Introduksjon

Med utviklingen av kryogen teknologi har kryogene flytende produkter spilt en viktig rolle på mange felt som nasjonal økonomi, nasjonalt forsvar og vitenskapelig forskning. Anvendelsen av kryogen væske er basert på effektiv og sikker lagring og transport av kryogene væskeprodukter, og rørledningsoverføringen av kryogen væske går gjennom hele prosessen med lagring og transport. Derfor er det svært viktig å sikre sikkerheten og effektiviteten til kryogen væskerørledningsoverføring. For overføring av kryogene væsker er det nødvendig å erstatte gassen i rørledningen før overføring, ellers kan det forårsake driftssvikt. Forkjølingsprosessen er en uunngåelig kobling i prosessen med kryogen flytende produkttransport. Denne prosessen vil gi sterke trykksjokk og andre negative effekter på rørledningen. I tillegg vil geysirfenomenet i den vertikale rørledningen og det ustabile fenomenet med systemdrift, for eksempel fylling av blinde grenrør, fylling etter intervalldrenering og fylling av luftkammer etter ventilåpning, gi forskjellige grader av negative effekter på utstyret og rørledningen . I lys av dette, gjør denne artikkelen en dybdeanalyse av problemene ovenfor, og håper å finne ut løsningen gjennom analysen.

Forskyvning av gass i linje før overføring

Med utviklingen av kryogen teknologi har kryogene flytende produkter spilt en viktig rolle på mange felt som nasjonal økonomi, nasjonalt forsvar og vitenskapelig forskning. Anvendelsen av kryogen væske er basert på effektiv og sikker lagring og transport av kryogene væskeprodukter, og rørledningsoverføringen av kryogen væske går gjennom hele prosessen med lagring og transport. Derfor er det svært viktig å sikre sikkerheten og effektiviteten til kryogen væskerørledningsoverføring. For overføring av kryogene væsker er det nødvendig å erstatte gassen i rørledningen før overføring, ellers kan det forårsake driftssvikt. Forkjølingsprosessen er en uunngåelig kobling i prosessen med kryogen flytende produkttransport. Denne prosessen vil gi sterke trykksjokk og andre negative effekter på rørledningen. I tillegg vil geysirfenomenet i den vertikale rørledningen og det ustabile fenomenet med systemdrift, for eksempel fylling av blinde grenrør, fylling etter intervalldrenering og fylling av luftkammer etter ventilåpning, gi forskjellige grader av negative effekter på utstyret og rørledningen . I lys av dette, gjør denne artikkelen en dybdeanalyse av problemene ovenfor, og håper å finne ut løsningen gjennom analysen.

Forkjølingsprosessen til rørledningen

I hele prosessen med kryogen væskerørledningsoverføring, før det etableres en stabil overføringstilstand, vil det være et forkjøling og varmt rørsystem og mottaksutstyrsprosess, det vil si forkjølingsprosessen. I denne prosessen vil rørledningen og mottaksutstyret tåle betydelig krympestress og slagtrykk, så det bør kontrolleres.

La oss starte med en analyse av prosessen.

Hele forkjølingsprosessen starter med en voldsom fordampningsprosess, og deretter vises tofasestrøm. Til slutt vises enfasestrøm etter at systemet er fullstendig avkjølt. Ved begynnelsen av forkjølingsprosessen overstiger veggtemperaturen åpenbart metningstemperaturen til den kryogene væsken, og overskrider til og med den øvre grensetemperaturen til den kryogene væsken - den endelige overopphetingstemperaturen. På grunn av varmeoverføring blir væsken nær rørveggen oppvarmet og øyeblikkelig fordampet for å danne dampfilm, som fullstendig omgir rørveggen, det vil si at filmkoking oppstår. Etter det, med forkjølingsprosessen, synker temperaturen på rørveggen gradvis under grenseoverhetingstemperaturen, og deretter dannes gunstige forhold for overgangskoking og boblekoking. Store trykksvingninger oppstår under denne prosessen. Når forkjølingen utføres til et visst stadium, vil varmekapasiteten til rørledningen og varmeinvasjonen av miljøet ikke varme den kryogene væsken til metningstemperaturen, og tilstanden til enfasestrøm vil vises.

I prosessen med intens fordamping vil det genereres dramatiske flyt- og trykksvingninger. I hele prosessen med trykksvingninger er det maksimale trykket som dannes for første gang etter at den kryogene væsken kommer direkte inn i det varme røret, den maksimale amplituden i hele prosessen med trykksvingninger, og trykkbølgen kan verifisere trykkkapasiteten til systemet. Derfor er bare den første trykkbølgen generelt studert.

