- Nederlands
- English
Rudder Bulb
Een Rudder Bulb is een Energy Saving Device (ESD) in de vorm van een gestroomlijnde verdikking aan het roer, achter de schroefnaaf. De bulb beïnvloedt de naafwervel (hub vortex) en de druk- en stromingsverdeling tussen schroef en roer. Een passende vorm kan de verliezen in dit gebied verminderen en zo het benodigde schroefvermogen bij dezelfde vaarsnelheid verlagen. Bij geschikte toepassingen is een brandstofbesparing in de orde van circa 1–2% een realistische indicatie, met een overeenkomstige vermindering van de bijbehorende CO2-uitstoot. De werkelijke opbrengst wordt bepaald door onder meer de schroef- en naafgeometrie, de vorm van het roer, de onderlinge afstand, de bedrijfscondities en het vaarprofiel. De afmetingen en plaatsing worden daarop afgestemd, met aandacht voor zowel de voortstuwingsprestatie als de stuurfunctie. In samenwerking met een gespecialiseerde internationale partner begeleiden wij reders, technisch managers en scheepswerven bij de selectie en projectafstemming van een Rudder Bulb, van de eerste technische beoordeling en hydrodynamische analyse tot en met het ontwerp en de engineering, productie en levering en de voorbereiding van de implementatie aan boord.
De stroming van schroefnaaf naar roer verbeteren
Achter de schroef ontstaat een versnelde en roterende stroming. Rond de schroefnaaf kunnen wervels samenkomen in een geconcentreerde naafwervel. De ontwikkeling van deze wervel en eventuele stromingsloslating tussen naafkap en roer beïnvloeden de lokale drukverdeling en de krachten op beide onderdelen.
Door de bulbvorm op de naafkap en het roer af te stemmen, kan de naafwervel worden verzwakt en kan het water met minder verliezen langs het roer stromen. De aansluiting is daarbij hydrodynamisch: tussen de draaiende schroefdelen en de roerconstructie blijft voldoende vrije ruimte nodig. De beoordeling omvat ook de druk- en wrijvingskrachten op de bulb zelf. Zo wordt de lokale stromingsverbetering verbonden met de gezamenlijke prestatie van schroef, naafkap, bulb en roer.
Bulbvorm, naafkap en vrije ruimte op elkaar afstemmen
De diameter, lengte en vorm van de bulb worden gekozen in samenhang met de naafdiameter, de naafkap en de voorzijde van het roer. De naafkap, ook wel boss cap genoemd, bepaalt mede hoe het water naar de bulb stroomt. Bij het ontwerp wordt onderzocht welke aansluiting met de bestaande kap mogelijk is en of een aangepaste kapvorm de stroming verder kan verbeteren.
De afstand en uitlijning tussen kap en bulb beïnvloeden de ontwikkeling van de naafstroming. Een kleinere afstand kan hydrodynamisch gunstig zijn. Bij de keuze worden de gewenste aanstroming en de benodigde bewegingsruimte daarom samen beoordeeld. Wanneer de bulb op het bewegende roerblad is gemonteerd, volgt deze de roeruitslag. De vrije ruimte wordt gecontroleerd in de rechtuitstand en bij de relevante roerhoeken.
Schroefgeometrie, draairichting, toerental en belasting bepalen mede de stroming waarin de bulb werkt. Ook diepgang, trim en vaarsnelheid kunnen de aanstroming veranderen. Het ontwerp wordt daarom beoordeeld bij de bedrijfscondities die een belangrijk deel van de werkelijke inzet vormen.
Wanneer biedt een Rudder Bulb voldoende hydrodynamisch perspectief?
Een Rudder Bulb kan vooral interessant zijn wanneer in de overgang van schroefnaaf naar roer hydrodynamische verliezen aanwezig zijn die met een aangepaste vorm gericht kunnen worden verminderd. Een geconcentreerde naafwervel, een ongunstige drukverdeling achter de naafkap of een minder gunstige aansluiting van de stroming op de voorzijde van het roer kunnen aanleiding geven om een bulb verder te onderzoeken.
