Построение расчетной модели процесса захолаживания криогенного хранилища для сжиженного природного газа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной статье представлено сравнительное аналитическое исследование процесса двухфазного и конвективного охлаждения криогенного хранилища сжиженного природного газа. Для моделирования нестационарного теплообмена в изоляционной конструкции хранилища используется метод Канторовича–Бубнова–Галеркина. Этот метод позволяет получить приближенные аналитические решения, описывающие температурные поля и динамику охлаждения. В рамках исследования получены зависимости изменения температурного напора на внутренней стенке резервуара при захолаживании метаном и воздухом от времени, а также построены графики изотерм в газовом пространстве резервуара при конвективном захолаживании воздухом.

Об авторах

Яков Эдуардович Родькин

Университет ИТМО

Автор, ответственный за переписку.
Email: rodyakov1997@niuitmo.ru
ORCID iD: 0000-0003-0301-0151

аспирант образовательного центра «Энергоэффективные инженерные системы»

Россия, Санкт-Петербург

Александр Борисович Сулин

Университет ИТМО

Email: absulin@itmo.ru
ORCID iD: 0000-0002-4580-6070
SPIN-код: 5540-5765
Scopus Author ID: 6507491881
ResearcherId: W-4842-2017

доктор технических наук, профессор образовательного центра «Энергоэффективные инженерные системы»

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Jinshu L., Song X., Deng J. [et al.]. Numerical prediction of temperature field for cargo containment system (CCS) of LNG carriers during pre-cooling operations // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2016. Vol. 29. P. 382–391. doi: 10.1016/j.jngse.2016.01.009.
  2. Haddar M., Hammami M., Baccar M. Numerical parametric study of a cooling system for an LNG storage tank // Oil & Gas Science and Technology – Rev. IFP Energies nouvelles. 2019. Vol. 74. 21. doi: 10.2516/ogst/2018097.
  3. Shin K., Son S., Moon J. [et al.]. Dynamic modeling and predictive control of boil-off gas generation during LNG loading // Computers & Chemical Engineering. 2022. Vol. 160. 107698. doi: 10.1016/j.compchemeng.2022.107698.
  4. Rodkin Y. E., Sulin A. B., Ryabova T. V. Increasing energy efficiency of LNG transportation and storage processes // Oil and gas engineering (OGE-2022). 2023. doi: 10.1063/5.0141930.
  5. Родькин Я. Э., Зайцев А. В., Cулин А. Б. Пути снижения потерь СПГ при транспортировке и хранении // Вестник Международной академии холода. 2023. № 4. С. 44–50. doi: 10.17586/1606-4313-2023-22-4-44-50. EDN: NLSOEZ.
  6. Qadrdan M., Abeysekera M., Wu J. [et al.]. Fundamentals of Natural Gas Networks // The Future of Gas Networks. Springer: Cham, 2020. P. 5–22. doi: 10.1007/978-3-319-66784-3_2.
  7. Zhu K., Li Y., Ma Y. [et al.]. Influence of filling methods on the cool down performance and induced thermal stress distribution in cryogenic tank // Applied Thermal Engineering. 2018. Vol. 141. P. 1009–1019. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2018.06.030.
  8. Kulitsa M., Wood D. Boil-off gas balanced method of cool down for liquefied natural gas tanks at sea // Advances in Geo-Energy Research. Vol. 4. P. 199–206. 2020. doi: 10.26804/ager.2020.02.08.
  9. Zhu K., Li C., Ma Y. [et al.]. Experimental study on cool down characteristics and thermal stress of cryogenic tank during LN2 filling process // Applied Thermal Engineering. 2018. Vol. 130. P. 951–961. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2017.11.079.
  10. Hedayat A., Cartagena W., Majumdar A., LeClair A. C. Modeling and analysis of chill and fill processes for the cryogenic storage and transfer engineering development unit tank // Cryogenics. 2016. Vol. 74. P. 106–112. doi: 10.1016/j.cryogenics.2015.11.003.
  11. Аверин Б. В., Кудинов И. В., Котова Е. В., Еремин A. B. Обобщенные функции в нелинейных задачах теплопроводности для многослойных конструкций // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51, № 6. С. 912. doi: 10.7868/S004036441305013X. EDN: REKCXD.
  12. Модели термомеханики с конечной и бесконечной скоростью распространения теплоты: моногр. / Под ред. В. А. Кудинова. Москва: Проспект, 2020. 224 с. ISBN 978-5-392-29251-6. doi: 10.31085/9785392292516-2019-224.
  13. Li W., Shao Q. Q., Liang J. Numerical study on oil temperature field during long storage in large floating roof tank // International journal of heat and mass transfer. 2019. Vol. 130. P. 175–186. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.10.024.
  14. Sures Kumar A., Nikhil P. S., Nallaperumal A. M. Cryogenic characterisation of polyurethane foam for thermal insulation of cryogenic tanks of launch vehicles // Indian Journal of Cryogenics. 2022. P. 97–98.
  15. Roh S., Son G., Song G., Bae J. Numerical study of transient natural convection in a pressurized LNG storage tank // Applied Thermal Engineering. 2013. Vol. 52. P. 209–220. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2012.11.021.
  16. Азимов А. Мир азота. Москва: Медиа, 2016. 160 c.
  17. Kumar R., Kumar A. Das. Numerical study of boiling of Liquid Nitrogen on a liquid-liquid contact plane. 2021. doi: 10.48550/arXiv.2102.02423.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».