Für den Antrieb von schnellen Schiffen werden heute ausschließlich schnelllaufende Hochleistungsdieselmotoren eingesetzt, die Drehzahlen bis etwa 2100 U/min aufweisen und mit Abgasturboaufladung ausgerüstet sind. Diese Motoren reagieren empfindlich auf Abweichungen von den normalen Betriebsbedingungen, darunter auch auf die Abgasüberdruckbedingungen. Der Abgasüberdruck darf nicht zu groß sein, weil ein starkes Aufstauen der Abgase das Druckgefälle an der Abgasturbine reduziert und somit auch Druck und Durchsatz der Ladeluft vermindert. Dadurch wird die thermische Belastung von Auslassventilen und Abgastrurbine erhöht und der Ladungswechsel beeintächtigt. Durch Abgasaustritt unter der Wasserlinie wird die Auslegung der Abgasanlage ebenfalls erheblich erschwert. Bei dieser konstruktiven Varinate werden im unteren Teillastbereich die Abgase über Wasser und im oberen Leistungsbereich unter Wasser abgeführt, was folgende Vorteile bietet: Die Schalldämpfer für den Überwasser-Betrieb fallen kleiner aus. Die Abgasleitungen sind kürzer und müssen nicht durch Wohnbereiche geführt werden. Die Fahrgäste werden nichtn durch Geräusche und Abgase, insbesondere Ruß belästigt und bei Marinescchiffen wird die thermische Signatur deutlich verringert. Im Beitrag wird eine Software beschrieben, die es ermöglicht den Druck in komplexen Abgasanlagen zu berechnen und numerische Simulationen der Strömung in Unterwasser-Abgasaustritten auszuführen. Programmstruktur und theoretische Grundlagen für die Druckberechnung werden erläutert. Ein weiterer Abschnitt bezieht sich auf die strömungsmäßige Untersuchung von Unterwasser-Abgasaustritten. Die konstruktive Auslegung dieser Austritte wird beschrieben. Für die Strömungsberechnungen kommt die numerische Strömungssimulation (CFD) zur Anwendung. Als Simulationssoftware wird das Programm COMET von der Computational Dynamics Ltd eingesetzt.
Auslegung von komplexen Abgasanlagen
Structure of complex exhaust systems
Schiff und Hafen / Seewirtschaft ; 55 , 12 ; 47-50
2003
4 Seiten, 5 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Lebensdauerorientierte Auslegung von Abgasanlagen
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