ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 2 (62), 2021


Моделирование режимов эксплуатации газовых композитных баллонов


Осипова Н. Н., Гришин Б. М.

 

Осипова Н. Н., д-р техн. наук, зав. кафедрой теплогазоснабжения и нефтегазового дела, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А., Институт урбанистики, архитектуры и строительства, Россия, г. Саратов, тел.: (8452)99-88-93, e-mail: osnat75@mail.ru

Гришин Б. М., д-р техн. наук, зав. кафедрой водоснабжения, водоотведения и гидротехники, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Институт инженерной экологии, Россия, г. Пенза, тел.: (8412)92-95-08

 
 
Состояние проблемы. Появление на рынке композитных баллонов обеспечивает ряд технологических и эксплуатационных преимуществ по сравнению с металлическими баллонами сжиженного углеводородного газа. В то же время отсутствие в научной литературе обоснованных рекомендаций по определению паропроизводительности баллонов по режимам их эксплуатации ограничивает их широкое внедрение в газовую практику.
Результаты. Разработана математическая модель, учитывающая эксплуатацию баллона в режиме периодического газопотребления, рассчитан коэффициент неравномерности газопотребления в течение суток, определены значения коэффициента теплопередачи стенки композитного баллона, получена аппроксимирующая зависимость коэффициента теплопередачи от уровня заполнения баллона газом.
Выводы. В результате проведенных исследований установлены критерии, влияющие на паропроизводительность композитных баллонов сжиженного углеводородного газа в различных режимах эксплуатации.
 
Ключевые слова: композитный баллон, сжиженный углеводородный газ, периодическое газопотребление, паропроизводительность, коэффициент теплопередачи.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.62.2.003

 

