Nestabilný proces v prenose

V procese prenosu potrubím kryogénnej kvapaliny spôsobia špeciálne vlastnosti a prevádzka procesu kryogénnej kvapaliny sériu nestabilných procesov odlišných od procesov pri normálnej teplote kvapaliny v prechodnom stave pred vytvorením stabilného stavu. Nestabilný proces tiež prináša veľký dynamický dopad na zariadenie, čo môže spôsobiť poškodenie konštrukcie. Napríklad plniaci systém tekutého kyslíka transportnej rakety Saturn V v Spojených štátoch kedysi spôsobil prasknutie infúzneho potrubia vplyvom nestabilného procesu pri otvorení ventilu. Navyše, nestabilný proces spôsobil poškodenie iných pomocných zariadení (ako sú ventily, vlnovce atď.). Nestabilný proces v procese potrubného prenosu kryogénnej kvapaliny zahŕňa najmä plnenie slepej odbočnej rúrky, plnenie po prerušovanom vypúšťaní kvapaliny v odtokovej rúrke a nestabilný proces pri otváraní ventilu, ktorý vytvoril vzduchovú komoru v prednej časti. Tieto nestabilné procesy majú spoločné to, že ich podstatou je plnenie parnej dutiny kryogénnou kvapalinou, čo vedie k intenzívnemu prenosu tepla a hmoty na dvojfázovom rozhraní, čo má za následok prudké kolísanie parametrov systému. Keďže proces plnenia po prerušovanom vypúšťaní kvapaliny z vypúšťacieho potrubia je podobný nestabilnému procesu pri otváraní ventilu, ktorý vytvoril vzduchovú komoru v prednej časti, nasledujúci postup analyzuje iba nestabilný proces pri plnení slepej odbočnej rúrky a pri otvorený ventil je otvorený.

Nestabilný proces plnenia slepých odbočných rúrok

Na zváženie bezpečnosti a kontroly systému by okrem hlavného dopravného potrubia mali byť v potrubnom systéme vybavené aj niektoré pomocné odbočné potrubia. Okrem toho poistný ventil, vypúšťací ventil a ďalšie ventily v systéme zavedú príslušné odbočky. Keď tieto vetvy nefungujú, vytvárajú sa pre potrubný systém slepé vetvy. Tepelná invázia potrubia okolitým prostredím nevyhnutne povedie k existencii parných dutín v slepej trubici (v niektorých prípadoch sa parné dutiny používajú špeciálne na zníženie invázie tepla kryogénnej kvapaliny z vonkajšieho sveta “). V prechodovom stave sa tlak v potrubí zvýši v dôsledku nastavenia ventilu a iných dôvodov. Pri pôsobení tlakového rozdielu kvapalina naplní parnú komoru. Ak v procese plnenia plynovej komory para generovaná odparovaním kryogénnej kvapaliny v dôsledku tepla nestačí na spätný pohon kvapaliny, kvapalina vždy naplní plynovú komoru. Nakoniec, po naplnení vzduchovej dutiny, sa na slepom rúrkovom tesnení vytvorí stav rýchleho brzdenia, čo vedie k prudkému tlaku v blízkosti tesnenia

Proces plnenia slepej trubice je rozdelený do troch etáp. V prvej fáze je kvapalina poháňaná tak, aby dosiahla maximálnu rýchlosť plnenia pôsobením tlakového rozdielu, kým sa tlak nevyrovná. V druhej fáze sa kvapalina v dôsledku zotrvačnosti naďalej plní dopredu. V tomto čase spätný tlakový rozdiel (tlak v plynovej komore sa zvyšuje s procesom plnenia) spomalí kvapalinu. Tretím stupňom je stupeň rýchleho brzdenia, v ktorom je tlakový vplyv najväčší.

Znížením rýchlosti plnenia a zmenšením veľkosti vzduchovej dutiny možno eliminovať alebo obmedziť dynamické zaťaženie vznikajúce pri plnení potrubia slepej odbočky. V prípade dlhého potrubného systému je možné zdroj prietoku kvapaliny plynulo nastaviť vopred, aby sa znížila rýchlosť prietoku a ventil sa na dlhú dobu zatvoril.