De geschiktheid wordt daardoor sterker bepaald door de combinatie van schroefnaaf, naafkap en roergeometrie dan door het scheepstype alleen. Twee vergelijkbare schepen kunnen door verschillen in naafdiameter, kapvorm, schroef-roerafstand, roerprofiel en bedrijfsbelasting een ander verbeterpotentieel hebben.
Ook de beschikbare ruimte is bepalend. De bulb moet hydrodynamisch dicht genoeg bij de naafstroming kunnen worden geplaatst en tegelijk voldoende vrije ruimte behouden tot de draaiende schroefdelen, zowel bij rechtuitvaart als tijdens de relevante roeruitslagen. De stuurfunctie en belastbaarheid van het roer blijven daarbij onderdeel van dezelfde ontwerpkeuze.
Een eerste beoordeling brengt daarom de bestaande naafstroming, de geometrische overgang naar het roer, de vrije ruimte en de belangrijkste bedrijfspunten samen. Daarmee kan vroeg worden bepaald of optimalisatie met een Rudder Bulb voldoende perspectief biedt, of dat een aanpassing van naafkap, roer of een andere Energy Saving Device directer aansluit op het dominante verlies.
Bestaand roer behouden of de roergeometrie mee ontwikkelen
Bij behoud van het bestaande roer wordt onderzocht welke bulbvorm binnen de beschikbare constructie en ruimte zinvol kan worden toegepast. Wanneer ook de aanstroming van de voorzijde van het roer verbetering vraagt, kan een bredere aanpassing van de roergeometrie worden onderzocht. De vergelijking laat zien welke aanvullende waarde een bulb of een gecombineerd ontwerp biedt.
Een Twisted Rudder stemt het roerprofiel af op de aanstromingshoek die over de roerhoogte varieert door de draaiende schroefstraal. De bulb richt zich vooral op het gebied rond de schroefnaaf. Bij gezamenlijke toepassing worden beide geometrieën op elkaar afgestemd en wordt het vermogensvoordeel voor de complete uitvoering bepaald.
Een Propeller Boss Cap Fin (PBCF) beïnvloedt de naafstroming met vinnen die met de schroef meedraaien. Een Rudder Bulb hoort bij de roerconstructie. Beide kunnen op dezelfde naafwervel inwerken. De keuze tussen een bulb, een PBCF of een combinatie hangt daarom samen met de bestaande kap, het roer en hun onderlinge afstand. Het gezamenlijke vermogenseffect wordt berekend met aandacht voor de onderlinge beïnvloeding.
De conditie van de bestaande installatie vormt het vertrekpunt. Bij sterke aangroei, beschadiging of een schroef die minder goed bij het vaarprofiel past, wordt eerst bepaald welk onderhoud of welke aanpassing nodig is. Die keuze legt de basis voor de beoordeling van de aanvullende verbetering rond naaf en roer.
Het benodigde vermogen van de complete configuratie bepalen
Computational Fluid Dynamics (CFD) kan de stroming achter de schroef en rond de naafkap, bulb en het roer in beeld brengen. Varianten in bulbvorm, afmetingen en plaatsing worden vergeleken op hun invloed op de naafwervel, drukverdeling en hydrodynamische krachten. De manier waarop de schroef in de berekening wordt opgenomen, moet de stroming en druk bij de bulb voldoende nauwkeurig weergeven.
Voor de scheepsprestatie worden de krachten op romp, schroef, naafkap, bulb en roer samen beoordeeld. Bij het zelfvoortstuwingspunt zijn de voortstuwende en tegenwerkende krachten bij de onderzochte vaarsnelheid in evenwicht. De uitvoeringen met en zonder bulb worden vergeleken bij dezelfde snelheid en overeenkomstige diepgang, trim en scheepsconditie. Ook de roerstand wordt vastgelegd. Het benodigde toerental kan tussen beide uitvoeringen verschillen. Koppel en toerental bepalen samen hoeveel vermogen aan de schroef wordt geleverd.
