Nestabilen proces pri prenosu

V procesu cevovodnega prenosa kriogene tekočine bodo posebne lastnosti in procesno delovanje kriogene tekočine povzročili niz nestabilnih procesov, ki se razlikujejo od tistih pri normalni temperaturni tekočini v prehodnem stanju pred vzpostavitvijo stabilnega stanja. Nestabilen proces prinaša tudi velik dinamični vpliv na opremo, kar lahko povzroči strukturne poškodbe. Na primer, sistem za polnjenje s tekočim kisikom transportne rakete Saturn V v ZDA je nekoč povzročil pretrganje infuzijskega voda zaradi vpliva nestabilnega procesa ob odprtju ventila. Poleg tega je pogostejši nestabilen proces, ki je povzročil poškodbe druge pomožne opreme (kot so ventili, meh itd.). Nestabilen proces v procesu prenosa cevovoda za kriogeno tekočino vključuje predvsem polnjenje slepe odcepne cevi, polnjenje po občasnem izpustu tekočine v odtočno cev in nestabilen proces pri odpiranju ventila, ki je oblikoval zračno komoro spredaj. Tem nestabilnim procesom je skupno to, da je njihovo bistvo polnjenje parne votline s kriogeno tekočino, kar vodi do intenzivnega prenosa toplote in mase na dvofazni meji, kar ima za posledico ostra nihanja parametrov sistema. Ker je proces polnjenja po občasnem izpustu tekočine iz odtočne cevi podoben nestabilnemu procesu pri odpiranju ventila, ki je tvoril zračno komoro spredaj, je v nadaljevanju analiziran le nestabilni proces, ko je slepa odcepna cev napolnjena in ko odprt ventil se odpre.

Nestabilen postopek polnjenja slepih odcepnih cevi

Zaradi varnosti in nadzora sistema je treba poleg glavne transportne cevi v cevovodnem sistemu opremiti še nekaj pomožnih odcepnih cevi. Poleg tega bodo varnostni ventil, izpustni ventil in drugi ventili v sistem uvedli ustrezne odcepne cevi. Ko ti odcepi ne delujejo, se oblikujejo slepi odcepi za cevni sistem. Toplotni vdor okolice v cevovod bo neizogibno povzročil obstoj parnih votlin v slepi cevi (v nekaterih primerih se parne votline uporabljajo posebej za zmanjšanje vdora toplote kriogene tekočine iz zunanjega sveta). V prehodnem stanju bo tlak v cevovodu narasel zaradi nastavitve ventila in drugih razlogov. Pod vplivom razlike v tlaku bo tekočina napolnila parno komoro. Če med postopkom polnjenja plinske komore para, ki nastane pri izhlapevanju kriogene tekočine zaradi toplote, ni dovolj za obratni pogon tekočine, bo tekočina vedno napolnila plinsko komoro. Končno, po polnjenju zračne votline, se na tesnilu slepe cevi oblikuje stanje hitrega zaviranja, kar vodi do močnega pritiska v bližini tesnila.

Postopek polnjenja slepe cevi je razdeljen na tri stopnje. V prvi fazi se tekočina poganja, da doseže največjo hitrost polnjenja pod vplivom tlačne razlike, dokler se tlak ne uravnoteži. V drugi fazi se tekočina zaradi vztrajnosti še naprej polni naprej. V tem času bo povratna tlačna razlika (tlak v plinski komori narašča s postopkom polnjenja) upočasnila tekočino. Tretja stopnja je stopnja hitrega zaviranja, pri kateri je vpliv tlaka največji.

Zmanjšanje hitrosti polnjenja in zmanjšanje velikosti zračne votline se lahko uporabi za odpravo ali omejitev dinamične obremenitve, ki nastane med polnjenjem slepe odcepne cevi. Pri dolgem cevovodnem sistemu se lahko vir pretoka tekočine vnaprej gladko prilagodi, da se zmanjša hitrost pretoka, ventil pa se zapre za dolgo časa.

