TMR4335 Marin teknikk 4 - Propulsjonssystemer, sikkerhet og miljø

Emnene Marin teknikk, det vil si grunnlag, konstruksjoner, hydrodynamikk og propulsjonssystemer, sikkerhet og miljø, skal til sammen gjøre studentene i stand til å beskrive og forstå de marine fagområder og utføre nødvendig ingeniørarbeid knyttet til prosjektering, bygging og drift av skip, plattformer og andre marine systemer. De skal i tillegg gi studentene en oversikt over metoder og verktøy for å kunne utføre slikt arbeid, samt trening i samarbeid og kommunikasjon. Marin teknikk - propulsjonssystemer, sikkerhet og miljø har som mål å gi forståelse av virkemåte og ytelse med sikte på prosjektering og drift av hovedmaskineri, elektrisk kraftgenerering, distribusjon og elektrisk propulsjon, samt vurdering av maskinsystemers sikkerhet og pålitelighet.

Etter fullført kurs skal studentene forstå og kunne beskrive et typisk fremdrifts-/kraftsystem om bord på et fartøy, gi en kort oversikt over hver del av systemet, og anvende grunnleggende analyser av drivstoff, kraft og pålitelighet, tilgjengelighet, vedlikehold og sikkerhet som forventes for systemet. Studenten skal også ha forståelse for miljøpåvirkning av ulike systemer, hovedsakelig når det gjelder utslipp. Spesielt for hver del:

Hybrid og elektrisk fremdrift

På slutten av denne delen forventes studentene å:

• Ha grunnleggende kunnskap til analyse og drift av hybride (elektriske) kraft- og propulsjonssystemer ombord på skip og maritime installasjoner.
• Definere elektrisk effekt i 1- og 3-fase AC kretser og relatere dette til typiske maritime elektriske anlegg; og bregne "power flow" i maritime elektriske systemer.
• Å forstå grunnleggende elektriske anlegg, DC og AC grid, og "power management system".
• Forklare prinsippene og virkemåten for elektriske maskineri for maritime systemer; demonstrere ulike topologier av elektriske maskiner som er relevante til propulsjonssystemer, distribusjon og maritime kraftproduksjon; og modellere disse ved hjelp av ekvivalente kretser.
• Forstå og forklare prinsippene for elektrisk fremdrift og kontroll av elektrisk propulsjon.
• Forstå prinsippene for hybride kraftsystemer med batteri og brenselcelle, og hvordan de kan bidra til redusert drivstofforbruk og utslipp.

Forbrenningsmotorer og drivstoff

På slutten av denne delen forventes studenten å:

• Kvantifisere et fartøys effektbehov i ulike driftsfaser og beskrive dette ved hjelp av driftsprofiler.
• Beregne drivstofforbruk og mengde av eksosutslipp til atmosfæren, basert på en gitt driftsprofil samt vurdere hvordan endringer i driftsprofilen kan påvirke forbruk og utslipp.
• Kunne anvende prinsippene for prosjektering av hovedmaskineriet i et fartøy basert på en gitt driftsprofil.
• Forstå prinsippene for forbrenning og kjenne elementære begreper som brennverdi, luftoverskudd, mager og brenselrik forbrenning.
• Kunne gjennomføre beregning av forbrenningsprosessen ved hjelp av energi- og massebalanse.
• Kunne beskrive og analysere arbeidsprosesser for forbrenningsmotorer ved hjelp av p-V diagrammer.
• Beregne enkle termodynamiske sirkelprosesser for å bestemme energiutnyttelse og arbeidsutbytte.
• Kunne forklare maskinenes hovedkomponenter, prinsippene for energiomforming samt typiske driftskarakteristikker for dieselmotorer.
• Kunne forklare sentrale begreper som beskriver en dieselmotors ytelse knyttet til effekt, energiutnyttelse og eksosutslipp.
• Kunne gi en grunnleggende beskrivelse av hjelpesystemer (kjøling, smøring, drivstoff) som støtter driften av en motor.

RAMS

På slutten av denne delen forventes studenten å:

• Forstå grunnleggende begreper knyttet til risiko og sikkerhet, og kunne anvende enkelte metoder i risikoanalyse.
• Forstå og kunne kvantifisere en komponents pålitelighet.
• Forstå og kunne beregne påliteligheten for sammensatte systemer med redundans ved hjelp pålitelighetsblokkdiagram og strukturfunksjoner.
• Forstå og kunne anvende feiltreanalyse til å evaluere pålitelighet og risiko til tekniske systemer.
• Forstå hva som menes med et systems tilgjengelighet og kunne beregne tilgjengelighet for sammensatte systemer og systemer med redundans.
• Forstå prinsipper for vedlikeholdsstyring og kjenne til ulike typer vedlikehold, sviktmønstre, samt viktigheten av vedlikeholdsvennlighet.
• Kunne beregne hvordan et systems pålitelighet kan forbedres ved forebyggende vedlikehold.
• Forstå grunnleggende optimalisering med hensyn til RAMS-krav til et system.
• Kunne anvende økonomiske kriterier som nåverdi, internrente og gjeninntjeningstid til å vurdere designkonsepter og vedlikeholdsstrategier.

Delvurdering som består av skriftlig eksamen og laboratorieøvinger. Resultatene for de to delene angis med bokstavkarakter (A-F). Obligatoriske øvinger må også være bestått for eksamen.

Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. Ved gjentak må alle vurderinger i emnet gjentas.