Wanneer ook de naafkap of het roerprofiel wordt gewijzigd, wordt vooraf vastgelegd welke onderdelen in de vergelijking veranderen. Zo blijft duidelijk of het berekende voordeel betrekking heeft op de bulb of op een uitgebreider schroef-roerontwerp. Voor de onderbouwing van de bulbprestatie wordt de schroefwerking beoordeeld in samenhang met de naafkap en het roer.
Cavitatie, drukfluctuaties en stuurfunctie beoordelen
Een passende bulb kan de naafwervel en de daarmee samenhangende cavitatie verminderen. Ook de gevolgen voor de cavitatiebelasting aan de voorzijde van het roer worden onderzocht. De invloed op cavitatie elders op de schroef en het roer krijgt een afzonderlijke beoordeling wanneer deze voor het project van belang is. Daarbij worden de lokale drukken, cavitatieverschijnselen en wisselende belastingen aan de betreffende bedrijfscondities gekoppeld.
Naast rechtuitvaart worden situaties onderzocht waarin de roerbelasting of aanstromingshoek wezenlijk verandert. Bij roeruitslag veranderen de stroming rond de bulb, de zijdelingse roerkracht en het moment dat nodig is om het roer te bedienen. De ontwerpkeuze verbindt het verwachte vermogensvoordeel daarom met de vereiste stuurfunctie en de toegestane belastingen van het roersysteem. De benodigde berekeningen en beproevingen worden op deze aandachtspunten afgestemd.
Constructieve inpassing bij retrofit en nieuwbouw
De krachten op de bulb worden via de bevestiging overgedragen op de roerconstructie. De buitenhuid, interne verstijvingen en aansluitingen moeten deze belastingen kunnen opnemen. Hydrodynamische vorm en constructieve uitvoering worden daarom gezamenlijk ontwikkeld. Ook de gevolgen voor de belasting van de overige roeronderdelen worden beoordeeld.
Waar nodig worden spanningen en vervormingen onderzocht met de eindige-elementenmethode, internationaal Finite Element Method (FEM). Daarbij worden passende belastinggevallen voor de bulb, het roer en de aansluitingen gebruikt. Wisselende belastingen en vermoeiing worden meegenomen waar zij voor de gekozen uitvoering relevant zijn.
Bij retrofit vormen de bestaande roerconstructie, naafkap, schroef-roerafstand en beschikbare toegang het uitgangspunt. De benodigde versterkingen, montagewerkzaamheden en installatievolgorde worden afgestemd op de beschikbare dokperiode. Bij nieuwbouw kunnen schroef, naafkap, roer en bulb vanaf een vroege ontwerpfase gezamenlijk worden uitgewerkt. In beide gevallen worden tekeningen en berekeningen afgestemd op de scheepsspecifieke beoordeling en toepasselijke classificatie-eisen.
Inspectie van de bulb en aansluitingen wordt opgenomen in het roeronderhoud, met aandacht voor aangroei, beschadiging en vervorming. Bij een latere wijziging van schroef, naafkap, roer of vaarprofiel worden de hydrodynamische afstemming en vrije ruimte opnieuw beoordeeld. Daarbij wordt ook vastgesteld welke eerdere prestatieverwachtingen bruikbaar blijven.
Schaalinvloeden en verificatie op het werkelijke schip
Op modelschaal verschillen de grenslaag langs de romp, de schroefaanstroming en de lokale stroming rond naaf en roer van die op ware grootte. Ook de verhouding tussen druk- en wrijvingskrachten verandert. Deze schaalverschillen worden meegenomen bij de vertaling van modelresultaten naar het verwachte vermogensvoordeel op het schip.
Berekeningen op ware grootte kunnen deze beoordeling ondersteunen. De uitkomst hangt onder meer af van het turbulentiemodel, de fijnheid van het rekenrooster, de schroefmodellering en de aangenomen oppervlakteruwheid. Vergelijking met geschikte modelproeven of andere meetgegevens helpt om de berekeningen te toetsen. De onzekerheid wordt afgezet tegen het voorspelde vermogensverschil en meegewogen in de ontwerp- en investeringsbeslissing.
