M. Abu Amro
Diese Arbeit präsentiert die Optimierung des (weitgehend) seegangsunabhängigen Oel-Skimmers SOS durch numerische und experimentelle Analysen. Hierbei wird die Leistungsfähigkeit des SOS bei der Bekämpfung von Ölunfällen auf hoher See untersucht. Bei diesen Einsätzen - insbesondere bei rauem Seegang - weist der SOS einen hohen Wirkungsgrad gegenüber bisher eingesetzten Ölunfallbekämpfungssystemen auf. Der SOS besitzt keine beweglichen Teile und besteht aus einem Moonpool (Ölauffangbecken) und einem Ponton (Bugsegment), welcher über die im Seegang heftig bewegte, ölverschmutzte Wasseroberfläche gleitet. Hierbei strömt die Ölschicht unter den Ponton auf eine im hinteren Bereich quer laufende Separationsklinge zu, die für eine Trennung von Öl und Wasser sorgt und das Ölauffangbecken von der Wellenwirkung abschirmt. Durch die Fahrtgeschwindigkeit entsteht an der Hinterkante des Bugsegments ein Wirbel, der die einströmenden Ölpartikel zusätzlich in Richtung der Wasseroberfläche des Moonpools beschleunigt. Das im Moonpool aufschwimmende Öl wird durch Sloshingeffekte, die durch Schiffsbewegungen im Seegang hervorgerufen werden, über eine justierbare Böschung in einen Setztank (Ölsumpf) befördert, von wo es in konzentrierter Form abgepumpt wird. Die gewonnenen Ergebnisse der numerischen und experimentellen Analysen zeigen, dass der optimierte Skimmer bei Glattwasser und im Seegang einen Wirkungsgrad von 70 % bis 95 % erzielt.
This paper presents the optimization of the sea state independent oil skimming system SOS by means of numerical and experimental analyses. Here, the SOS’ performance of counteracting oil disasters at open sea is closely examined. By evaluating the functional principle of the system, it is found that the SOS shows a higher efficiency compared to existing oil recovery systems - especially in high seas. The SOS does not feature any moving parts. The system consists of a moon pool (oil dike) and a pontoon (bow segment), which glides on the heavily moving, oil polluted water surface, damping the waves. As a result of this arrangement, the oil layer flows untermeath the pontoon towards a transverse blade, which separates the oil from the water and protects the moon pool from wave effects. At the trailing edge of the bow segment a vortex develops, accelerating the oil particles in addition to their positive buoyancy towards the free water surface of the moon pool. The wave-induced motions of the system cause sloshing effects of the fluid within the oil dike. These sloshing motions convey the oil particles over an adjustable slope into an oil sump from where they can be pumped off in a concentrated form. During numerical and experimental analyses, the optimized skimming system yields an efficiency up to 95 % in calm waters and up to 70 % in the chosen sea states.