Til hovedinnhold
Norsk English

GT-10 Modellering av overføringskapasitet for lavkarbon- og karbonfrie fluider

Modellering av overføringskapasitet lavkarbon- og karbonfrie gasser i fleksible slanger med ulike diametre og lengder

Kontaktperson

Skip

Motivasjon og relevans

Fleksible og flytende overføringssystemer basert på kompakte løsninger med korrugerte slanger kan senke terskelen for å etablere infrastruktur for transport av ulike flytende gasser. Flytende naturgass (LNG) kan erstatte mer karbonintensive energibærere for å redusere CO2-utslipp i transport, industri og kraftproduksjon. Ammoniakk brukt som brensel kan potensielt eliminere alle CO2-utslipp dersom produksjonen kombineres med CO2-fangst eller fornybar kraft. CO2 kan skilles ut og fanges inn fra ulike industrielle prosesser og transporteres i kald, flytende form til infrastruktur for permanent lagring. Dermed kan flytende overføringssystemer også bidra til å senke terskelen for lokale CO2-fangstprosjekter.

Bakgrunn

Det finnes generelt lite sikker kunnskap og informasjon om friksjon og ulike faktorers påvirkning på trykktap for strømning av kryogene/kalde fluider gjennom korrugerte, fleksible rør. Det korrugerte rørprofilet så vel som betydelig varmeinnlekking fra omsluttende vann og luft kan påvirke friksjonen gjennom ulike mekanismer, og det er generelt store sprik mellom tilgjengelige testresultater og beregningsmodeller. Kjennskap til og sikre beregninger av friksjonsfaktorer er avgjørende for å kunne dimensjonere et overføringssystem for en gitt kapasitet.

Oppgave

Arbeidet vil omfatte modellering og simulering av overføring av flytende gasser (LNG, ammoniakk, CO2) på systemnivå, fortrinnsvis i kommersielle simuleringsprogrammer som Aspen HYSYS. Flytende gas transporteres mellom stasjonære lagertanker og lagertanker på skip gjennom et overføringssystem bestående delvis av fast, isolert rørinfrastruktur og delvis av fleksible, isolerte slanger. De fleksible slangene har en relativt høy friksjonsfaktor som fører til økte trykktap sammenlignet med vanlige isolerte rør. Trykktapet vil avhenge av en rekke faktorer som f.eks. volumstrøm, indre diameter og lengde. Ettersom hver type fleksibel slange har et maksimalt tillatt operasjonstrykk og sentrifugalpumper ofte leverer mindre volumstrøm ved høyt mottrykk, vil maksimal overføringskapasitet være begrenset, og vil avhenge av lengden på slangen. I tillegg vil økende trykktap føre til økende mengde fordampning av LNG og andre flytende gasser. Varmeinnlekking bidrar også til fordampningstap. Ulike diametere kan brukes for å dekke ulike kapasitetsbehov ved forskjellige lengder. Simuleringsarbeidet vil derfor omfatte parametriske studier hvor disse ulike størrelsene varieres for å kartlegge hvilke oppsett som egner seg for de ulike kapasitetsbehovene, og dermed hvilke diametere som er optimale for ulike kombinasjoner av kapasitet og lengde.

Oppgaven består i å:

  • Sette seg inn i utformingen av overføringssystemet og informasjon om friksjonsfaktorer og trykktap for ulike typer fleksible slanger
  • Sette seg inn i empiriske og ekstrapolerte data for friksjonsfaktorer generert i prosjektet
  • Etablere og teste simuleringsmodeller i Aspen HYSYS for systemet
  • Utføre parameterstudier der de relevante parametrene varieres og nøkkelresultater som trykktap og dampfraksjon ved innløpet til mottakstanken regnes ut
  • Bruke data fra parameterstudiene til å kartlegge kapasiteten til systemet som funksjon av ulike parametre som masse- eller volumstrøm, diameter og lengde, med hensyn til beskrankinger som maksimalt operasjonstrykk og maksimalt tillate fordampningstap forårsaket av strupningstap og varmeinnlekking
  • Sammenfatte resultatene i en sluttrapport

Oppgaven knyttes til prosjektet "Flexible Marine Infrastructure for Future Energy Value Chains", et innovasjonsprosjekt som gjennomføres av ECONNECT Energy og SINTEF Energi.

Forutsetninger

Kandidaten til sommerforskerstillingen bør ha noe bakgrunn fra og interesse for fag som termodynamikk, fluidmekanikk, strømningslære og lignende. Det er en fordel at kandidaten har kjennskap til, alternativt evne til å sette seg inn i prosessimuleringsverktøyet Aspen HYSYS.

Medveileder: David Berstad

 

Slik søker du

Søknad sendes til: 

Vi trenger søknadstekst, CV og karakterutskrifter samlet i ett pdf-dokument. Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil 3 sommerjobber. Om du søker på flere jobber sender du en samlet søknad.

I tittel-/subjectfeltet skriver du navnet ditt og jobbnummeret på de sommerjobbene du søker på. Søker du på flere ber vi deg skrive jobbnumrene i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...)

Søknadsfrist er 14. mars kl 23.59, aktuelle kandidater vil bli kontaktet fortløpende. Vi oppfordrer deg derfor til å søke tidlig.


Se alle sommerjobber i SINTEF Energi her.