Introduktion

Med udviklingen af ​​kryogen teknologi har kryogene flydende produkter spillet en vigtig rolle på mange områder som national økonomi, nationalt forsvar og videnskabelig forskning. Anvendelsen af ​​kryogen væske er baseret på effektiv og sikker opbevaring og transport af kryogene flydende produkter, og rørledningstransmissionen af ​​kryogen væske løber gennem hele processen med opbevaring og transport. Derfor er det meget vigtigt at sikre sikkerheden og effektiviteten af ​​kryogen væskerørledningstransmission. Til transmission af kryogene væsker er det nødvendigt at udskifte gassen i rørledningen før transmission, ellers kan det forårsage driftssvigt. Forafkølingsprocessen er et uundgåeligt led i processen med kryogenisk flydende produkttransport. Denne proces vil medføre kraftige trykchok og andre negative virkninger på rørledningen. Derudover vil gejser-fænomenet i den lodrette rørledning og det ustabile fænomen af ​​systemdrift, såsom fyldning af blinde grenrør, fyldning efter intervaldræning og fyldning af luftkammer efter ventilåbning, medføre forskellige grader af negative virkninger på udstyret og rørledningen . I lyset af dette laver dette papir nogle dybdegående analyser af ovenstående problemer og håber at finde ud af løsningen gennem analysen.

Forskydning af gas i linje før transmission

Med udviklingen af ​​kryogen teknologi har kryogene flydende produkter spillet en vigtig rolle på mange områder som national økonomi, nationalt forsvar og videnskabelig forskning. Anvendelsen af ​​kryogen væske er baseret på effektiv og sikker opbevaring og transport af kryogene flydende produkter, og rørledningstransmissionen af ​​kryogen væske løber gennem hele processen med opbevaring og transport. Derfor er det meget vigtigt at sikre sikkerheden og effektiviteten af ​​kryogen væskerørledningstransmission. Til transmission af kryogene væsker er det nødvendigt at udskifte gassen i rørledningen før transmission, ellers kan det forårsage driftssvigt. Forafkølingsprocessen er et uundgåeligt led i processen med kryogenisk flydende produkttransport. Denne proces vil medføre kraftige trykchok og andre negative virkninger på rørledningen. Derudover vil gejser-fænomenet i den lodrette rørledning og det ustabile fænomen af ​​systemdrift, såsom fyldning af blinde grenrør, fyldning efter intervaldræning og fyldning af luftkammer efter ventilåbning, medføre forskellige grader af negative virkninger på udstyret og rørledningen . I lyset af dette laver dette papir nogle dybdegående analyser af ovenstående problemer og håber at finde ud af løsningen gennem analysen.

Forafkølingsprocessen af ​​rørledningen

I hele processen med kryogen væskerørledningstransmission, før der etableres en stabil transmissionstilstand, vil der være et forkølende og varmt rørsystem og modtageudstyrsproces, det vil sige forkøleprocessen. I denne proces, rørledningen og modtageudstyr til at modstå betydelige krympespændinger og slagtryk, så det bør kontrolleres.

Lad os starte med en analyse af processen.

Hele forkølingsprocessen starter med en voldsom fordampningsproces, og derefter vises to-faset flow. Endelig vises enfaset flow, efter at systemet er helt afkølet. I begyndelsen af ​​forafkølingsprocessen 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 til dannelse af dampfilm, som fuldstændigt omgiver rørvæggen, det vil sige, at der opstår filmkogning. Derefter falder temperaturen på rørvæggen gradvist under overhedningsgrænsetemperaturen med forafkølingsprocessen, hvorefter der dannes gunstige betingelser for overgangskogning og boblekogning. Store trykudsving opstår under denne proces. Når forafkølingen udføres til et bestemt trin, vil rørledningens varmekapacitet og varmeinvasionen af ​​miljøet ikke opvarme den kryogene væske til mætningstemperaturen, og tilstanden af ​​enfaset strømning vises.

I processen med intens fordampning vil der blive genereret dramatiske flow- og tryksvingninger. I hele processen med tryksvingninger 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 tryksvingninger, og trykbølgen kan verificere systemets trykkapacitet. Derfor er det kun den første trykbølge, der generelt studeres.

