En ustabil prosess i overføringen

I prosessen med overføring av kryogen væske i rørledninger vil de spesielle egenskapene og prosessdriften til kryogen væske forårsake en rekke ustabile prosesser som er forskjellige fra normaltemperaturvæske i overgangstilstand før etablering av stabil tilstand. Den ustabile prosessen gir også stor dynamisk påvirkning på utstyret, noe som kan forårsake strukturelle skader. For eksempel forårsaket fyllesystemet for flytende oksygen i Saturn V-transportraketten i USA en gang brudd på infusjonsledningen på grunn av støtet fra den ustabile prosessen da ventilen ble åpnet. I tillegg forårsaket den ustabile prosessen skade på annet tilleggsutstyr (som ventiler, belger osv.) som er mer vanlig. Den ustabile prosessen i prosessen med overføring av kryogen væske i rørledninger inkluderer hovedsakelig fylling av blindgrenrør, fylling etter intermitterende utslipp av væske i avløpsrøret og den ustabile prosessen når ventilen åpnes som har dannet luftkammeret foran. Det disse ustabile prosessene har til felles er at deres essens er fylling av damphulrommet med kryogen væske, noe som fører til intens varme- og masseoverføring ved tofasegrensesnittet, noe som resulterer i kraftige svingninger i systemparametrene. Siden fyllingsprosessen etter periodisk væsketømming fra avløpsrøret ligner på den ustabile prosessen når ventilen som har dannet luftkammeret foran åpnes, analyseres det følgende kun den ustabile prosessen når blindgrenrøret fylles og når den åpne ventilen åpnes.

Den ustabile prosessen med å fylle blinde grenrør

Av hensyn til systemsikkerhet og kontroll, bør det i tillegg til hovedtransportrøret utstyres med noen hjelpegrenrør i rørsystemet. I tillegg vil sikkerhetsventiler, utløpsventiler og andre ventiler i systemet føre til tilsvarende grenrør. Når disse grenene ikke fungerer, dannes det blindgrener for rørsystemet. Termisk inntrengning av rørledningen fra omgivelsene vil uunngåelig føre til at det dannes damphulrom i blindrøret (i noen tilfeller brukes damphulrom spesielt for å redusere varmeinntrengningen av den kryogene væsken fra omverdenen). I overgangstilstanden vil trykket i rørledningen stige på grunn av ventiljustering og andre årsaker. Under påvirkning av trykkforskjell vil væsken fylle dampkammeret. Hvis dampen som genereres av fordampningen av den kryogene væsken på grunn av varme ikke er nok til å reversere væsken under fyllingsprosessen av gasskammeret, vil væsken alltid fylle gasskammeret. Til slutt, etter at lufthulrommet er fylt, dannes det en rask oppbremsingstilstand ved blindrørstetningen, noe som fører til et kraftig trykk nær tetningen.

Fylleprosessen for blindrøret er delt inn i tre trinn. I det første trinnet drives væsken for å nå maksimal fyllehastighet under påvirkning av trykkforskjellen til trykket er balansert. I det andre trinnet fortsetter væsken å fylles fremover på grunn av treghet. På dette tidspunktet vil den reverserte trykkforskjellen (trykket i gasskammeret øker med fylleprosessen) bremse væskens hastighet. Det tredje trinnet er hurtigbremsingstrinnet, der trykkpåvirkningen er størst.

Å redusere fyllehastigheten og størrelsen på lufthulrommet kan brukes til å eliminere eller begrense den dynamiske belastningen som genereres under fyllingen av blindrøret. For lange rørledningssystemer kan kilden til væskestrømmen justeres jevnt på forhånd for å redusere strømningshastigheten, og ventilen kan lukkes i lang tid.

Når det gjelder struktur, kan vi bruke forskjellige føringsdeler for å forbedre væskesirkulasjonen i blindgrenrøret, redusere størrelsen på lufthulrommet, introdusere lokal motstand ved inngangen til blindgrenrøret eller øke diameteren på blindgrenrøret for å redusere fyllingshastigheten. I tillegg vil lengden og installasjonsposisjonen til blindgrenrøret ha innvirkning på det sekundære vannsjokk, så det bør tas hensyn til design og layout. Årsaken til at økning av rørdiameteren vil redusere den dynamiske belastningen kan kvalitativt forklares som følger: for blindgrenrørfylling er grenrørsstrømmen begrenset av hovedrørsstrømmen, som kan antas å være en fast verdi under kvalitativ analyse. Å øke grenrørets diameter tilsvarer å øke tverrsnittsarealet, noe som tilsvarer å redusere fyllingshastigheten, og dermed føre til reduksjon av belastningen.

Den ustabile prosessen med ventilåpning

Når ventilen er lukket, fører varmeinntrengning fra omgivelsene, spesielt gjennom kuldebroen, raskt til dannelse av et luftkammer foran ventilen. Etter at ventilen er åpnet, begynner damp og væske å bevege seg. Fordi gassstrømmen er mye høyere enn væskestrømmen, åpnes ikke dampen i ventilen helt etter evakuering, noe som resulterer i et raskt trykkfall. Væsken drives fremover under påvirkning av trykkforskjellen. Når væsken nærmer seg ventilen og ikke åpner den helt, vil det dannes bremseforhold. På dette tidspunktet vil det oppstå vannperkusjon, noe som produserer en sterk dynamisk belastning.

Den mest effektive måten å eliminere eller redusere den dynamiske belastningen som genereres av den ustabile prosessen med ventilåpning, er å redusere arbeidstrykket i overgangstilstanden, for å redusere hastigheten på fyllingen av gasskammeret. I tillegg vil bruk av svært kontrollerbare ventiler, endring av retningen på rørseksjonen og innføring av en spesiell bypass-rørledning med liten diameter (for å redusere størrelsen på gasskammeret) ha en effekt på å redusere den dynamiske belastningen. Spesielt bør det bemerkes at i motsetning til den dynamiske belastningsreduksjonen når blindforgreningsrøret fylles, ved å øke blindforgreningsrørets diameter, er det for den ustabile prosessen når ventilen åpnes, tilsvarende å redusere den jevne rørmotstanden, noe som vil øke strømningshastigheten til det fylte luftkammeret, og dermed øke vanninnstrykningsverdien.

HL Kryogenisk utstyr

HL Cryogenic Equipment, som ble grunnlagt i 1992, er et merke tilknyttet HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment er forpliktet til design og produksjon av høyvakuumisolerte kryogene rørsystemer og relatert støtteutstyr for å møte kundenes ulike behov. De vakuumisolerte rørene og den fleksible slangen er konstruert i et høyvakuum- og flerlags flerskjerms spesialisolert materiale, og går gjennom en rekke 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.

Produktseriene med vakuummantlede rør, vakuummantlede slanger, vakuummantlede ventiler og faseseparatorer i HL Cryogenic Equipment Company, som har gjennomgått 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 vedlikeholdes for kryogenisk utstyr (f.eks. kryogentanker, dewar-tanker og kjølebokser osv.) i industrier innen luftseparasjon, gasser, luftfart, elektronikk, superleder, brikker, automatiseringsmontering, mat og drikke, apotek, sykehus, biobanker, gummi, produksjon av nye materialer, kjemiteknikk, jern og stål og vitenskapelig forskning osv.