Analysis of Fuel Consumption in Marine Diesel Engines Using Thermodynamic Equations
Application to the Libyan Vessel “Anwar Alnase”
DOI:
https://doi.org/10.59743/jaf.v10i1.903Keywords:
Marine Diesel Engine, Fuel Injection, Injection Pressure, Fuel Viscosity, Thermal Efficiency, Injection StabilityAbstract
Fuel injection systems in marine diesel engines are critical factors that determine combustion efficiency, fuel consumption, and operational stability of ships. This study aims to analyze the fuel injection system performance of the main engine on the Libyan tanker M.T. ANWAAR ALNASER, equipped with a MAN B&W 6S46MC-C slow-speed diesel engine rated at 7860 kW at 129 rpm, using a computational model based on the actual technical specifications of the vessel, without the need for field measurements. Thermodynamic and hydrodynamic equations were employed to calculate the total fuel mass flow, fuel distribution per cylinder, and fuel per injection stroke. The required injection pressure was determined using nozzle flow equations, considering discharge coefficients and fuel density, while the effect of injection variations and fuel viscosity on combustion stability was also analyzed. Results showed that the fuel mass per injection is approximately 30.5 g, and the required injection pressure is around 190 bar, consistent with the manufacturer’s design specifications for the MC-C engine. A 5% variation in fuel per injection between cylinders leads to noticeable power fluctuations and an increase in exhaust temperature by about 20°C, highlighting the importance of controlling fuel viscosity and maintaining injection pumps to ensure injection stability and improved atomization. The computed thermal efficiency of the engine is approximately 50%, reflecting typical performance for slow-speed marine engines running on HFO fuel.
Downloads
References
أبو زيد، م., وعبد الفتاح، ر. (2014 .( تقنيات الاحتراق في محركات الديزل البحرية. القاهرة: دار الفكر العربي.
البدري، م. (2018 .( كفاءة استهلاك الوقود في المحركات البحرية. الإسكندرية: دار الجامعة الجديدة.
الخطيب، س. (2015 .( أداء محركات الديزل البحرية وتحليل الانبعاثات. عمان: دار المسيرة للنشر.
الرفاعي، ك. (2020). تطبيق المعادلات الحرارية لحساب الاستهلاك الفعلي للوقود في المحركات البحرية. مجلة النقل البحري، 14(1), 23–41.
الزهراني، ع., والغامدي، م. (2019 .( تحليل أداء محركات الديزل البحرية في ضوء العوامل الحرارية. الرياض: مكتبة الحكمة.
السعدي، ف. (2017 . (هندسة المحركات البحرية: المفاهيم الأساسية والتطبيقات. الشارقة: منشورات جامعة الشارقة.
الشريف، ك. (2013 .( مقدمة في العناصر الحرارية للمحركات البحرية. طرابلس: منشورات الجامعة.
عبد الله، ج. (2020 .( تحليل استهلاك الوقود في السفن التجارية باستخدام طرق تحسين الأداء. الدوحة: مركز الدراسات البحرية.
عبد اللطيف، هـ. (2016 .( محركات الديزل البحرية: التشغيل والصيانة وتحسين الأداء. بيروت: دار العلوم.
علي، م., وناصر، أ. (2018 .( الديناميكا الحرارية وتطبيقاتها في المحركات البحرية. الكويت: دار النهضة العلمية.
قاسم، ي. (2021 .( كفاءة الطاقة في المحركات البحرية الحديثة. بغداد: دار الأفق.
Bosch, R. (2019). Bosch Automotive Handbook (10th ed.). Robert Bosch GmbH.
Chen, G. (2009). Study of fuel temperature effects on fuel injection, combustion, and emissions of direct-injection diesel engines. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 131(2). https://doi.org/10.1115/1.3019006 DOI: https://doi.org/10.1115/1.3019006
Heywood, J. B. (2018). Internal Combustion Engine Fundamentals (2nd ed.). McGraw-Hill Education.
Monieta, J. (2017). Modelling of the fuel injection of medium speed marine diesel engines. Combustion Engines, 170(3), 139–146. DOI: https://doi.org/10.19206/CE-2017-324
MAN Diesel & Turbo. (2016). MAN B&W MC/MC-C Engine Operation and Maintenance Guide. MAN Energy Solutions.
Stone, R., & Ladommatos, N. (2017). Introduction to Internal Combustion Engines (4th ed.). SAE International.
Wärtsilä Corporation. (2020). Wärtsilä Marine Engine Technology Handbook. Wärtsilä Corporation.
Downloads
Published
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 حمزة مفتاح رجب، بالقاسم محمد الأعوج، عبدالسلام رمضان دلف

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.



