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, depolama ve taşıma sürecinin tamamından geçer. 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 operasyonel arızalara 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. Ayrıca, dikey boru hattındaki geyzer olayı ve kör branşman borusunun dolması, aralıklı drenajdan sonra dolum ve vana açıldıktan sonra hava odasının dolması gibi sistem çalışmasının dengesizliği, ekipman ve boru hattı üzerinde farklı derecelerde olumsuz etkilere neden olacaktır. Bu nedenle, bu makale yukarıdaki sorunlar hakkında derinlemesine bir analiz yapmakta ve analiz yoluyla çözüm bulmayı ummaktadır.

İletimden önce hattaki 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, depolama ve taşıma sürecinin tamamından geçer. 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 operasyonel arızalara 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. Ayrıca, dikey boru hattındaki geyzer olayı ve kör branşman borusunun dolması, aralıklı drenajdan sonra dolum ve vana açıldıktan sonra hava odasının dolması gibi sistem çalışmasının dengesizliği, ekipman ve boru hattı üzerinde farklı derecelerde olumsuz etkilere neden olacaktır. Bu nedenle, bu makale yukarıdaki sorunlar hakkında derinlemesine bir analiz yapmakta ve analiz yoluyla çözüm bulmayı ummaktadır.

Boru hattının ön soğutma işlemi

Kriyojenik sıvı boru hattı iletiminin tüm sürecinde, kararlı bir iletim durumu elde edilmeden önce, bir ön soğutma ve sıcak boru sistemi ve alıcı ekipman süreci, yani ön soğutma işlemi gerçekleşir. Bu süreçte, boru hattı ve alıcı ekipman önemli ölçüde büzülme gerilimine ve darbe basıncına dayanacak şekilde kontrol edilmelidir.

Sürecin analiziyle başlayalım.

Tüm ön soğutma işlemi 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 kriyojenik sıvının doyma sıcaklığını ve hatta kriyojenik sıvının üst sınır sıcaklığını (son aşırı ısınma sıcaklığı) aşar. Isı transferi nedeniyle, boru duvarına yakın sıvı ısınır ve anında buharlaşarak boru duvarını tamamen saran bir buhar filmi oluşturur, yani film kaynaması meydana gelir. Daha sonra, ön soğutma işlemiyle boru duvarının sıcaklığı kademeli olarak sınır aşırı ısınma sıcaklığının altına düşer ve geçiş kaynaması ve kabarcık kaynaması için uygun koşullar oluşur. Bu işlem sırasında büyük basınç dalgalanmaları meydana gelir. Ön soğutma belirli bir seviyeye kadar gerçekleştirildiğinde, boru hattının ısı kapasitesi ve ortamın ısı yayılımı, kriyojenik sıvıyı doyma sıcaklığına ısıtmayacak ve tek fazlı akış durumu ortaya çıkacaktır.

Yoğun buharlaşma sürecinde, ani akış ve basınç dalgalanmaları meydana gelir. 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, genellikle yalnızca ilk basınç dalgası incelenir.

Vana açıldıktan sonra, kriyojenik sıvı basınç farkının etkisiyle hızla boru hattına girer ve buharlaşmayla oluşan buhar filmi, sıvıyı boru duvarından ayırarak eşmerkezli bir eksenel akış oluşturur. Buharın direnç katsayısı çok küçük olduğundan, kriyojenik sıvının akış hızı çok yüksektir. İleri doğru hareketle, ısı emilimi nedeniyle sıvının sıcaklığı kademeli olarak yükselir ve buna bağlı olarak boru hattı basıncı artar, dolum hızı yavaşlar. Boru yeterince uzunsa, sıvı sıcaklığı bir noktada doygunluğa ulaşmalıdır ve bu noktada sıvının ilerlemesi durur. Boru duvarından kriyojenik sıvıya geçen ısının tamamı buharlaşma için kullanılır, bu sırada buharlaşma hızı büyük ölçüde artar ve boru hattındaki basınç da artar, giriş basıncının 1,5 ~ 2 katına ulaşabilir. Basınç farkının etkisi altında, sıvının bir kısmı kriyojenik sıvı depolama tankına geri itilir ve bu da buhar üretim hızının düşmesine neden olur. Ayrıca, boru çıkışından üretilen buharın bir kısmı deşarj edildiğinden, boru basıncı düşer ve bir süre sonra boru hattı sıvıyı tekrar basınç farkı koşullarına sokar ve bu durum tekrarlanır. Ancak, sonraki süreçte, belirli bir basınç ve borudaki sıvının bir kısmı nedeniyle, yeni sıvının neden olduğu basınç artışı küçük olur, bu nedenle basınç tepe noktası ilk tepe noktasından daha küçük olur.

Ön soğutma sürecinin tamamında, sistem yalnızca büyük bir basınç dalgası etkisine değil, aynı zamanda soğuktan kaynaklanan büyük bir büzülme gerilimine de maruz kalır. Bu ikisinin birlikte etkisi, sistemde yapısal hasara neden olabileceğinden, kontrol altına alınması için gerekli önlemler alınmalıdır.

Ön soğutma akış hızı, ön soğutma sürecini 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 soğuk büzülme geriliminin ekipman ve boru hatlarının izin verilen aralığını aşmamasını sağlamak amacıyla daha büyük bir ön soğutma akış hızı kullanarak ön soğutma süresini kısaltmaktır. Ön soğutma akış hızı çok düşükse, boru hattı yalıtım performansı iyi olmaz ve boru hattı asla soğuma durumuna ulaşamayabilir.

Ön soğutma işlemi sırasında, iki fazlı akış meydana geldiğinden, gerçek akış hızını ortak bir akış ölçer ile ölçmek mümkün olmadığından, ön soğutma akış hızının kontrolünde kılavuz olarak 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 kontrolünde kılavuz olarak kullanılabilir. Bu yöntem genellikle roketler için kriyojenik sıvı yakıt dolumunu kontrol etmek için kullanılır.

Alıcı kabın geri basıncındaki değişim, 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, kriyojenik sıvının şiddetli buharlaşması nedeniyle önce hızla artacak, ardından alıcı kabın ve boru hattının sıcaklığının düşmesiyle kademeli olarak düşecektir. Bu sırada ön soğutma kapasitesi artar.

Diğer sorularınız için bir sonraki makaleye bekleriz!

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 üzere Yüksek Vakum Yalıtımlı Kriyojenik Boru Sistemi ve ilgili Destek Ekipmanlarının tasarımına ve üretimine kendini adamıştır. Vakum Yalıtımlı Boru ve Esnek Hortum, yüksek vakum ve çok katmanlı, çok ekranlı özel yalıtımlı malzemelerden üretilmiş olup, bir dizi son derece sıkı teknik işlemden ve yüksek vakum işleminden geçer. Bu işlem, sıvı oksijen, sıvı nitrojen, sıvı argon, sıvı hidrojen, sıvı helyum, sıvılaştırılmış etilen gazı (LEG) ve sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) transferinde kullanılır.

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.