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Kistler offers force and pressure sensors for sloshing (LNG movement and cavitation) and slamming (wave impact) tests.

Essai de Sloshing & slamming

Les liquides en mouvement peuvent exercer une pression énorme sur les structures à l'intérieur et à l'extérieur des navires et sur les installations offshore telles que les plateformes pétrolières et gazières ou les éoliennes. Des mesures fiables des phénomènes de sloshing (mouvements de GNL et cavitation) et de slamming (impact des vagues) nécessitent des capteurs de pression et des dynamomètres spécifiques à l'application.

Sloshing : solutions d'essai et d'évaluation pour les méthaniers

Kistler provides research labs worldwide with application-specific pressure sensors for LNG sloshing testing and assessment.

Le gaz naturel est une source d'énergie alternative et est transporté dans le monde entier par des méthaniers spéciaux (gaz naturel liquéfié). La structure des réservoirs doit résister aux mouvements du GNL - le "sloshing" - même en cas de forte houle. Kistler fournit aux laboratoires de recherche du monde entier des capteurs de pression spécifiques à l'application - y compris des solutions IEPE et très compactes - pour le contrôle et l'évaluation du sloshing.

Le gaz naturel ne peut être transporté efficacement que sous forme liquéfiée. En refroidissant le gaz à -162°C (-260°F), son volume est 600 fois plus petit, ce qui permet de le transporter par méthanier. Le vent et les vagues peuvent provoquer des mouvements du GNL dans les réservoirs partiellement remplis des navires. Ces mouvements - connus sous le nom de "sloshing" - peuvent affecter la stabilité du navire et exposer les membranes internes des réservoirs à de lourdes charges.

De nombreux laboratoires de recherche dans le monde entier étudient les charges dynamiques induites par le sloshing sur les structures des réservoirs des méthaniers. Les procédures d'essai et d'évaluation du sloshing impliquent généralement un modèle 2D rectangulaire d'une citerne de GNL sur un hexapode ; des modèles 3D à petite échelle sont également utilisés. Les capteurs de pression sont généralement déployés en grappes sur la paroi du modèle de citerne, à différents endroits où des impacts sévères sont les plus probables.

Petite taille

Un petit diamètre frontal est l'une des principales exigences pour les capteurs dans cette application. Grâce à cette configuration, les capteurs peuvent être installés aussi près que possible les uns des autres afin d'optimiser la résolution spatiale.

Temps de montée rapide

Les pressions d'impact dépendent largement du mouvement induit. Elles peuvent varier de 50 mbar à 7 bar, avec des temps de montée rapides compris entre 1 et 10 ms. Ces conditions nécessitent des capteurs de pression avec des temps de montée rapides et/ou des fréquences naturelles élevées.

IEPE (tension)

Cette application nécessite un nombre considérable de capteurs, c'est pourquoi une solution de chaîne de mesure rentable est essentielle. Grâce à la technologie IEPE, les capteurs de pression peuvent être connectés directement au système DAQ sans nécessiter d'amplificateurs de charge coûteux.

Faible choc thermique

Les pressions d'impact mesurées peuvent être affectées par le comportement d'un capteur de pression face aux chocs thermiques. La série 601C de Kistler se caractérise par une très faible sensibilité aux chocs thermiques. Ces capteurs sont donc parfaitement adaptés à la mesure des pressions d'impact dues au sloshing.

Le slamming marin : test précis des mouvements et des charges provoqués par les vagues

Kistler offers specialized solutions for slamming tests and investigations of the coupling of aerodynamics and hydrodynamics.

Les réservoirs d'ingénierie océanique sont utilisés comme bassin de tenue en mer et de manœuvre pour vérifier non seulement les performances et la sécurité d'un navire, mais aussi de structures offshore telles que les plates-formes pétrolières et gazières ou les turbines éoliennes. Les solutions Kistler dédiées à cette application vont des différents capteurs de pression aux dynamomètres permettant d'étudier le couplage de l'aérodynamique et de l'hydrodynamique.

Les bassins à houle décrits ici peuvent être utilisés pour tester des objets amarrés ou fixes (tels que des plates-formes pétrolières et gazières ou des éoliennes en mer) afin de déterminer les mouvements et les charges provoqués par les vagues et le vent. Pour les essais d'éoliennes offshore, le vent et les vagues qui agissent simultanément sur l'éolienne peuvent être mesurés par un ensemble de dynamomètres à trois composantes positionnés à la base du mât entre l'ancrage et l'unité testée. Ces essais de slamming en mer fournissent des données de référence de haute qualité pour valider les méthodes de simulation du couplage entre les comportements aérodynamiques et hydrodynamiques. Les mesures d'essai pour les plates-formes pétrolières et gazières (ou même les navires) exigent généralement que les capteurs de pression soient encastrés dans la paroi de la structure ou dans la coque du navire.

Haute sensibilité

Les pressions attendues inférieures à 1 bar doivent être mesurées avec une précision correcte ; grâce à la technologie IEPE, les capteurs de pression peuvent être connectés directement au système DAQ sans nécessiter d'amplificateurs de charge coûteux.

Faible choc thermique

Les pressions d'impact mesurées peuvent être affectées par le comportement d'un capteur de pression face aux chocs thermiques. La série 601C de Kistler se caractérise par une très faible sensibilité aux chocs thermiques. Ces capteurs conviennent donc parfaitement à la mesure des pressions d'impact dues à des chocs violents.

Temps de montée rapide

Les pressions d'impact courantes sont inférieures à 1 bar avec des temps de montée rapides d'environ 1 ms. Ces conditions requièrent des capteurs de pression avec des temps de montée rapides et/ou des fréquences naturelles élevées.

L'autonomie

La technologie piézoélectrique peut traiter des structures lourdes tout en se concentrant sur les variations dynamiques les plus faibles grâce au bon choix des paramètres de l'amplificateur de charge.

Capteurs de force étanches

Les capteurs de force Kistler sont hermétiquement scellés et soudés, ce qui garantit leur étanchéité. Les câbles sont équipés de joints spécialement conçus pour une utilisation sous l'eau. Une étanchéité supplémentaire peut être obtenue en soudant un câble 1698A sur un capteur de force triaxial.

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