标
体
准
T/CSNAME160-2025
涂层减阻技术船舶能效评估方法
Energy efficiency evaluation method for drag-reducing coating technology of vessels
中国造船工程学会 发布
前言
起草. 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的责任.本文件由中国造船工程学会船舶标准化专业委员会提出. 本文件由中国造船工程学会归口.本文件起草单位:中国船级社、武汉理工大学.
本文件主要起草人:白秀琴、宋金阳、蔡琰先、孙海欢、杨成坤.
涂层减阻技术船舶能效评估方法
1范围
本文件规定了采用涂层减阻技术的船舶能效评估方法,包括评估过程和评估结果的要求.
本文件适用于采用涂层减阻技术的船舶能效评估及技术应用.
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款,其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件:不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件.
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3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
3. 1 涂层减阻技术 drag-reducing coating technology在船体表面涂覆高性能防污减阻涂料,保证船体清洁,减少航行阻力,提高船舶能效的技术.3.2涂层表面粗糙度surfaceroughness of thecoating 涂层表面粗糙度是指涂层表面在微观尺度上的不平整程度.3.3摩擦阻力frictionalresistance 边界层内流体的性剪切力所产生的阻力,单位牛顿(N).3. 4船舶柴油机在单位时间内消耗的燃油量,单位千克每小时(kg/h). 柴油机油耗main engine fuelconsumption3. 5推进功率propulsionpower 船舶推进系统为克服船体阻力并维持船舶在一定速度下航行所需要的实际功率,单位干瓦(kw).3. 6船舶能效设计指数energyefficiency designindex EED1 船舶在设计载运能力和预定航速下单位运输功产生的二氧化碳(C0)排放量,单位克二氧化碳每吨海里(gC0/tnm).3.7 达到的船舶能效设计指数attained EEDI
单一船舶实际达到的船舶能效设计指数(EEDI)值,单位克二氧化碳每吨海里(gCO/tnm).
4符号
表1中的符号适用于本文件.
表1符号与定义
符号 使用涂层减阻技术后的柴油机主 定义 单位 符号 碳转换系数(无量纲),基于含碳量,将据 定义 单位 8 机油耗量 g/h 油消耗量(g)转换为00-排放量(g)-下标 ME(i)和AE(i)分别是指主机和辅机Cm 涂装涂层的船模摩擦阻力系数 Cs 涂装涂层的实船摩擦阻力系数C²rm 涂装涂层的船模剩余阻力系数 涂装涂层的实船总阻力系数 Capacity C'rs 涂装涂层的实船剩余阻力系数 船舶载运能力f 用于补偿船舶特殊设计因素的修 舱容量修正系数 对载运能力的修正系数正系数 PAE(D 第i台辅机功率的值 k技术(如太阳能发电、废热利用 由于采用第i种创新型电力能效 PaseffC 由于采用第i种能效创新型能效技术而减 kw减少的辅机功率 少的主机功率使用涂层减阻技术后的柴油机主 R 未涂装涂层的船模总阻力 NRm 涂装涂层的船模总阻力 机功率 N R 未涂装涂层的船模总阻力 NR' 相应功率下的燃油消耗率.下标 涂装涂层的船模总阻力 N S 实船湿面积SFC ME(i)和AE(i)分别是指主机和辅 g/kW • h m 船模试验区域水的温度 ℃Vret 航速 机 kn 使用涂层计算后的船舶航速 kn7a V 实船试验区域水的运动粘度 螺旋浆散水效率 n/s k 摩擦阻力变化率 轴系传递效率
5评估过程
5.1船模拖曳试验
5.1.1 船模制作
根据提供的船舶参数确定船模的尺寸和线型,制作应按ITTC7.5-01-01-01要求执行.具体要求如下:
a) 特别要注意模型的制作精度、表面处理、附加部件等:b) 确保试验过程中模型保持良好、船模的排水量正确:c) d) 应对涂层表面质量进行检查,表面应无漏涂、气孔、裂纹以及严重流挂: 通常要求船模表面的粗糙度尽可能小,一般情况下控制在5um以下,以确保试验结果的准确性:e) 将未涂装涂层与涂装涂层的船模分别进行水池拖曳试验.
5.1.2拖电试验
试验期间的监控和数据记录.试验应测量并记录未涂装涂层的船模阻力R和涂装涂层的船模阻力Rm. 船模拖史试验应按ITTC7.5-02-02-01要求执行,包括试验前的船模检查、试验水池的准备、以及
5.2实船总阻力计算
总阻力R,方法如下: 采用傅汝德的二因次换算法,按ITTC7.5-02-03-01.4推荐程序,计算使用涂层减阻技术后的实船
a)由1977ITTC公式根据R估算涂装涂层的船模摩擦阻力系数Cm,得到剩余阻力系数Cm
b) 根据船模与实船傅汝德数相等准则(C=C"m),由19771TTC公式计算涂装涂层的实船摩
擦阻力系数Cs,得到总阻力系数C".
c)根据C计算涂装涂层的实船总阻力R".见式(1).
(1)
R=Cs-puSd)根据a)~c)同理求得未涂装涂层的实船总阻力R
注:由于实际船舶表面粗糙度远高于试验所用的船模表面,采用ITTC7.5-02-03-01.1中的ITTC1957相关线公式,选取合适的阻力补贴系数对计算的实船阻力值进行修正,计算船舶租糙度导致的增阻值与航速的对应关系.
5.3能效设计指数计算
5.3.1根据总阻力计算使用涂层减阻技术后的燃油消耗量和柴油机功率
指标如下: 根据式(2)~(3)分别计算使用涂层减阻技术后的实船燃油消耗量和柴油机功率,建立能效评估
a)计算燃油消耗量,见式(2).
(2)
b)计算柴油机功率,见式(3).
5.3.2计算使用涂层减阻技术后的能效设计指数EEDI值
Attained EEDI'公式中第一项Ag. 定义AttainedEEDI公式中和主机相关的第一项为AMg根据式(4)计算使用涂层减阻技术后的
根据式(5)计算AttainedEEDI.
(5)
6评估结果
根据式(6)计算使用涂层减阻技术后的能效设计指数变化值AEED.
(6)
ggo=Attained EEDI Attained EED1'使用涂层减阻技术后的船舶能效评估如下:
a)AEEDi>0,使用涂层减阻技术后的船舶能效水平降低,能效提升技术有效: b)AgzD≤0,使用涂层减阻技术后的船舶能效水平未降低,能效提升技术无效.