Simulation and experimental research of internal supports in mobile cryogenic tanks

The subject of the presented paper concerns introduction a new generation of cryogenic tanks into production. The tanks were designed as container along with Chemet company. They are assigned for transporting and storing liquefied gases as nitrogen, LNG etc. Construction of a mobile tank requires two walls structure with insulation system between them containing layers of materials, radiation shields and the vacuum. One of the most important matters in design process was to design supports between inner and outer tank. The supports had to fulfill strength requirements as well as high heat transfer resistance. These two requirements are inconsistent as strength considerations lead to such a conclusion that the best materials should be steels. However, due to the very low heat transfer resistance, they cannot be used. A CosmosWorks system was used to carry out simulations of heat transfer with various kinds of insulation. The results of simulations were verified in experimental tests. As an effect, a satisfactory solution was found and introduced into production.

---

Podjęta w pracy tematyka związana jest z wdrażaniem do produkcji w Chemet Tarnowskie Góry nowej generacji zbiorników kriogenicznych w postaci kontenerów przeznaczonych do transportu i przechowywania skroplonych gazów takich, jak azot, gaz ziemny, itp. Konstrukcja zbiorników tych kontenerów jest dwupłaszczowa z wewnętrznym systemem superizolacji zbudowanej z mat, ekranów promieniowania i próżni. Jednym z ważniejszych zadań przy projektowaniu zbiornika było stworzenie podpór wewnętrznych pomiędzy płaszczami, które są w stanie spełnić wymagania wytrzymałościowe oraz nie przewodzą ciepła. Wymagania te są sprzeczne z sobą. Wiadomo, że ze względów wytrzymałościowych najlepszymi materiałami byłyby stale, natomiast ze względu na przewodzenie ciepła nie mogą być brane pod uwagę. Do poszukiwania rozwiązań zastosowano oprogramowanie CosmosWorks, a uzyskane wyniki weryfikowano w badaniach doświadczalnych. W rezultacie uzyskano zadawalające rozwiązanie, które zostało wdrożone do produkcji.