FNG
Nederland exporteert aardgas. Dit aardgas wordt getransporteerd via pijpleidingen. Een
aantal andere aardgasexporterende landen, Algerije bijvoorbeeld, kan zijn afzetgebied
niet zo gemakkelijk per pijpleiding bereiken. Als zo'n land aan zee ligt, kiest het er vaak
voor het aardgas eerst vloeibaar te maken. Dit vloeibaar gemaakte aardgas
(LNG = Liquified Natural Gas) wordt vervolgens in speciaal daarvoor ontworpen tankers
vervoerd. De tanker, afgebeeld in figuur 1, heeft vier bolvormige tanks met elk een
inwendige diameter van 39 m. De tanker kan bijna honderdtwintigduizend kubieke meter
LNG vervoeren.
In de tanks wordt het LNG onder een lichte overdruk bewaard. Boven het LNG bevindt
zich aardgas. De overdruk dient om te voorkomen dat er bij kleine lekken lucht in de
tanks komt, waardoor een explosief mengsel ontstaat.
De temperatuur in de tanks is 112 K. Hoewel de tanks goed geïsoleerd zijn, vindt er toch
warmteuitwisseling met de omgeving plaats. Dit wordt veroorzaakt door het lekken van
warmte van buiten naar binnen door de isolatielaag om de tanks. De grootte van het
warmtelek wordt gegeven door de volgende formule:
dQ/dt = λ·A·(ΔT/d)
Hierin is:
- dQ/dt het warmtelek in J·s-1;
- λ de warmtegeleidingscoëfficiëent van het isolatiemateriaal in W·m-1·K-1;
- A de grootte van het inwendige boloppervlak van een tank in m2;
- ΔT het temperatuurverschil tussen binnen- en buitenkant van de isolatie in K;
- d de dikte van de isolatie in m.
bedraagt 0,04 W·m-1·K-l. De temperatuur aan de buitenkant van de isolatielaag is
gemiddeld 15 °C. Het warmtelek per tank bedraagt 93 kW.
Om voor het warmtelek te compenseren, zodat de temperatuur in de tanks constant blijft,
laat men regelmatig LNG verdampen. Het vrijgekomen gas gebruikt men ondermeer als
brandstof voor de scheepsmotoren. Het aantal kubieke meter LNG per etmaal dat zo
verdampt, wordt de "boil off rate" genoemd.
Aardgas bestaat voornamelijk uit methaan. Voor berekeningen dienen de gegevens van
methaan gebruikt te worden.
Voor het verdampen van vloeistof bij het kookpunt is per kilogram een hoeveelheid
warmte nodig die in tabellenboeken te vinden is als de "verdampingswarmte". De
dichtheid van LNG is, bij de in de tanks heersende temperatuur, 423 kg·m-3.
De warmte die tijdens het verdampen aan het LNG wordt onttrokken, is nodig voor het
verrichten van uitwendige arbeid en voor de toename van de inwendige energie.