Льда танк является моделью корабля бассейна , целью которого является создание среды физического моделирования для взаимодействия судна, сооружений или морского дна как с льдом и водой. Ледяные резервуары могут иметь форму буксировочного резервуара или маневренного резервуара .
Во многих неохлаждаемых модельных бассейнах судов используются имитаторы льда, такие как парафин, гипс и смеси пенопласта или пластиковых шариков. Очистка и обращение с такими имитаторами часто оказываются обременительными. Что отличает ледяной резервуар от бассейнов других моделей кораблей, так это то, что ледяной резервуар имеет в своей конструкции специальные приспособления для удобного обращения с таким материалом. Использование охлаждаемого бассейна, содержащего в основном воду, позволяет замораживать и таять как удобный метод подготовки и очистки модельного льда.
Масштабирование льда
Бассейны модели кораблей часто моделируют полномасштабные процессы в миниатюре. Корабли и сооружения линейно уменьшаются в размерах, а кубические - по массе, водоизмещению и объему. Проблема при моделировании льда состоит в том, чтобы правильно уменьшить интересующие свойства льда для обеспечения точного моделирования.
При моделировании льда представляют интерес многие факторы и свойства. Фактическая среда, которая будет смоделирована, имеет первостепенное значение. Например, ледяные куски, которые текут, а затем застревают в весенней реке, будут моделироваться совершенно иначе, чем модель корабля, пересекающего смоделированный арктический ледяной покров. Иными словами, судно будет пересекать территорию с рыхлыми кусками битого или пакового льда.
Метод ослабленного льда
Одним из важных факторов при испытании модели ледокола является влияние изменения прочности и толщины льда. Например: если выбран масштаб от 1 до 30, то модель корабля будет 1/30 размера. Используемый лед также должен быть 1/30 толщины и 1/30 прочности.
Если использовать лед с чистой водой, проблема в том, что лед с чистой водой не размягчается.
Многие резервуары для льда имитируют лед, используя смесь, состоящую в основном из воды и химических добавок, называемых легирующими добавками, которые представляют собой химические вещества, которые снижают температуру плавления чистого водяного льда. Обычно используемые легирующие добавки - это соль, этанол , этиленгликоль и мочевина .
При использовании достаточно низкой температуры и вода, и присадка замораживаются в растворе вместе, образуя ледяной покров. Этот нечистый ледяной покров по своей природе мягче льда из чистой воды, но может быть намного тверже, чем желаемая прочность чешуи. После достижения желаемой толщины температуру воздуха повышают до температуры отпуска. При повышении температуры льда примеси выходят из замороженного раствора и образуют карманы жидкого рассола. Эти карманы с рассолом медленно вытекают из ледяного покрова, ослабляя его. Если ледяному покрову не дают снова замерзнуть, прочность льда продолжает уменьшаться, приближаясь к асимптотическому значению. Тогда выбор правильной ледяной чешуи становится вопросом, когда проводить испытание. Это размягчение часто называют отпуском.
Разные симуляторы льда моделируют лед по-разному. Например, большинство ледоколов ломают лед, поднимаясь вверх ко льду и ломая вниз под тяжестью судна. В этом случае наиболее важным является правильное моделирование прочности льда на изгиб вниз . [ необходима цитата ] В случае мостов или морских сооружений, прочность на сжатие или прочность на изгиб вверх могут быть более интересными. Влияние льда на движение судна часто требует уменьшения плотности модели льда путем добавления контролируемого количества газа или воздуха во время процесса замораживания.