Kar zadeva strukturo, lahko uporabimo različne vodilne dele, da povečamo kroženje tekočine v slepi odcepni cevi, zmanjšamo velikost zračne votline, uvedemo lokalni upor na vhodu slepe odcepne cevi ali povečamo premer slepe odcepne cevi. da zmanjšate hitrost polnjenja. Poleg tega bosta dolžina in položaj namestitve braillove cevi vplivala na sekundarni vodni udar, zato je treba pozornost nameniti zasnovi in ​​postavitvi. Razlog, zakaj bo povečanje premera cevi zmanjšalo dinamično obremenitev, je mogoče kvalitativno razložiti na naslednji način: za polnjenje slepe odcepne cevi je pretok v odcepni cevi omejen s pretokom glavne cevi, za katerega se med kvalitativno analizo lahko domneva, da je fiksna vrednost. . Povečanje premera odcepne cevi je enakovredno povečanju površine prečnega prereza, kar je enakovredno zmanjšanju hitrosti polnjenja, kar vodi k zmanjšanju obremenitve.

Nestabilen proces odpiranja ventila

Pri zaprtem ventilu vdor toplote iz okolice, predvsem preko toplotnega mostu, hitro povzroči nastanek zračne komore pred ventilom. Ko se ventil odpre, se para in tekočina začneta premikati, ker je hitrost pretoka plina veliko višja od hitrosti pretoka tekočine, para v ventilu ni popolnoma odprta kmalu po izpraznitvi, kar povzroči hiter padec tlaka, tekočine se poganja naprej pod vplivom tlačne razlike, ko se tekočina približa ventilu, ki ni popolnoma odprt, bo ustvaril pogoje za zaviranje. V tem času bo prišlo do udarca vode, kar bo povzročilo močno dinamično obremenitev.

Najučinkovitejši način za odpravo ali zmanjšanje dinamične obremenitve, ki nastane zaradi nestabilnega procesa odpiranja ventila, je zmanjšanje delovnega tlaka v prehodnem stanju, tako da se zmanjša hitrost polnjenja plinske komore. Poleg tega bo uporaba visokoreguliranih ventilov, sprememba smeri odseka cevi in ​​uvedba posebnega obvodnega cevovoda majhnega premera (za zmanjšanje velikosti plinske komore) vplivala na zmanjšanje dinamične obremenitve. Zlasti je treba opozoriti, da je za razliko od dinamičnega zmanjšanja obremenitve, ko se slepa odcepna cev napolni s povečanjem premera slepe odcepne cevi, za nestabilen proces, ko je ventil odprt, povečanje premera glavne cevi enakovredno zmanjšanju enotnega upor cevi, ki bo povečal pretok napolnjene zračne komore in s tem povečal udarno vrednost vode.

Kriogena oprema HL

HL Cryogenic Equipment, ki je bila ustanovljena leta 1992, je blagovna znamka, povezana s podjetjem HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment se zavzema za načrtovanje in izdelavo visokovakuumsko izoliranega kriogenskega cevovodnega sistema in sorodne podporne opreme za izpolnjevanje različnih potreb strank. Vakuumsko izolirana cev in gibljiva cev sta izdelani iz posebnih izoliranih materialov z visokim vakuumom in večslojnimi več zasloni ter prehajata skozi vrsto izjemno strogih tehničnih obdelav in visoko vakuumsko obdelavo, ki se uporablja za prenos tekočega kisika, tekočega dušika , tekoči argon, tekoči vodik, tekoči helij, utekočinjeni plin etilen LEG in utekočinjeni naravni plin LNG.

Serija izdelkov cevi z vakuumskim plaščem, cevi z vakuumskim plaščem, ventila z vakuumskim plaščem in faznega separatorja v podjetju HL Cryogenic Equipment Company, ki je šla skozi vrsto izjemno strogih tehničnih obdelav, se uporablja za prenos tekočega kisika, tekočega dušika, tekočega argona, tekoči vodik, tekoči helij, LEG in LNG, ti izdelki pa se servisirajo za kriogeno opremo (npr. kriogene rezervoarje, dewarjeve posode in hladilne škatle itd.) v panogah ločevanja zraka, plinov, letalstva, elektronike, superprevodnikov, čipov, avtomatskih sestav, hrane & pijača, farmacija, bolnišnica, biobanka, guma, proizvodnja novih materialov, kemijsko inženirstvo, železo in jeklo ter znanstvene raziskave itd.