Instabil folyamat az átvitelben

A kriogén folyadék csővezetékes átvitele során a kriogén folyadék speciális tulajdonságai és folyamatműködése a normál hőmérsékletű folyadékétól eltérő instabil folyamatok sorozatát idézi elő a stabil állapot kialakulása előtti átmeneti állapotban. Az instabil folyamat emellett nagy dinamikus hatást gyakorol a berendezésre, ami szerkezeti károsodást okozhat. Például az Egyesült Államokban található Saturn V szállítórakéta folyékony oxigént töltő rendszere egykor az infúziós vezeték megrepedését okozta a szelep kinyitásakor tapasztalt instabil folyamat hatása miatt. Emellett gyakoribb az instabil folyamat, amely más segédberendezések (pl. szelepek, harmonika stb.) károsodását okozta. A kriogén folyadékcsővezetékes átvitel folyamatában az instabil folyamat főként a vak elágazó cső feltöltését, a folyadék lefolyócsőben történő szakaszos kibocsátását követő feltöltést és az elülső légkamrát kialakító szelep kinyitásakor tapasztalható instabil folyamatot foglalja magában. Ezekben az instabil folyamatokban az a közös, hogy lényegük a gőzüreg kriogén folyadékkal való feltöltése, ami a kétfázisú határfelületen intenzív hő- és tömegtranszferhez vezet, ami a rendszerparaméterek éles ingadozását eredményezi. Mivel a töltési folyamat a folyadéknak a lefolyócsőből történő szakaszos kiürítése után hasonló az elülső légkamrát kialakító szelep kinyitásakor tapasztalható instabil folyamathoz, az alábbiakban csak az instabil folyamatot elemzik, amikor a vak elágazó cső meg van töltve, és amikor a nyitott szelep nyitva van.

A vakcsövek kitöltésének instabil folyamata

A rendszer biztonsága és vezérlése érdekében a fő szállítócsövön kívül a csővezetékrendszerben néhány segédleágazó csövet is fel kell szerelni. Ezenkívül a biztonsági szelep, a nyomószelep és a rendszer egyéb szelepei megfelelő elágazó csöveket vezetnek be. Amikor ezek az ágak nem működnek, vak ágak jönnek létre a csőrendszer számára. A csővezeték környező környezet általi termikus inváziója elkerülhetetlenül gőzüregek kialakulásához vezet a vakcsőben (bizonyos esetekben a gőzüregeket kifejezetten a kriogén folyadék külvilágból történő hőbehatolásának csökkentésére használják). Átmeneti állapotban a nyomás a csővezetékben emelkedni fog a szelepbeállítás és egyéb okok miatt. A nyomáskülönbség hatására a folyadék kitölti a gőzkamrát. Ha a gázkamra feltöltési folyamatában a kriogén folyadék hő hatására elpárologtatása során keletkező gőz nem elegendő a folyadék hátramenetéhez, a folyadék mindig kitölti a gázkamrát. Végül a légüreg feltöltése után a vakcső tömítésénél gyors fékezési állapot jön létre, ami éles nyomáshoz vezet a tömítés közelében

A vakcső töltési folyamata három szakaszra oszlik. Az első szakaszban a folyadékot nyomáskülönbség hatására a maximális töltési sebesség elérésére hajtják, amíg a nyomás kiegyenlítődik. A második szakaszban a tehetetlenség hatására a folyadék tovább töltődik előre. Ekkor a fordított nyomáskülönbség (a gázkamrában a nyomás a töltési folyamattal nő) lelassítja a folyadékot. A harmadik szakasz a gyorsfékezési szakasz, amelyben a nyomáshatás a legnagyobb.

A töltési sebesség csökkentésével és a légüreg méretének csökkentésével kiküszöbölhető vagy korlátozható a vakágcső feltöltése során keletkező dinamikus terhelés. A hosszú csővezetékes rendszernél a folyadékáramlás forrása simán előre beállítható az áramlás sebességének csökkentése érdekében, és a szelep hosszú ideig zárva tart.

Szerkezetét tekintve különböző vezetőelemeket használhatunk a folyadékkeringés fokozására a vak leágazó csőben, a légüreg méretének csökkentésére, helyi ellenállás bevezetésére a vak elágazó cső bejáratánál vagy a vak leágazó cső átmérőjének növelésére. a töltési sebesség csökkentése érdekében. Ezenkívül a Braille-cső hossza és beépítési helyzete hatással lesz a másodlagos vízlökésre, ezért figyelmet kell fordítani a tervezésre és az elrendezésre. Az, hogy a csőátmérő növelése miért csökkenti a dinamikus terhelést, minőségileg a következőképpen magyarázható: a vak leágazó csőtöltésnél a leágazó cső áramlását a főcső áramlása korlátozza, ami a kvalitatív elemzés során fix értéknek tételezhető fel. . A leágazó cső átmérőjének növelése egyenértékű a keresztmetszeti terület növelésével, ami egyenértékű a töltési sebesség csökkentésével, ezáltal a terhelés csökkenésével.

A szelepnyitás instabil folyamata

Amikor a szelep zárva van, a környezet hőbehatolása, különösen a hőhídon keresztül, gyorsan egy légkamra kialakulásához vezet a szelep előtt. A szelep kinyitása után a gőz és a folyadék mozogni kezd, mivel a gáz áramlási sebessége sokkal nagyobb, mint a folyadék áramlási sebessége, a szelepben lévő gőz nem nyílik ki teljesen az evakuálás után hamarosan, ami gyors nyomásesést, folyadék nyomáskülönbség hatására halad előre, amikor a folyadék közel nem nyitja ki teljesen a szelepet, fékezési feltételeket alakít ki. Ekkor vízütés lép fel, erős dinamikus terhelést produkálva.

A szelepnyitás instabil folyamata által generált dinamikus terhelés megszüntetésének vagy csökkentésének leghatékonyabb módja az üzemi nyomás csökkentése az átmeneti állapotban, így csökkentve a gázkamra feltöltésének sebességét. Emellett a nagymértékben szabályozható szelepek alkalmazása, a csőszakasz irányának megváltoztatása és a kis átmérőjű speciális bypass csővezeték bevezetése (a gázkamra méretének csökkentése érdekében) hatással lesz a dinamikus terhelés csökkentésére. Különösképpen meg kell jegyezni, hogy eltér a dinamikus terheléscsökkentéstől, amikor a vak leágazó csövet megtöltik a vak leágazó cső átmérőjének növelésével, az instabil folyamat esetében, amikor a szelep nyitva van, a főcső átmérőjének növelése egyenértékű az egyenletes elágazás csökkentésével. csőellenállás, ami növeli a feltöltött légkamra áramlási sebességét, ezáltal növeli a vízcsapás értékét.

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.