Pokiaľ ide o štruktúru, môžeme použiť rôzne vodiace časti na zlepšenie cirkulácie kvapaliny v potrubí slepej odbočky, zmenšenie veľkosti vzduchovej dutiny, zavedenie lokálneho odporu na vstupe potrubia slepej odbočky alebo zväčšenie priemeru potrubia slepej odbočky. aby sa znížila rýchlosť plnenia. Okrem toho dĺžka a inštalačná poloha braillovho potrubia bude mať vplyv na sekundárny vodný šok, preto je potrebné venovať pozornosť dizajnu a rozmiestneniu. Dôvod, prečo zväčšenie priemeru potrubia zníži dynamické zaťaženie, možno kvalitatívne vysvetliť nasledovne: pri plnení slepej odbočnej rúrky je prietok odbočnej rúrky obmedzený prietokom hlavnej rúrky, ktorý možno počas kvalitatívnej analýzy považovať za nemennú hodnotu. . Zväčšenie priemeru odbočnej rúrky je ekvivalentné zväčšeniu plochy prierezu, čo je ekvivalentné zníženiu rýchlosti plnenia, čo vedie k zníženiu zaťaženia.

Nestabilný proces otvárania ventilov

Pri zatvorenom ventile prenikanie tepla z okolia, najmä cez tepelný most, rýchlo vedie k vytvoreniu vzduchovej komory pred ventilom. Po otvorení ventilu sa para a kvapalina začnú pohybovať, pretože prietok plynu je oveľa vyšší ako prietok kvapaliny, para vo ventile nie je úplne otvorená krátko po evakuácii, čo má za následok rýchly pokles tlaku, kvapalina je poháňaný dopredu pôsobením tlakového rozdielu, keď sa kvapalina blíži k neúplnému otvoreniu ventilu, vytvorí brzdné podmienky, v tomto čase dôjde k nárazu vody, čo vytvára silné dynamické zaťaženie.

Najúčinnejším spôsobom, ako odstrániť alebo znížiť dynamické zaťaženie generované nestabilným procesom otvárania ventilu, je zníženie pracovného tlaku v prechodovom stave, aby sa znížila rýchlosť plnenia plynovej komory. Okrem toho použitie vysoko regulovateľných ventilov, zmena smeru časti potrubia a zavedenie špeciálneho obtokového potrubia malého priemeru (na zmenšenie veľkosti plynovej komory) bude mať vplyv na zníženie dynamického zaťaženia. Predovšetkým je potrebné poznamenať, že na rozdiel od dynamického znižovania zaťaženia, keď je slepá odbočná rúrka naplnená zväčšením priemeru slepej odbočnej rúrky, pre nestabilný proces pri otvorení ventilu je zväčšenie priemeru hlavnej rúrky ekvivalentné zmenšeniu rovnomerného odpor potrubia, čo zvýši prietokovú rýchlosť naplnenej vzduchovej komory, čím sa zvýši hodnota nárazu vody.

Kryogénne zariadenia HL

HL Cryogenic Equipment Company, ktorá bola založená v roku 1992, je značkou pridruženou k HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment sa zaviazala navrhovať a vyrábať vysoko vákuovo izolovaný kryogénny potrubný systém a súvisiace podporné vybavenie, aby vyhovovali rôznym potrebám zákazníkov. Vákuovo izolované potrubie a flexibilná hadica sú konštruované z vysoko vákuových a viacvrstvových viacvrstvových špeciálnych izolačných materiálov a prechádzajú sériou extrémne prísnych technických úprav a vysokotlakovou úpravou, ktorá sa používa na prenos tekutého kyslíka, tekutého dusíka. , kvapalný argón, kvapalný vodík, kvapalné hélium, skvapalnený etylénový plyn LEG a skvapalnený prírodný plyn LNG.

Produktový rad vákuovo opláštených potrubí, vákuových opláštených hadíc, vákuovo opláštených ventilov a fázových separátorov v spoločnosti HL Cryogenic Equipment Company, ktoré prešli sériou extrémne prísnych technických úprav, sa používajú na prenos tekutého kyslíka, tekutého dusíka, tekutého argónu, atď. kvapalný vodík, kvapalné hélium, LEG a LNG a tieto produkty sú servisované pre kryogénne zariadenia (napr. kryogénne nádrže, Dewarove nádoby a chladiace boxy atď.) v odvetviach separácie vzduchu, plynov, letectva, elektroniky, supravodičov, čipov, montáže automatizácie, potravín a nápojov, farmácie, nemocnice, biobanky, gumy, výroby nových materiálov, chemického inžinierstva, železa a ocele a vedeckého výskumu atď.