Студентка МАИ разработала ёмкость, снижающую потери при транспортировке газа
13 марта 2024
Студентка института № 6 «Аэрокосмический» МАИ Анна Екимовская придумала, как снизить потери при транспортировке сжиженного природного газа. Она разработала ёмкость, которая за счёт своей формы минимизирует теплообмен содержимого с внешней средой. Таким образом, по подсчётам студентки, можно сократить потери минимум на 7%.
— Сжиженный газ хранится при криогенной температуре. Неизбежные потери при его транспортировке — результат воздействия окружающей среды, которая заставляет газ буквально закипать и испаряться. Моя идея состоит в том, чтобы сделать поверхность теплообмена как можно меньше, — рассказывает Анна Екимовская. — Можно провести аналогию с батареей в комнате: если поставить не десять секций, а девять, в помещении станет прохладнее. При этом важная задача — сохранить максимальный внутренний объём ёмкости. Похожие задачи решаются при проектировании оболочек космических аппаратов для уменьшения массы конструкции. То есть, простыми словами, моей целью было получить побольше полезного пространства внутри, но поменьше материала самой ёмкости.
Чтобы реализовать идею, студентка начала поиск оптимальной формы, которая учитывала бы реальные условия транспортировки морским и железнодорожным транспортом.
— Сфера — лучшая форма по ряду критериев, однако с точки зрения доступности транспортировки она уступает обычному цилиндрическому баку, — говорит студентка. — Найти промежуточный удобный вариант помогла природа. Подсказал высохший апельсин, который принял форму шара с отсечённой частью. Эта форма называется сферическим сегментом, из таких «апельсиновых» деталей я и начала составлять свои конструкции.
Придуманная Анной Екимовской ёмкость представляет собой несколько состыкованных друг с другом сферических сегментов — получается своеобразная «гусеница». Расчёты показывают, что экономическая выгода от внедрения будет ощутимой даже в краткосрочной перспективе.
— Например, в морском танкере «Гранд Елена», построенном по проекту «Сахалин», четыре сферические ёмкости. Я утверждаю, что аналогичная по объёму ёмкость из четырёх сферических сегментов даст экономию в потерях сжиженного газа 7–38% в зависимости от соблюдения других требований. Объём перевозимого газа — около 150 тысяч кубометров. Теряется до 10%, то есть около 15 тысяч кубометров. Таким образом, экономия составит от тысячи до более чем пяти тысяч кубометров только за один рейс, — поясняет Анна Екимовская.
Проект по созданию ёмкостей для сжиженного газа получил положительную оценку экспертов ряда научных конкурсов и конференций. Интерес к работе проявляют Национальная газомоторная ассоциация, РКК «Энергия» имени С. П. Королёва, Центр подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина.
Предлагаемую студенткой форму можно использовать и в других областях, например для создания аквариумов с минимальной площадью стенок, что важно для поддержания стабильной температуры воды. На аквариум из сферических сегментов Анна Екимовская уже получила патент. Такую ёмкость девушка планирует изготовить этой весной.
