2020년 1월부터 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization)의 대기환경규제에 따라 모든 선박은 황 함량이 0.5% 미만인 연료를 사용해야 한다. 이런 규제에 맞춰 현재 우리나라에서는 배출가스 정화시스템 설치, 초저유황 연료유 사용, LNG 연료사용 세 가지의 방안을 제시하여 규제에 대응하고 있다. 이중 LNG를 선박의 연료로 사용하는 방법은 황산화물뿐만 아니라 다른 오염물질 역시 저감할 수 있어 친환경 연료로써 사용 가능성이 높아지고 있다. 원거리 수요처로 대량의 천연가스를 효율적으로 저장, 이송하기 위해서는 약 –160 ℃의 온도에서 액화시켜 부피를 1/600 감소시키는 방식을 이용한다. 액체 상태를 유지하기 위해 저온 상태인 내부와 외부의 온도 차이에 의해 발생하는 열 유량으로 인해 BOG(Boil Off ...
2020년 1월부터 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization)의 대기환경규제에 따라 모든 선박은 황 함량이 0.5% 미만인 연료를 사용해야 한다. 이런 규제에 맞춰 현재 우리나라에서는 배출가스 정화시스템 설치, 초저유황 연료유 사용, LNG 연료사용 세 가지의 방안을 제시하여 규제에 대응하고 있다. 이중 LNG를 선박의 연료로 사용하는 방법은 황산화물뿐만 아니라 다른 오염물질 역시 저감할 수 있어 친환경 연료로써 사용 가능성이 높아지고 있다. 원거리 수요처로 대량의 천연가스를 효율적으로 저장, 이송하기 위해서는 약 –160 ℃의 온도에서 액화시켜 부피를 1/600 감소시키는 방식을 이용한다. 액체 상태를 유지하기 위해 저온 상태인 내부와 외부의 온도 차이에 의해 발생하는 열 유량으로 인해 BOG(Boil Off Gas)가 발생하게 되는데 LNG 선박의 경우 총 수송량의 약 0.1 ~ 0.15%가 매일 BOG 형태로 발생한다. 이러한 BOG 발생은 LNG 손실로 인한 경제적인 피해뿐만 아니라 탱크 내부의 압력을 상승 시켜 선박에 위험성을 일으킨다. 또한 선박 항해 시 발생하는 선박의 6 자유 운동에 의해 저장 탱크 내부의 LNG가 움직임을 가지게 되고, 이러한 유동에 의해 슬로싱(sloshing)현상이 일어나게 된다. 이러한 슬로싱현상은 탱크 내부 자유표면의 움직임에 영향을 주어 발생하는 BOG의 양 역시 변화할 것으로 예측된다. 이처럼 최근 선박이 대형화됨에 따라 LNG 저장 탱크의 용량과 개수는 증가하고 있으며 슬로싱현상 역시 소규모 탱크보다 영향이 증가하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 액체 질소저장 탱크를 이용한 슬로싱실험과 SPH시뮬레이션을 통해 탱크 슬로싱으로 인한 탱크 내부의 변화를 연구하였다. 실험결과 액체 질소저장 탱크를 이용한 슬로싱에서는 RPM이 증가할수록 발생하는 기체의 온도가 낮은 것을 측정할 수 있었으며 외부에서 탱크로의 열 유입이 일정하다고 가정했을 때, 발생하는 기체의 양이 RPM이 증가할수록 많다는 것을 알 수 있었다. 또한, SPH 시뮬레이션 결과 탱크의 움직이는 속도가 빠를수록 탱크 내부의 유체 입자의 속도가 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 유체 입자의 움직임으로 인해 탱크 내부에서 발생하는 압력 역시 증가하였다.
2020년 1월부터 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization)의 대기환경규제에 따라 모든 선박은 황 함량이 0.5% 미만인 연료를 사용해야 한다. 이런 규제에 맞춰 현재 우리나라에서는 배출가스 정화시스템 설치, 초저유황 연료유 사용, LNG 연료사용 세 가지의 방안을 제시하여 규제에 대응하고 있다. 이중 LNG를 선박의 연료로 사용하는 방법은 황산화물뿐만 아니라 다른 오염물질 역시 저감할 수 있어 친환경 연료로써 사용 가능성이 높아지고 있다. 원거리 수요처로 대량의 천연가스를 효율적으로 저장, 이송하기 위해서는 약 –160 ℃의 온도에서 액화시켜 부피를 1/600 감소시키는 방식을 이용한다. 액체 상태를 유지하기 위해 저온 상태인 내부와 외부의 온도 차이에 의해 발생하는 열 유량으로 인해 BOG(Boil Off Gas)가 발생하게 되는데 LNG 선박의 경우 총 수송량의 약 0.1 ~ 0.15%가 매일 BOG 형태로 발생한다. 이러한 BOG 발생은 LNG 손실로 인한 경제적인 피해뿐만 아니라 탱크 내부의 압력을 상승 시켜 선박에 위험성을 일으킨다. 또한 선박 항해 시 발생하는 선박의 6 자유 운동에 의해 저장 탱크 내부의 LNG가 움직임을 가지게 되고, 이러한 유동에 의해 슬로싱(sloshing)현상이 일어나게 된다. 이러한 슬로싱현상은 탱크 내부 자유표면의 움직임에 영향을 주어 발생하는 BOG의 양 역시 변화할 것으로 예측된다. 이처럼 최근 선박이 대형화됨에 따라 LNG 저장 탱크의 용량과 개수는 증가하고 있으며 슬로싱현상 역시 소규모 탱크보다 영향이 증가하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 액체 질소저장 탱크를 이용한 슬로싱실험과 SPH 시뮬레이션을 통해 탱크 슬로싱으로 인한 탱크 내부의 변화를 연구하였다. 실험결과 액체 질소저장 탱크를 이용한 슬로싱에서는 RPM이 증가할수록 발생하는 기체의 온도가 낮은 것을 측정할 수 있었으며 외부에서 탱크로의 열 유입이 일정하다고 가정했을 때, 발생하는 기체의 양이 RPM이 증가할수록 많다는 것을 알 수 있었다. 또한, SPH 시뮬레이션 결과 탱크의 움직이는 속도가 빠를수록 탱크 내부의 유체 입자의 속도가 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 유체 입자의 움직임으로 인해 탱크 내부에서 발생하는 압력 역시 증가하였다.
