Askeri gemilerde kullanılan üç farklı ana tahrik dizel motorunun performans parametrelerinin incelenmesi
Investigation of performance parameters for three different main propulsion diesel engines which are getting used in naval ships
Yazar: HÜSEYİN HALİLOĞLU
Danışman: PROF. CENK SAYIN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Askeri gemiler = Naval ships ; Gemi motorları = Ship motors ; Savaş gemileri = Naval ships ; V tipi motorlar = V type engines

Özet:
Denizcilikte taşımacılık ve hizmet sektöründe olduğu gibi askeri amaçlı gemilerde de ana tahrik motorlarının tamamına yakını dizel motorlardan oluşmaktadır. Araştırmada Milli Savunma Bakanlığı İstanbul Tersanesi Komutanlığı bünyesindeki motor test istasyonunda üç farklı tipteki gemi dizel motorunun performans parametreleri incelenmiştir. Tam yük şartlarında, sabit devirlerde testler gerçekleştirilmiştir. Testler yapılırken 500 d/d'den başlayarak 250 d/d aralıklarla devir artırılmış ve incelenen parametreler kayıt altına alınmıştır. Her motorun azami devirleri dikkate alınarak testler üçer kez tekrarlanmış ve elde edilen verilerin ortalamaları alınarak sonuçlar yorumlanmıştır. Test edilen motorlar Almanya merkezli MTU firması tarafından üretilmiş olan MTU 16V 595 TE90, MTU 16V 956 TB91 ve MTU 20V 1163 TB93 model motorlardır. Bu motorlar sırası ile 1.800; 1.575; 1.300 d/d azami devire, 4.320; 3.130; 7.400 kW azami güce, 11:1; 13:1; 9,75;1 sıkıştırma oranına, 16; 16; 20 adet silindir sayısına sahip olup motorların tamamı ''V'' tipi silindir düzenine, su soğutmalı soğutma sistemine ve direk enjeksiyon sistemine sahip motorlardır. Testlerde tork ve yakıt tüketimi değerleri ölçülmüştür. Ölçülen değerlere bağlı olarak, özgül enerji tüketimi, özgül yakıt tüketimi, efektif verim, efektif güç ve termal verim verileri hesaplanmıştır. Test yakıtı olarak NATO (Kuzey Atlantik Anlaşması Örgütü) standartlarını karşılayan F-76 motorin kullanılmıştır.
Testler sonucunda performans açısından optimum değerler olan 48,9 kNm tork, 6.203 kW efektif güç, %40,9 termal verim, 8.792 kJ/kWh özgül enerji tüketimi ve 205 g/kWh özgül yakıt tüketimi verilerine MTU 20V 1163 TB93 model motor ile ulaşılmıştır. Birim kütle ve hacim başına ise en yüksek güç değeri MTU 16V 595 TE90 model motorda elde edilmiştir. MTU 16V 595 TE90 model motor hem soğutma devresinin deniz suyundan bağımsız çalışmasına hem de daha yüksek devirlerde çalışma şartlarına imkan vermektedir. Bu özellikler, MTU 16V 595 TE90 model motorun farklı spesifik niteliklere sahip gemilerde kullanılmasına imkân tanımaktadır.

Abstract:
Most of main propulsion engines for naval ships consist of diesel engines as well as it does for the maritime transportation and service industry. In research, performance parameters for three different type of marine diesel engines has observed in engine test station within The Ministry of Defence İstanbul Naval Shipyard. Tests are performed under full load and constant cycle conditions. During the tests, cycle values are started from 500 rpm and increased with 250 rpm periods and observed parameters have been recorded. Tests have been repeated for three times with considering the maximum cycle values of all engines and avarage of acquired values have been interpreted for results.  Tested engines are the Germany based MTU firm production MTU 16V 595 TE90, MTU 16V 956 TB 91 and MTU 20V 1163 TB 93 model engines. Those engines respectively have 1800; 1575; 1300 rpm max. cycle number, 4320; 3130; 7400 kW max. effective power, 11:1; 13:1; 9,75;1 compression ratio, 16; 16; 20 number of cylinder values, also all of three engines have ''V'' type cylinder arrangement, water cooled cooling system and direct injection system. Torque and fuel consumption values have measured at the tests. According to measured values; specific energy consumption, specific fuel consumption, effective efficiency, effective power and thermal efficiency datas are calculated. F-76 diesel fuel which fulfills NATO (North Atlantic Treaty Organization) standarts is used as test fuel.
As test results; 48.9 kNm torque, 6203 kW effective power, %40.9 thermal efficiency, 8792 kJ/kWh specific energy consumption and 180 g/kWh specific fuel consumption values are obtained with MTU 20V 1163 TB93 model engine. Maximum power for unit mass and unit volume values are obtained with MTU 16V 595 TE90 model engine. MTU 16V 595 TE90 model engine enables both cooling system which works independent from sea water and working conditions with further cycle numbers. Those characteristics enables MTU 16V 595 TE90 model engine to get used in ships which has specific qualifications.