Материал: Градостроительство, инфраструктура, коммуникации

При этом рассмотрим три варианта выполнения изоляции:

1.Вспученный перлит с компенсационными матами из минеральной ваты (рис. 2а).

2.Изоляция материалом одной из следующих марок: «Foamglas S3», «НЕОПОРМ®D 130», «K-FLEX ST», «Cryogel™Z» (рис. 2б).

3.Изоляция двумя марками материалов: «Armaflex LTD» и «AF/Armaflex» (рис. 2в).

Рис. 2. Ограждающие конструкции стенки двухоболочечного изотермического резервуара [5]:

1 − железобетонная стенка, контактирующая с атмосферой; 2 − облицовка стенки углеродистой сталью; 3 − обечайка системы тепловой защиты угловой зоны (включающая 9 % Ni); 4 − пеностекловые блоки; 5 − окрайка днища второго порядка; 6 − фундамент из бетона; 7 − нижнее кольцо из бетона;

8 − слой бетона, ответственный за выравнивание; 9 − внешнее днище; 10 − обрамление внутреннего днища; 11 − верхнее кольцо железобетонное; 12 − пеностекловые блоки; 13 − песок; 14 − внутренняя стенка (включающая 9 % Ni); 15 − упругие компенсационные маты; 16 − перлит; 17 − приток тепла к сжиженному природному газу через поверхность корпуса, контактирующей с жидкостью; 18 − приток тепла к сжиженному природному газу через днище; 19 − основной слой изоляции; 20 – дополнительный слой изоляции

40

2. Исходные данные для расчета. Из практики известно, что скорость выкипания из типичного ИР СПГ составляет около 0,05 % по массе в день. Вскипание происходит в результате притока тепла в резервуар через крышу, стенки и днище.

Для оценки влияния характеристик теплоизоляционных покрытий на снижение потерь СПГ рассмотрим теплоприток только через стенки резервуара, который согласно [6] в общем тепловом балансе составляет 45−50 %. Поэтому зададимся величиной испарения продукта – не более 0,025 % по массе в день и, исходя из этой величины, вычислим необходимую толщину тепловой изоляции корпуса.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 2 [7−9].

Выпуск № 4(25), 2021 ISSN 2413-6751

Величины, входящие в формулы (1−17), описаны в табл. 2. Объем резервуара, заполненного СПГ определим из зависимости

Мисп = Мпрод 0,00025 = 9948,112 кг

Для того чтобы найти величину теплового притока через ограждающие конструкции стенки ИР для хранения СПГ должна решаться задача теплопроводности через многослойные плоские стенки. Система уравнений, для всех рассматриваемых способов изоляции, выглядит следующим образом

Интенсивность теплового потока q , Вт/м2, будем считать постоянной (qн = q = qвн ) в силу стационарности процесса и определим, исходя из массы испарений

Выпуск № 4(25), 2021 ISSN 2413-6751

Вследствие теплопритока и расширения СПГ у стенки резервуара образуется движущейся слой СПГ, который движется по замкнутому циркуляционному контуру. Для расчета коэффициента передачи тепла на внутреннем слое стенки корпуса αвн , с учетом

скорости движения w слоя СПГ Иванцова С.Г. [2] предлагает αвн найти согласно [6]

резервуара; Nu − критерий Нуссельта.

Но, также в работе [2] приводится доказательство того, что незначительное расхождение (в десятые доли процента) значений температуры внутреннего слоя стенки контейнера первого порядка с температурой сжиженного природного газа, влияет на расчёты таким образом, что процессы конвекции на стенке не принимаются во внимание.

Задача, как правило, носит итерационный характер и целесообразно решать подобные типы с помощью соответствующего программного обеспечения [11, 12]

Тогда Т6 можно приравнять к Тж и система (4) примет соответствующий вид

43