National Transport Library Research Database

Bestämning av risk för kavitationserosion på fartygspropellrar (Prediction of the risk of cavitation erosion on ship propellers)

  • Hallander, Jan
  • SSPA Sweden AB, Svenskt företag eller organisation, 556224-1918
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2017-10-01 -- 2019-09-30 Registration number:
  • Trafikverket 2017/111036
Subject(s): Online resources: Abstract: Att kunna designa energieffektiva propellrar leder till bättre bränsleeffektivitet och bidrar till att minska sjöfartens luftföroreningar och klimatpåverkan. Det är också en förutsättning för att kunna uppfylla IMOs regelverk och nödvändigt för att kunna anpassa sjöfarten till transport-, miljö- och klimatpolitiska mål. Strävan att konstruera energieffektiva propellrar leder ofta till att propellerdesignen ligger nära kavitationsgenombrott (eftersom mindre kavitationsmarginal vanligen ger bättre verkningsgrad) och erosionsskador kan då uppstå om fartyget opereras något annorlunda än vid designpunkten (”off-design” konditioner). Alternativet att designa med större marginal kan ge högre bränsleförbrukning vilket inte är acceptabelt. För att möta sjöfartens framtida mål ställs det högre krav på metoder att optimera propellerkonstruktionen samtidigt som risken för erosiv kavitation minimeras. De mätmetoder som finns idag är för omständliga och tidskrävande för att möta de behov som föreligger. Det nu föreslagna projektet syftar primärt till utveckling av en akustisk metod i modellskala för att förutsäga och kvantifiera risken för erosion i fullskala. Moment som omfattas är utveckling av utrustning, tester och jämförelse med fullskaledata som avgör om den akustiska metoden är användbar i modellskala och korrelerar väl med fullskala. Förväntat resultat är en fungerande akustisk metod i modellskala. Denna metod gör att man snabbt och pålitligt kan skanna av ett stort antal driftspunkter för att kartlägga vilket driftområde som är säkert och vilket som innebär risk för kavitationserosion.Abstract: To be able to design energy efficient ship propellers leads towards better fuel efficiency and contributes to decrease the pollutions in air and the climate effects due to shipping. It is also a prerequisite to fulfil IMO rules and necessary in order to adapt shipping to transport, environmental and climate political goals. Propeller damages due to cavitation erosion is a phenomenon that is becoming more frequent as propeller designers try to increase propeller efficiency. The striving to design energy efficient propellers leads often to a design point close to cavitation inception (since lower margin usually means better efficiency) and cavitation erosion damage may then occur if the ship is operated off-design. The alternative to design with larger cavitation margin is mostly not acceptable since it will usually increase the fuel consumption. To meet the future goals of the shipping industry, there is a growing demand for methods to optimize the propeller while in the same time minimizing the risk of cavitation erosion. The measurement methods used today are too time-consuming to be used in more than a few operating conditions. The primary aim of the proposed is the development of an acoustic method for model-scale tests to predict and quantify the risk of erosion in full scale. The project includes the development and tests of measuring equipment to determine if the acoustic emission technique is useful in model-scale and how well the method correlates with fullscale observations. The expected result is a working acoustic emission (AE) method in model scale. This method will enable a fast and reliable scanning of a large number of operating conditions in order to map which operational range that is safe and which that is a risk for cavitation erosion.
Item type: