Introdukció

A kriogén technológia fejlődésével a kriogén folyékony termékek számos területen, így a nemzetgazdaságban, a honvédelemben és a tudományos kutatásban is fontos szerepet játszottak. A kriogén folyadék alkalmazása a kriogén folyékony termékek hatékony és biztonságos tárolásán és szállításán alapul, a kriogén folyadék csővezetékes továbbítása pedig a tárolás és szállítás teljes folyamatán végighalad. Ezért nagyon fontos a kriogén folyadékcsővezetékes szállítás biztonságának és hatékonyságának biztosítása. A kriogén folyadékok továbbításához a csővezetékben lévő gázt szállítás előtt ki kell cserélni, ellenkező esetben üzemzavart okozhat. Az előhűtési folyamat elkerülhetetlen láncszem a kriogén folyékony termék szállításának folyamatában. Ez a folyamat erős nyomássokkot és egyéb negatív hatásokat okoz a csővezetékben. Ezenkívül a gejzír jelenség a függőleges csővezetékben és a rendszer működésének instabil jelensége, mint például a vak csővezetékek feltöltése, az időszakos vízelvezetés utáni töltés és a légkamra feltöltése a szelep nyitása után, különböző mértékű káros hatást gyakorol a berendezésre és a csővezetékre. . Ennek fényében ez a cikk mélyreható elemzést végez a fenti problémákkal kapcsolatban, és reméli, hogy az elemzés révén sikerül megtalálni a megoldást.

Gázkiszorítás a vezetékben az átvitel előtt

A kriogén technológia fejlődésével a kriogén folyékony termékek számos területen, így a nemzetgazdaságban, a honvédelemben és a tudományos kutatásban is fontos szerepet játszottak. A kriogén folyadék alkalmazása a kriogén folyékony termékek hatékony és biztonságos tárolásán és szállításán alapul, a kriogén folyadék csővezetékes továbbítása pedig a tárolás és szállítás teljes folyamatán végighalad. Ezért nagyon fontos a kriogén folyadékcsővezetékes szállítás biztonságának és hatékonyságának biztosítása. A kriogén folyadékok továbbításához a csővezetékben lévő gázt szállítás előtt ki kell cserélni, ellenkező esetben üzemzavart okozhat. Az előhűtési folyamat elkerülhetetlen láncszem a kriogén folyékony termék szállításának folyamatában. Ez a folyamat erős nyomássokkot és egyéb negatív hatásokat okoz a csővezetékben. Ezenkívül a gejzír jelenség a függőleges csővezetékben és a rendszer működésének instabil jelensége, mint például a vak csővezetékek feltöltése, az időszakos vízelvezetés utáni töltés és a légkamra feltöltése a szelep nyitása után, különböző mértékű káros hatást gyakorol a berendezésre és a csővezetékre. . Ennek fényében ez a cikk mélyreható elemzést végez a fenti problémákkal kapcsolatban, és reméli, hogy az elemzés révén sikerül megtalálni a megoldást.

A csővezeték előhűtési folyamata

A kriogén folyadék csővezetékes átvitelének teljes folyamatában, a stabil átviteli állapot létrehozása előtt, előhűtő és meleg csőrendszer és fogadó berendezés folyamata lesz, azaz előhűtési folyamat. Ebben a folyamatban a csővezeték és a fogadó berendezések jelentős zsugorodási feszültségnek és ütközési nyomásnak ellenállnak, ezért ellenőrizni kell.

Kezdjük a folyamat elemzésével.

Az egész előhűtési folyamat heves párologtatási folyamattal kezdődik, majd kétfázisú áramlásnak tűnik. Végül egyfázisú áramlás jelenik meg, miután a rendszer teljesen lehűlt. Az előhűtési folyamat kezdetén a falhőmérséklet nyilvánvalóan meghaladja a kriogén folyadék telítési hőmérsékletét, sőt túllépi a kriogén folyadék felső határhőmérsékletét – a végső túlmelegedési hőmérsékletet. A hőátadás következtében a csőfal közelében lévő folyadék felmelegszik, és azonnal elpárolog, így gőzfilm keletkezik, amely teljesen körülveszi a cső falát, vagyis a film felforr. Ezt követően az előhűtéssel a csőfal hőmérséklete fokozatosan a túlhevítési határhőmérséklet alá süllyed, majd kedvező feltételek alakulnak ki az átmeneti forraláshoz és a buborékos forráshoz. A folyamat során nagy nyomásingadozások lépnek fel. Amikor az előhűtést egy bizonyos szakaszig végrehajtják, a csővezeték hőkapacitása és a környezet hőbehatolása nem melegíti fel a kriogén folyadékot a telítési hőmérsékletre, és megjelenik az egyfázisú áramlás állapota.

Az intenzív párologtatás során drámai áramlási és nyomásingadozások keletkeznek. A nyomásingadozások teljes folyamatában a kriogén folyadéknak a forró csőbe való közvetlen belépése után először kialakuló maximális nyomás a maximális amplitúdó a nyomásingadozás teljes folyamatában, és a nyomáshullám ellenőrizheti a rendszer nyomáskapacitását. Ezért általában csak az első nyomáshullámot tanulmányozzák.

A szelep kinyitása után a kriogén folyadék gyorsan belép a csővezetékbe a nyomáskülönbség hatására, és a párologtatással keletkezett gőzfilm elválasztja a folyadékot a csőfaltól, koncentrikus axiális áramlást képezve. Mivel a gőz ellenállási együtthatója nagyon kicsi, ezért a kriogén folyadék áramlási sebessége nagyon nagy, előrehaladtával a folyadék hőmérséklete a hőelnyelés miatt és fokozatosan emelkedik, ennek megfelelően nő a csővezeték nyomása, lelassul a töltési sebesség le. Ha a cső elég hosszú, a folyadék hőmérsékletének valamikor el kell érnie a telítettséget, ekkor a folyadék leáll. A csőfalból a kriogén folyadékba jutó hőt mind elpárologtatásra használják, ekkor a párolgási sebesség jelentősen megnő, a nyomás a csővezetékben is megnő, elérheti a bemeneti nyomás 1,5-2-szeresét. A nyomáskülönbség hatására a folyadék egy része visszaszorul a kriogén folyadéktároló tartályba, aminek következtében a páraképződés sebessége csökken, és mivel a csőkivezetésből származó gőz egy része, csőnyomásesés, egy ideig, a csővezeték visszaállítja a folyadékot a nyomáskülönbség feltételeibe, a jelenség ismét megjelenik, így megismétlődik. A következő folyamatban azonban, mivel a csőben van egy bizonyos nyomás és a folyadék egy része, az új folyadék okozta nyomásnövekedés kicsi, így a nyomáscsúcs kisebb lesz, mint az első csúcs.

Az előhűtés teljes folyamatában a rendszernek nemcsak nagy nyomáshullám hatást kell elviselnie, hanem a hideg miatti nagy zsugorodási feszültséget is. A kettő együttes hatása szerkezeti károsodást okozhat a rendszerben, ezért meg kell tenni a szükséges intézkedéseket annak ellenőrzésére.

Mivel az előhűtés áramlási sebessége közvetlenül befolyásolja az előhűtési folyamatot és a hideg zsugorodási feszültség nagyságát, az előhűtési folyamat az előhűtési áramlási sebesség szabályozásával szabályozható. Az előhűtési áramlási sebesség ésszerű választási elve az előhűtési idő lerövidítése nagyobb előhűtési áramlási sebesség alkalmazásával, azzal a feltevéssel, hogy a nyomásingadozás és a hidegzsugorodási feszültség ne haladja meg a berendezések és csővezetékek megengedett tartományát. Ha az előhűtés áramlási sebessége túl kicsi, a csővezeték szigetelési teljesítménye nem jó a csővezeték számára, előfordulhat, hogy soha nem éri el a hűtési állapotot.

Az előhűtés folyamatában a kétfázisú áramlás előfordulása miatt a közös áramlásmérővel nem lehet mérni a valós áramlási sebességet, így nem használható az előhűtés áramlási sebességének szabályozására. De közvetve meg tudjuk ítélni az áramlás nagyságát a befogadó edény ellennyomásának figyelésével. Bizonyos feltételek mellett a fogadóedény ellennyomása és az előhűtési áramlás közötti kapcsolat analitikai módszerrel meghatározható. Amikor az előhűtési folyamat egyfázisú áramlási állapotba lép, az áramlásmérő által mért tényleges áramlást lehet használni az előhűtési áramlás szabályozására. Ezt a módszert gyakran használják a rakéták kriogén folyékony hajtóanyagának feltöltésének szabályozására.

A fogadóedény ellennyomásának változása a következőképpen felel meg az előhűtési folyamatnak, amivel kvalitatívan megítélhető az előhűtési szakasz: amikor a fogadóedény kipufogó-kapacitása állandó, az ellennyomás az erőszakos hatás miatt gyorsan megnő. eleinte a kriogén folyadék elpárologtatása, majd a fogadóedény és a csővezeték hőmérsékletének csökkenésével fokozatosan visszaesik. Ekkor az előhűtési kapacitás növekszik.

További kérdésekért a következő cikkre hangolva!

HL kriogén berendezés

Az 1992-ben alapított HL Cryogenic Equipment a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd.-hez tartozó márka. A HL Cryogenic Equipment elkötelezett a nagyvákuumú szigetelt kriogén csőrendszer és a kapcsolódó támogató berendezések tervezése és gyártása mellett, hogy megfeleljen az ügyfelek különféle igényeinek. A vákuumszigetelt cső és a rugalmas tömlő nagyvákuumú és többrétegű, többrétegű, speciális szigetelt anyagokból készül, és rendkívül szigorú műszaki kezeléseken és nagyvákuum kezelésen megy keresztül, amelyet folyékony oxigén, folyékony nitrogén szállítására használnak. , folyékony argon, folyékony hidrogén, folyékony hélium, cseppfolyósított etilén gáz LEG és cseppfolyósított természetgáz LNG.

A HL Cryogenic Equipment Company vákuumköpennyel ellátott cső, vákuumköpenyes tömlő, vákuumköpenyes szelep és fázisleválasztó terméksorozat, amely egy sor rendkívül szigorú műszaki kezelésen ment keresztül, folyékony oxigén, folyékony nitrogén, folyékony argon, folyékony hidrogén, folyékony hélium, LEG és LNG, és ezeket a termékeket kriogén berendezésekhez (pl. kriogén tartályok, dewarok és coldboxok stb.) szolgálják ki a légleválasztás, a gázok, a repülés, az elektronika, a szupravezető, a chipek, az automatizálási összeszerelés, az élelmiszeripar és az élelmiszeripar területén. ital, gyógyszertár, kórház, biobank, gumi, új anyaggyártás vegyészmérnöki, vas- és acélgyártás, tudományos kutatás stb.