Etter at ventilen er åpnet, kommer den kryogene væsken raskt inn i rørledningen under påvirkning av trykkforskjell, og dampfilmen som genereres ved fordampning, skiller væsken fra rørveggen og danner en konsentrisk aksial strømning. Fordi motstandskoeffisienten til dampen er veldig liten, så strømningshastigheten til den kryogene væsken er veldig stor, med fremdriften, temperaturen på væsken på grunn av varmeabsorpsjon og gradvis øke, følgelig øker rørledningstrykket, fyllingshastigheten reduseres ned. Hvis røret er langt nok, må væsketemperaturen nå metning på et tidspunkt, og da slutter væsken å bevege seg. Varmen fra rørveggen inn i den kryogene væsken brukes alt til fordampning, på dette tidspunktet økes fordampningshastigheten kraftig, trykket i rørledningen økes også, kan nå 1,5 ~ 2 ganger innløpstrykket. Under påvirkning av trykkforskjell vil en del av væsken bli drevet tilbake til den kryogene væskelagringstanken, noe som resulterer i at hastigheten på dampgenerering blir mindre, og fordi en del av dampen som genereres fra rørutløpet, vil rørtrykket falle etter en periode, vil rørledningen reetablere væsken til trykkforskjellsforholdene, fenomenet vil dukke opp igjen, så gjentatt. Men i den følgende prosessen, fordi det er et visst trykk og en del av væsken i røret, er trykkøkningen forårsaket av den nye væsken liten, så trykktoppen vil være mindre enn den første toppen.

I hele prosessen med forkjøling må systemet ikke bare tåle en stor trykkbølgepåvirkning, men må også tåle en stor krympespenning på grunn av kulde. Den kombinerte handlingen av de to kan forårsake strukturelle skader på systemet, så nødvendige tiltak bør tas for å kontrollere det.

Siden forkjølingsstrømningshastigheten direkte påvirker forkjølingsprosessen og størrelsen på kaldkrympestress, kan forkjølingsprosessen kontrolleres ved å kontrollere forkjølingsstrømningshastigheten. Det rimelige valgprinsippet for strømningshastigheten for forhåndskjøling er å forkorte forkjølingstiden ved å bruke en større strømningshastighet for forhåndskjølingen under forutsetning av å sikre at trykksvingningene og kaldkrympingsspenningen ikke overskrider det tillatte området for utstyr og rørledninger. Hvis forkjølingens strømningshastighet er for liten, er rørledningens isolasjonsytelse ikke bra for rørledningen, den kan aldri nå kjøletilstanden.

I prosessen med forhåndskjøling, på grunn av forekomsten av tofasestrøm, er det umulig å måle den reelle strømningshastigheten med den vanlige strømningsmåleren, så den kan ikke brukes til å styre kontrollen av strømningshastigheten for forhåndskjøling. Men vi kan indirekte bedømme størrelsen på strømmen ved å overvåke mottrykket til mottakerfartøyet. Under visse forhold kan forholdet mellom mottrykket til mottakerkaret og forkjølingsstrømmen bestemmes ved hjelp av analytisk metode. Når forkjølingsprosessen går videre til enfaset strømningstilstand, kan den faktiske strømmen målt av strømningsmåleren brukes til å styre kontrollen av forkjølingsstrømmen. Denne metoden brukes ofte for å kontrollere fyllingen av kryogent flytende drivmiddel for rakett.

Endringen av mottrykket til mottaksbeholderen tilsvarer forkjølingsprosessen som følger, som kan brukes til å kvalitativt bedømme forkjølingstrinnet: når eksoskapasiteten til mottaksbeholderen er konstant, vil mottrykket øke raskt på grunn av det voldsomme fordamping av den kryogene væsken først, og faller deretter gradvis tilbake med reduksjonen i temperaturen til mottakerkaret og rørledningen. På dette tidspunktet øker forkjølingskapasiteten.

Innstilt på neste artikkel for andre spørsmål!

HL kryogent utstyr

HL Cryogenic Equipment som ble grunnlagt i 1992 er en merkevare tilknyttet HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment er forpliktet til å designe og produsere det høyvakuumisolerte kryogene rørsystemet og relatert støtteutstyr for å møte de ulike behovene til kundene. Det vakuumisolerte røret og den fleksible slangen er konstruert i et høyvakuum og flerlags multi-screen spesialisolerte materialer, og passerer gjennom en serie ekstremt strenge tekniske behandlinger og høyvakuumbehandling, som brukes til overføring av flytende oksygen, flytende nitrogen , flytende argon, flytende hydrogen, flytende helium, flytende etylengass LEG og flytende naturgass LNG.

Produktserien med vakuummantelrør, vakuumkappet slange, vakuumkappet ventil og faseseparator i HL Cryogenic Equipment Company, som gikk gjennom en rekke ekstremt strenge tekniske behandlinger, brukes til overføring av flytende oksygen, flytende nitrogen, flytende argon, flytende hydrogen, flytende helium, LEG og LNG, og disse produktene betjenes for kryogent utstyr (f.eks. kryogene tanker, dewars og coldboxes etc.) i bransjer av luftseparasjon, gasser, luftfart, elektronikk, superleder, brikker, automatiseringsmontering, mat og drikke, apotek, sykehus, biobank, gummi, ny materialproduksjon kjemiteknikk, jern og stål og vitenskapelig forskning osv.