Girişiletim

Kriyojenik teknolojinin gelişmesiyle birlikte kriyojenik sıvı ürünler, ülke ekonomisi, milli savunma ve bilimsel araştırmalar gibi birçok alanda önemli rol oynamaya başlamıştır. Kriyojenik sıvının uygulanması, kriyojenik sıvı ürünlerin etkili ve güvenli bir şekilde depolanmasına ve taşınmasına dayanır ve kriyojenik sıvının boru hattı iletimi, tüm depolama ve taşıma süreci boyunca ilerler. Bu nedenle kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin güvenliğini ve verimliliğini sağlamak çok önemlidir. Kriyojenik sıvıların iletimi için, iletimden önce boru hattındaki gazın değiştirilmesi gerekir, aksi takdirde işletme arızasına neden olabilir. Ön soğutma işlemi, kriyojenik sıvı ürün taşıma sürecinde kaçınılmaz bir bağlantıdır. Bu süreç boru hattına güçlü bir basınç şoku ve başka olumsuz etkiler getirecektir. Ek olarak, dikey boru hattındaki şofben olgusu ve kör dallı boru doldurma, aralıklı drenajdan sonra doldurma ve vana açıldıktan sonra hava odasının doldurulması gibi sistemin dengesiz çalışması olgusu, ekipman ve boru hattı üzerinde farklı derecelerde olumsuz etkilere neden olacaktır. . Bunu göz önünde bulundurarak, bu makale yukarıdaki sorunlara ilişkin bazı derinlemesine analizler yapmakta ve analiz yoluyla çözüm bulmayı ummaktadır.

İletimden önce hattaki gazın yer değiştirmesi

Kriyojenik teknolojinin gelişmesiyle birlikte kriyojenik sıvı ürünler, ülke ekonomisi, milli savunma ve bilimsel araştırmalar gibi birçok alanda önemli rol oynamaya başlamıştır. Kriyojenik sıvının uygulanması, kriyojenik sıvı ürünlerin etkili ve güvenli bir şekilde depolanmasına ve taşınmasına dayanır ve kriyojenik sıvının boru hattı iletimi, tüm depolama ve taşıma süreci boyunca ilerler. Bu nedenle kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin güvenliğini ve verimliliğini sağlamak çok önemlidir. Kriyojenik sıvıların iletimi için, iletimden önce boru hattındaki gazın değiştirilmesi gerekir, aksi takdirde işletme arızasına neden olabilir. Ön soğutma işlemi, kriyojenik sıvı ürün taşıma sürecinde kaçınılmaz bir bağlantıdır. Bu süreç boru hattına güçlü bir basınç şoku ve başka olumsuz etkiler getirecektir. Ek olarak, dikey boru hattındaki şofben olgusu ve kör dallı boru doldurma, aralıklı drenajdan sonra doldurma ve vana açıldıktan sonra hava odasının doldurulması gibi sistemin dengesiz çalışması olgusu, ekipman ve boru hattı üzerinde farklı derecelerde olumsuz etkilere neden olacaktır. . Bunu göz önünde bulundurarak, bu makale yukarıdaki sorunlara ilişkin bazı derinlemesine analizler yapmakta ve analiz yoluyla çözüm bulmayı ummaktadır.

Boru hattının ön soğutma işlemi

Kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin tüm sürecinde, kararlı bir iletim durumu oluşturulmadan önce, bir ön soğutma ve sıcak boru sistemi ve alıcı ekipman süreci, yani ön soğutma süreci olacaktır. Bu süreçte boru hattının ve alıcı ekipmanın önemli ölçüde büzülme stresine ve darbe basıncına dayanabilmesi için kontrol edilmesi gerekir.

Sürecin analiziyle başlayalım.

