Volume: 5
Issue: 3
Year: 2017
A Numerical Analysis of Exhaust Smoke Dispersion for a Generic Frigate [J ETA Maritime Sci]
J ETA Maritime Sci. 2017; 5(3): 272-289 | DOI: 10.5505/jems.2017.13007  

A Numerical Analysis of Exhaust Smoke Dispersion for a Generic Frigate

Erinç Dobrucalı1, Selma Ergin2
1Naval School, Naval Architecture Department, Tuzla, Istanbul, Turkey.
2Istanbul Technical University, Faculty of Naval Architecture and Ocean Engineering, Maslak, 34469 Istanbul, Turkey.

In this study, the effects of exhaust outlet temperature and yaw angle on the exhaust gas and emission dispersion for a generic frigate are investigated numerically. The conservation of energy, momentum, mass, species and turbulence equations have been solved by using the finite volume method. It is found that the exhaust smoke dispersion is affected by yaw angle, buoyancy and turbulence, as well as exhaust outlet temperature. The results show that the dispersion of the exhaust gases and the emission is affected adversely with increasing the yaw angle. It is defined that this phenomenon can be dangerous for the human health and the frigate. The momentum of the exhaust gases is rising slightly with increasing exhaust outlet temperature and the NOx concentrations tend to decrease volumetrically with exhaust outlet temperature. In this case, crew on the upper deck may be affected, adversely. The computations are validated with the flow visualization tests carried out in a wind tunnel. The agreement between the numerical and experimental results is found to be good. Furthermore, the exhaust gas dispersion is obtained analytically and the results are compared with the numerical results.

Keywords: Exhaust Gas Dispersion, Computational Fluid Dynamics, Yaw Angle, Frigate


Jenerik Bir Firkateyn için Egzoz Gaz Dağılımının Sayısal Analizi

Erinç Dobrucalı1, Selma Ergin2
1Deniz Harp Okulu, Gemi Inşa Mühendisliği Bölümü, Tuzla, İstanbul,Türkiye.
2İstanbul Teknik Üniversitesi, Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi, Maslak, 34469, İstanbul, Türkiye

Bu çalışmada, jenerik bir fırkateyn için egzoz gaz sıcaklığının ve sapma açısının, egzoz gazları ve emisyonlarının dağılımına etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Süreklilik, momentum, enerji, kütle transferi ve türbülans denklemleri sonlu hacim metodu kullanılarak çözülmüştür. Egzoz gaz yayılımının sapma açısı, egzoz sıcaklığı, kaldırma kuvveti ve türbülanstan etkilendiği tespit edilmiştir. Sapma açısı arttıkça gemi arkasında oluşan türbülans nedeniyle egzoz gazlarının yayılımının düzensizleştiği, egzoz gazlarının insan sağlığına olumsuz etkilerinin gerçekleşebileceği tespit edilmiştir. Ayrıca bacadan çıkan egzoz gazlarının sıcaklıklarının artışı ile egzoz gazlarının momentumlarının az da olsa artarak gazların yükselme eğiliminde olduğu, NOX, konsantrasyonunun hacimsel olarak azaldığı tespit edilmiş olup bu durumda egzoz emisyonlarının seyir esnasında görevi gereği üst güvertede bulunabilecek personeli olumsuz etkileyebileceği değerlendirilmiştir. Son olarak da egzoz gaz yayılımı analitik olarak incelenmiş ve elde edilen sonuçlar sayısal sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Egzoz Gaz Yayılımı, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Sapma Açısı, Fırkateyn


Erinç Dobrucalı, Selma Ergin. A Numerical Analysis of Exhaust Smoke Dispersion for a Generic Frigate. J ETA Maritime Sci. 2017; 5(3): 272-289

Corresponding Author: Selma Ergin, Türkiye


TOOLS
Full Text PDF
Print
Download citation
RIS
EndNote
BibTex
Medlars
Procite
Reference Manager
Share with email
Share
Send email to author

Similar articles
Google Scholar





Copyright © 2014 JEMS
Lookus & OnlineMakale