Beginning in January 2020, all vessels are required to use fuel with a sulfur content of less than 0.5% in accordance with the Air Environment Regulation of the International Maritime Organization (IMO). In line with these regulations, Korea is currently responding to the regulations by providing th...
Beginning in January 2020, all vessels are required to use fuel with a sulfur content of less than 0.5% in accordance with the Air Environment Regulation of the International Maritime Organization (IMO). In line with these regulations, Korea is currently responding to the regulations by providing three ways to install an exhaust gas purification system, use ultra-low sulfur fuel oil, and use LNG fuel. The method of using LNG as fuel for ships can reduce not only sulfur oxides but also other pollutants, increasing the possibility of using them as environmentally friendly fuels. In order to efficiently store and transport large amounts of LNG to distant sources, use a method to reduce volume by 1/600 by liquefying at temperature of –160 ° C . In order to maintain the liquid state, LNG carriers that generate BOG (Boil Off Gas) due to the heat flow generated by the temperature difference between the inside and the outside, which are in a low temperature state, in the case of LNG vessels, about 0.1 ~ 0.15% of the total transport volume is in the form of BOG every day. Occurs. This BOG generation not only causes economic damage from LNG losses, but also increases pressure inside the tank, posing a risk to ships. In addition, LNG inside the storage tank is moved by the vessel's six-freedom movement, which causes sloshing. It is predicted that this slosh phenomenon will also change the amount of BOG caused by affecting the movement of the free surface inside the tank. With the recent expansion of ships, the capacity and number of LNG storage tanks are increasing, and the sloshing phenomenon is also affecting more than smaller tanks. Therefore, in this study, the sloshing experiment using the liquid nitrogen storage tank and the SPH simulation were used to study the changes inside the tank due to tank sloshing. Experiments showed that the lower temperature of the gas that occurs as the RPM increases was measured in the slosh using the liquid nitrogen storage tank, and that the amount of gas that occurs was higher as the RPM increases, assuming a constant heat inflow from the outside into the tank. As you can see the more. The SPH simulation also showed that the faster the tank moved, the higher the velocity of fluid particles inside the tank, and the higher the pressure generated inside the tank due to the movement of the fluid particles.
Beginning in January 2020, all vessels are required to use fuel with a sulfur content of less than 0.5% in accordance with the Air Environment Regulation of the International Maritime Organization (IMO). In line with these regulations, Korea is currently responding to the regulations by providing three ways to install an exhaust gas purification system, use ultra-low sulfur fuel oil, and use LNG fuel. The method of using LNG as fuel for ships can reduce not only sulfur oxides but also other pollutants, increasing the possibility of using them as environmentally friendly fuels. In order to efficiently store and transport large amounts of LNG to distant sources, use a method to reduce volume by 1/600 by liquefying at temperature of –160 ° C . In order to maintain the liquid state, LNG carriers that generate BOG (Boil Off Gas) due to the heat flow generated by the temperature difference between the inside and the outside, which are in a low temperature state, in the case of LNG vessels, about 0.1 ~ 0.15% of the total transport volume is in the form of BOG every day. Occurs. This BOG generation not only causes economic damage from LNG losses, but also increases pressure inside the tank, posing a risk to ships. In addition, LNG inside the storage tank is moved by the vessel's six-freedom movement, which causes sloshing. It is predicted that this slosh phenomenon will also change the amount of BOG caused by affecting the movement of the free surface inside the tank. With the recent expansion of ships, the capacity and number of LNG storage tanks are increasing, and the sloshing phenomenon is also affecting more than smaller tanks. Therefore, in this study, the sloshing experiment using the liquid nitrogen storage tank and the SPH simulation were used to study the changes inside the tank due to tank sloshing. Experiments showed that the lower temperature of the gas that occurs as the RPM increases was measured in the slosh using the liquid nitrogen storage tank, and that the amount of gas that occurs was higher as the RPM increases, assuming a constant heat inflow from the outside into the tank. As you can see the more. The SPH simulation also showed that the faster the tank moved, the higher the velocity of fluid particles inside the tank, and the higher the pressure generated inside the tank due to the movement of the fluid particles.
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