Na installatie kan het gerealiseerde effect met proefvaart- of operationele gegevens worden beoordeeld. Metingen van snelheid, vermogen en toerental worden gekoppeld aan diepgang, trim, belading en relevante weers- en vaaromstandigheden. Ook roeruitslagen en verschillen in koershouden kunnen de vergelijking beïnvloeden. Bij retrofit worden gelijktijdige werkzaamheden, zoals rompreiniging, schroefonderhoud en aanpassing van de naafkap, vastgelegd. De referentie en meetopzet sluiten aan op de vraag of de bulb afzonderlijk of het complete aanpassingspakket wordt beoordeeld. Berekende verwachtingen en gemeten resultaten blijven gekoppeld aan hun eigen omstandigheden en beoordelingsmethode.
Van vermogensverschil naar jaarlijkse brandstofbesparing
Voor de jaarprognose wordt het vermogensverschil gekoppeld aan de bedrijfsuren bij de snelheden en belastingen waarin het schip daadwerkelijk vaart. Zowel gunstige als minder gunstige bedrijfspunten tellen mee. De resultaten worden daarbij gebruikt voor de vaarcondities waarop zij betrekking hebben. Zo wordt het voordeel bij de onderzochte schroefbelasting en roerstand vertaald naar de verwachte bijdrage over het vaarprofiel.
Voor de brandstofbesparing worden de verliezen in de aandrijflijn en het specifieke brandstofverbruik van de motor bij de gewijzigde belasting meegenomen. Daarmee wordt het verschil in schroefvermogen gekoppeld aan het verbruik van de voortstuwingsinstallatie. De verwachte CO2-reductie volgt uit het berekende verschil in brandstofverbruik en de gebruikte brandstofsoort.
De economische beoordeling omvat ontwerp, engineering, productie, roer- en eventuele naafkapaanpassingen, montage en aanvullende doktijd. Bij retrofit worden deze extra kosten onderscheiden van onderhoud dat ook zonder het project gepland is. De verwachte besparing wordt beoordeeld over de resterende inzetduur van het schip, met aandacht voor onderhoud en mogelijke veranderingen in het vaarprofiel. Zo wordt duidelijk onder welke bedrijfs- en kostenvoorwaarden de verbetering rond naaf en roer voldoende waarde biedt voor de investering.
Rudder Bulb
In samenwerking met een gespecialiseerde internationale partner begeleiden wij reders, technisch managers en scheepswerven bij de selectie en projectafstemming van een Rudder Bulb, van de eerste technische beoordeling en hydrodynamische analyse tot en met het ontwerp en de engineering, productie en levering en de voorbereiding van de implementatie aan boord.
Wat is een Rudder Bulb?
Een Rudder Bulb is een Energy Saving Device (ESD) in de vorm van een gestroomlijnde verdikking aan het roer, achter de schroefnaaf. De bulb beïnvloedt de naafwervel (hub vortex) en de druk- en stromingsverdeling tussen schroef en roer.
Een passende vorm kan de verliezen in dit gebied verminderen en zo het benodigde schroefvermogen bij dezelfde vaarsnelheid verlagen.
Bij geschikte toepassingen is een brandstofbesparing in de orde van circa 1–2% een realistische indicatie, met een overeenkomstige vermindering van de bijbehorende CO2-uitstoot. De werkelijke opbrengst wordt bepaald door onder meer de schroef- en naafgeometrie, de vorm van het roer, de onderlinge afstand, de bedrijfscondities en het vaarprofiel.
De afmetingen en plaatsing worden daarop afgestemd, met aandacht voor zowel de voortstuwingsprestatie als de stuurfunctie.
