主机节省10%至15%的功率。

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