点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:超大型油轮“穿”上“海豚衣”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

超大型油轮“穿”上“海豚衣”

来源:科技日报2024-07-30 10:38

  图为仿生蒙皮螺旋桨。

  研发团队供图

  完成3个航次任务,航行时长近200天,里程逾3.5万海里,往返于中国沿海和中东地区各大港口……近日,国际首艘安装仿生蒙皮螺旋桨的30万吨级超大型油轮在福建省泉州港码头靠泊,完成多航次、长航时、多海域的节能数据收集。

  “螺旋桨直径10米,它表面敷设的柔性蒙皮材料,模拟了海豚皮的特征。”中国科学院宁波材料技术与工程研究所(以下简称“中国科学院宁波材料所”)海洋关键材料重点实验室研究员曾志翔向记者介绍,这种船用仿生柔性减阻材料在实船应用前取得了中国船级社产品认证,满足《控制船舶有害防污底系统国际公约》要求。

  曾志翔介绍,团队通过分析螺旋桨表面敷设仿生蒙皮前后进速系数、扭矩系数以及推力系数的变化,计算得到实船可节能约2%。预测在一个修船周期(2.5年)内,实船平均节能1.5%。按此计算,一艘超大型油轮预计每年可节约燃油300吨以上,减少二氧化碳排放量900吨以上。

  国际能源机构数据显示,海运业的能源消耗量在全球能源消耗总量中占比约为9%,排放的二氧化碳量占全球总量的3%。突破大型船舶的节能减排关键技术,引领全球海洋运输业绿色变革,对我国实现“双碳”目标具有重要意义。

  据了解,超大型油轮螺旋桨能耗效率随载货量和航速变化而变化,波动范围通常为60%至70%。船用发动机在驱动螺旋桨旋转时,约70%的能耗转化为推力,约15%消耗于螺旋桨剪切水做功,剩余约15%则消耗于螺旋桨反推力对水做功。

  在中国工程院院士、中国科学院宁波材料所研究员薛群基的推动下,自2022年起,中国科学院宁波材料所海洋关键材料重点实验室研究员王立平和曾志翔率领研发团队与中远海运能源股份有限公司(以下简称“中远海能”)联合攻关船用仿生蒙皮减阻节能技术,通过人工合成方法,制备出具有类似海豚皮特征的人造材料——类液态滑移柔性减阻材料JZPU-2023,并实现中试生产。

  曾志翔介绍,这一人造材料由具有类液态特征的动态界面材料与具有0.1—0.2毫米尺寸微结构的柔性材料耦合而成,敷设于螺旋桨表面,能够降低螺旋桨与水之间的剪切力,并减少反推力对水的做功,进而提高螺旋桨效率,降低能耗。

  海豚等海洋生物在海里游动时具有极低阻力。这是因为海豚表皮在水流作用下可形成微结构,产生微涡流,将水流与表皮的滑动摩擦转变为滚动摩擦,结合表皮黏液的润滑特性,能有效降低水流的湍流动能,降低水与表皮之间的剪切力。

  曾志翔说,对于人造仿生减阻材料而言,表面微结构和柔弹性易于实现,但要模仿海豚表皮长期分泌黏液的特性则比较困难。类液态材料有效解决了这一问题。

  “类液态材料既能保持固体材料的强度,又有类似于黏液的滑移特征。它在固体有机物分子内部接枝了高度柔性分子刷,从而表现出一定液体特征。”曾志翔解释说,由于所接枝分子链具有类似流体的高度动态特性,能自由旋转与运动,所以各种液体在这种材料表面的黏附力低且易滑移。

  记者了解到,鉴于此次测试结果,中远海能与中国科学院宁波材料所计划将该减阻材料推广至公司旗下100余艘油轮船。

  曾志翔说,未来,船用仿生柔性减阻材料将向远洋及内河运输等全行业推广应用。这必将促进营运船舶绿色化、低碳化发展。(洪恒飞 高晓静 江耘)

[ 责编:林佳欣 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 青春聚雄安 奋进迎新春

  • 行医路上把温暖刻进山乡

独家策划

推荐阅读
近日,国家管网集团西部管道公司成功完成所辖新疆段天然气、原油、成品油管道输送全生命周期碳足迹核算,获得中国质量认证中心颁发的“产品碳足迹证书”。
2026-02-06 09:18
近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计育种创新团队研发出新型植物基因研究工具——对目标DNA序列的邻近空间蛋白标记系统。
2026-02-06 09:38
因为像了解自己的孩子一样了解黑土地,韩晓增有个外号——“黑土地的营养搭配师”。他带领团队精心配制出一套营养搭配的“秘方”。
2026-02-06 09:33
蚊种与病毒之间存在高度匹配关系。1901年,公共卫生与热带医学领域先驱沃尔特·里德证明,蚊子是传播黄热病的元凶。科学界传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,却始终不知道真正的“病毒受体”是什么。
2026-02-06 09:31
科技创新和产业创新的深度融合,不仅是构建现代化产业体系的战略举措,更是贯彻新发展理念、推动高质量发展、加快构建新发展格局的重要抓手。
2026-02-06 09:13
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
月球表面的年龄是揭示其演化奥秘的基础。对于月球上未采样的区域,科学家主要依靠统计撞击坑的密度来估算年龄:区域越古老,撞击坑通常越密集。
2026-02-06 09:14
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
加载更多