Vakcode: mtp204

Vaknaam: Machinery Installation Design

Het betreft een project

TUD studiepunten: 3

ECTS studiepunten: 4,5

Subfaculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Docent(en):

H.T Grimmelius (OCP-MT) docentopdrachtgever

J.W. Frouws (OCP-MT): veiligheid & duurzaamheid

S. Dijkstra (OCP-Wb): meet & regeltechniek

J. Udo (HZS WB): electro practicum

H. de Niet (OCP-EV/KK): dieselmotor practicum

Tel.:  015-27 82746

Trefwoorden:

Voortstuwingssystemen, elektriciteitsopwekking, energiebalans, modelvorming, voortstuwingsregeling, simulatie, dynamisch gedrag, MarPol regelgeving, risicoanalyse, milieumaatregelen.

Cursusjaar:

Mt2

Periode:

0/0/0/4

Coll.uren p/w:

2

Andere uren:

-

Toetsvorm:

Rapport

Tentamenperiode:

4

(zie jaarindeling)

Voorkennis: mt215, mt518, et2019mt, wb2202mt

Wordt vervolgd door: mt211

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

Ontwerpen van de machine-installatie

1.        Ontwerp van een voortstuwingsinstallatie op basis van functionele eisen; toepassen van de in mt215 opgedane kennis.

2.        Ontwerp van het elektriciteitssysteem op basis van een energiebalans; toepassen van de in  et2019mt opgedane kennis.

Modellering en regelaar ontwerp

1.        Modelleren en lineariseren van een vereenvoudigde voortstuwingsinstallatie.

2.        Regelaar voor de voortstuwing ontwerpen; toepassen van de in wb2202mt opgedane kennis.

Simuleren van het dynamisch gedrag van de voorstuwing

1.        Aanpassen van een complex dynamisch simulatiemodel voor de voortstuwingsinstallatie aan het eigen ontwerp.

2.        Uitvoeren en interpreteren van enkele dynamische simulaties (acceleratie, golfweerstand).

Veiligheid en duurzaamheid

1.          Uitvoeren van een kwalitatieve risicoinventarisatie en –evaluatie.

2.          Regelgeving op het gebied van milieubelasting, o.a. MarPol Annex 1-6.

3.          Mariene ecologie, technieken om verschillende milieumaatregelen te realiseren (incinerator, olie-waterscheiders, emissie (NO_x, SO₂) beperkende maatregelen).

Metingen aan dieselmotor en elektrische installatie

1.        Uitvoeren en interpreteren van metingen aan een laboratorium dieselmotor. Met name gericht op de energiebalans, de luchthuishouding en vergelijking met theoretische thermodynamische processen.

2.        Uitvoeren en interpreteren van metingen aan een elektrische voedingsinstallatie, bestaande uit enkele parallel draaiende generatoren (‘eilandbedrijf’)en diverse soorten belastingen.

College materiaal:

Handleiding ‘Project mtp204’

‘Marine Engineering, part I: ‘Design of Propulsion and Electric power Generation Systems’, Klein Woud, J., Stapersma, D. Voorlopige uitgave.

<<Materiaal veiligheid en duurzaamheid>>

Referenties vanuit de literatuur:

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):

Toelatingseis: 21 studiepunten eerste jaar waaronder:

-                 Project 1 t/m 4 (mtp01 t/m mtp04)

-                 Projectweek (mt020)

-                 mt501: Hydromechanica 1

-                 wb1126mt: Thermodynamica 1

-                 wb1127mt: Stromingsleer 1

Beoordeling aan de hand van rapport en nabespreking (laatste vrijdag 4^de tentamenperiode  

Leerdoelen:

The student must be able to:

·         L1 Determine ship propulsion and electric power generation system concept.

·         L2 Select suitable prime mover(s), transmission components and propulsor(s).

·         L3 Make an electric load balance and determine the generator and converter capacities.       

·         L4 Select suitable generators, prime movers, converters, switchboards.

·         L5 Calculate fuel and air consumption of the complete machinery plant; calculate fuel consumption per travelled mile as function of speed, calculate bunker capacity and ship endurance.

·         L6 Make a block diagram of a propulsion system and determine the applicable algebraic and differential equations.

·         L7 Linearize the equations and determine the transfer function for propeller speed control.

·         L8 Apply practical tuning rules of PID actions for speed control.

·         L9 Construct and interpret the Bode and Nyquist diagrams for speed control.

·         L10 Determine the effect on the propulsion system of off-design conditions (different speed, changed resistance, changed PTO power, one shaft instead of two shafts (multiple shaft configurations), one engine instead of two engines (multiple engine configurations)).

·         L11 Adjust an existing non-linear model of a propulsion plant for time domain simulations to a specific propulsion plant.

·         L12 Interpret the results of a series of simulations with the model of L13 with regard to dynamic behaviour during acceleration and stopping (e.g. heavy seaway, increased resistance, propeller racing).

·         L13 Perform a qualitative risk analysis and assessment.

·         L14 Understand the impact of environmental legislation on ship operation and design (MarPol Annexes).

·         L15 Understand and explain several waste treatment techniques applicable on ships (incinerators, oil-water separators, SCR, emission limiting measures for diesel engines and gasturbines)

·         L15 Perform a predefined series of measurements on a diesel engine.

·         L16 Calculate power, efficiency (indicated and effective), fuel consumption, air consumption, air-fuel ratio and overall heat balance for a diesel engine from measured data.

·         L17 Interpret calculated results by comparison with theory (Seiliger process).

·         L18 Understand and explain basic electric network configurations onboard ships

·         L19 Perform a predefined series of operation on electric networks as applied onboard ships

Furthermore, learning goals of the courses mt215, mt518, et2019mt and wb2202mt are applied within the project.

Computer gebruik:

Tijdsdomein simulaties: Matlab / Simulink

Practicum:

Metingen aan een dieselmotor

Metingen aan een elektrische installatie

Ontwerp component:

Ontwerp van een scheepsmachineinstallatie

Percentage ontwerponderwijs:  80 %