| Περίληψη: | Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη των μεταβολών της θερμοκρασίας ενός κρυογονικού αγωγού πλοίου, κατά τη διάρκεια των διαδικασιών ανεφοδιασμού με Υγροποιημένο Φυσικό Αέριο (LNG). Ο βαθμός στον οποίο η ροή των διαφόρων ρευστών που χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία του αγωγού για τον ανεφοδιασμό επηρεάζει τη θερμοκρασία του, διερευνήθηκαν με τις μεθόδους της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής.
Το LNG αποθηκεύεται υπό ατμοσφαιρική πίεση στους -162ο C. Η άμεση παροχέτευση του στο σύστημα ανεφοδιασμού του πλοίου που βρίσκεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος θα προκαλέσει την ακαριαία εξάτμιση του και κατά συνέπεια τη ραγδαία αύξηση της πίεσης εντός του συστήματος. Επιπλέον, δύναται να προκαλέσει θερμικά «σοκ» στα τμήματα του συστήματος λόγω της απότομης μεταβολής της θερμοκρασίας. Προκειμένου να αποφευχθούν οι παραπάνω συνέπειες και να διασφαλιστεί η ασφαλής εισαγωγή του LNG, πραγματοποιείται μια σειρά διαδικασιών που προηγούνται της μαζικής φόρτωσης του καυσίμου και οι οποίες αποτελούν το αντικείμενο μελέτης της διπλωματικής εργασίας.
Σε πρώτο στάδιο, προσομοιώνεται η εισαγωγή στον αγωγό αδρανούς αερίου (Αζώτου) θερμοκρασίας -45ο C, το οποίο «καθαρίζει» το σύστημα από τον αέρα που καταλαμβάνει το χώρο. Έπειτα, μελετάται η ροή ζεστού φυσικού αερίου σε θερμοκρασία -80ο C στον αδρανοποιημένο πλέον αγωγό, η οποία γίνεται με σκοπό την αποβολή του αζώτου για τη διατήρηση της σύστασης του προς αποθήκευση Φυσικού Αερίου σύμφωνα με τις προδιαγραφές. Με την ολοκλήρωση της εκτέλεσης των ανωτέρω διεργασιών, ξεκινά η διαδικασία της πρόψυξης. Σε αυτό το στάδιο μελετάται η πρόψυξη του κρυογονικού αγωγού σε θερμοκρασία κοντά σε αυτή του LNG, με τρία διαφορετικά προφίλ ταχυτήτων που
κυμαίνονται από 0,006m/s έως 0,5m/s, 1m/s και 1,5m/s αντίστοιχα.
Ο σχεδιασμός του αγωγού έγινε σύμφωνα με τα πρότυπα της FW - Fernwärme Technik. Πρόκειται για ένα σύστημα αγωγού εντός αγωγού με πολυστρωματική μόνωση άκαμπτου αφρού πολυουρεθάνης και κενού, τεχνολογία που πρωταγωνιστεί στην κατασκευή συστημάτων αποθήκευσης και μεταφοράς LNG. Για την κατασκευή της γεωμετρίας και του υπολογιστικού πλέγματος, καθώς και τη μοντελοποίηση των ροών και την εξαγωγή αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε ο κώδικας Fluent του λογισμικού Ansys 2020 R2.
Στόχος των προσομοιώσεων αυτών είναι η ανάπτυξη της τεχνογνωσίας για την κατασκευή βέλτιστων συστημάτων ανεφοδιασμού πλοίων με LNG, μέσω της κατανόησης των ροϊκών αποτελεσμάτων σε αυτά.
|
|---|
