ETD

• liquid hydrogen

Nel contesto della transizione energetica, il crescente interesse per l’idrogeno come vettore energetico rende sempre più rilevante l’impiego dell’idrogeno liquido (LH2) per applicazioni di trasporto e stoccaggio. Tuttavia, le condizioni criogeniche comportano problematiche ancora non completamente comprese, in particolare legate ai fenomeni di sloshing e boil-off all’interno dei serbatoi, il cui legame risulta tuttora poco approfondito.
L’obiettivo della tesi è stato contribuire allo sviluppo di modelli CFD per l’analisi di serbatoi di LH2 destinati al trasporto marittimo, ponendo le basi per analisi termo-fluidodinamiche accoppiate che includano sloshing, cambiamento di fase e boil-off, a supporto della progettazione sicura di tali sistemi di stoccaggio.
Nel presente lavoro è stato sviluppato un modello CFD bifase basato sul metodo Volume of Fluid (VOF) per analizzare il fenomeno dello sloshing in un serbatoio orizzontale in scala realizzato dall’azienda Gas&Heat, a tre diversi livelli di riempimento e soggetto a moto oscillatorio imposto, rappresentativo di condizioni operative navali. I risultati hanno permesso di osservare l’evoluzione della superficie libera, evidenziando oscillazioni più o meno significative a seconda del livello di riempimento associate a distribuzioni di pressione non uniformi, potenzialmente critiche per l’integrità strutturale in condizioni severe di sloshing.
In aggiunta, nell’ambito della tesi, è stata svolta, sempre mediante CFD, un’analisi del fenomeno di boil-off in condizioni statiche di scambio termico e sfiato, relativa a dati presenti in letteratura.