Библиографический список

1. Ионин, А. А. Газоснабжение / А. А. Ионин, В. А. Жила, В. В. Артихович, М. Г. Пшоник. — М.: АСВ, 2012. — 472 с.
2. Курицын, Б. Н. Обоснование компонентного состава сжиженного газа для коммунально-бытового потребления / Б. Н. Курицын, Е. В. Иванова, М. В. Павлутин // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. — № 6. — 2003. — С. 54—57.
3. Курицын, Б. Н. Температурные режимы хранения сжиженного углеводородного газа в подземных резервуарных установках / Б. Н. Курицын, Н. Н. Осипова, С. А. Максимов // Материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» / Пензенский гос. ун-т архитектуры и строительства. — Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. — C. 166—169.
4. Курицын, Б. Н. Исследование теплообмена при хранении и регазификации сжиженного углеводородного газа в подземных резервуарных установках / Б. Н. Курицын, Н. Н. Осипова, А. П. Усачев, С. А. Максимов // Вестник гражданских инженеров. — 2011. — Вып. № 3 (28). — С. 82—87.
5. Курицын, Б. Н. Снижение материалоэнергоемкости поселковых систем газораспределения и газопотребления / Б. Н. Курицын, Д. А. Постарнак, Н. С. Бессонова // Материалы Междунар. научн.-практ. конф. «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона». — Саратов: СГТУ, 2013. — С. 353—355.
6. Курицын, Б. Н. Моделирование теплообмена в установках баллонного снабжения сжиженным газом / Б. Н. Курицын, Д. А. Постарнак // Материалы Междунар. научн.-практ. конф. «Культурно-историческое наследие строительства: вчера, сегодня, завтра». — Саратов: СГАУ, 2014. — С. 69—72.
7. Осипова, Н. Н. Режимы эксплуатации систем газоснабжения на базе баллонных установок сжиженного углеводородного газа / Н. Н. Осипова, Б. М. Гришин, Г. И. Грейсух, Е. Г. Ежов // Региональная архитектура и строительство. — 2018. — № 3 (36). — С. 184—193.
8. Постарнак, Д. А. Применение бутано-этановых смесей в системах баллонного газоснабжения / Д. А. Постарнак, Б. Н. Курицын // Материалы XXVI Междунар. науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях — ММТТ». — Саратов: СГТУ, 2013. — С. 220—222.
9. Рынок сжиженных углеводородных газов. Текущая ситуация и прогноз 2014—2018 гг.: маркетинговое исследование. — ALTO CONSULTING GROUP, 2014. — 167 с.
10. Тульцов, В. А. Применение композитных газовых баллонов при газоснабжении потребителей / В. А. Тульцов // Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений. — 2019. — Т. 1, № 1 (44). — С. 115—118.
11. Argus, Argus International LPG: daily international LPG prices and market commentary, Argus Media Group, Issue 18—22, January 2018. — https://www.argusmedia.com/-/media/Files/sample-reports/argus-international-lpg.ashx?la=en&hash=1083A42166DD26A422034E980B71BD33993755B9.
12. Chen, Q. S. Analysis of temperature and pressure changes in liquefied natural gas (LNG) cryogenic tanks / Q. S. Chen, J. Wegrzyn, V. Prasad // Cryogenics. — 2004. — № 44 (10). — P. 701—709. — https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.652.462&rep=rep1&type=pdf.
13. Cristescu, T. On a Class of Thermodynamic Process Involved in the Тransport and Storage of Liquefied Petroleum Gas / T. Cristescu, P. Ciobanu // Oil &Gas University of Ploiesti Bulletin. Technical Series. — 2010. — Vol. 62, № 3B. — P. 162—168.
14. Jha, B. K. Transient natural convection flow between vertical concentric cylinders heated/cooled asymmetrically / B. K. Jha, M. O. Oni // Proc IMechE, Part A: J Power Energy. — 2018. — № 232. — P. 926—939.
15. Jones, J. С. Hydrocarbons — Physical Properties and their Relevance to Utilisation Hydrocarbons — Physical Properties and their Relevance to Utilisation / J. C. Jones. — Ventus Publishing ApS, 2010.
16. Miana, M. Comparison of evaporation rate and heat flow models for prediction of liquefied natural gas (LNG) ageing during ship transportation / M. Miana, Hoyo R. Del, V. Rodrigalvarez // Fuel 2016:177:87—106. — https://www.researchgate.net/publication/297597820_Comparison_of_evaporation_rate_and_heat_flow_models_for_prediction_of_Liquefied_Natural_Gas_LNG_ageing_during_ship_transportation.
17. Migliore, C. A non-equilibrium approach to modelling the weathering of stored / Liquefied Natural Gas (LNG) / Calogero Migliore, Amin Salehi1, Velisa Vesovic. — Department of Earth Science and Engineering, Imperial College London, London SW7 2AZ, United Kingdom 2 Repsol, S. A., calle de Mendez Alvaro, 44, 28045, Madrid, Spain, 2019. — 27 p.
18. Osipova, N. N. Justification of operating conditions for gas supply systems based on cylinder units of liquefied hydrocarbon gas / N. N. Osipova, B. M. Grishin, Yu. V. Rodionov, O. V. Tarakanov, G. I. Greisukh // J. of Engineering and Applied Sciences. — 2016. — Vol. 11, № 12. — P. 2723—2728.
19. Roh, G. S. Numerical study of natural convection in a liquefied natural gas tank / G. S. Roh, G. Son // J. Mech. Sci. Technol. — 2012. — Vol. 26. — P. 3133—3144.
20. Roh, G. S. Numerical study of transient natural convection in a pressurized LNG storage tank / G. S. Roh, G. Son, G. Song, et al. // Appl. Therm. Eng. — 2013. — Vol. 52. — P. 209—220.
21. Yaws, C. L. The Yaws handbook of vapor pressure: antoine coefficients / C. L. Yaws // Gulf Professional Publishing, New York, 2015.
22. Zakaria, Z. B. Heat and mass transfer studies in liquefied petroleum gas storage operations / Z. B. Zakaria, A. Mustafa, H. Mat // Universiti Teknologi Malaysia, 2006.
23. Zakaria, Z. B. The influence of compositions on liquefied petroleum gas residue in storage / Z. Zakaria, A. Mustafa // Int. J. Recent. Res. Appl. Stud. — 2011. — Vol. 7. — P. 360—367.

 
 

Ссылка для цитирования

Осипова, Н. Н. Моделирование режимов эксплуатации газовых композитных баллонов / Н. Н. Осипова, Б. М. Гришин // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 2 (62). - С. 49-59. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.62.2.003.

 
 
 
 

English version 

 

Modeling of Operating Modes Gas Composite Cylinders

Osipova N. N., Grishin B. M.
 
