Физики выяснили, почему сжиженный газ в танкерах создаёт опасные ударные нагрузки
Новое исследование физиков из Университета Твенте показало, что удары сжиженного природного газа (СПГ) о стенки танкеров могут создавать гораздо более высокое давление, чем считалось ранее. Это связано с уникальным поведением пара, окружающего холодную жидкость.
Обычно при ударе капли жидкости о поверхность её смягчает тонкая прослойка воздуха, которая сжимается, как амортизатор. Однако в танкерах со сжиженным газом воздух вытеснен парами самого СПГ. При ударе эти пары могут мгновенно конденсироваться обратно в жидкость, «подушка» исчезает, и нагрузка на стенку резко возрастает.
Команда физика Деварая ван дер Меера провела эксперименты с жидкостью, кипящей при 34°C, что позволило смоделировать поведение гораздо более холодного СПГ (-162°C) или жидкого водорода (-253°C) при комнатной температуре. Оказалось, что при достаточной скорости удара пар конденсируется быстрее, чем движется капля, что полностью устраняет амортизирующий эффект.
В ходе экспериментов с падающим диском и волнами в 15-метровом резервуаре исследователи измерили, что в среде собственного пара ударное давление может быть в 15, а в случае с волнами — до 100 раз выше, чем в воздухе.
«Мы показываем, что физика процесса иная, чем считалось. Это не означает, что всё нужно переделывать, но игнорировать этот эффект нельзя», — поясняет ван дер Мер.
Это открытие важно для проектирования и безопасности как современных судов-газовозов, так и будущих систем транспортировки жидкого водорода. Учёные уже ведут переговоры с промышленными компаниями, проектирующими такие ёмкости.
0 комментариев