Calculation method development for icebreaker exhaust emissions

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorPalkama, Heikki
dc.contributor.authorStenberg, Arttu
dc.contributor.departmentSovelletun mekaniikan laitosfi
dc.contributor.schoolInsinööritieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.schoolSchool of Engineeringen
dc.contributor.supervisorKujala, Pentti
dc.date.accessioned2020-12-28T10:06:28Z
dc.date.available2020-12-28T10:06:28Z
dc.date.issued2012
dc.description.abstractThis work aims to evaluate exhaust gas emissions of icebreakers and ice-breaking offshore vessels at different speeds and ice thicknesses. To achieve this, the goal is to develop a simplified calculation method to evaluate the power demand of each vessel analysed in the study. The developed method of calculation adds the experienced ice resistance and power demand in open water of each ship together. The ice resistance formula is derived from the Lindqvist-formula and from published full-scale observations of different vessels. The open water power demand is estimated based on analysis of published full-scale data. The results for ice resistance and power demand given by the calculation method are extensively compared to published full-scale measurements. The exhaust gas emissions of icebreakers and ice-breaking vessels are calculated on the basis of calculated power demand by using emission factors of major exhaust emission components. The result is indicative emission levels as a function of velocity in three different ice thicknesses, which can be considered as an average for today's modern ships without exhaust gas after-treatment. Emission ratings can be used to evaluate modern icebreaker's and ice-breaking offshore vessel's average exhaust emissions under various conditions when the power demand and the ship's operating profile and prevailing ice conditions are known. The results can be used in performance and environmental assessment of new ships compared to the current fleet. The work provides new information of the link between the emissions from ships, the environmental conditions and the mode of operation, what can be used as a basis for new emission regulations and emission indices.en
dc.description.abstractTämän työn tavoite on arvioida jäänmurtajien ja jäätä murtavien offshore-alusten pakokaapupäästöjä eri nopeuksilla ja jään paksuuksilla. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tulee kehittää yksinkertaistettu laskentamenetelmä kunkin tutkimuksen kohteena olevan aluksen tehontarpeen määrittämiseksi eri olosuhteissa. Kehitetty laskentamenetelmä summaa laivan kokeman jäävastuksen ja tehontarpeen avovedessä. Laivan kokema jäävastus johdetaan Lindqvistin kaavaa ja julkaistuja täysimittakaavahavaintoja soveltamalla. Laivan käyttämää tehoa avovedessä arvioidaan julkaistuja täysimittakaavatuloksia analysoimalla. Laskentamenetelmän antamia tuloksia verrataan jäävastuksen ja tehontarpeen osalta laajasti täysimittakaavassa tehtyihin mittauksiin. Jäänmurtajien ja jäätä murtavien offshore-alusten pakokaasupäästöjen määrä lasketaan laskennallisen tehontarpeen pohjalta käyttämällä päästömuunnoskaavoja tärkeimmille pakokaasukomponenteille. Tuloksena saadaan viitteelliset päästömäärät nopeuden funktiona kolmella eri jään paksuudella, joita voidaan pitää keskiarvona nykyaikaisille aluksille ilman pakokaasujen jälkikäsittelyä. Päästömäärien avulla voidaan arvioida keskimääräisen modernin jäänmurtajan ja jäätä murtavan offshore-aluksen pakokaasupäästöjä eri olosuhteissa ja operointipisteissä kun aluksen operointiprofiili ja vallitsevat jääolosuhteet ovat tiedossa. Työn tuloksia voidaan käyttää uusien alusten suorituskyvyn ja ympäristöystävällisyyden arviointiin. Lisäksi työ tarjoaa uutta tietoa alusten päästöjen määrän, operoinnin ja olosuhteiden välisestä yhteydestä, mitä voidaan käyttää pohjana uusia päästömääräyksiä tai päästöindeksejä suunniteltaessa.fi
dc.format.extent84 + [16]
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/99871
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020122858702
dc.language.isofien
dc.programme.majorLaivanrakennusoppifi
dc.programme.mcodeKul-24fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordicebreakeren
dc.subject.keywordjäänmurtajafi
dc.subject.keywordoffshoreen
dc.subject.keywordoffshorefi
dc.subject.keywordexhaust gas emissionsen
dc.subject.keywordpakokaasupäästötfi
dc.subject.keywordarcticen
dc.subject.keywordarktinenfi
dc.titleCalculation method development for icebreaker exhaust emissionsen
dc.titleLaskentamenetelmän kehittäminen jäänmurtajan pakokaasupäästöjen arvioimiseksifi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_91245
local.aalto.idinssi44443
local.aalto.openaccessno
Files