Tüm ön soğutma süreci şiddetli bir buharlaşma süreciyle başlar ve ardından iki fazlı akış ortaya çıkar. Son olarak sistem tamamen soğuduktan sonra tek fazlı akış ortaya çıkar. Ön soğutma işleminin başlangıcında, duvar sıcaklığı açıkça kriyojenik sıvının doyma sıcaklığını aşar ve hatta kriyojenik sıvının üst sınır sıcaklığını (nihai aşırı ısınma sıcaklığı) bile aşar. Isı transferi nedeniyle, tüp duvarının yakınındaki sıvı ısıtılır ve anında buharlaşarak tüp duvarını tamamen saran bir buhar filmi oluşturur, yani film kaynaması meydana gelir. Bundan sonra ön soğutma işlemi ile tüp duvarının sıcaklığı yavaş yavaş limit kızgınlık sıcaklığının altına düşer ve ardından geçiş kaynaması ve kabarcıklı kaynama için uygun koşullar oluşur. Bu işlem sırasında büyük basınç dalgalanmaları meydana gelir. Ön soğutma belirli bir aşamaya kadar gerçekleştirildiğinde boru hattının ısı kapasitesi ve çevreye ısı girişi, kriyojenik sıvıyı doyma sıcaklığına kadar ısıtmayacak ve tek fazlı akış durumu ortaya çıkacaktır.

Yoğun buharlaşma sürecinde dramatik akış ve basınç dalgalanmaları meydana gelecektir. Tüm basınç dalgalanmaları sürecinde, kriyojenik sıvının doğrudan sıcak boruya girmesinden sonra ilk kez oluşan maksimum basınç, tüm basınç dalgalanması sürecindeki maksimum genliktir ve basınç dalgası, sistemin basınç kapasitesini doğrulayabilir. Bu nedenle genel olarak yalnızca ilk basınç dalgası incelenir.

Valf açıldıktan sonra, kriyojenik sıvı, basınç farkının etkisi altında hızlı bir şekilde boru hattına girer ve buharlaşma sonucu oluşan buhar filmi, sıvıyı boru duvarından ayırarak eşmerkezli bir eksenel akış oluşturur. Buharın direnç katsayısı çok küçük olduğundan, kriyojenik sıvının akış hızı çok büyüktür, ileri ilerlemeyle birlikte, ısı emilimi nedeniyle sıvının sıcaklığı yavaş yavaş artar, buna göre boru hattı basıncı artar, doldurma hızı yavaşlar aşağı. Boru yeterince uzunsa, sıvı sıcaklığının bir noktada doygunluğa ulaşması gerekir; bu noktada sıvının ilerlemesi durur. Boru duvarından kriyojenik sıvıya gelen ısının tamamı buharlaşma için kullanılır, bu sırada buharlaşma hızı büyük ölçüde artar, boru hattındaki basınç da artar, giriş basıncının 1,5 ~ 2 katına ulaşabilir. Basınç farkının etkisi altında, sıvının bir kısmı kriyojenik sıvı depolama tankına geri yönlendirilecek, bu da buhar üretim hızının azalmasına neden olacak ve boru çıkışı deşarjından üretilen buharın bir kısmı nedeniyle boru basıncı düşecektir. Bir süre sonra boru hattı sıvıyı basınç farkı koşullarına yeniden yerleştirecek, olay tekrar ortaya çıkacak ve bu şekilde tekrarlanacaktır. Ancak bundan sonraki süreçte borunun içinde belirli bir basınç ve sıvının bir kısmı bulunduğundan, yeni sıvının neden olduğu basınç artışı küçük olacağından basınç tepe noktası ilk tepe noktasından daha küçük olacaktır.

Ön soğutma işleminin tamamında, sistem yalnızca büyük bir basınç dalgası etkisine dayanmak zorunda değildir, aynı zamanda soğuktan dolayı büyük bir büzülme stresine de katlanmak zorundadır. İkisinin ortak hareketi sistemde yapısal hasara neden olabileceğinden bunun kontrol altına alınması için gerekli önlemlerin alınması gerekmektedir.

