Sloshing a Slamming Testovanie

Pohyblivé kvapaliny môžu vyvíjať obrovský tlak na konštrukcie vo vnútri a mimo lodí a zariadení na mori, ako sú ropné a plynové plošiny alebo veterné turbíny. Spoľahlivé merania javov sloshingu (pohyby LNG a kavitácie) a nárazu (efekty vĺn) vyžadujú snímače tlaku a dynamometre špecifické pre aplikáciu.

Sloshing testovanie je súčasťou testovacích a vyhodnocovacích riešení pre tankery na LNG. Zemný plyn slúži ako alternatívny zdroj energie a do celého sveta sa prepravuje špeciálnymi tankermi LNG (skvapalnený zemný plyn). Konštrukcie nádrží musia odolať striekaniu LNG, dokonca aj v silných vlnách. Pokročilé laboratóriá poskytujú snímače tlaku špecifické pre aplikáciu, vrátane veľmi kompaktných riešení na testovanie a vyhodnocovanie sloshingov.

Zemný plyn je možné efektívne prepravovať iba v skvapalnenej forme. Ochladením plynu na 162 stupňov sa jeho objem zmenší 600-krát, takže ho môžu prepravovať tankery na LNG. Vietor a vlny môžu spôsobiť pohyb LNG v čiastočne naplnených lodných nádržiach. Tieto pohyby, známe ako sloshing, môžu ovplyvniť stabilitu lode a vystaviť membrány vnútornej nádrže veľkému zaťaženiu.

Mnoho výskumných laboratórií na celom svete študuje dynamické zaťaženie nádrží tankerov LNG vyvolané šmýkaním. Postupy testovania a hodnotenia natriasaním vo všeobecnosti zahŕňajú obdĺžnikový 2D model nádrže LNG na šesťhrannom stojane (používajú sa aj malé 3D modely). Tlakové snímače sú často umiestnené v zoskupených konfiguráciách na stene modelu nádrže na rôznych miestach, kde sú najpravdepodobnejšie prudké nárazy.

Námorné testovanie je presná metóda testovania pohybov a zaťažení spôsobených vlnami. Nádrže na oceánske inžinierstvo sa používajú nielen na overenie výkonu a bezpečnosti lode, ale aj ako námorná a manévrovacia nádrž pre stavby na mori, ako sú ropné a plynové plošiny alebo veterné turbíny. Zákazkové riešenia, ktoré ponúkajú pokročilé laboratóriá, siahajú od rôznych tlakových senzorov po dynamometre na štúdium prepojenia aerodynamiky a hydrodynamiky.

Aplikácie pre bazény vĺn, ktoré sú tu opísané, zahŕňajú testovanie kotviacich alebo stacionárnych objektov (ako sú ropné a plynové plošiny alebo veterné turbíny na mori) na určenie pohybov a zaťaženia spôsobeného vlnami a vetrom. Pri testovaní veternej turbíny na mori sa vietor a vlny pôsobiace súčasne na turbínu môžu merať pomocou série trojzložkových dynamometrov umiestnených na základni stožiara medzi kotvu a skúšanú jednotku. Tento námorný nárazový test poskytuje vysokokvalitné referenčné údaje na overenie metód na simuláciu prepojenia medzi aerodynamickým a hydrodynamickým správaním. Skúšobné merania pre ropné a plynové plošiny alebo lode často vyžadujú, aby boli tlakové senzory namontované na stene konštrukcie alebo zabudované do trupu lode.

Sloshing je prudko rezonujúce voľné povrchové prúdenie v nádobe. Tank môže byť vzrušený harmonickým pohybom alebo sa môže pohybovať s loďou vo vlnách. Vo výpočtoch sloshingu sa používa model sloshingu založený na nelineárnej analýze. Tlmenie slashingového pohybu je dôležitým parametrom okolo rezonancie pre kombinovaný systém pohybu lode a slashingu.

V laboratóriu sloshing sa simulujú pohyby lode. Plastová nádrž namontovaná na vrchu pohyblivého zariadenia predstavuje nákladnú nádrž lode. Z technických dôvodov sa nádrže na kvapalný náklad nikdy úplne nenaplnia. Ak je v dôsledku pohybov nádrže nútený pohybovať sa aj tekutý náklad, dochádza k čľapkaniu. Stupeň stimulácie závisí od pohybov nádrže a frekvenčného spektra. Typicky sa používajú spektrá zodpovedajúce spektrom v prírodných morských cestách.

Počas prevádzky, dokonca aj v miernych námorných trasách, môžu byť nádrže vystavené vysokému zaťaženiu spôsobenému šmýkaním. V laboratóriu sa merajú a analyzujú zaťaženia v nádrži so zameraním na systémy na zadržiavanie nákladu používané na nosičoch skvapalneného zemného plynu (LNG).

V laboratóriu na slashovanie sa okrem iného skúma aj zaťaženie vyplývajúce zo slashovania v nádržiach LNG na lodiach. Tie sú určené na prepravu zemného plynu pri teplotách približne mínus 162 stupňov. Predmetom laboratórnych vyšetrení môžu byť aj iné typy nádrží, bazény na výletných lodiach alebo nádrže vozidiel.

Zatiaľ čo dôležitosť numerických simulácií v morskej hydrodynamike v posledných rokoch rýchlo vzrástla, nástroje na určovanie pohybov lodí a zaťaženia pre určité geometrie a štrukturálne problémy pre určité zaťaženia sa vyvinuli samostatne (testovanie nárazom). V súčasnosti sú kombinované výpočty pohybov a zaťažení lodí a konštrukčné problémy súvisiace s metódami konečných objemov a konečných prvkov (interakcia štruktúry tekutiny) implementované v rôznych číselných kódoch.

V zariadení slammimg sa vykonávajú experimentálne testy na objektoch na overenie numerických simulácií. Je zameraný na meranie tlakov a napätí v definovaných miestach, ako aj sily a zrýchlenia pre rôzne nárazové rýchlosti počas vodného rázu v nárazovom zariadení. Štandardné testy vykonávané v tejto súvislosti sú piezorezistívne meranie tlakov, tenzometre a piezoelektrické meranie zrýchlenia a sily.

Nárazové tlaky vyplývajúce z nárazu vĺn majú vážne dôsledky na bezpečnosť konštrukcií, ako je nadstavba pilotovaného móla, ropná plošina na mori a otvorená paluba móla.

Spomedzi početných testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, ktoré poskytuje podnikom v rôznych sektoroch, naša organizácia poskytuje aj služby „Sloshing and slamming testing“ s vyškoleným a odborným personálom a pokročilým technologickým vybavením.