Introduction to marine engineering

Marine engineering involves the design, construction, installation, operation and support of the systems and equipment which propel and control marine vehicles, and of the systems which make a vehicle or structure habitable for crew, passengers and cargo.

Marine engineering is allied to mechanical engineering, although the old marine engineer requires knowledge (and hands-on experience) with electrical, electronic, pneumatic, hydraulic, chemistry, control engineering, naval architecture or ship design, process engineering, steam generation, gas turbines and even nuclear technology on certain military vessels.

Marine engineering on board a ship refers to the operation and maintenance of the propulsion and other systems such as:electrical power generation plant; lighting; fuel oil; lubrication; water distillation and separation; air conditioning; refrigeration; and water systems on board the vessel. This work is carried out by Marine Engineering Officers, who usually train via cadet ships sponsored by a variety of maritime organizations. There are also training centers at post-secondary institutions that offer marine engineering programs, such as Autonomous Underwater Vehicle research; marine renewable energy research; and careers related to the offshore oil and gas extraction and cable laying industries.

Thursday, December 2, 2010

Assalamualaikom...

Hi friend, this blog is still under construction, tq

Wednesday, December 1, 2010

PENGENALAN KEPADA PEMAMPAT UDARA MARIN (MARINE AIR COMPRESSOR)

Fungsi pemampat udara marin di atas kapal :

1. Menghidupkan jentera utama dan janakuasa.
2. Membuka dan menutup injap (terdapat pada kapal besar).
3. Untuk kegunaan sistem penyamanan udara.
4. Untuk kegunaan harian di dalam bengkel.


Gambarajah 1 – Pemampat udara marin (marine air compressor)

Jenis – jenis pemampat udara yang sering digunakan di atas kapal adalah seperti : -


Gambarajah 2 – Single Stage Air compressor

Perjalanan Air Compressor jenis ini samalah seperti dengan ‘multi stage’ cuma perbezaan ialah lebih piston pada ‘multi stage air compressor’. ‘Single stage air compressor’ biasanya mempunyai satu piston dan setiap perjalanan piston ke TDC ianya memapat udara yang masuk ke dalam silinder.

Perjalanan piston dari TDC ke BDC telah meyedut udara dari luar melalui injap masuk dan apabila piston bergerak ke atas ia akan memampat udara itu tadi lantas membuka ‘injap keluar´. Udara yang telah dimampatkan akan melalui saluran paip menuju ke balang simpanan. Pemampat udara ini adalah jenis LP Pemampat Udara.


Gambarajah 3 – Multi Stage Air Compressor

Pemampat udara jenis ini punyai dua atau lebih piston dan daya mampatan lebih kuat dari ‘Single stage air compressor’. Udara yang masuk ke dalam cylinder pertama akan dimampatkan dan udara ini akan masuk ke cylinder kedua di mana akan dimampatkan lagi dan seterusnya bergantung berapa piston yang ada. Sebelum udara ini masuk dari satu cylinder ke cylinder yang lain ianya terlebih dahulu disejukkan oleh ‘air cooler’. Pemampat udara ini adalah jenis HP air compressor.

Peralatan utama pada pemampat udara

Pemampat (compressor): Menempatkan udara yang disedut masuk dan dihantar ke balang.

Penyejuk (cooler): Menyejukan udara yang dimampatkan kerana haba tinggi.
Dua unsur penyejukan adalah air dan angin.

Injab sehala (non return valve): Menghalang udara yang dihantar ke balang
kembali masuk ke pemampat.

Pemisah air (water saperator): Memisahkan air dan udara mampat yang terhasil dari proses penyejukkan.

Pengering (drier): Mengeringkan udara selepas pemisah air untuk memastikan udara mampat yang kering sahaja disimpan di dalam baling.

Injap keselamatan (safety valve): Memastikan had kandungan udara mampat di dalam balang di tahap maksima yang dibenarkan sahaja. (40 bar).

Injap (stop valve): Menghalang udara mampat keluar dari balang atau sistem.

Perendah tekanan (air reducer): Merendahkan tekanan angin dari tinggi ke rendah untuk kegunaan am. (cth dari 40 bar ke 7 bar)


Beberapa alat keselamatan di pasang pada sistem pemampat udara untuk menghalang kerosakkan yang besar belaku

Injap keselamatan (safety valve): Menghadkan kandungan udara mampat di dalam balang dari melepasi had maksima yang ditetapkan.

Pelantik pemutus (cut off switch): Memutuskan litar apabila udara mampat yang disimpan di dalam balang mencapai had maksima yang dibenarkan.

Pelantik hidup (cut in switch): Menghidupkan litar apabila had udara mampat di dalam balang menurun diparas minima yang dibenarkan.


Gambarajah 4 – Struktur binaan asas pemampat udara marin

Binaan asas pemampat udara

1. Jenis piston iaitu jenis reciprocating compresor, binaan pemampat ini mudah dimana terdapat tiub atau cylinder yang tertutup pada satu hujungnya serta piston atau plunger yang boleh bergerak di dalam cylinder tersebut

2. Pergerakan piston dilakukan oleh motor atau enjin yang disambungkan terus secara mekanikal ke crankshaft ditukar kepergerakan pusingan crankshaft turun naik oleh connecting rod yang disambungkan dengan piston pada hujungnya melalui gudgeon pin.