 

Osipova N. N., D. Sc. in Engineering, Head of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas, Saratov State Technical University Named after Gagarin Yu. A., Institute of Urban Planning, Architecture and Construction, Russia, Saratov, tel.: (8452) 99-88-93, e-mail: osnat75@mail.ru

Grishin B. M., D. Sc. in Engineering, Head of the Dept. of Water Supply, Sewerage and Hydraulic Engineering, Penza State University of Architecture and Construction, Institute of Engineering Ecology, Russia, Penza, tel.: (8412) 92-95-08


 
Statement of the problem. The emergence of composite cylinders on the market offers a range of technological and operational advantages in comparison with metal cylinders of liquefied hydrocarbon gas. At the same time, the absence of substantiated recommendations for determining the vapor capacity of cylinders by modes of their operation in the scientific literature limits their wide implementation into gas practice.
Results. A mathematical model considering the operation of the cylinder in the mode of periodic gas consumption is developed, the coefficient of non-uniformity of gas consumption during the day is calculated, the values of the heat transfer coefficient of the composite cylinder wall are identified, the approximate dependence of the heat transfer coefficient is obtained.
Conclusions. As a result of the research, the criteria influencing steam productivity of composite cylinders of the liquefied hydrocarbon gas in various operating modes are found. 
 
Keywords: composite cylinder, liquefied hydrocarbon gas, periodic gas consumption, steam capacity, heat transfer coefficient. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.62.2.003

