Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την Αριθμητική Προσομοίωσης ροής Υγροποιημένου Φυσικού Αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού. Το υγροποιημένο φυσικό αέριο εισέρχεται στην δεξαμενή από έναν αγωγό και σε θερμοκρασία ίση με -162 οC. Λόγω της μεταφοράς θερμότητας από...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13740 |
| id |
nemertes-10889-13740 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ανεφοδιασμός δεξαμενής πλοίου Υγροποιημένο φυσικό αέριο Αριθμητική προσομοίωση Ship tank refueling Liquefied natural gas Numerical simulation |
| spellingShingle |
Ανεφοδιασμός δεξαμενής πλοίου Υγροποιημένο φυσικό αέριο Αριθμητική προσομοίωση Ship tank refueling Liquefied natural gas Numerical simulation Κωνσταντόπουλος, Ιωάννης Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την Αριθμητική Προσομοίωσης ροής Υγροποιημένου Φυσικού Αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού. Το υγροποιημένο φυσικό αέριο εισέρχεται στην δεξαμενή από έναν αγωγό και σε θερμοκρασία ίση με -162 οC. Λόγω της μεταφοράς θερμότητας από το περιβάλλον και λόγω της ανάμιξης του ρευστού με το μεθάνιο που προϋπάρχει στο εσωτερικό της δεξαμενής, έχουμε να αντιμετωπίσουμε την παραγωγή εξατμιζόμενου αερίου – μεθανίου. Η προσομοίωση θα γίνει για τρείς περιπτώσεις ανεφοδιασμού. Η πρώτη αφορά τον ανεφοδιασμό από δεξαμενή φορτηγού οχήματος, η δεύτερη από πλοίο σε πλοίο και η τρίτη αφορά ανεφοδιασμό σε λιμάνι. Σε κάθε περίπτωση εφαρμόζονται διαφορετικές παροχές ρευστού και η στάθμη ελέγχεται σύμφωνα με τους περιορισμούς που υπάρχουν για κάθε τύπο ανεφοδιασμού.
Κατά τον ανεφοδιασμό ακολουθείται ένας κατάλογος κανόνων και οδηγιών για την ασφαλή μεταφορά του υγροποιημένου φυσικού αερίου στην δεξαμενή του πλοίου. Αφού μελετηθούν οι ιδιότητες του ρευστού που μας αφορά, ο τρόπος με τον οποίο γίνεται ο ανεφοδιασμός, το πώς γίνεται η διαδικασία αυτή στις μέρες μας και τους κινδύνους που μπορεί να εμφανιστούν, αρχίζει η προετοιμασία για την προσομοίωση. Αρχικά επιλέγεται ο τύπος της δεξαμενής, καθορίζονται τα γεωμετρικά της χαρακτηριστικά και δημιουργείται το υπολογιστικό πλέγμα. Αυτά πραγματοποιήθηκαν με την χρήση του λογισμικού ANSYS R3 Academic. Στην συνέχεια με την χρήση του κώδικα Fluent, έγινε η επίλυση και η εξαγωγή αποτελεσμάτων για την δισδιάστατη αυτή προσομοίωση.
Μέσω αυτής της προσομοίωσης, θέλαμε να μελετήσουμε τις μεταβολές που συμβαίνουν κατά την διάρκεια του ανεφοδιασμού στο εσωτερικό της δεξαμενής, αλλά κυρίως την θερμοκρασία του τοιχώματος, την θερμοκρασία στον αγωγό εξαγωγής του αερίου μεθανίου και τον κατά όγκο ρυθμό παραγωγής του εξατμιζόμενου αερίου.
