Introduktionproduktion

Med udviklingen af ​​kryogen teknologi har kryogene flydende produkter spillet en vigtig rolle på mange områder, såsom den nationale økonomi, det nationale forsvar og videnskabelig forskning. Anvendelsen af ​​kryogen væske er baseret på effektiv og sikker opbevaring og transport af kryogene flydende produkter, og rørledningstransport af kryogen væske løber gennem hele opbevarings- og transportprocessen. Derfor er det meget vigtigt at sikre sikkerheden og effektiviteten af ​​​​rørledningstransport af kryogen væske. For transport af kryogene væsker er det nødvendigt at udskifte gassen i rørledningen før transport, ellers kan det forårsage driftsfejl. Forkølingsprocessen er et uundgåeligt led i processen med transport af kryogene flydende produkter. Denne proces vil medføre stærke trykchok og andre negative effekter på rørledningen. Derudover vil geyserfænomenet i den vertikale rørledning og det ustabile fænomen i systemdrift, såsom blind påfyldning af grenrør, påfyldning efter intervaldræning og påfyldning af luftkammeret efter ventilåbning, medføre forskellige grader af negative effekter på udstyret og rørledningen. I lyset af dette foretager denne artikel en dybdegående analyse af ovenstående problemer og håber at finde en løsning gennem analysen.

Forskydning af gas i ledningen før transmission

Med udviklingen af ​​kryogen teknologi har kryogene flydende produkter spillet en vigtig rolle på mange områder, såsom den nationale økonomi, det nationale forsvar og videnskabelig forskning. Anvendelsen af ​​kryogen væske er baseret på effektiv og sikker opbevaring og transport af kryogene flydende produkter, og rørledningstransport af kryogen væske løber gennem hele opbevarings- og transportprocessen. Derfor er det meget vigtigt at sikre sikkerheden og effektiviteten af ​​​​rørledningstransport af kryogen væske. For transport af kryogene væsker er det nødvendigt at udskifte gassen i rørledningen før transport, ellers kan det forårsage driftsfejl. Forkølingsprocessen er et uundgåeligt led i processen med transport af kryogene flydende produkter. Denne proces vil medføre stærke trykchok og andre negative effekter på rørledningen. Derudover vil geyserfænomenet i den vertikale rørledning og det ustabile fænomen i systemdrift, såsom blind påfyldning af grenrør, påfyldning efter intervaldræning og påfyldning af luftkammeret efter ventilåbning, medføre forskellige grader af negative effekter på udstyret og rørledningen. I lyset af dette foretager denne artikel en dybdegående analyse af ovenstående problemer og håber at finde en løsning gennem analysen.

Forkølingsprocessen for rørledningen

I hele processen med transmission af kryogen væske i rørledningen, før en stabil transmissionstilstand etableres, vil der være en forkøling og en varm rørlednings- og modtagerudstyrsproces, det vil sige en forkøling. I denne proces skal rørledningen og modtagerudstyret modstå betydelig krympningsspænding og slagtryk, så det skal kontrolleres.

Lad os starte med en analyse af processen.

Hele forkølingsprocessen starter med en voldsom fordampningsproces, og derefter opstår en tofaset strømning. Endelig opstår en enfaset strømning, efter at systemet er fuldstændigt afkølet. I begyndelsen af ​​forkølingsprocessen overstiger vægtemperaturen tydeligvis mætningstemperaturen for den kryogene væske og overstiger endda den øvre grænsetemperatur for den kryogene væske - den ultimative overophedningstemperatur. På grund af varmeoverførsel opvarmes væsken nær rørvæggen og fordampes øjeblikkeligt for at danne en dampfilm, som fuldstændigt omgiver rørvæggen, dvs. filmkogning forekommer. Derefter, under forkølingsprocessen, falder rørvæggens temperatur gradvist under grænseoverhedningstemperaturen, og derefter dannes gunstige betingelser for overgangskogning og boblekogning. Store trykudsving opstår under denne proces. Når forkølingen udføres til et vist niveau, vil rørledningens varmekapacitet og varmeindtrængen fra omgivelserne ikke opvarme den kryogene væske til mætningstemperaturen, og tilstanden af ​​enfaset strømning vil opstå.

I processen med intens fordampning vil der opstå dramatiske strømnings- og trykudsving. I hele processen med trykudsving er det maksimale tryk, der dannes for første gang, efter at den kryogene væske kommer direkte ind i det varme rør, den maksimale amplitude i hele processen med trykudsving, og trykbølgen kan verificere systemets trykkapacitet. Derfor studeres generelt kun den første trykbølge.