De stroming van schroefnaaf naar roer verbeteren
Achter de schroef ontstaat een versnelde en roterende stroming. Rond de schroefnaaf kunnen wervels samenkomen in een geconcentreerde naafwervel. De ontwikkeling van deze wervel en eventuele stromingsloslating tussen naafkap en roer beïnvloeden de lokale drukverdeling en de krachten op beide onderdelen.
Door de bulbvorm op de naafkap en het roer af te stemmen, kan de naafwervel worden verzwakt en kan het water met minder verliezen langs het roer stromen. De aansluiting is daarbij hydrodynamisch: tussen de draaiende schroefdelen en de roerconstructie blijft voldoende vrije ruimte nodig. De beoordeling omvat ook de druk- en wrijvingskrachten op de bulb zelf. Zo wordt de lokale stromingsverbetering verbonden met de gezamenlijke prestatie van schroef, naafkap, bulb en roer.
Bulbvorm, naafkap en vrije ruimte op elkaar afstemmen
De diameter, lengte en vorm van de bulb worden gekozen in samenhang met de naafdiameter, de naafkap en de voorzijde van het roer. De naafkap, ook wel boss cap genoemd, bepaalt mede hoe het water naar de bulb stroomt. Bij het ontwerp wordt onderzocht welke aansluiting met de bestaande kap mogelijk is en of een aangepaste kapvorm de stroming verder kan verbeteren.
De afstand en uitlijning tussen kap en bulb beïnvloeden de ontwikkeling van de naafstroming. Een kleinere afstand kan hydrodynamisch gunstig zijn. Bij de keuze worden de gewenste aanstroming en de benodigde bewegingsruimte daarom samen beoordeeld. Wanneer de bulb op het bewegende roerblad is gemonteerd, volgt deze de roeruitslag. De vrije ruimte wordt gecontroleerd in de rechtuitstand en bij de relevante roerhoeken.
Schroefgeometrie, draairichting, toerental en belasting bepalen mede de stroming waarin de bulb werkt. Ook diepgang, trim en vaarsnelheid kunnen de aanstroming veranderen. Het ontwerp wordt daarom beoordeeld bij de bedrijfscondities die een belangrijk deel van de werkelijke inzet vormen.
Wanneer biedt een Rudder Bulb voldoende hydrodynamisch perspectief?
Een Rudder Bulb kan vooral interessant zijn wanneer in de overgang van schroefnaaf naar roer hydrodynamische verliezen aanwezig zijn die met een aangepaste vorm gericht kunnen worden verminderd. Een geconcentreerde naafwervel, een ongunstige drukverdeling achter de naafkap of een minder gunstige aansluiting van de stroming op de voorzijde van het roer kunnen aanleiding geven om een bulb verder te onderzoeken.
De geschiktheid wordt daardoor sterker bepaald door de combinatie van schroefnaaf, naafkap en roergeometrie dan door het scheepstype alleen. Twee vergelijkbare schepen kunnen door verschillen in naafdiameter, kapvorm, schroef-roerafstand, roerprofiel en bedrijfsbelasting een ander verbeterpotentieel hebben.
Ook de beschikbare ruimte is bepalend. De bulb moet hydrodynamisch dicht genoeg bij de naafstroming kunnen worden geplaatst en tegelijk voldoende vrije ruimte behouden tot de draaiende schroefdelen, zowel bij rechtuitvaart als tijdens de relevante roeruitslagen. De stuurfunctie en belastbaarheid van het roer blijven daarbij onderdeel van dezelfde ontwerpkeuze.
Een eerste beoordeling brengt daarom de bestaande naafstroming, de geometrische overgang naar het roer, de vrije ruimte en de belangrijkste bedrijfspunten samen. Daarmee kan vroeg worden bepaald of optimalisatie met een Rudder Bulb voldoende perspectief biedt, of dat een aanpassing van naafkap, roer of een andere Energy Saving Device directer aansluit op het dominante verlies.
