Inom den marina industrin har ett allt större fokus riktats mot att hitta lösningar för att minska fartygens energiförbrukning. Delvis till följd av globala trender såsom ökad miljömedvetenhet och högre bränslepriser, men framför allt på grund av nya internationella regelverk som begränsar de tillåtna utsläppen från fartyg. En åtgärd för att öka fartygs framdrivningseffektivitet är genom att installera energibesparande enheter (ESD). En Pre-Swirl Stator (PSS) är ett exempel på en sådan enhet, som består av ett antal statorblad som monteras framför propellern för att skapa en mer fördelaktig flödesregim och optimera propellerns arbetsmiljö. I denna studie genomförs en numerisk undersökning av en PSS som en potentiell lösning för att förbättra framdrivningseffektiviteten genom eftermontering på ett chemfartyg. Genom att analysera interaktionen mellan skrovets medströmsfält, statorbladen och propellern fås insikter kring hur olika designparametrar på PSS:n påverkar inflödet till propellern. Resultaten från CFD-analysen jämförs med och utan PSS i full skala för att avgöra om PSS:n har en positiv eller negativ effekt på propellerverkningsgraden. De designparametrar som undersökts är antal statorblad/designorientering, stigningsvinkel och NACA-profil. För designarbetet av PSS:n har CAD NX och CFD-programvaran STAR-CCM++ genom Kongsbergs egna HullProp Interface tillämpats. Resultaten visar att en PSS kan påverka chemfartygets framdrivningseffektivitet, där PSS:ns designparametrarna har en stor inverkan på om propellerverkningsgraden ökar eller minskar. Genom att installera en PSS kan framdrivningseffektiviteten förbättras och den största verkningsgradsökningen på 0,94 % erhölls för en asymmetrisk design. För att uppnå ökad framdrivningseffektivitet ska PSS:n kunna interagera med det inkommande flödet utan att skapa för stort motstånd. Samtidigt bör en jämn och stabil strömning av vatten genereras in mot propellern. Designparametrarna bör justeras för att undvika flödesseperation på statorbladen, eftersom detta leder till ökat motstånd och ojämn strömning in till propellern. Anfallsvinkeln mot propellerbladen får heller inte bli för stor till följd av statorbladen, då detta kan orsaka flödesseperation på propellerbladen, vilket resulterar i minskad tryckkraft och verkningsgrad. För vidare studier rekommenderas användning av mer avancerade CFD-metoder för att få en tydligare bild av den komplexa flödesdynamiken och verifiera resultaten. Detta kan leda till en bättre förståelse för flödet kring PSS och dess interaktion med propellern, innan en mer omfattande parameterstudie genomförs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-100644 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Carlén Bäckström, Ebba |
| Publisher | Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0065 seconds