Der Beitrag bezieht sich auf das Brennstoffsystem eines Schiffes und insbesondere auf ein Modell und die Simulation für die Zustandsgrößen eines Tagestanks, wodurch die verbrauchte thermische oder elektrische Leistung ermittelt werden kann. Durch die optimale Auslegung und Berechnung des Tagestanks können die Betriebssicherheit des Brennstsoffsystems erhöht sowie die Investitions- und Betriebskosten verringert werden. Als Tagestank wird an Bord eines Schiffes ein Tank bezeichnet, der im Brennstoffsystem als Puffertank zwischen den Separatoren und dem Motor angeordnet ist. Das gereinigte Schweröl wird dabei von den Separatoren in den Tagestank und von dort zum Motor geleitet. Der Tagestank ermöglicht einen vom aktuellen Brennstoffverbrauch unabhängigen und durchgängigen Betrieb der Schwerölseparatoren und er soll die Versorgung des Motors bei maximaler Dauerleistung für 8 bis 24 Stunden sicherstellen. Die Temperatur im Tagestank hängt von der Schwerölsorte ab und beträgt üblicherweise zwischen 64 Grad C und 95 Grad C. Dafür ist im Tank eine mit Dampf, Thermalöl oder mit elektrischer Energie betriebene Heizung installiert. Der Tagestank ist allseitig isoliert und wird zur Sicherung einer ausreichenden Entlüftung nur bis zu 95% gefüllt. Zu seiner Simulation wird ein Simulationsmodell aufgestellt, die erforderlichen tagestankspezifischen Parameter werden dimensioniert und dann simuliert. Mit Hilfe der Simulation werden die Tankheizungsenergie und die Wärmeverluste durch eine Tankisolierungsschicht ermittelt. Das Modell wird im Beitrag ausführlich erläutert, wobei insbesondere auf die Füllstandsregelung eingegangen wird, die den Füllstand im Tank zwischen zwei Grenzwerten hält. Dazu müssen Dichte und spezifische Wärmekapazität des verwendeten Schweröls bekannt sein. Ihre Berechnung erfolgt durch entsprechende mathematische Gleichungen. Für das Simulationsmodell werden Massen- und Energiebilanzgleichungen aufgestellt. Daraus ergeben sich Ölmasse, Ölvolumen und Öltemperatur im Tagestank nach einem bestimmten Zeitraum. Somit kann der Füllstand über die geometrischen Abmesungen des Innenraums berechnet werden. Mit Hilfe des Simulationsmodells wird eine Simulation des Brennstoffsystems und des Tagestanks durchgeführt. Die dabei für den Motor getroffenen Annahmen (Leistung, spezifischer Brennstoffverbrauch usw.) sowie die Parameter des verwendeten Schweröls und die Dampf-Tankheizung mnit vollständiger Kondensation werden dabei berücksichtigt. Weiterhin wird die Kondensatenthalpie berechnet. Die Hauptmotorleistung charakterisiert den Betriebszustand des Tagestanks im Brennstoffsystem. Es wird simuliert, wie sich der Tagestank mit der Veränderung der Motorleistung verhält. Aus der Simulation wird außerdem der thermische Leistungsbedarf ermittelt. Die Simulationsergebnisse sind in Diagrammen dargestellt.


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    Titel :

    Modellbildung und Simulation eines Tagestanks


    Weitere Titelangaben:

    Set-up and simulation of a daily service tank model


    Beteiligte:
    Wang, Weigang (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    4 Seiten, 6 Bilder, 7 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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