Тестирование на выплескивание и хлопанье

Движущиеся жидкости могут оказывать огромное давление на конструкции внутри и снаружи судов, а также морские объекты, такие как нефтяные и газовые платформы или ветряные турбины. Для надежных измерений явлений выплескивания (движений СПГ и кавитации) и ударов (волновых эффектов) требуются датчики давления и динамометры, предназначенные для конкретного применения.

Испытания на выплескивание являются частью решений по тестированию и оценке танкеров СПГ. Природный газ служит альтернативным источником энергии и транспортируется по всему миру специальными танкерами СПГ (сжиженный природный газ). Конструкции резервуаров должны выдерживать выплескивание СПГ даже при сильных волнах. Передовые лаборатории предоставляют датчики давления для конкретных приложений, включая очень компактные решения для испытаний и оценки расплескивания.

Природный газ можно эффективно транспортировать только в сжиженном виде. Охлаждение газа до 162 градусов уменьшает его объем в 600 раз, поэтому его можно транспортировать танкерами СПГ. Ветер и волны могут вызвать перемещение СПГ в частично заполненных судовых танках. Эти движения, известные как выплескивание, могут повлиять на остойчивость судна и подвергнуть внутренние мембраны резервуара большим нагрузкам.

Многие исследовательские лаборатории по всему миру изучают динамические нагрузки, вызванные выплескиванием газа, на конструкции резервуаров танкеров-газовозов. Процедуры испытаний и оценки встряхивания обычно включают прямоугольную 2D-модель резервуара СПГ на шестиугольном стенде (также используются мелкомасштабные 3D-модели). Датчики давления часто размещаются группами на стенках модели резервуара в различных местах, где наиболее вероятны сильные удары.

Морские ударные испытания — это метод прецизионных испытаний движений и нагрузок, вызванных волнами. Океанские инженерные резервуары используются не только для проверки работоспособности и безопасности судна, но также в качестве бассейна для мореплавания и маневрирования морских сооружений, таких как нефтегазовые платформы или ветряные турбины. Индивидуальные решения, предлагаемые передовыми лабораториями, варьируются от различных датчиков давления до динамометров для изучения связи аэродинамики и гидродинамики.

Описанные здесь применения волновых бассейнов включают тестирование пришвартованных или стационарных объектов (таких как нефтяные и газовые платформы или морские ветряные турбины) для определения движений и нагрузок, вызванных волнами и ветром. При испытаниях морских ветряных турбин ветер и волны, действующие одновременно на турбину, можно измерить с помощью серии трехкомпонентных динамометров, размещенных у основания мачты между якорем и испытуемым агрегатом. Это морское испытание на удар предоставляет высококачественные контрольные данные для проверки методов моделирования связи между аэродинамическим и гидродинамическим поведением. Тестовые измерения на нефтяных и газовых платформах или судах часто требуют установки датчиков давления в стенку конструкции или в корпус судна.

Выплескивание — это сильно резонансный поток свободной поверхности сосуда. Танк может возбуждаться гармоническим движением или двигаться вместе с кораблем на волнах. В расчетах используется нелинейная модель выплескивания, основанная на аналитике. Демпфирование плескающего движения является важным параметром, связанным с резонансом для комбинированной системы движения судна и плескающей системы.

В плещущей лаборатории моделируются движения корабля. Пластиковый бак, установленный сверху на подвижном устройстве, представляет собой грузовой танк корабля. По техническим причинам цистерны для жидких грузов никогда не заполняются полностью. Если жидкий груз также вынужден двигаться из-за движения танка, происходит выплескивание. Степень стимуляции зависит от движений танка и частотного спектра. Обычно используются спектры, соответствующие спектрам естественных морских путей.

Во время эксплуатации, даже на умеренных морских путях, танки могут подвергаться высоким нагрузкам, вызванным выплескиванием. В лаборатории измеряются и анализируются нагрузки на танки, уделяя особое внимание системам удержания груза, используемым на перевозчиках сжиженного природного газа (СПГ).

С помощью лаборатории по выплескиванию также исследуются, среди прочего, нагрузки, возникающие в результате выплескивания резервуаров СПГ на судах. Они предназначены для транспортировки природного газа при температуре примерно минус 162 градуса. Другие типы цистерн, плавательные бассейны на круизных лайнерах или цистерны транспортных средств также могут подлежать лабораторным исследованиям.

Хотя в последние годы важность численного моделирования в морской гидродинамике быстро возросла, инструменты для определения движений и нагрузок судов для определенных геометрических форм и структурных проблем для определенных нагрузок разрабатывались отдельно (испытания на удар). В настоящее время совместный расчет движений и нагрузок судна, а также структурные задачи, связанные с методами конечного объема и конечных элементов (взаимодействие конструкций жидкости), реализуются в различных числовых кодах.

На установке для ударов проводятся экспериментальные испытания объектов для проверки численного моделирования. Он предназначен для измерения давления и напряжений в определенных местах, а также силы и ускорения для различных скоростей удара во время гидравлического удара на ударной установке. Стандартными испытаниями, выполняемыми в этом контексте, являются пьезорезистивные измерения давления, тензодатчики и пьезоэлектрические измерения ускорения и силы.

Ударное давление, возникающее в результате ударов волн, имеет серьезные последствия для безопасности таких конструкций, как надстройка свайного пирса, морская нефтяная платформа и открытая палуба пирса.

Помимо многочисленных исследований по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, которые она предоставляет предприятиям в различных секторах, наша организация также предоставляет услуги «испытания на удары и удары» со своим обученным и опытным персоналом и передовым технологическим оборудованием.