Ön soğutma akış hızı, ön soğutma işlemini ve soğuk büzülme geriliminin boyutunu doğrudan etkilediğinden, ön soğutma işlemi, ön soğutma akış hızının kontrol edilmesiyle kontrol edilebilir. Ön soğutma akış hızının makul seçim ilkesi, basınç dalgalanmasının ve soğukta büzülme geriliminin izin verilen ekipman ve boru hattı aralığını aşmamasını sağlamak amacıyla daha büyük bir ön soğutma akış hızı kullanarak ön soğutma süresini kısaltmaktır. Ön soğutma akış hızı çok küçükse, boru hattı yalıtım performansı boru hattı için iyi değildir ve soğutma durumuna asla ulaşamayabilir.

Ön soğutma sürecinde, iki fazlı akışın oluşması nedeniyle gerçek akış hızını ortak akış ölçerle ölçmek imkansızdır, bu nedenle ön soğutma akış hızının kontrolünü yönlendirmek için kullanılamaz. Ancak alıcı kabın karşı basıncını izleyerek akışın boyutunu dolaylı olarak değerlendirebiliriz. Belirli koşullar altında, alıcı kabın karşı basıncı ile ön soğutma akışı arasındaki ilişki analitik yöntemle belirlenebilir. Ön soğutma işlemi tek fazlı akış durumuna ilerlediğinde, akış ölçer tarafından ölçülen gerçek akış, ön soğutma akışının kontrolünü yönlendirmek için kullanılabilir. Bu yöntem genellikle roket için kriyojenik sıvı itici gazın doldurulmasını kontrol etmek için kullanılır.

Alıcı kabın karşı basıncındaki değişiklik, ön soğutma aşamasını niteliksel olarak değerlendirmek için kullanılabilecek aşağıdaki şekilde ön soğutma işlemine karşılık gelir: alıcı kabın egzoz kapasitesi sabit olduğunda, şiddetli basınç nedeniyle karşı basınç hızla artacaktır. Kriyojenik sıvının önce buharlaşması, ardından alıcı kabın ve boru hattının sıcaklığının azalmasıyla yavaş yavaş gerilemesi. Bu sırada ön soğutma kapasitesi artar.

Diğer sorular için bir sonraki makaleye ayarlandı！

HL Kriyojenik Ekipman

HL Cryogenic Equipment 1992 yılında kurulan HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.'ye bağlı bir markadır. HL Kriyojenik Ekipman, müşterilerin çeşitli ihtiyaçlarını karşılamak için Yüksek Vakum Yalıtımlı Kriyojenik Boru Sistemi ve ilgili Destek Ekipmanlarının tasarımı ve üretimine kendini adamıştır. Vakum Yalıtımlı Boru ve Esnek Hortum, yüksek vakum ve çok katmanlı, çok ekranlı özel yalıtımlı malzemelerden yapılmıştır ve sıvı oksijen, sıvı nitrojenin aktarılması için kullanılan bir dizi son derece sıkı teknik işlemlerden ve yüksek vakum işleminden geçer. , sıvı argon, sıvı hidrojen, sıvı helyum, sıvılaştırılmış etilen gazı LEG ve sıvılaştırılmış doğa gazı LNG'dir.

HL Cryogenic Equipment Company'nin bir dizi son derece sıkı teknik işlemlerden geçen Vakum Ceketli Boru, Vakum Ceketli Hortum, Vakum Ceketli Vana ve Faz Ayırıcı ürün serisi, sıvı oksijen, sıvı nitrojen, sıvı argon, sıvı hidrojen, sıvı helyum, LEG ve LNG olup, bu ürünlerin servisi hava ayırma, gazlar, havacılık, elektronik, süper iletken, çipler, otomasyon montajı, gıda ve endüstrilerdeki kriyojenik ekipmanlar (örn. kriyojenik tanklar, dewarlar ve soğuk kutular vb.) için yapılmaktadır. içecek, eczane, hastane, biyobanka, kauçuk, yeni malzeme imalatı, kimya mühendisliği, demir-çelik ve bilimsel araştırma vb.