SIMULATION OF THERMAL EFFICIENCY AT TWO STROKES PROPULSION ENGINES UNDER TRANSIENT TORQUE

• Main Author: ARTHUR ANDRE LETO BARRETO
• Other Authors: LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2009
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=14547@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=14547@2

PETRÓLEO BRASILEIRO S. A. === Atualmente o motor diesel é a propulsão básica utilizada por navios mercantes. Predominantemente o arranjo mais utilizado é o de um motor de dois tempos turboalimentado diretamente acoplado ao hélice. Estes motores são controlados por um regulador de velocidade onde um valor desejado da rotação é ajustado. O regulador opera acionando as réguas das bombas injetoras, movendo-as conforme a necessidade de manter a rotação desejada mesmo sob torque transiente. Se o rendimento térmico é reduzido, os índices das bombas injetoras terão que operar em valores mais altos, quando comparado ao funcionamento do motor com o rendimento térmico de projeto, e neste caso maior geração de fuligem deverá ocorrer. Em motores de combustão interna, a deposição de fuligem trás consequências à manutenção e eficiência do motor, e por isto os operadores possuem motivos para evitar este tipo de mecanismo. Este trabalho propõe um modelo termodinâmico dotado de sub modelo para regulador de velocidade e para a fluturação do torque, o que permite observar o rendimento térmico nas condições de transiência. Dados adquiridos por um sistema de aquisição de dados fornece as condições de contorno para ajustar o modelo proposto. === The marine diesel engine is today’s predominant prime mover for ships propulsion. For the modern merchant vessels, the arrangement of a single slow speed turbocharged two stroke diesel engine directly coupled is used. The task of control these engines are done by speed governors, where a fixed rotational speed is set. The governor works holding the adjusted value even under transient loads, moving the fuel pump rack when necessary. When vessel operates in harsh weather conditions, the propellers may be subjected to large thrust and torque fluctuations. These fluctuations are generated by the propeller periodic change of submergence condition which leads to ventilation (air suction) and partial or full propeller emergence, at same time the rudder action to keep the route introduce another torque fluctuation. Thus, propulsion turbocharged two strokes engines runs under transient load could run with low fuel/air ratio, once the turbocharger can not be able to cover this transient range with appropriate response time. Some models from literature, like control and thermodynamics models are examined and adjusted with sub models for transient torque simulation. One thermodynamic model dotted of sub models for governor, and transient load is proposed and the thermal efficiency under transient torque observed. Data from monitored vessel’s engine under operation, supplied the boundaries conditions to adjust the proposed model.