Построение расчетной модели процесса захолаживания криогенного хранилища для сжиженного природного газа
https://doi.org/10.25206/2588-0373-2025-9-1-56-63
EDN: USLHRM
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
Я. Э. Родькин
Университет ИТМО
Россия
Россия
РОДЬКИН Яков Эдуардович, аспирант образовательного центра «Энергоэффективные инженерные системы»
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9
А. Б. Сулин
Университет ИТМО
Россия
Россия
СУЛИН Александр Борисович, доктор технических наук, профессор образовательного центра «Энергоэффективные инженерные системы»
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9
AuthorID (РИНЦ): 445299
AuthorID (SCOPUS): 6507491881
ResearcherID: W-4842-2017
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 сниже ния 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.
Рецензия
Для цитирования:
Родькин Я.Э., Сулин А.Б. Построение расчетной модели процесса захолаживания криогенного хранилища для сжиженного природного газа. Омский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение". 2025;9(1):56-63. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2025-9-1-56-63. EDN: USLHRM
For citation:
Rodkin Ya.E., Sulin A.B. Construction of a computational model for the process of cooling down a cryogenic storage facility for liquefied natural gas. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2025;9(1):56-63. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/2588-0373-2025-9-1-56-63. EDN: USLHRM
Просмотров:
17
JATS XML
Послать статью по эл. почте 