Förbättrar propellerenergibesparande enheter faktiskt utrustningens driftseffektivitet?

Hur fungerar propellerenergibesparande enheter i teorin för att förbättra effektiviteten? ​

Propeller energibesparande enheter finns i olika former, var och en med sin egen mekanism som syftar till att öka utrustningens driftseffektivitet. Till exempel är vissa enheter utformade för att optimera flödet av vatten (eller luft, beroende på applikation) runt propellern. Ta fallet med navkapselflänsarna. Dessa är små fenor installerade på ytan av propellernavkapseln. När propellern roterar arbetar navkapselns fenor för att absorbera rotationsenergin i propellerns kölvatten. De genererar ett positivt vridmoment som samtidigt eliminerar eller försvagar navvirveln. Detta minskar inte bara luftmotståndet som orsakas av navvirveln utan hjälper också till att effektivisera vattenflödet och därigenom förbättra propellerns effektivitet.

Ett annat exempel är de fartygsbaserade hydrodynamiska kanalerna. Dessa kanaler, liksom Becker Mewis Duct®, är designade för att räta ut och påskynda skrovets kölvatten när det kommer in i propellern. Genom att göra det producerar de en nettoframskjutning. Den förbättrade slipströmmen bakom kanalen minskar navvirveln avsevärt, vilket leder till bättre dragkraft och inflöde till rodret. De integrerade fenorna i sådana kanaler har också en statorliknande effekt, som genererar en förvirvel mot propellerns driftriktning, vilket återvinner rotationsenergi från slipströmmen.

Ökar dessa enheter verkligen effektiviteten i marina applikationer?

Inom den marina industrin är effekten av propellerenergibesparande enheter på effektiviteten ett ämne av stort intresse. Tänk på erfarenheten av storskaliga fartyg. När det gäller superstora oljetankers har några experimenterat med installation av speciella beläggningar på propellrar. Till exempel utvecklade ett team från den kinesiska vetenskapsakademin ett bioniskt flexibelt drag - reducerande material som efterliknar egenskaperna hos delfinskinn. När detta material applicerades på ytan av en 300 000 ton mycket stor råoljebärare (VLCC) propeller, var resultaten anmärkningsvärda. Den verkliga bränsleförbrukningsdatan för fartyg visade en minskning med cirka 2 %. Under materialets livscykel på 2,5 år uppnåddes en genomsnittlig energibesparing på cirka 1,5 %. Detta indikerar att i samband med storskalig sjötransport kan sådana energibesparande anordningar verkligen bidra till ökad driftseffektivitet.

Situationen kan dock variera för olika typer av fartyg. Mindre fartyg, som fiskebåtar eller höghastighetsfärjor, har olika driftsförhållanden. Fiskebåtar opererar ofta i en mer komplex och varierande miljö, med frekventa förändringar i hastighet och last. Höghastighetsfärjor kräver höghastighetsframdrivning och snabb manövrerbarhet. För dessa typer av kärl, fungerar samma energisparande enheter fortfarande lika effektivt? Vissa fiskare som har installerat energibesparande anordningar på sina båtar rapporterar att även om anordningarna verkar ha en positiv effekt under långsam-fart cruising, när båten behöver öka farten för att nå fiskeplatser snabbt, är effektivitetsvinsterna mindre uppenbara. Detta väcker frågor om anpassningsförmågan hos energibesparande enheter till olika marina driftscenarier

Vad sägs om deras effektivitet - ökade effekter i industriella tillämpningar?

Propellerliknande anordningar används också i stor utsträckning i industriella miljöer, såsom i storskaliga blandningstankar i kemiska anläggningar eller ventilationssystem i industribyggnader. I en kemisk fabriks blandningsprocess används storskaliga propellrar för att röra om olika ämnen. Installationen av energibesparande enheter här syftar till att förbättra blandningseffektiviteten samtidigt som energiförbrukningen minskar. Vissa energibesparande anordningar, såsom specialdesignade förvirvelstyrningar, är installerade framför propellrarna i blandningstankar. Dessa guider är tänkta att optimera flödet av de ämnen som blandas, vilket gör att propellern kan arbeta mer effektivt. Men i praktiken, fungerar det verkligen?

I vissa fall kan den komplexa karaktären hos de ämnen som blandas, såsom högviskösa vätskor eller de med fast-vätskeblandningar, utgöra utmaningar. De energibesparande enheterna måste noggrant kalibreras efter ämnenas specifika egenskaper och propellerns driftsparametrar. I ett ventilationssystem i en industribyggnad ansvarar propellrarna för att flytta stora luftvolymer. Energibesparande enheter, som aerodynamiskt utformade diffusorer installerade runt propellern, är avsedda att förbättra luftflödesfördelningen och minska motståndet som propellern måste övervinna. Men med de ständiga förändringarna i luftvolymkraven på grund av olika arbetstider och miljöförhållanden i byggnaden, bibehåller dessa enheter sin effektivitet - förbättrande kapacitet?​

Finns det faktorer som kan hindra effektiviteten - förbättring av dessa enheter?

Det finns flera faktorer som potentiellt kan hindra propellerenergibesparande anordningars förmåga att förbättra utrustningens driftseffektivitet. En viktig faktor är kompatibiliteten mellan enheten och själva utrustningen. Om den energibesparande enheten inte är korrekt utformad eller installerad för att matcha propellerns specifika egenskaper, såsom dess storlek, rotationshastighet och vilken typ av vätska den arbetar med (vatten, luft eller andra ämnen), kanske den inte fungerar som förväntat. Till exempel, om en propellerenergibesparande anordning utformad för en långsamt roterande propeller med stor diameter installeras på en höghastighetspropeller med liten diameter, kan det faktiskt öka motståndet och minska den totala effektiviteten.

En annan faktor är underhållet och underhållet av den energisparande enheten. Med tiden kan dessa enheter ackumulera smuts, korrosion (vid marina eller industriella tillämpningar med frätande ämnen) eller mekaniskt slitage. Till exempel, i en marin miljö, kan havstulpaner och andra marina organismer fästa sig på ytan av en propellerenergibesparande anordning, vilket förändrar dess hydrodynamiska egenskaper. Om den inte rengörs och underhålls regelbundet kan detta leda till en minskning av enhetens effektivitet - vilket ökar kapaciteten. I industriella applikationer kan slitage på rörliga delar av den energisparande enheten, såsom fenorna på ett navkapselsystem, påverka dess förmåga att fungera korrekt och därmed hindra propellerns totala effektivitetsförbättring.​