Interaction Between Shapes and Dimensions Affecting the Cooling Effectiveness of Navy Patrol Vessel’s Engine Enclosure

The ship's main engine (ME) plays a significant role in producing power to move the vessel on seawater at a specific power capacity. The shipping industry's rapid growth leads to advancement in ship designs to cater to the need for different load carriers, increasing the demand for more extensive and powerful ME, which indirectly affects the ME operator personnel's health. Some ofthe issues encountered by them are excessive noise and heat radiated. Due to this problem, the ME enclosure has been invented as a solution. Despite its advantages, there is still a lack of fundamental understanding of the enclosure's optimized design and aerodynamic flow, affecting the heat transfer process's efficiency. These limitations caused the ME temperature to rise uncontrollably and indirectly risk the life span of the ME due to overheating and causing harm to the sub-components of the engine. Thus, the research investigated the relationship between the enclosure's geometry and aerodynamic flow towards heat transfer efficiency. It started with Data Collection of Enclosure Temperature onboard PV, Computational Fluid Dinamic (CFD) numerical simulation setup, CFD Validation and Optimization. As a result, the obtained data collection on both vessels has been verified, and numerical CFD setup has been validated based Average Temperature error of 0.15%. In conclusion, the Geometry of Case 2 shows the highest heat transfer efficiency compared to Original Geometry (Case 1, T avg. = 68.9°C) and Case 3 (T avg. = 71 °C), with an Average Temperature of 67.50°C can be observed that the smooth aerodynamic airflow inside Case 2 enclosure generates less vorticity and drag that lead to the enhancement of cooling effectiveness of the main engine's enclosure. These results are beneficial for further research on improving the performance of ship's ME that contributes to military and maritime enforcement vessels such as TLDM, APMM, and Marine Police to provide safety and security to the nation.

Jentera Utama kapal (ME) memainkan peranan penting dalam menghasilkan kuasa untuk menggerakkan kapal di atas permukaan air laut pada kapasiti kuasa tertentu. Pertumbuhan pesat industri perkapalan membawa kepada kemajuan dalam reka bentuk kapal bagi memenuhi keperluan pengangkut mengikut muatan yang berbeza, meningkatkan permintaan untuk ME yang lebih meluas dan berkuasa, yang secara tidak langsung menjejaskan kesihatan kakitangan pengendali ME. Beberapa isu yang dihadapi oleh mereka ialah bunyi bising yang berlebihan dan pancaran haba. Disebabkan masalah ini, ME enclosure telah dicipta sebagai kaedah penyelesaian. Disamping kelebihannya, masih terdapat kelemahan dari segi teori asas tentang reka bentuk optimum enclosure dan aliran aerodinamik, yang memberi kesan terhadap kecekapan proses pemindahan haba. Limitasi ini menyebabkan suhu ME meningkat secara tidak terkawal dan secara tidak langsung mempengaruhi
jangka hayat ME kerana terlalu panas dan juga menyebabkan kemudaratan kepada sub-komponen enjin. Oleh itu, kajian ini menyiasat hubungan antara geometri enclosure dan aliran aerodinamik terhadap kecekapan pemindahan haba. Ia bermula dengan Pengumpulan Data Suhu enclosure PV di atas kapal, persediaan simulasi numerik CFD, Pengesahan dan Pengoptimuman CFD. Hasilnya, pengumpulan data yang diperoleh pada kedua-dua kapal telah disahkan, dan persediaan CFD telah disahkan berdasarkan ralat Suhu Purata 0.15%. Kesimpulannya, Geometri Kes 2 menunjukkan kecekapan pemindahan haba tertinggi berbanding Geometri Asal (Kes 1, Purata T = 68.9°C) dan Kes 3 (Purata T = 71 °C), dengan Suhu Purata 67.5°C. Dapat diperhatikan bahawa aliran udara aerodinamik yang lancar di dalam enclosure Case 2 menghasilkan kurang pusaran dan geseran yang membawa kepada peningkatan keberkesanan penyejukan enclosure enjin utama. Hasil kajian ini bermanfaat untuk penyelidikan lanjut mengenai peningkatan prestasi ME kapal yang menyumbang kepada kapal tentera dan penguatkuasaan maritim seperti TLDM, APMM, dan Polis Marin untuk menjamin keselamatan dan keamanan negara.