Nieuwe inzichten over klotsend LNG aan boord van schepen
In dit artikel:
Een onderzoeksteam onder leiding van natuurkundige Devaraj van der Meer (Universiteit Twente) heeft aangetoond dat klotsend LNG tegen de binnenwand van een tank veel hogere drukpieken kan veroorzaken dan tot nu toe werd aangenomen. Eerdere studies van producenten van LNG-carriers hielden geen expliciete rekening met de faseovergang van vloeistof naar gas; Van der Meer et al. hebben dat specifieke effect nu geïsoleerd en gekwantificeerd. De resultaten zijn gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences.
Normaal vormt de damp boven vloeibaar LNG een dun kussen dat impacten dempt. In de laboratoriumexperimenten bleek dat bij hoge valsnelheden die damp door compressie snel condenseert en daardoor verdwijnt; het dempende effect valt weg en de vloeistof raakt de wand met veel hogere druk — kort gezegd geen zachte landing maar een harde klap. Dat werd aangetoond met druppelproeven en met een metalen schijf die op een vloeheidsbad sloeg: door de temperatuur iets te verlagen steeg de maximale impactdruk tot ongeveer vijftien keer. In grotere golfproeven bij onderzoeksinstituut MARIN (15 meter opstelling) leidde het gedrag van vloeistof in zijn eigen damp soms tot drukpieken tot wel honderd keer hoger dan bij water in lucht.
De onderzoekers benadrukken dat de bevindingen LNG-schepen niet direct onveilig maken; producenten houden al rekening met krachten door sloshing bij het ontwerp. Wel pleiten ze ervoor dit faseovergangseffect mee te nemen bij toekomstige berekeningen en constructies, en voor vervolgonderzoek op scheepsschaal. Dat is ook relevant voor de ontwikkeling van vervoer van koudere brandstoffen zoals vloeibare waterstof (-250 °C), waarvoor de thermische en mechanische eisen nog strenger zijn dan bij LNG (-160 °C).
Industrie en wetenschap tonen belangstelling: producenten willen nauwkeuriger voorspellingen van dynamische drukken om de balans tussen kosten, isolatie, stabiliteit en veiligheid te optimaliseren. Verdere grootschalige tests zijn gewenst, maar staan vooralsnog niet concreet ingepland.