D. Rikard Mikalsen University of Newcastle

1,315 views

Published on

Presentación del ponente D. Rikard Mikalsen University of Newcastle, en la Jornada Transnacional "Demostración Tecnológica en la Industria Auxiliar del Naval" Realizada el 26 de enero de 2010, en Santiago de Compostela

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,315
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
10
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

D. Rikard Mikalsen University of Newcastle

  1. 1. Marine engineering researchSir Joseph Swan Institute for Energy Research Newcastle University Rikard Mikalsen 26 January 2010 Santiago de Compostela
  2. 2. Sustainable Power Research Group   Led by Professor Tony Roskilly.  ~14 research/technical staff, ~7 PhD students. Key research areas:  Engine condition monitoring and fault diagnostics.  Marine robotics and control.  Alternative heat engines / refrigeration cycles.  Alternative fuels.  Combined heat and power / tri­generation.  Modelling and simulation of complex systems.
  3. 3. HISMAR project Hull Identification System for Marine Autonomous Robotics.  Funded through EU FP6; 10  partners; led by Newcastle.  Inspects and cleans ship hull.  Optical positioning and navigation  system.  Magnetic attachment and landmark  detection for position tracking  and hull integrity analysis.Further information:  www.hismar.eu  Currently at commercialisation  stage.
  4. 4. Engine condition monitoring  Condition monitoring;  operational optimisation;  emissions control.  Thermal overload prediction in  large marine engines.  Monitoring and detection of  cylinder liner scuffing.  Influence on ambient conditions  on engine performance.
  5. 5. Alternative fuels  Biodiesel and bio­oil engine operation.  Efficiency and emissions testing.  Combustion modelling validation.  Injection properties; viscosity control.  Small marine craft trials carried out.  Dual fuel operation: improve combustion  of low­quality fuels by gas injection.  New experimental facility funded by  Carbon Connections.
  6. 6. Dual fuel CHP facility
  7. 7. Dual fuel CHP facility
  8. 8. Dual fuel CHP facility
  9. 9. Dual fuel CHP facility
  10. 10. Dual fuel CHP facility
  11. 11. Hydrogen-fuelled CI engine  Low emissions: no CO, CO2, HC; very low NOx.  Fast combustion: high thermal efficiency.  Both direct injection and homogeneous charge  compression ignition (HCCI) systems developed  and tested.
  12. 12. Novel engine/refrigeration cyclesReciprocating Joule cycle concept  Recuperated Joule (gas turbine)  thermodynamic cycle with  reciprocating compressor and  expander.  Continuous, external combustion     → low emissions; fuel flexible.  Efficiency advantages in small scale:  suitable for micro­CHP systems.
  13. 13. Refrigeration cycles  Expertise in ab­/adsorbtion refrigeration cycles.  New cycles / configurations; applications in e.g. fishing  vessels.Miller cycle engines  Over­expanded engine: utilises energy  normally lost to exhaust gases.  Efficiency improvements particularly at low  compression ratios.  Can be used to reduce emissions (NOx).
  14. 14. Free-piston engines  Linear, “crankless” engine.  Simple; compact; low  mechanical losses.  High­pressure operation  possible: no load­carrying  bearings.  Variable compression ratio.Further information:   Modular; flexible engine layout. www.free­piston.eu
  15. 15. Free-piston engines No crank system → very low frictional losses. Lower lubrication requirements; reduced wear. Low ignition timing requirements → suitable for HCCI. Challenge: piston motion control (load changes and cycle­to­ cycle variations).  
  16. 16. Other ongoing projectsBio­fuel micro­trigeneration with cryogenic energy storage. UK­China collaboration (Leeds, Ulster, Shanghai Jiaotong, Guangxi, ...). Funded by EPSRC (£1.1M)Thermal management of industrial processes Major industrial companies involved (Alstom, BP Chem., Corus, Pfizer). Research project and network funded by EPSRC (>£1M).Pose2idon: Power Optimised Ship EU FP7 funded; led by BMT Defence Services Ltd. Life cycle analysis; environmental impact assessment.
  17. 17. Recent publications Roskilly, A.P, Nanda, S.K, Wang, Y.D, Chirkowski, J. The performance and the gaseous emissions of two  small marine craft diesel engines fuelled with biodiesel. Applied Thermal Engineering 2008; 28:872­880. Huang JC, Wang YD, Roskilly AP et al. Experimental investigation on the performance and emissions of a  diesel engine fuelled with ethanol­diesel blends. Applied Thermal Engineering 2009; 29:2484­2490. Wang YD, Roskilly AP, Huang Y. Trigeneration Integrated with Absorption Enhanced Reforming of Lignite  and Biomass. Fuel 2009, 88(10), 2004­2010. Nanda, S.K, Roskilly, A.P. Performance monitoring of slow­speed diesel engines by dynamic exhaust gas  measurement and oxygen concentration measurement of blow down exhaust gas. 25th CIMAC World  Congress on Combustion Engine Technology 2007. Vienna. Gomes Antunes J.M., Mikalsen R., Roskilly A.P. An investigation of hydrogen fuelled HCCI engine  performance and operation. International Journal of Hydrogen Energy, 2008; 33:5823­5828. Gomes Antunes J.M., Mikalsen R., Roskilly A.P. An experimental study of a direct injection compression  ignition hydrogen engine. International Journal of Hydrogen Energy, 2009; 34:6516­6522. Mikalsen R., Wang Y.D., Roskilly A.P. A comparison of Miller and Otto cycle natural gas engines for small  scale CHP applications. Applied Energy, 2009; 86:922­927.
  18. 18. Recent publications Wang YD, Lin L, Zeng S, Roskilly AP, et al. Application of the Miller cycle to reduce NOx emissions from  petrol engines. Applied Energy 2008, Volume 85(Issue 6), Pages 463­474. Wang YD, Lin L, Roskilly AP, et al. An analytic study of applying Miller cycle to reduce NOx emission from  petrol engine. Applied Thermal Engineering 2007, 27(11­12), 1779­1789. Tunwattana N, Roskilly AP, Norman RA. Investigations into the effects of illumination and acceleration on  opitcal mouse sensors as contact­free 2D measurement devices. Sensors and Actuators A, 2009; 149:87­92. Mikalsen R., Roskilly A.P. A computational study of free­piston diesel engine combustion.  Applied Energy,  2009; 86:1136­1143. Mikalsen R., Roskilly A.P. Coupled dynamic­­multidimensional modelling of free­piston engine combustion.   Applied Energy, 2009; 86:89­95. Mikalsen R., Roskilly A.P. The control of a free­piston engine generator. Applied Energy, 2010; 87:1273­1287. Mikalsen R., Jones E., Roskilly A.P. Predictive piston motion control in a free­piston internal combustion  engine. In press:  Applied Energy, 2010.          For a full list, please see www.ncl.ac.uk/energy.
  19. 19. Thank you. Rikard MikalsenSir Joseph Swan Institute for  Energy Research Newcastle University www.ncl.ac.uk/energy

×