References

1. Ionin, A. A. Gazosnabzhenie / A. A. Ionin, V. A. Zhila, V. V. Artikhovich, M. G. Pshonik. — M.: ASV, 2012. — 472 s.
2. Kuritsyn, B. N. Obosnovanie komponentnogo sostava szhizhennogo gaza dlya kommunal'no-bytovogo potrebleniya / B. N. Kuritsyn, E. V. Ivanova, M. V. Pavlutin // Vestnik BGTU im. V. G. Shukhova. — № 6. — 2003. — S. 54—57.
3. Kuritsyn, B. N. Temperaturnye rezhimy khraneniya szhizhennogo uglevodorodnogo gaza v podzemnykh rezervuarnykh ustanovkakh / B. N. Kuritsyn, N. N. Osipova, S. A. Maksimov // Materialy XI Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Problemy energosberezheniya i ekologii v promyshlennom i zhilishchno-kommunal'nom kompleksakh» / Penzenskii gos. un-t arkhitektury i stroitel'stva. — Penza: Privolzhskii Dom znanii, 2010. — C. 166—169.
4. Kuritsyn, B. N. Issledovanie teploobmena pri khranenii i regazifikatsii szhizhennogo uglevodorodnogo gaza v podzemnykh rezervuarnykh ustanovkakh / B. N. Kuritsyn, N. N. Osipova, A. P. Usachev, S. A. Maksimov // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. — 2011. — Vyp. № 3 (28). — S. 82—87.
5. Kuritsyn, B. N. Snizhenie materialoenergoemkosti poselkovykh sistem gazoraspredeleniya i gazopotrebleniya / B. N. Kuritsyn, D. A. Postarnak, N. S. Bessonova // Materialy Mezhdunar. nauchn.-prakt. konf. «Resursoenergoeffektivnye tekhnologii v stroitel'nom komplekse regiona». — Saratov: SGTU, 2013. — S. 353—355.
6. Kuritsyn, B. N. Modelirovanie teploobmena v ustanovkakh ballonnogo snabzheniya szhizhennym gazom / B. N. Kuritsyn, D. A. Postarnak // Materialy Mezhdunar. nauchn.-prakt. konf. «Kul'turno-istoricheskoe nasledie stroitel'stva: vchera, segodnya, zavtra». — Saratov: SGAU, 2014. — S. 69—72.
7. Osipova, N. N. Rezhimy ekspluatatsii sistem gazosnabzheniya na baze ballonnykh ustanovok szhizhennogo uglevodorodnogo gaza / N. N. Osipova, B. M. Grishin, G. I. Greisukh, E. G. Ezhov // Regional'naya arkhitektura i stroitel'stvo. — 2018. — № 3 (36). — S. 184—193.
8. Postarnak, D. A. Primenenie butano-etanovykh smesei v sistemakh ballonnogo gazosnabzheniya / D. A. Postarnak, B. N. Kuritsyn // Materialy XXVI Mezhdunar. nauch. konf. «Matematicheskie metody v tekhnike i tekhnologiyakh — MMTT». — Saratov: SGTU, 2013. — S. 220—222.
9. Rynok szhizhennykh uglevodorodnykh gazov. Tekushchaya situatsiya i prognoz 2014—2018 gg.: marketingovoe issledovanie. — ALTO CONSULTING GROUP, 2014. — 167 s.
10. Tul'tsov, V. A. Primenenie kompozitnykh gazovykh ballonov pri gazosnabzhenii potrebitelei / V. A. Tul'tsov // Sovershenstvovanie metodov gidravlicheskikh raschetov vodopropusknykh i ochistnykh sooruzhenii. — 2019. — T. 1, № 1 (44). — S. 115—118.
11. Argus, Argus International LPG: daily international LPG prices and market commentary, Argus Media Group, Issue 18—22, January 2018. — https://www.argusmedia.com/-/media/Files/sample-reports/argus-international-lpg.ashx?la=en&hash=1083A42166DD26A422034E980B71BD33993755B9.
12. Chen, Q. S. Analysis of temperature and pressure changes in liquefied natural gas (LNG) cryogenic tanks / Q. S. Chen, J. Wegrzyn, V. Prasad // Cryogenics. — 2004. — № 44 (10). — P. 701—709. — https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.652.462&rep=rep1&type=pdf.
13. Cristescu, T. On a Class of Thermodynamic Process Involved in the Тransport and Storage of Liquefied Petroleum Gas / T. Cristescu, P. Ciobanu // Oil &Gas University of Ploiesti Bulletin. Technical Series. — 2010. — Vol. 62, № 3B. — P. 162—168.
14. Jha, B. K. Transient natural convection flow between vertical concentric cylinders heated/cooled asymmetrically / B. K. Jha, M. O. Oni // Proc IMechE, Part A: J Power Energy. — 2018. — № 232. — P. 926—939.
15. Jones, J. С. Hydrocarbons — Physical Properties and their Relevance to Utilisation Hydrocarbons — Physical Properties and their Relevance to Utilisation / J. C. Jones. — Ventus Publishing ApS, 2010.
16. Miana, M. Comparison of evaporation rate and heat flow models for prediction of liquefied natural gas (LNG) ageing during ship transportation / M. Miana, Hoyo R. Del, V. Rodrigalvarez // Fuel 2016:177:87—106. — https://www.researchgate.net/publication/297597820_Comparison_of_evaporation_rate_and_heat_flow_models_for_prediction_of_Liquefied_Natural_Gas_LNG_ageing_during_ship_transportation.
17. Migliore, C. A non-equilibrium approach to modelling the weathering of stored / Liquefied Natural Gas (LNG) / Calogero Migliore, Amin Salehi1, Velisa Vesovic. — Department of Earth Science and Engineering, Imperial College London, London SW7 2AZ, United Kingdom 2 Repsol, S. A., calle de Mendez Alvaro, 44, 28045, Madrid, Spain, 2019. — 27 p.
18. Osipova, N. N. Justification of operating conditions for gas supply systems based on cylinder units of liquefied hydrocarbon gas / N. N. Osipova, B. M. Grishin, Yu. V. Rodionov, O. V. Tarakanov, G. I. Greisukh // J. of Engineering and Applied Sciences. — 2016. — Vol. 11, № 12. — P. 2723—2728.
19. Roh, G. S. Numerical study of natural convection in a liquefied natural gas tank / G. S. Roh, G. Son // J. Mech. Sci. Technol. — 2012. — Vol. 26. — P. 3133—3144.
20. Roh, G. S. Numerical study of transient natural convection in a pressurized LNG storage tank / G. S. Roh, G. Son, G. Song, et al. // Appl. Therm. Eng. — 2013. — Vol. 52. — P. 209—220.
21. Yaws, C. L. The Yaws handbook of vapor pressure: antoine coefficients / C. L. Yaws // Gulf Professional Publishing, New York, 2015.
22. Zakaria, Z. B. Heat and mass transfer studies in liquefied petroleum gas storage operations / Z. B. Zakaria, A. Mustafa, H. Mat // Universiti Teknologi Malaysia, 2006.
23. Zakaria, Z. B. The influence of compositions on liquefied petroleum gas residue in storage / Z. Zakaria, A. Mustafa // Int. J. Recent. Res. Appl. Stud. — 2011. — Vol. 7. — P. 360—367.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS