laatst gewijzigd: 22/05/2003
Vakcode: mtp205 |
||
Vaknaam: Ontwerp
Machine Installatie B |
||
Het betreft een
project
|
||
ECTS
studiepunten: 5.5 |
||
Faculteit
der Werktuigbouwkunde
en Maritieme Techniek |
||
Docent(en): Grimmelius, ir. ing. H.T. (docentopdrachtgever) Dijkstra, dr. S. (meet &
regeltechniek) |
Tel.: 015-27 82746 015-27 85606 |
|
Trefwoorden: Voortstuwingssystemen,
elektriciteitsopwekking, energiebalans, modelvorming, voortstuwingsregeling,
simulatie, dynamisch gedrag, MarPol regelgeving, milieumaatregelen, HAZOP, regeling via terugkoppeling, sensoren en
actuatoren, blokschema, linearisatie, overdrachtsfuncties, polen en
nulpunten, regelaarinstellingen,
PID-regelaars, Ziegler - en Nichols praktijkregels, Bode en Nyquistdiagram. |
Cursusjaar:
|
BSc 2e jaar |
Periode: |
2B |
|
Coll.uren
p/w: |
4 |
|
Andere
uren: |
Verplichte
toetsen |
|
Toetsvorm: |
Huiswerk toetsen
en rapport |
|
Tentamenperiode:
|
- |
|
(zie jaarindeling) |
|
|
Wordt
vervolgd door:
mtp301 |
||
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. Dynamische systemen
Terugkoppeling
Frequentiedomein methoden
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 volgens de HAZOP methode. 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 (NOx, SO2)
beperkende maatregelen). Metingen aan dieselmotor en elektrische installatie 1. Uitvoeren en
interpreteren van metingen aan een laboratorium dieselmotor. Met name gericht
vergelijking met theoretische thermodynamische processen en emissies. 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 mtp205’ |
||
Referenties
vanuit de literatuur: |
||
Opmerkingen
(specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.): Toelatingseis: 30 studiepunten eerste
jaar waaronder: -
Project 1 t/m 4 (mtp01 t/m mtp04) -
Projectweek (mt020) -
mt501: Hydromechanica 1 -
wb1126mt: Thermodynamica 1 -
wb1127mt: Stromingsleer 1 Tijdens de college periode wordt drie maal een opgave meegegeven
om thuis te maken. Aan het eind van de periode wordt de laatste opdracht
meegegeven. Beoordeling aan de hand van rapport, ingeleverde opgaven en
nabespreking (laatste vrijdag 4de tentamenperiode) |
||
Leerdoelen: The student must be able to: ·
Determine ship propulsion and electric power
generation system concept. ·
Select suitable prime mover(s), transmission
components and propulsor(s). ·
Make an electric load balance and determine the
generator and converter capacities. ·
Select suitable generators, prime movers,
converters, switchboards. ·
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. ·
Recognize
open loop and closed loop (feed-back) control systems ·
Identify
the elements in the control loop, including sensors and actuators ·
Describe
systems in terms of block diagrams ·
Model
simple physical (mechanical, electrical, electromechanical, fluid and
thermal) systems ·
Explain
and apply linearisation of non-linear systems ·
Derive
transfer functions of simple systems from basic differential equations using
Laplace transfer ·
Analyse,
using transfer functions, the dynamic behaviour of closed loop systems in terms of step and sine response, real
and complex poles and zeros, stability ·
Derive
simple (PID) control models on the basis of experiments and define a suitable
set of experiments, describe practical tuning rules for controllers (e.g.
Ziegler and Nichols) ·
Explain
and interpret Bode and Nyquist diagrams for first and second order systems ·
Make a block diagram of a propulsion system and
determine the applicable algebraic and differential equations. ·
Linearise the equations and determine the transfer function for
propeller speed control. ·
Apply practical tuning rules of PID actions for speed control. ·
Construct and interpret the Bode and Nyquist
diagrams for speed control. ·
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)). ·
Adjust an existing non-linear model of a propulsion
plant for time domain simulations to a specific propulsion plant. ·
Interpret the results of a series of simulations
with this model with regard to dynamic behaviour during acceleration and
stopping (e.g. heavy seaway, increased resistance, propeller racing). ·
Perform a qualitative risk analysis and assessment. ·
Understand the impact of environmental legislation
on ship operation and design (MarPol Annexes). ·
Understand and explain several waste treatment
techniques applicable on ships (incinerators, oil-water separators, SCR,
emission limiting measures for diesel engines and gas turbines) ·
Perform a predefined series of measurements on a
diesel engine. ·
Interpret calculated results by comparison with
theory (Seiliger process). ·
Understand and explain basic electric network
configurations onboard ships ·
Perform a predefined series of operation on electric
networks as applied onboard ships Furthermore,
learning goals of the courses mt215, mt518 and
et2019mt 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 % |