Αριθμητική θερμομηχανική ανάλυση κυλινδρικής δεξαμενής αποθήκευσης καυσίμου υγρού υδρογόνου

• Main Author: Τρίτσης, Γεράσιμος
• Other Authors: Tritsis, Gerasimos
• Language: Greek
• Published: 2022
• Subjects: Υδρογόνο; Κρυογονική δεξαμενή; Hydrogen; Cryogenic storage tank

Η παρούσα εργασία έχει ως στόχο την αριθμητική θερμομηχανική ανάλυση κυλινδρικής δεξαμενής αποθήκευσης καυσίμου υγρού υδρογόνου. Πιο συγκεκριμένα αναλύονται οι τρόποι λειτουργίας και διεξαγωγής του μοντέλου σε προγραμματιστικό περιβάλλον, ενώ εν συνεχεία γίνεται παραμετρική ανάλυση της δεξαμενής προκειμένου να βρεθούν ακρότατες τιμές λειτουργίας αυτής. Σε κάθε μία από τις ενότητες υπάρχουν σχήματα και συγκεντρωτικοί πίνακες για την διευκόλυνση ανάγνωσης και κατανόησης. Ειδικότερα, στη πρώτη ενότητα παρουσιάζονται εισαγωγικά στοιχεία για το υδρογόνο ως καύσιμο. Λόγοι για τους οποίους στρέφεται η αεροπλοΐα προς τη χρήση υδρογόνου. Η αποδοτικότητα και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα αυτού σε σύγκριση με άλλα καύσιμα που χρησιμοποιούνται ήδη στον τομέα αυτό. Εν συνεχεία αναφέρονται οι προδιαγραφές που πρέπει να πληροί αεροσκάφος τροφοδοτούμενο από υγρό υδρογόνο και οι τύποι δεξαμενών που μπορούν να υποστηρίξουν τη λειτουργία αυτή. Παρουσιάζονται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά και οι διαστάσεις του κάθε τμήματος της δεξαμενής. Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για καθ’ ένα από τα τμήματα αυτά, με της θερμομηχανικές τους ιδιότητες. Ακολουθούν εισαγωγικά στοιχεία περί διακριτοποίησης και ειδικότερα η διακριτοποίηση του συστήματος της δεξαμενής. Ο τύπος των στοιχείων, ο συνολικός τους αριθμός και η μοντελοποίηση των ενώσεων μεταξύ των τμημάτων της δεξαμενής. Αναλύονται οι συνοριακές συνθήκες και η συσχέτισή τους στο προγραμματιστικό περιβάλλον, οι τρόποι και τα μέσα για τη μοντελοποίησή τους. Με την ολοκλήρωση αυτών, παρουσιάζονται τα θερμομηχανικά αποτελέσματα από τις αναλύσεις, όπως οι κατανομές μεγίστων τάσεων, θερμοκρασίας και ροής θερμότητας. Στη τελευταία ενότητα αναλύσεων γίνεται παραμετρική θερμομηχανική ανάλυση της δεξαμενής καυσίμου υγρού υδρογόνου, προκειμένου να βρεθούν ακρότατες τιμές λειτουργίας της και τρόποι βελτίωσης της υπάρχουσας διάταξης. Τέλος στην ενότητα συμπερασμάτων συλλέγονται παρατηρήσεις και σχόλια των αναλύσεων καθώς και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.