علوم و فنون سازندگی

علوم و فنون سازندگی

استخراج اصول طراحی مخازن ذخیره دوجداره فلزی- فلزی (اتیلن / اتان) با تمرکز بر انتخاب یا پیشنهاد سوپر عایق پایه پرلیت میانی دوجداره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سید حسن میرطلائی 1
سعید دیناروند 2
علیرضا بهنامفر 3
امید خدمتگذار 3
1 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، نجف آباد، ایران
2 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران
3 دانش آموخته کارشناسی مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه امام حسین (ع)
چکیده
در این تحقیق به استخراج اصول طراحی مخازن ذخیره‌ی دوجداره فلزی- فلزی (اتیلن / اتان) با تمرکز بر انتخاب یا پیشنهاد سوپر عایق پایه پرلیت میانی دوجداره پرداخته می‌شود. ارائه نتایج حاصل از تحقیق پیرامون شرکت‌های صاحب تکنولوژی طراحی و ساخت مخازن ذخیره‌ی گاز مایع در دنیا، استخراج مفاهیم مقدماتی و مطالعه اصول عمومی و در دسترس طراحی مخازن دوجداره فلزی - فلزی و ارائه محاسبات نمونه برای تشریح کاربرد قوانین طراحی مخازن و کدهای نرم افزاری مرتبط با انجام این محاسبات دو بخش اول این تحقیق را تشکیل می دهند. سپس اصول طراحی و ساخت مخازن بتونی و مقایسه از دیدگاه کلان مخازن فلزی و بتونی ارائه خواهد شد. در ادامه مفاهیم اساسی در عایق‌بندی مخازن ذخیره‌ی گاز مایع تشریح می‌گردد. همچنین با انجام محاسبات طراحی عایق، به تعیین ضخامت بهینه‌ی عایق پرداخته شده و کدهای نرم‌افزاری مرتبط تدوین و ارائه می‌گردد. در فاز نهایی این تحقیق به مطالعه و پیشنهاد جایگزین برای سیستم عایق بندی پرداخته می‌شوند و به منظور اثبات مناسب بودن عایق‌های جایگزین معرفی شده تحلیلی حرارتی - اقتصادی با دیدگاه بهینه‌سازی و مشتمل بر آنالیز حساسیت ارائه خواهد شد. نتایج حاصل از تحلیل نشان می‌دهد که گرچه سیستم عایق‌بندی پیشنهادی به عنوان جایگزین به اندکی هزینه‌ی اولیه‌ی بیشتر برای اجرا نیاز دارد اما در کمتر از یکسال به نقطه‌ی شکست سرمایه‌گذاری می‌رسد و با توجه به دوام بسیار بیشتری که نسبت به سیستم عایق‌بندی متداول دارد، بسیار موثرتر و از نظر اقتصادی بسیار باصرفه‌تر خواهد بود.
کلیدواژه‌ها
مخازن ذخیره فلزی-فلزی دوجداره
اصول طراحی
طراحی بهینه سیستم عایق‌بندی
میکرواسفیرهای شیشه‌ای
  1. “API (American Petroleum Institute) 620: Design and Construction of Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks,” Washington, DC, 2018.
  2. “API Standard 625: Tank Systems for Refrigerated Liquefied Gas Storage,” First Edition, 2018.
  3. “BS 7777-3: Flat-bottomed, vertical, cylindrical storage tanks for low temperature service - Part 3: Recommendations for the design and construction of prestressed and reinforced concrete tanks and tank foundations, and for the design and installation of tank insulation, tank liners and tank coatings,” 2000.
  4. “API Standard 650: Welded Tanks for Oil Storage,” Thirteenth Edition, 2020.
  5. “BS EN 14620-4: Design and manufacture of site built, vertical, cylindrical, flat-bottomed steel tanks for the storage of refrigerated, liquefied gases with operating temperatures between 0 °C and -165 °C - Part 4: Insulation components,” 2006.
  6. G. R. Cunnington and C. L. Tien, “Apparent Thermal Conductivity of Uncoated Microsphere Cryogenic Insulation,” in Advances in Cryogenic Engineering, vol. 22, pp. 263-270, 1977.
  7. J. E. Fesmire and S. D. Augustynowicz, “Thermal Performance Testing of Glass Microspheres Under Cryogenic Vacuum Conditions,” Advances in Cryogenic Engineering, vol. 49, pp. 612-618, 2004.
  8. R. G. Baumgartner, E. A. Myers, J. E. Fesmire, D. L. Morris and E. R. Sokalski, “Demonstration of Microsphere Insulation In Cryogenic Vessels,” AIP Conference Proceedings, April 2006.
  9. M. A. Allen, R. G. Baumgartner, J. E. Fesmire and S. D. Augustynowicz, “Advances in Microsphere Insulation Systrems,” Advances in Cryogenic Engineering, vol. 49, pp. 619-626, 2004.
  10. J. E. Fesmire, D. L. Morris, S. D. Augustynowicz, Z. F. Nagy and S. J. Sojourner, “Vibration and Thermal Cycling Effects on Bulk-fill Insulation Materials for Cryogenic Tanks,” Cryogenic Engineering Conference, Keystone, August 2005.
علوم و فنون سازندگی
دوره 5، شماره 3 - شماره پیاپی 16
پاییز 1403
پاییز 1403
صفحه 29-40