Bestaand roer behouden of de roergeometrie mee ontwikkelen
Bij behoud van het bestaande roer wordt onderzocht welke bulbvorm binnen de beschikbare constructie en ruimte zinvol kan worden toegepast. Wanneer ook de aanstroming van de voorzijde van het roer verbetering vraagt, kan een bredere aanpassing van de roergeometrie worden onderzocht. De vergelijking laat zien welke aanvullende waarde een bulb of een gecombineerd ontwerp biedt.
Een Twisted Rudder stemt het roerprofiel af op de aanstromingshoek die over de roerhoogte varieert door de draaiende schroefstraal. De bulb richt zich vooral op het gebied rond de schroefnaaf. Bij gezamenlijke toepassing worden beide geometrieën op elkaar afgestemd en wordt het vermogensvoordeel voor de complete uitvoering bepaald.
Een Propeller Boss Cap Fin (PBCF) beïnvloedt de naafstroming met vinnen die met de schroef meedraaien. Een Rudder Bulb hoort bij de roerconstructie. Beide kunnen op dezelfde naafwervel inwerken. De keuze tussen een bulb, een PBCF of een combinatie hangt daarom samen met de bestaande kap, het roer en hun onderlinge afstand. Het gezamenlijke vermogenseffect wordt berekend met aandacht voor de onderlinge beïnvloeding.
De conditie van de bestaande installatie vormt het vertrekpunt. Bij sterke aangroei, beschadiging of een schroef die minder goed bij het vaarprofiel past, wordt eerst bepaald welk onderhoud of welke aanpassing nodig is. Die keuze legt de basis voor de beoordeling van de aanvullende verbetering rond naaf en roer.
Het benodigde vermogen van de complete configuratie bepalen
Computational Fluid Dynamics (CFD) kan de stroming achter de schroef en rond de naafkap, bulb en het roer in beeld brengen. Varianten in bulbvorm, afmetingen en plaatsing worden vergeleken op hun invloed op de naafwervel, drukverdeling en hydrodynamische krachten. De manier waarop de schroef in de berekening wordt opgenomen, moet de stroming en druk bij de bulb voldoende nauwkeurig weergeven.
Voor de scheepsprestatie worden de krachten op romp, schroef, naafkap, bulb en roer samen beoordeeld. Bij het zelfvoortstuwingspunt zijn de voortstuwende en tegenwerkende krachten bij de onderzochte vaarsnelheid in evenwicht. De uitvoeringen met en zonder bulb worden vergeleken bij dezelfde snelheid en overeenkomstige diepgang, trim en scheepsconditie. Ook de roerstand wordt vastgelegd. Het benodigde toerental kan tussen beide uitvoeringen verschillen. Koppel en toerental bepalen samen hoeveel vermogen aan de schroef wordt geleverd.
Wanneer ook de naafkap of het roerprofiel wordt gewijzigd, wordt vooraf vastgelegd welke onderdelen in de vergelijking veranderen. Zo blijft duidelijk of het berekende voordeel betrekking heeft op de bulb of op een uitgebreider schroef-roerontwerp. Voor de onderbouwing van de bulbprestatie wordt de schroefwerking beoordeeld in samenhang met de naafkap en het roer.
Cavitatie, drukfluctuaties en stuurfunctie beoordelen
Een passende bulb kan de naafwervel en de daarmee samenhangende cavitatie verminderen. Ook de gevolgen voor de cavitatiebelasting aan de voorzijde van het roer worden onderzocht. De invloed op cavitatie elders op de schroef en het roer krijgt een afzonderlijke beoordeling wanneer deze voor het project van belang is. Daarbij worden de lokale drukken, cavitatieverschijnselen en wisselende belastingen aan de betreffende bedrijfscondities gekoppeld.
Naast rechtuitvaart worden situaties onderzocht waarin de roerbelasting of aanstromingshoek wezenlijk verandert. Bij roeruitslag veranderen de stroming rond de bulb, de zijdelingse roerkracht en het moment dat nodig is om het roer te bedienen. De ontwerpkeuze verbindt het verwachte vermogensvoordeel daarom met de vereiste stuurfunctie en de toegestane belastingen van het roersysteem. De benodigde berekeningen en beproevingen worden op deze aandachtspunten afgestemd.