Efter ventilen er åbnet, trænger den kryogene væske hurtigt ind i rørledningen under påvirkning af trykforskellen, og den dampfilm, der genereres ved fordampning, adskiller væsken fra rørvæggen og danner en koncentrisk aksial strømning. Da dampens modstandskoefficient er meget lille, er strømningshastigheden for den kryogene væske meget stor. Med fremdriften stiger væskens temperatur gradvist på grund af varmeabsorption, hvilket øger rørledningens tryk og fyldningshastigheden sænkes. Hvis røret er langt nok, skal væsketemperaturen på et tidspunkt nå mætning, hvorefter væsken stopper med at trænge frem. Varmen fra rørvæggen ind i den kryogene væske bruges til fordampning. På dette tidspunkt øges fordampningshastigheden kraftigt, og trykket i rørledningen øges også og kan nå 1,5 ~ 2 gange indløbstrykket. Under påvirkning af trykforskellen vil en del af væsken blive drevet tilbage til den kryogene væskeopbevaringstank, hvilket resulterer i, at dampgenereringens hastighed bliver mindre, og fordi en del af dampen, der genereres fra rørets udløb, falder trykket i røret, vil rørledningen efter et stykke tid genetablere væsken til trykforskellen. Fænomenet vil opstå igen og gentage sig. I den følgende proces, fordi der er et vist tryk, og en del af væsken i røret, er trykstigningen forårsaget af den nye væske dog lille, så tryktoppen vil være mindre end den første top.

Under hele forkølingsprocessen skal systemet ikke kun udsættes for en stor trykbølgepåvirkning, men også for en stor krympespænding på grund af kulde. Kombinationen af ​​de to kan forårsage strukturelle skader på systemet, så der bør træffes nødvendige foranstaltninger for at kontrollere dette.

Da forkølelsesstrømmen direkte påvirker forkølelsesprocessen og størrelsen af ​​​​kuldkrympningsspændingen, kan forkølelsesprocessen styres ved at kontrollere forkølelsesstrømmen. Det rimelige valg af forkølelsesstrømmen er at forkorte forkølelsestiden ved at bruge en større forkølelsesstrømningshastighed under forudsætning af at sikre, at trykfluktuationen og kuldkrympningsspændingen ikke overstiger det tilladte område for udstyr og rørledninger. Hvis forkølelsesstrømmen er for lille, er rørledningens isoleringsevne ikke god for rørledningen, og den når muligvis aldrig køletilstanden.

Under forkølingsprocessen er det, på grund af forekomsten af ​​tofaset strømning, umuligt at måle den faktiske strømningshastighed med et almindeligt flowmåler, så det kan ikke bruges til at styre styringen af ​​forkølingsstrømningshastigheden. Men vi kan indirekte bedømme størrelsen af ​​strømningen ved at overvåge modtagerbeholderens modtryk. Under visse betingelser kan forholdet mellem modtagerbeholderens modtryk og forkølingsstrømmen bestemmes ved hjælp af en analytisk metode. Når forkølingsprocessen udvikler sig til enfaset strømningstilstand, kan det faktiske flow målt af flowmåleren bruges til at styre styringen af ​​forkølingsstrømmen. Denne metode bruges ofte til at styre påfyldningen af ​​kryogen flydende drivmiddel til raketter.

Ændringen i modtrykket i modtagerbeholderen svarer til forkølingsprocessen som følger, hvilket kan bruges til kvalitativt at vurdere forkølingstrinnet: Når modtagerbeholderens udstødningskapacitet er konstant, vil modtrykket stige hurtigt på grund af den voldsomme fordampning af den kryogene væske i starten og derefter gradvist falde med faldet i temperaturen i modtagerbeholderen og rørledningen. På dette tidspunkt øges forkølingskapaciteten.

Glæder mig til næste artikel for andre spørgsmål!

HL Kryogenisk Udstyr

HL Cryogenic Equipment, der blev grundlagt i 1992, er et brand tilknyttet HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment er dedikeret til design og fremstilling af højvakuumisolerede kryogene rørsystemer og relateret supportudstyr for at imødekomme kundernes forskellige behov. De vakuumisolerede rør og fleksible slanger er konstrueret i et højvakuum- og flerlags multiskærms specialisoleret materiale og gennemgår en række ekstremt strenge tekniske behandlinger og højvakuumbehandling, der bruges til overførsel af flydende ilt, flydende nitrogen, flydende argon, flydende brint, flydende helium, flydende ethylengas LEG og flydende naturgas LNG.

Produktserien af ​​vakuumkapperør, vakuumkappeslange, vakuumkappeventil og faseseparator fra HL Cryogenic Equipment Company, som har gennemgået en række ekstremt strenge tekniske behandlinger, anvendes til overførsel af flydende ilt, flydende nitrogen, flydende argon, flydende brint, flydende helium, LEG og LNG, og disse produkter serviceres til kryogent udstyr (f.eks. kryogentanke, dewar-tanke og kølebokse osv.) i industrier inden for luftseparation, gasser, luftfart, elektronik, superledere, chips, automatiseringsmontering, fødevarer og drikkevarer, apoteker, hospitaler, biobanker, gummi, fremstilling af nye materialer, kemiteknik, jern og stål og videnskabelig forskning osv.