Στόχος μας είναι να αναπτυχθεί η κατάλληλη τεχνογνωσία για την μοντελοποίηση του ανεφοδιασμού πλοίων με υγροποιημένο φυσικό αέριο, η χρήση της τεχνογνωσίας αυτής σε εφαρμογές και η διάδοση της χρήσης αυτού του ρευστού στην ναυτιλία και στην μεταφορά. |
| author2 |
Konstantopoulos, Ioannis |
| author_facet |
Konstantopoulos, Ioannis Κωνσταντόπουλος, Ιωάννης |
| author |
Κωνσταντόπουλος, Ιωάννης |
| author_sort |
Κωνσταντόπουλος, Ιωάννης |
| title |
Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| title_short |
Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| title_full |
Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| title_fullStr |
Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| title_full_unstemmed |
Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| title_sort |
αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (lng) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13740 |
| work_keys_str_mv |
AT kōnstantopoulosiōannēs arithmētikēprosomoiōsēroēsygropoiēmenouphysikouaerioulngsedexamenēploioukatatēndiarkeiaanephodiasmou AT kōnstantopoulosiōannēs numericalsimulationofliquefiednaturalgaslngflowintoashiptankduringrefueling |
| _version_ |
1771297316733452288 |
| spelling |
nemertes-10889-137402022-09-05T20:15:57Z Αριθμητική προσομοίωση ροής υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού Numerical simulation of liquefied natural gas (LNG) flow into a ship tank during refueling Κωνσταντόπουλος, Ιωάννης Konstantopoulos, Ioannis Ανεφοδιασμός δεξαμενής πλοίου Υγροποιημένο φυσικό αέριο Αριθμητική προσομοίωση Ship tank refueling Liquefied natural gas Numerical simulation Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την Αριθμητική Προσομοίωσης ροής Υγροποιημένου Φυσικού Αερίου (LNG) σε δεξαμενή πλοίου κατά την διάρκεια ανεφοδιασμού. Το υγροποιημένο φυσικό αέριο εισέρχεται στην δεξαμενή από έναν αγωγό και σε θερμοκρασία ίση με -162 οC. Λόγω της μεταφοράς θερμότητας από το περιβάλλον και λόγω της ανάμιξης του ρευστού με το μεθάνιο που προϋπάρχει στο εσωτερικό της δεξαμενής, έχουμε να αντιμετωπίσουμε την παραγωγή εξατμιζόμενου αερίου – μεθανίου. Η προσομοίωση θα γίνει για τρείς περιπτώσεις ανεφοδιασμού. Η πρώτη αφορά τον ανεφοδιασμό από δεξαμενή φορτηγού οχήματος, η δεύτερη από πλοίο σε πλοίο και η τρίτη αφορά ανεφοδιασμό σε λιμάνι. Σε κάθε περίπτωση εφαρμόζονται διαφορετικές παροχές ρευστού και η στάθμη ελέγχεται σύμφωνα με τους περιορισμούς που υπάρχουν για κάθε τύπο ανεφοδιασμού. Κατά τον ανεφοδιασμό ακολουθείται ένας κατάλογος κανόνων και οδηγιών για την ασφαλή μεταφορά του υγροποιημένου φυσικού αερίου στην δεξαμενή του πλοίου. Αφού μελετηθούν οι ιδιότητες του ρευστού που μας αφορά, ο τρόπος με τον οποίο γίνεται ο ανεφοδιασμός, το πώς γίνεται η διαδικασία αυτή στις μέρες μας και τους κινδύνους που μπορεί να εμφανιστούν, αρχίζει η προετοιμασία για την προσομοίωση. Αρχικά επιλέγεται ο τύπος της δεξαμενής, καθορίζονται τα γεωμετρικά της χαρακτηριστικά και δημιουργείται το υπολογιστικό πλέγμα. Αυτά πραγματοποιήθηκαν με την χρήση του λογισμικού ANSYS R3 Academic. Στην συνέχεια με την χρήση του κώδικα Fluent, έγινε η επίλυση και η εξαγωγή αποτελεσμάτων για την δισδιάστατη αυτή προσομοίωση. Μέσω αυτής της προσομοίωσης, θέλαμε να μελετήσουμε τις μεταβολές που συμβαίνουν κατά την διάρκεια του ανεφοδιασμού στο εσωτερικό της δεξαμενής, αλλά κυρίως την θερμοκρασία του τοιχώματος, την θερμοκρασία στον αγωγό εξαγωγής του αερίου μεθανίου και τον κατά όγκο ρυθμό παραγωγής του εξατμιζόμενου αερίου. Στόχος μας είναι να αναπτυχθεί η κατάλληλη τεχνογνωσία για την μοντελοποίηση του ανεφοδιασμού πλοίων με υγροποιημένο φυσικό αέριο, η χρήση της τεχνογνωσίας αυτής σε εφαρμογές και η διάδοση της χρήσης αυτού του ρευστού στην ναυτιλία και στην μεταφορά. This diploma thesis deals with the investigation of the Numerical simulation of Liquefied Natural Gas (LNG) flow into a ship tank during refueling. The liquefied natural gas enters the tank through a pipe at a temperature equal to -162 oC. Due to the transfer of heat from the environment and due to the mixing of the liquid with the methane that pre-exists inside the tank, we have to deal with the production of Boil-off gas. The simulation will be done for three different refueling cases. The first one, concerns the refueling from a truck tank, the second one from ship to ship and the third concerns refueling at a port. In each case, different fluid supplies are applied and the volume fraction of the fluid is checked according to the restrictions that exist for each type of supply. During refueling–bunkering, a list of rules and instructions is followed for the “safe transport” of the LNG to the ship’s tank. After studying the properties of the fluid that concerns us, the way in which the supply is done, the way in which this process is done nowadays and the risks that may appear the preparation of the simulation begins. At first, the type of the tank is selected, its geometric characteristics are determined and the computational grid is created. All the previous procedures were done using ANSYS R3 Academic software. Then, by using the Fluent code, the results for this two dimensional simulation were exported. Through this simulation, we wanted to study the changes that occur during LNG bunkering, but mainly we wanted to watch the temperature of the walls of the tank, the temperature at the exhaust pipe of the methane gas and the production rate of the evaporated gas. Our goal is to develop the appropriate technical knowledge for the simulation of ship bunkering with liquefied natural gas, the use of this technical knowledge in applications and the dissemination of the use of this fluid in shipping and transportation. 2020-08-02T12:31:04Z 2020-08-02T12:31:04Z 2020-07-23 http://hdl.handle.net/10889/13740 gr application/pdf |