Efter at ventilen er åbnet, kommer den kryogene væske hurtigt ind i rørledningen under påvirkning af trykforskel, og dampfilmen, der genereres ved fordampning, adskiller væsken fra rørvæggen og danner en koncentrisk aksial strømning. Fordi dampens modstandskoefficient er meget lille, så strømningshastigheden af ​​den kryogene væske er meget stor, med fremadskriden fremad, væskens temperatur på grund af varmeabsorption og gradvist stige, i overensstemmelse hermed stiger rørledningstrykket, påfyldningshastigheden aftager ned. Hvis røret er langt nok, skal væsketemperaturen på et tidspunkt nå mætning, hvorefter væsken holder op med at bevæge sig frem. Varmen fra rørvæggen ind i den kryogene væske bruges alt til fordampning, på dette tidspunkt øges fordampningshastigheden kraftigt, trykket i rørledningen øges også, kan nå 1,5 ~ 2 gange af indgangstrykket. Under påvirkning af trykforskel vil en del af væsken blive drevet tilbage til den kryogene væskeopbevaringstank, hvilket resulterer i, at hastigheden af ​​dampdannelse bliver mindre, og fordi en del af dampen, der genereres fra rørudløbet, falder rørets tryk efter en periode, vil rørledningen genetablere væsken til trykforskellens betingelser, fænomenet vil dukke op igen, så gentaget. Men i den følgende proces, fordi der er et vist tryk og en del af væsken i røret, er trykstigningen forårsaget af den nye væske lille, så trykspidsen vil være mindre end den første top.

I hele forkølingsprocessen skal systemet ikke kun bære en stor trykbølgepåvirkning, men skal også tåle en stor krympespænding på grund af kulde. Den kombinerede handling af de to kan forårsage strukturel skade på systemet, så de nødvendige foranstaltninger bør træffes for at kontrollere det.

Da forkølingsflowhastigheden direkte påvirker forkølingsprocessen og størrelsen af ​​koldkrympningsspænding, kan forkølingsprocessen styres ved at styre forkølingsflowhastigheden. Det rimelige udvælgelsesprincip for forkølingsflowhastigheden er at forkorte forkølingstiden ved at bruge en større forkølingsflowhastighed på den forudsætning at sikre, at tryksvingningen og koldkrympningsspændingen ikke overstiger det tilladte område af udstyr og rørledninger. Hvis forkølingsflowhastigheden er for lille, er rørledningens isoleringsevne ikke god for rørledningen, den når muligvis aldrig køletilstanden.

I processen med forkøling er det på grund af forekomsten af ​​tofaset flow umuligt at måle den reelle flowhastighed med det fælles flowmåler, så det kan ikke bruges til at styre styringen af ​​forkølingsflowhastigheden. Men vi kan indirekte bedømme størrelsen af ​​flowet ved at overvåge modtrykket i det modtagende fartøj. Under visse betingelser kan forholdet mellem modtrykket i modtagebeholderen og forkølestrømmen bestemmes ved analytisk metode. Når forkølingsprocessen skrider frem til enfaset flowtilstand, kan det faktiske flow målt af flowmåleren bruges til at styre styringen af ​​forkølingsflowet. Denne metode bruges ofte til at kontrollere påfyldningen af ​​kryogent flydende drivmiddel til raket.

Ændringen af ​​det modtagende kars modtryk svarer til forafkølingsprocessen som følger, som kan bruges til kvalitativt at bedømme forafkølingsstadiet: når udstødningskapaciteten af ​​modtagebeholderen er konstant, vil modtrykket stige hurtigt på grund af det voldsomme fordampning af den kryogene væske først, og fald derefter gradvist tilbage med faldet i temperaturen i det modtagende kar og rørledningen. På dette tidspunkt øges forkølingskapaciteten.

Tunet til næste artikel for andre spørgsmål!

HL kryogent udstyr

HL Cryogenic Equipment, som blev grundlagt i 1992, er et mærke tilknyttet HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment er forpligtet til at designe og fremstille det højvakuumisolerede kryogeniske rørsystem og tilhørende støtteudstyr for at imødekomme kundernes forskellige behov. Det vakuumisolerede rør og den fleksible slange er konstrueret i et højvakuum og flerlags multi-skærm specialisolerede materialer, og passerer gennem en række ekstremt strenge tekniske behandlinger og højvakuumbehandling, som bruges til overførsel af flydende ilt, flydende nitrogen , flydende argon, flydende brint, flydende helium, flydende ethylengas LEG og flydende naturgas LNG.

Produktserien af ​​Vacuum Jacketed Pipe, Vacuum Jacketed Hose, Vacuum Jacketed Valve og Phase Separator i HL Cryogenic Equipment Company, som har gennemgået en række ekstremt strenge tekniske behandlinger, bruges til overførsel af flydende oxygen, flydende nitrogen, flydende argon, flydende brint, flydende helium, LEG og LNG, og disse produkter serviceres til kryogenisk udstyr (f.eks. kryogentanke, dewars og coldboxe osv.) i industrier af luftseparation, gasser, luftfart, elektronik, superleder, chips, automationsmontage, fødevarer & drikkevarer, apotek, hospital, biobank, gummi, fremstilling af nye materialer kemiteknik, jern og stål og videnskabelig forskning mv.