Parantavatko potkurin energiansäästölaitteet laitteiden käyttötehoa?​

Miten potkurin energiansäästölaitteet toimivat teoriassa tehokkuuden parantamiseksi? ​

Potkurin energiansäästölaitteet on eri muodoissa, joista jokaisella on oma mekanisminsa, jonka tarkoituksena on parantaa laitteiden toimintatehokkuutta. Esimerkiksi jotkut laitteet on suunniteltu optimoimaan veden (tai ilman, sovelluksesta riippuen) virtaus potkurin ympärillä. Otetaan navan kannen evien kotelo. Nämä ovat pieniä ripoja, jotka on asennettu potkurin navan kannen pintaan. Kun potkuri pyörii, navan kannen evät absorboivat pyörimisenergiaa potkurin perässä. Ne synnyttävät positiivisen vääntömomentin samalla eliminoiden tai heikentäen navan pyörteen. Tämä ei ainoastaan vähennä napapyörteen aiheuttamaa vastusta, vaan auttaa myös virtaviivaistamaan veden virtausta, mikä parantaa potkurin tehokkuutta.

Toinen esimerkki on laivapohjaiset hydrodynaamiset kanavat. Nämä kanavat, kuten Becker Mewis Duct®, on suunniteltu suoristamaan ja nopeuttamaan rungon nousua sen saapuessa potkuriin. Näin tehdessään ne tuottavat nettotyöntövoiman eteenpäin. Parannettu liukuvirtaus kanavan takana vähentää merkittävästi navan pyörteitä, mikä parantaa työntövoimaa ja virtausta peräsimeen. Tällaisissa kanavissa olevilla integroiduilla rivoilla on myös staattorin kaltainen vaikutus, joka synnyttää potkurin toimintasuunnan vastaisen esipyörteen, joka ottaa talteen pyörimisenergian liukuvirrasta.​

Lisäävätkö nämä laitteet merisovelluksien tehokkuutta?

Meriteollisuudessa potkureiden energiansäästölaitteiden vaikutus tehokkuuteen on erittäin kiinnostava aihe. Harkitse suurten alusten kokemusta. Mitä tulee supersuuriin öljytankkereihin, jotkut ovat kokeilleet erikoispinnoitteiden asentamista potkureihin. Esimerkiksi Kiinan tiedeakatemian työryhmä kehitti bionisen joustavan hidastamista vähentävän materiaalin, joka jäljittelee delfiinien ihon ominaisuuksia. Kun tätä materiaalia levitettiin 300 000 tonnin erittäin suuren raakaöljyn kantajan (VLCC) potkurin pinnalle, tulokset olivat merkittäviä. Todelliset polttoaineenkulutustiedot laskivat noin 2 %. Materiaalin 2,5 vuoden elinkaaren aikana saavutettiin keskimäärin noin 1,5 %:n energiansäästö. Tämä osoittaa, että suuren mittakaavan merikuljetuksissa tällaiset energiaa säästävät laitteet voivat todellakin parantaa toimintatehokkuutta.

Tilanne voi kuitenkin vaihdella eri alustyypeillä. Pienemmillä aluksilla, kuten kalastusaluksilla tai suurnopeusaluksilla, on erilaiset käyttöolosuhteet. Kalastusveneet toimivat usein monimutkaisemmassa ja vaihtelevammassa ympäristössä, jolloin nopeus ja kuorma muuttuvat usein. Nopeat lautat vaativat nopean työntövoiman ja nopean ohjattavuuden. Toimivatko samat energiaa säästävät laitteet tämän tyyppisissä aluksissa yhtä tehokkaasti? Jotkut kalastajat, jotka ovat asentaneet veneisiinsä energiaa säästäviä laitteita, kertovat, että vaikka laitteilla näyttää olevan positiivinen vaikutus hitaan risteilyn aikana, kun veneen on kiihdytettävä päästäkseen nopeasti kalastusalueille, tehokkuusedut eivät ole yhtä ilmeisiä. Tämä herättää kysymyksiä energiaa säästävien laitteiden soveltuvuudesta meren eri käyttöskenaarioihin.​

Entä niiden tehokkuus – tehostavat vaikutukset teollisissa sovelluksissa?