Список ледяных резервуаров
Средство | Место расположения | Годы | Длина | Ширина | Глубина | Технология | Заметки | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Университет Аалто | Эспоо , Финляндия | 1980-е годы по настоящее время | 40 м (131 футов) | 40 м (131 футов) | 2,8 м (9 футов) | Мелкозернистый с этанолом | [1] | |
Корейский научно-исследовательский институт кораблей и океанотехники (KRISO) | Тэджон , Южная Корея | 42 м (138 футов) | 32 м (105 футов) | 2,5 м (8 футов) | [2] | |||
Национальный исследовательский совет Канады (NRCC-OCRE) | Сент-Джонс, Ньюфаундленд , Канада | 1985-настоящее время | 90 м (295 футов) | 12 м (39 футов) | 3,0 м (10 футов) | [3] | ||
HSVA, Бассейн с большой ледяной моделью | Гамбург , Германия | 78 м (256 футов) | 10 м (33 футов) | 2,5 м (8 футов) | [4] | |||
Aker Arctic Technology Inc. | Хельсинки , Финляндия | 2006 – настоящее время | 75 м (246 футов) | 8 м (26 футов) | 2,1 м (7 футов) | Мелкозернистый с солью | [5] | |
Арктический исследовательский центр Masa-Yards (MARC) | Хельсинки , Финляндия | 1982–2006 | 77,3 м (254 футов) | 6,5 м (21 фут) | 2,3 м (8 футов) | Мелкозернистый с солью | Арктический технологический центр Wärtsilä (WARC) до 1989 г .; Акер Арктик с 2005 года. | [5] |
Бассейн ледяной модели Вяртсиля (WIMB) | Хельсинки , Финляндия | 1969–1982 | 50 м (164 футов) | 4,8 м (16 футов) | 1,15 м (4 фута) | Соленая вода | Построен внутри старого бомбоубежища | [5] |
CRREL | Ганновер, Нью-Гэмпшир , США | 37 м (121 футов) | 9 м (30 футов) | 2,4 м (8 футов) | [6] [7] | |||
NMRI | Митака, Токио , Япония | 35 м (115 футов) | 6 м (20 футов) | 1,8 м (6 футов) | [8] | |||
Крыловский государственный научный центр | Санкт-Петербург , Россия | 102 м (335 футов) | 10 м (33 футов) | 2 м (7 футов) | [9] [10] | |||
HSVA, Экологический испытательный бассейн | Гамбург , Германия | 1971– | 30 м (98 футов) | 6 м (20 футов) | 1,2 м (4 фута) | [5] [11] | ||
Национальный исследовательский совет Канады (NRCC-OCRE) | Оттава , Онтарио , Канада | 21 м (69 футов) | 7 м (23 футов) | 1,1 м (4 фута) | [12] | |||
Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) | Санкт-Петербург, Россия | 35 м (115 футов) | 5 м (16 футов) | 1,8 м (6 футов) | [13] | |||
Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) | Ленинград , Советский Союз | 1955– ?? | 13,4 м (44 футов) | 1,85 м (6 футов) | 1,1 м (4 фута) | Соленая вода | Первый в мире ледяной танк. | [5] |
Рекомендации
- ^ Аалто Ice Tank . Университет Аалто. Проверено 16 октября 2016 г..
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2009-05-14 . Проверено 11 сентября 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ «Ледяной резервуар - 90-метровый научно-исследовательский комплекс» . canada.ca . Правительство Канады. 19 марта 2019 . Проверено 8 ноября 2019 .
- ^ "HSVA Home - Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt" . Проверено 15 октября +2016 .
- ^ a b c d e 40 лет испытаний модели. Архивировано 22 октября 2016 г. в Wayback Machine . Акер Арктик. Проверено 16 октября 2016 г..
- ^ [1] Архивировано 3 февраля 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2007-06-10 . Проверено 4 февраля 2007 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ «Национальный институт морских исследований - Основные объекты» . Проверено 15 октября +2016 .
- ^ «Крыловский государственный научный центр» . Проверено 15 октября +2016 .
- ^ «Экспериментальная установка» . Проверено 15 октября +2016 .
- ^ [2]
- ^ «Резервуар для льда - 21 м научно-исследовательский комплекс» . canada.ca . Правительство Канады. 19 марта 2019 . Проверено 8 ноября 2019 .
- ^ [3]