Gayzer fenomeni

Gayzer olayı, kriyojenik sıvının dikey uzun bir boru boyunca (uzunluk-çap oranının belirli bir değere ulaşması) taşınması sırasında, sıvının buharlaşmasıyla oluşan kabarcıklar nedeniyle oluşan püskürme olayını ifade eder ve kabarcıklar arasındaki polimerizasyon, kabarcıkların artmasıyla meydana gelir ve son olarak kriyojenik sıvı boru girişinden geri döndürülerek dışarı atılır.

Gayzerler boru hattındaki akış hızının düşük olduğu zamanlarda da oluşabilir ancak bunların ancak akış durduğunda fark edilmesi gerekir.

Kriyojenik sıvı dikey boru hattında aşağı doğru aktığında, ön soğutma işlemine benzer. Kriyojenik sıvı, ön soğutma işleminden farklı olarak ısı nedeniyle kaynar ve buharlaşır! Ancak, ısı esas olarak ön soğutma işlemindeki daha büyük sistem ısı kapasitesinden ziyade, küçük ortam ısı istilasından gelir. Bu nedenle, buhar filmi yerine, nispeten yüksek sıcaklığa sahip sıvı sınır tabakası boru duvarı yakınında oluşur. Sıvı dikey boruda aktığında, çevresel ısı istilası nedeniyle, boru duvarı yakınındaki sıvı sınır tabakasının termal yoğunluğu azalır. Kaldırma kuvvetinin etkisi altında, sıvı yukarı doğru ters akış yaparak sıcak sıvı sınır tabakasını oluştururken, merkezdeki soğuk sıvı aşağı doğru akarak ikisi arasında konveksiyon etkisi oluşturur. Sıcak sıvının sınır tabakası, merkezi sıvıyı tamamen bloke edene ve konveksiyonu durdurana kadar ana akımın yönü boyunca kademeli olarak kalınlaşır. Bundan sonra, ısıyı uzaklaştıracak bir konveksiyon olmadığından, sıcak bölgedeki sıvının sıcaklığı hızla yükselir. Sıvının sıcaklığı doyma sıcaklığına ulaştıktan sonra kaynamaya başlar ve kabarcıklar üretir. Zingle gaz bombası kabarcıkların yükselişini yavaşlatır.

Dikey borudaki kabarcıkların varlığı nedeniyle, kabarcığın viskoz kesme kuvvetinin tepkisi, kabarcığın altındaki statik basıncı azaltacaktır, bu da kalan sıvının aşırı ısınmasına ve dolayısıyla daha fazla buhar üretilmesine neden olacak, bu da statik basıncı düşürecektir, bu nedenle karşılıklı tanıtım, bir dereceye kadar çok fazla buhar üretecektir. Bir patlamaya biraz benzeyen bir gayzer olayı, bir buhar parıltısı taşıyan bir sıvının boru hattına geri püskürtülmesiyle meydana gelir. Tankın üst boşluğuna püskürtülen sıvı ile birlikte belirli miktarda buhar, tank boşluğunun genel sıcaklığında önemli değişikliklere neden olacak ve bunun sonucunda basınçta önemli değişiklikler meydana gelecektir. Basınç dalgalanması basıncın tepe ve vadisinde olduğunda, tankın negatif basınç durumuna getirilmesi mümkündür. Basınç farkının etkisi, sistemin yapısal hasarına yol açacaktır.

Buhar püskürmesinden sonra borudaki basınç hızla düşer ve kriyojenik sıvı yerçekiminin etkisiyle dikey boruya yeniden enjekte edilir. Yüksek hızlı sıvı, su darbesine benzer bir basınç şoku üretecektir ve bu da sistem üzerinde, özellikle uzay ekipmanları üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

Gayzer olayının neden olduğu zararı ortadan kaldırmak veya azaltmak için uygulamada bir yandan boru hattı sisteminin yalıtımına dikkat etmeliyiz çünkü ısı istilası gayzer olayının temel nedenidir; Öte yandan birkaç şema incelenebilir: inert yoğuşmayan gaz enjeksiyonu, kriyojenik sıvının ek enjeksiyonu ve sirkülasyon boru hattı. Bu şemaların özü, kriyojenik sıvının aşırı ısısını aktarmak, aşırı ısının birikmesini önlemek, böylece gayzer olayının oluşmasını önlemektir.

İnert gaz enjeksiyon şeması için, helyum genellikle inert gaz olarak kullanılır ve helyum boru hattının tabanına enjekte edilir. Sıvı ve helyum arasındaki buhar basıncı farkı, ürün buharının sıvıdan helyum kütlesine kütle transferini yapmak için kullanılabilir, böylece kriyojenik sıvının bir kısmı buharlaştırılır, kriyojenik sıvıdan ısı emilir ve aşırı soğutma etkisi üretilir, böylece aşırı ısı birikimi önlenir. Bu şema bazı uzay itici yakıt doldurma sistemlerinde kullanılır. Tamamlayıcı doldurma, aşırı soğutulmuş kriyojenik sıvı ekleyerek kriyojenik sıvının sıcaklığını düşürmektir, sirkülasyon boru hattı ekleme şeması ise boru hattı ekleyerek boru hattı ve tank arasında doğal bir sirkülasyon koşulu oluşturmaktır, böylece yerel alanlardaki aşırı ısı transfer edilir ve gayzerlerin oluşumu için koşullar yok edilir.

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.