Potkurimaisia laitteita käytetään laajalti myös teollisuusympäristöissä, kuten kemiantehtaiden suurissa sekoitussäiliöissä tai teollisuusrakennusten ilmanvaihtojärjestelmissä. Kemiantehtaan sekoitusprosessissa käytetään suurikokoisia potkureita erilaisten aineiden sekoittamiseen. Energiaa säästävien laitteiden asennuksella tähän pyritään parantamaan sekoitustehokkuutta ja samalla vähentämään energiankulutusta. Jotkut energiaa säästävät laitteet, kuten erityisesti suunnitellut esipyörreohjaimet, asennetaan potkurien eteen sekoitussäiliöissä. Näiden ohjainten on tarkoitus optimoida sekoitettujen aineiden virtaus, jolloin potkuri toimii tehokkaammin. Mutta käytännössä, toimiiko se todella?

Joissakin tapauksissa sekoitettujen aineiden monimutkaisuus, kuten korkeaviskositeettiset nesteet tai kiintoaine-nesteseoksia sisältävät aineet, voi asettaa haasteita. Energiaa säästävät laitteet on kalibroitava huolellisesti aineiden erityisominaisuuksien ja potkurin toimintaparametrien mukaan. Teollisuusrakennuksen ilmanvaihtojärjestelmässä potkurit ovat vastuussa suurten ilmamäärien siirtämisestä. Energiaa säästävät laitteet, kuten potkurin ympärille asennetut aerodynaamisesti suunnitellut diffuusorit, on tarkoitettu parantamaan ilmavirran jakautumista ja vähentämään potkurin voitettavaa vastusta. Mutta kun ilmamäärävaatimukset muuttuvat jatkuvasti erilaisten työaikojen ja rakennuksen ympäristöolosuhteiden vuoksi, säilyttävätkö nämä laitteet tehokkuuttaan ja parantavat kykynsä?​

Onko olemassa tekijöitä, jotka voivat haitata tehokkuutta - näiden laitteiden parantaminen?

On useita tekijöitä, jotka voivat mahdollisesti haitata potkurin energiaa säästävien laitteiden kykyä parantaa laitteiden toimintatehokkuutta. Yksi merkittävä tekijä on yhteensopivuus laitteen ja itse laitteen välillä. Jos energiansäästölaitetta ei ole suunniteltu tai asennettu oikein vastaamaan potkurin erityisominaisuuksia, kuten sen kokoa, pyörimisnopeutta ja nestetyyppiä, jolla se työskentelee (vesi, ilma tai muut aineet), se ei välttämättä toimi odotetulla tavalla. Esimerkiksi, jos potkurin energiansäästölaite, joka on suunniteltu hitaasti pyörivään, suuren halkaisijan potkurille, asennetaan nopeaan, pienihalkaisijaiseen potkuriin, se voi itse asiassa lisätä vastusta ja vähentää kokonaishyötysuhdetta.​

Toinen tekijä on energiaa säästävän laitteen huolto ja ylläpito. Ajan mittaan näihin laitteisiin saattaa kertyä likaa, korroosiota (jos laiva- tai teollisuussovelluksissa käytetään syövyttäviä aineita) tai mekaanista kulumista. Esimerkiksi meriympäristössä piiput ja muut meren eliöt voivat kiinnittyä potkurin energiaa säästävän laitteen pintaan, mikä muuttaa sen hydrodynaamisia ominaisuuksia. Jos sitä ei puhdisteta ja huolleta säännöllisesti, se voi heikentää laitteen tehokkuutta ja parantaa sen ominaisuuksia. Teollisissa sovelluksissa energiansäästölaitteen liikkuvien osien, kuten napakannen ripajärjestelmän evien, kuluminen voi vaikuttaa sen kykyyn toimia kunnolla ja siten haitata potkurin yleistä tehokkuutta.​