Girişüretim

Kriyojenik teknolojinin gelişmesiyle birlikte, kriyojenik sıvı ürünleri ulusal ekonomi, ulusal savunma ve bilimsel araştırma gibi birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır. Kriyojenik sıvının uygulanması, kriyojenik sıvı ürünlerinin etkili ve güvenli bir şekilde depolanması ve taşınmasına dayanmaktadır ve kriyojenik sıvının boru hattı iletimi, tüm depolama ve taşıma sürecinden geçer. Bu nedenle, kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin güvenliğini ve verimliliğini sağlamak çok önemlidir. Kriyojenik sıvıların iletimi için, iletimden önce boru hattındaki gazı değiştirmek gerekir, aksi takdirde operasyonel arızaya neden olabilir. Ön soğutma işlemi, kriyojenik sıvı ürün taşıma sürecinde kaçınılmaz bir bağlantıdır. Bu işlem, boru hattına güçlü bir basınç şoku ve diğer olumsuz etkiler getirecektir. Ek olarak, dikey boru hattındaki gayzer olayı ve kör dal boru dolumu, aralıklı drenajdan sonra dolum ve vana açıldıktan sonra hava odasının dolumu gibi sistem çalışmasının dengesiz olayı, ekipman ve boru hattı üzerinde farklı derecelerde olumsuz etkiler getirecektir. Bunu göz önünde bulundurarak, bu makale yukarıdaki sorunlar hakkında derinlemesine bir analiz yapar ve analiz yoluyla çözümü bulmayı umar.

İletimden önce hat içindeki gazın yer değiştirmesi

Kriyojenik teknolojinin gelişmesiyle birlikte, kriyojenik sıvı ürünleri ulusal ekonomi, ulusal savunma ve bilimsel araştırma gibi birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır. Kriyojenik sıvının uygulanması, kriyojenik sıvı ürünlerinin etkili ve güvenli bir şekilde depolanması ve taşınmasına dayanmaktadır ve kriyojenik sıvının boru hattı iletimi, tüm depolama ve taşıma sürecinden geçer. Bu nedenle, kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin güvenliğini ve verimliliğini sağlamak çok önemlidir. Kriyojenik sıvıların iletimi için, iletimden önce boru hattındaki gazı değiştirmek gerekir, aksi takdirde operasyonel arızaya neden olabilir. Ön soğutma işlemi, kriyojenik sıvı ürün taşıma sürecinde kaçınılmaz bir bağlantıdır. Bu işlem, boru hattına güçlü bir basınç şoku ve diğer olumsuz etkiler getirecektir. Ek olarak, dikey boru hattındaki gayzer olayı ve kör dal boru dolumu, aralıklı drenajdan sonra dolum ve vana açıldıktan sonra hava odasının dolumu gibi sistem çalışmasının dengesiz olayı, ekipman ve boru hattı üzerinde farklı derecelerde olumsuz etkiler getirecektir. Bunu göz önünde bulundurarak, bu makale yukarıdaki sorunlar hakkında derinlemesine bir analiz yapar ve analiz yoluyla çözümü bulmayı umar.

Boru hattının ön soğutma işlemi

Kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin tüm sürecinde, kararlı bir iletim durumu oluşturmadan önce, bir ön soğutma ve sıcak boru sistemi ve alıcı ekipman süreci, yani ön soğutma süreci olacaktır. Bu süreçte, boru hattı ve alıcı ekipman önemli büzülme stresine ve darbe basıncına dayanacak şekilde kontrol edilmelidir.

Sürecin analiziyle başlayalım.

Tüm ön soğutma işlemi şiddetli bir buharlaşma işlemiyle başlar ve ardından iki fazlı akış belirir. Son olarak, sistem tamamen soğuduktan sonra tek fazlı akış belirir. Ön soğutma işleminin başlangıcında, duvar sıcaklığı açıkça kriyojenik sıvının doyma sıcaklığını aşar ve hatta kriyojenik sıvının üst sınır sıcaklığını - nihai aşırı ısınma sıcaklığını - bile aşar. Isı transferi nedeniyle, boru duvarına yakın sıvı ısıtılır ve anında buharlaşarak boru duvarını tamamen çevreleyen bir buhar filmi oluşturur, yani film kaynaması meydana gelir. Bundan sonra, ön soğutma işlemiyle, boru duvarının sıcaklığı kademeli olarak sınır aşırı ısıtma sıcaklığının altına düşer ve ardından geçiş kaynama ve kabarcık 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 ortamın ısı istilası kriyojenik sıvıyı doyma sıcaklığına ısıtmayacak ve tek fazlı akış durumu ortaya çıkacaktır.

Yoğun buharlaşma sürecinde, dramatik akış ve basınç dalgalanmaları meydana gelecektir. Basınç dalgalanmalarının tüm sürecinde, kriyojenik sıvı doğrudan sıcak boruya girdikten sonra ilk kez oluşan maksimum basınç, basınç dalgalanmasının tüm sürecindeki maksimum genliktir ve basınç dalgası sistemin basınç kapasitesini doğrulayabilir. Bu nedenle, genellikle yalnızca ilk basınç dalgası incelenir.