Constructieve inpassing bij retrofit en nieuwbouw
De krachten op de bulb worden via de bevestiging overgedragen op de roerconstructie. De buitenhuid, interne verstijvingen en aansluitingen moeten deze belastingen kunnen opnemen. Hydrodynamische vorm en constructieve uitvoering worden daarom gezamenlijk ontwikkeld. Ook de gevolgen voor de belasting van de overige roeronderdelen worden beoordeeld.
Waar nodig worden spanningen en vervormingen onderzocht met de eindige-elementenmethode, internationaal Finite Element Method (FEM). Daarbij worden passende belastinggevallen voor de bulb, het roer en de aansluitingen gebruikt. Wisselende belastingen en vermoeiing worden meegenomen waar zij voor de gekozen uitvoering relevant zijn.
Bij retrofit vormen de bestaande roerconstructie, naafkap, schroef-roerafstand en beschikbare toegang het uitgangspunt. De benodigde versterkingen, montagewerkzaamheden en installatievolgorde worden afgestemd op de beschikbare dokperiode. Bij nieuwbouw kunnen schroef, naafkap, roer en bulb vanaf een vroege ontwerpfase gezamenlijk worden uitgewerkt. In beide gevallen worden tekeningen en berekeningen afgestemd op de scheepsspecifieke beoordeling en toepasselijke classificatie-eisen.
Inspectie van de bulb en aansluitingen wordt opgenomen in het roeronderhoud, met aandacht voor aangroei, beschadiging en vervorming. Bij een latere wijziging van schroef, naafkap, roer of vaarprofiel worden de hydrodynamische afstemming en vrije ruimte opnieuw beoordeeld. Daarbij wordt ook vastgesteld welke eerdere prestatieverwachtingen bruikbaar blijven.
Schaalinvloeden en verificatie op het werkelijke schip
Op modelschaal verschillen de grenslaag langs de romp, de schroefaanstroming en de lokale stroming rond naaf en roer van die op ware grootte. Ook de verhouding tussen druk- en wrijvingskrachten verandert. Deze schaalverschillen worden meegenomen bij de vertaling van modelresultaten naar het verwachte vermogensvoordeel op het schip.
Berekeningen op ware grootte kunnen deze beoordeling ondersteunen. De uitkomst hangt onder meer af van het turbulentiemodel, de fijnheid van het rekenrooster, de schroefmodellering en de aangenomen oppervlakteruwheid. Vergelijking met geschikte modelproeven of andere meetgegevens helpt om de berekeningen te toetsen. De onzekerheid wordt afgezet tegen het voorspelde vermogensverschil en meegewogen in de ontwerp- en investeringsbeslissing.
Na installatie kan het gerealiseerde effect met proefvaart- of operationele gegevens worden beoordeeld. Metingen van snelheid, vermogen en toerental worden gekoppeld aan diepgang, trim, belading en relevante weers- en vaaromstandigheden. Ook roeruitslagen en verschillen in koershouden kunnen de vergelijking beïnvloeden. Bij retrofit worden gelijktijdige werkzaamheden, zoals rompreiniging, schroefonderhoud en aanpassing van de naafkap, vastgelegd. De referentie en meetopzet sluiten aan op de vraag of de bulb afzonderlijk of het complete aanpassingspakket wordt beoordeeld. Berekende verwachtingen en gemeten resultaten blijven gekoppeld aan hun eigen omstandigheden en beoordelingsmethode.
Van vermogensverschil naar jaarlijkse brandstofbesparing
Voor de jaarprognose wordt het vermogensverschil gekoppeld aan de bedrijfsuren bij de snelheden en belastingen waarin het schip daadwerkelijk vaart. Zowel gunstige als minder gunstige bedrijfspunten tellen mee. De resultaten worden daarbij gebruikt voor de vaarcondities waarop zij betrekking hebben. Zo wordt het voordeel bij de onderzochte schroefbelasting en roerstand vertaald naar de verwachte bijdrage over het vaarprofiel.