3. Piston dipasang dengan satu atau lebih piston ring yang mengembang ke dinding cylinder untuk mengelakan udara keluar melalui celah-celah antara piston dan cylinder

4. Di hujung cylinder dipasang juga dengan dua valve untuk membolehkan udara keluar dan masuk ke cylinder. terdapat pelbagai bentuk dan jenis valve tetapi setiap valve tersebut berfungsi sebagai check valve dimana hanya membenarkan udara bergerak pada satu arah sahaja.

PENGENALAN KEPADA MARIN TURBOCHARGER

Fungsi Marin Turbocharger :
Ialah satu proses supercharging dimana turbocharger telah digunakan sebagai alat bantuan untuk menambahkan kemasukan udara ke selinder enjin. Fungsi utama turbocharger ialah menambahkan bekalan udara dengan memampatkannya supaya lebih banyak udara dapat mengisi ruang selinder pada setiap intake stroke.

Selain itu, tugas sampingan sesebuah turbocharger adalah seperti berikut :


I. Menolak gas – gas kotor dari combustion chamber untuk membersihkan kekotoran di atas piston crown, cylinder liners, cylinder head dan exhaust manifold.

II. Merendahkan suhu di bahagian atas piston crown, cylinder liners, cylinder head dan saluran exhaust manifold.

III. Mengisi ruang combustion chamber dengan udara bersih yang
banyak untuk proses mampatan supaya udara yang panas tadi dapat membakar bahanapi dengan sempurna.

BINAAN ASAS

Secara asasnya marin turbocharger dibina berdasarkan tiga (3) bahagian utama iaitu :

I. Centre bearing housing
II. Compressor wheel turbine housing
III. Exhaust wheel turbine housing

Centre bearing housing mengandungi 2 plain bearing iaitu :

I. Roller bearing (exhaust side)
II. Thrust bearing (compressor side)

KOMPONEN – KOMPONEN


a. Compressor wheel
Untuk memampatkan serta meningkatkan kelajuan udara supaya ia dapat memberi
tenaga kelajuan (kinetic energy ) kepada udara tersebut. Udara yang dimampatkan
itu akan keluar dengan laju melalui diffuser dengan tekanan yang lebih tinggi.

b. Turbine wheel
Dipasang pada common shaft (bersambung secara terus dengan compressor wheel) dan
berpusing didalam turbine housing. Kebiasaannya didalam turbocharger, ia dipandu
oleh exhaust gas.

c. Common shaft /Rotor shaft
Merupakan shaft untuk pemasangan compressor wheel dan Turbine wheel. Ia disokong
oleh thrust bearing dan roller bearing. Labyrinth juga dipasangkan dan sesetengah
turbocharger dipasangkan pam minyak pelincir ( gear lub. oil pump ) dikedua – dua
hujung shaft.

d. Thrust Bearing
Untuk menyokong (to support) rotor shaft terutamanya di bahagian compressor wheel.

e. Labyrinth Seals
Untuk menahan kebocoran exhaust gas ke dalam minyak pelincir di bahagian turbine- side serta menahan minyak pelincir daripada disedut masuk oleh induser ke dalam
blower casing melalui labyrinth yang bocor.

f. Air Filter
Untuk menapis udara luar sebelum masuk ke dalam compressor housing.

g. Inducer
Untuk menyedut udara dari air filter dan dimampatkan oleh compressor wheel.

h. Diffuser
Alat yang menukarkan tenaga kelajuan ( kinetic energy ) kepada tenaga tekanan
(pressure energy ) iaitu digunakan untuk menyerap atau mengurangkan tekanan yang
dihasilkan oleh compressor.

i. Drain plug
Untuk membuang kekotoran dari turbine atau compressor casing.

k. Roller Bearing
Untuk menyokong rotor shaft di bahagian turbine rotor.

SISTEM TURBOCHARGER

Berdasarkan kaedah supercharging, sistem turbocharger boleh dikelaskan kepada dua (2) jenis yang dinamakan Dynamic system dan Static system.

I. Dynamic System
Didalam Dynamic System, turbine pada turbocharger dipandu oleh ekzos gas yang keluar daripada setiap selinder enjin. Paip ekzos diantara cylinder outlet dan turbine inlet mestilah pendek untuk menghalang daripada kehilangan kuasa ekzos (exhaust energy loss) bagi sistem ini.


II. Static System

Didalam Static system, ekzos gas dari setiap selinder dikumpulkan didalam exhaust manifold. Ini membolehkan ‚turbine efficiency sistem ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan dynamic system. Kebanyakan two stroke engine menggunakan sistem ini. Kebiasaannya auxiliary blower digunakan didalam sistem ini untuk membantu memandu turbocharger terutamanya semasa enjin baru dihidupkan.