Vana açıldıktan sonra, kriyojenik sıvı basınç farkının etkisi altında hızla boru hattına girer ve buharlaşma ile 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 kademeli olarak yükselir, buna bağlı olarak boru hattı basıncı artar, dolum hızı yavaşlar. Boru yeterince uzunsa, sıvı sıcaklığı bir noktada doygunluğa ulaşmalıdır, bu noktada sıvı ilerlemeyi durdurur. Boru duvarından kriyojenik sıvıya geçen ısı tamamen 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 itilecek, bunun sonucunda buhar üretim hızı küçülecek ve boru çıkışından üretilen buharın bir kısmı deşarj olduğundan, boru basıncı düşecek, bir süre sonra boru hattı sıvıyı basınç farkı koşullarına yeniden yerleştirecek, fenomen tekrar ortaya çıkacak, böylece tekrarlanacaktır. Ancak, sonraki işlemde, belirli bir basınç ve borudaki sıvının bir kısmı olduğundan, yeni sıvının neden olduğu basınç artışı küçük olduğundan, basınç zirvesi ilk zirveden daha küçük olacaktır.

Ön soğutmanın tüm sürecinde, sistem yalnızca büyük bir basınç dalgası etkisine değil, aynı zamanda soğuktan kaynaklanan büyük bir büzülme gerilimine de dayanmak zorundadır. İkisinin birleşik etkisi sistemde yapısal hasara neden olabilir, bu nedenle bunu kontrol etmek için gerekli önlemler alınmalıdır.

Ön soğutma akış hızı doğrudan ön soğutma işlemini ve soğuk büzülme geriliminin boyutunu etkilediğinden, ön soğutma işlemi ön soğutma akış hızını kontrol ederek kontrol edilebilir. Ön soğutma akış hızının makul seçim ilkesi, basınç dalgalanmasının ve soğuk büzülme geriliminin ekipman ve boru hatlarının izin verilen aralığını aşmamasını sağlama öncülünde 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 olmaz, asla soğutma durumuna ulaşamayabilir.

Ön soğutma işleminde, iki fazlı akışın meydana gelmesi nedeniyle, ortak akış ölçer ile gerçek akış hızını ölçmek imkansızdır, bu nedenle ön soğutma akış hızının kontrolünü yönlendirmek için kullanılamaz. Ancak, alıcı kabın geri basıncını izleyerek akışın boyutunu dolaylı olarak değerlendirebiliriz. Belirli koşullar altında, alıcı kabın geri 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 iticinin doldurulmasını kontrol etmek için kullanılır.

Alıcı kabın geri basıncının değişimi, ön soğutma işlemine aşağıdaki şekilde karşılık gelir ve bu, ön soğutma aşamasını nitel olarak değerlendirmek için kullanılabilir: Alıcı kabın egzoz kapasitesi sabit olduğunda, geri basınç, ilk başta kriyojenik sıvının şiddetli buharlaşması nedeniyle hızla artacak ve ardından alıcı kabın ve boru hattının sıcaklığının azalmasıyla kademeli olarak geri düşecektir. Bu sırada, ön soğutma kapasitesi artar.

Diğer sorularınız için bir sonraki makaleyi bekleyin!

HL Kriyojenik Ekipman

1992 yılında kurulan HL Cryogenic Equipment, HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.'ye bağlı bir markadır. HL Cryogenic Equipment, müşterilerin çeşitli ihtiyaçlarını karşılamak için Yüksek Vakumlu Yalıtımlı Kriyojenik Boru Sistemi ve ilgili Destek Ekipmanlarının tasarımı ve üretimine kendini adamıştır. Vakumlu Yalıtımlı Boru ve Esnek Hortum, yüksek vakumlu ve çok katmanlı çok ekranlı özel yalıtımlı malzemelerden üretilmiştir ve sıvı oksijen, sıvı nitrojen, sıvı argon, sıvı hidrojen, sıvı helyum, sıvılaştırılmış etilen gazı LEG ve sıvılaştırılmış doğal gaz LNG'nin aktarılmasında kullanılan bir dizi son derece katı teknik işlem ve yüksek vakum işleminden geçer.

HL Kriyojenik Ekipman Şirketi'nin son derece sıkı teknik işlemlerden geçen Vakum Ceketli Boru, Vakum Ceketli Hortum, Vakum Ceketli Vana ve Faz Ayırıcı ürün serileri, sıvı oksijen, sıvı azot, sıvı argon, sıvı hidrojen, sıvı helyum, LEG ve LNG'nin transferinde kullanılır ve bu ürünler hava ayırma, gazlar, havacılık, elektronik, süper iletken, çipler, otomasyon montajı, gıda & içecek, eczacılık, hastane, biyobanka, kauçuk, yeni malzeme üretimi, kimya mühendisliği, demir & çelik ve bilimsel araştırma vb. sektörlerdeki kriyojenik ekipmanlar (örneğin kriyojenik tanklar, dewarlar ve soğuk kutular vb.) için servis edilir.