Voor de brandstofbesparing worden de verliezen in de aandrijflijn en het specifieke brandstofverbruik van de motor bij de gewijzigde belasting meegenomen. Daarmee wordt het verschil in schroefvermogen gekoppeld aan het verbruik van de voortstuwingsinstallatie. De verwachte CO2-reductie volgt uit het berekende verschil in brandstofverbruik en de gebruikte brandstofsoort.
De economische beoordeling omvat ontwerp, engineering, productie, roer- en eventuele naafkapaanpassingen, montage en aanvullende doktijd. Bij retrofit worden deze extra kosten onderscheiden van onderhoud dat ook zonder het project gepland is. De verwachte besparing wordt beoordeeld over de resterende inzetduur van het schip, met aandacht voor onderhoud en mogelijke veranderingen in het vaarprofiel. Zo wordt duidelijk onder welke bedrijfs- en kostenvoorwaarden de verbetering rond naaf en roer voldoende waarde biedt voor de investering.
Werkwijze voor de selectie en uitwerking van een Rudder Bulb
In de eerste projectfase wordt bepaald of de bulb wordt toegevoegd aan het bestaande roer of onderdeel wordt van een uitgebreider roer- of schroefontwerp. Ook een eventuele aanpassing van de naafkap wordt daarin betrokken. De referentieconfiguratie, relevante bedrijfspunten en benodigde onderbouwing worden vastgelegd. Op basis daarvan worden de hydrodynamische analyse en bulbgeometrie verder uitgewerkt.
Voor een kansrijk ontwerp worden de bulbvorm, aansluiting op het roer en vrije ruimte tot de draaiende schroefdelen samengebracht in de technische uitwerking. De aanbieding beschrijft welke onderdelen en werkzaamheden zijn inbegrepen, onder welke bedrijfscondities de prestatieverwachting geldt en welke aanvullende beoordelingen of beproevingen nodig zijn. De constructieve uitwerking en documentatie worden afgestemd op de gekozen uitvoering.
Na het projectbesluit worden productie, levering en voorbereiding van de werkzaamheden aan boord op elkaar afgestemd. Bij retrofit sluit de planning aan op de beschikbare dokperiode en andere werkzaamheden aan schroef en roer. Wanneer prestatieverificatie onderdeel van het project is, worden de referentiegegevens, meetmethode en acceptatieafspraken vooraf vastgelegd. Het resultaat kan na installatie dan op de overeengekomen basis worden beoordeeld.
Uw Rudder Bulb-project laten beoordelen
Overweegt u een Rudder Bulb voor uw bestaande roer of als onderdeel van een nieuwbouwproject? Wij bespreken graag met u welke mogelijkheden de stroming tussen schroefnaaf en roer biedt voor een gerichte verbetering. Voor een inhoudelijke beoordeling ontvangen wij graag schroef- en roertekeningen, gegevens van de naafkap en een opstellingstekening waarop de onderlinge afstand en uitlijning zichtbaar zijn.
Gegevens over de roerconstructie, de positie van de roerkoning en de beschikbare roerhoeken helpen om de inpassing te beoordelen. Beschikbare CFD-resultaten, modelproeven en informatie over cavitatie of trillingen kunnen de technische beoordeling ondersteunen. Vermeld ook aanwezige ESD’s en voorgenomen wijzigingen aan schroef, naafkap of roer.
Voor de verwachte besparing zijn toerental, motor- of schachtvermogen, vaarsnelheid en bedrijfsuren per vaarconditie van belang, met de bijbehorende diepgang, trim en belading. Bij retrofit zijn daarnaast de conditie van schroef en roer en de geplande dokperiode relevant. Tijdens de projectbespreking stemmen we af welke aanvullende gegevens nodig zijn en hoe de hydrodynamische en constructieve uitwerking op uw scheepsplanning kan aansluiten.
Bespreek de toepasbaarheid van een Rudder Bulb voor uw schroef-roerconfiguratie >