En ustabil proces i transmissionen

I forbindelse med transmission af kryogen væske i rørledninger vil de særlige egenskaber og procesdriften af ​​kryogen væske forårsage en række ustabile processer, der er forskellige fra væskens normale temperatur i overgangstilstanden, før den stabiliseres. Den ustabile proces medfører også stor dynamisk påvirkning af udstyret, hvilket kan forårsage strukturelle skader. For eksempel forårsagede fyldningssystemet til flydende ilt i Saturn V-transportraketten i USA engang brud på infusionsledningen på grund af den ustabile proces, da ventilen blev åbnet. Derudover forårsagede den ustabile proces skade på andet hjælpeudstyr (såsom ventiler, bælge osv.) og er mere almindeligt. Den ustabile proces i forbindelse med transmission af kryogen væske i rørledninger omfatter hovedsageligt fyldning af blinde grenrør, fyldning efter intermitterende udledning af væske i drænrøret og den ustabile proces, når ventilen åbnes, som har dannet luftkammeret foran. Det, disse ustabile processer har til fælles, er, at deres essens er fyldning af damphulrummet med kryogen væske, hvilket fører til intens varme- og masseoverførsel ved tofasegrænsefladen, hvilket resulterer i skarpe udsving i systemparametrene. Da påfyldningsprocessen efter intermitterende væskeudledning fra afløbsrøret ligner den ustabile proces, når man åbner ventilen, der har dannet luftkammeret foran, analyseres i det følgende kun den ustabile proces, når blindforgreningsrøret fyldes, og når den åbne ventil åbnes.

Den ustabile proces med at fylde blinde grenrør

Af hensyn til systemets sikkerhed og kontrol bør der ud over hovedtransportrøret være monteret nogle hjælpeforgreningsrør i rørledningssystemet. Derudover vil sikkerhedsventiler, udløbsventiler og andre ventiler i systemet føre til tilsvarende forgreningsrør. Når disse forgreninger ikke fungerer, dannes der blinde forgreninger til rørsystemet. Termisk indtrængen af ​​rørledningen fra det omgivende miljø vil uundgåeligt føre til damphulrum i blindrøret (i nogle tilfælde bruges damphulrum specielt til at reducere varmeindtrængen af ​​den kryogene væske fra omverdenen). I overgangstilstanden vil trykket i rørledningen stige på grund af ventiljustering og andre årsager. Under påvirkning af trykforskellen vil væsken fylde dampkammeret. Hvis den damp, der genereres ved fordampningen af ​​den kryogene væske på grund af varme, ikke er tilstrækkelig til at drive væsken tilbage under fyldningsprocessen af ​​gaskammeret, vil væsken altid fylde gaskammeret. Endelig, efter at lufthulrummet er fyldt, dannes der en hurtig bremsetilstand ved blindrørets tætning, hvilket fører til et skarpt tryk nær tætningen.

Blindrørets fyldning er opdelt i tre faser. I den første fase drives væsken under påvirkning af trykforskellen for at nå den maksimale fyldningshastighed, indtil trykket er udlignet. I den anden fase fortsætter væsken med at fyldes fremad på grund af inertien. På dette tidspunkt vil den omvendte trykforskel (trykket i gaskammeret stiger med fyldningsprocessen) bremse væsken. Den tredje fase er den hurtige opbremsning, hvor trykpåvirkningen er den største.

Reduktion af fyldningshastigheden og størrelsen af ​​lufthulrummet kan bruges til at eliminere eller begrænse den dynamiske belastning, der genereres under fyldning af blindrøret. For lange rørledningssystemer kan kilden til væskestrømmen justeres jævnt på forhånd for at reducere strømningshastigheden, og ventilen kan lukkes i lang tid.

Med hensyn til struktur kan vi bruge forskellige føringsdele til at forbedre væskecirkulationen i blindforgreningsrøret, reducere størrelsen af ​​lufthulrummet, indføre lokal modstand ved indgangen til blindforgreningsrøret eller øge diameteren af ​​blindforgreningsrøret for at reducere påfyldningshastigheden. Derudover vil blindeforgreningsrørets længde og installationsposition have en indflydelse på det sekundære vandchok, så der bør lægges vægt på design og layout. Årsagen til, at en forøgelse af rørdiameteren vil reducere den dynamiske belastning, kan kvalitativt forklares som følger: For blindforgreningsrørets påfyldning er forgreningsrørets flow begrænset af hovedrørets flow, hvilket kan antages at være en fast værdi under den kvalitative analyse. En forøgelse af forgreningsrørets diameter svarer til en forøgelse af tværsnitsarealet, hvilket svarer til en reduktion af påfyldningshastigheden, hvilket fører til en reduktion af belastningen.

Den ustabile proces med ventilåbning

Når ventilen er lukket, fører varmeindtrængning fra omgivelserne, især gennem kuldebroen, hurtigt til dannelsen af ​​et luftkammer foran ventilen. Efter ventilen er åbnet, begynder damp og væske at bevæge sig, da gasstrømmen er meget højere end væskestrømmen. Dampen i ventilen åbnes ikke helt kort efter evakuering, hvilket resulterer i et hurtigt trykfald. Væsken drives fremad under påvirkning af trykforskellen. Når væsken lukker sig tæt på ventilen og ikke åbner den helt, vil der opstå bremsetilstande. På dette tidspunkt vil der opstå vandgennemtrængning, hvilket producerer en stærk dynamisk belastning.

Den mest effektive måde at eliminere eller reducere den dynamiske belastning, der genereres af den ustabile proces med ventilåbning, er at reducere arbejdstrykket i overgangstilstanden for at reducere hastigheden af ​​fyldning af gaskammeret. Derudover vil brugen af ​​meget kontrollerbare ventiler, ændring af rørsektionens retning og indførelse af en speciel bypass-rørledning med lille diameter (for at reducere gaskammerets størrelse) have en effekt på at reducere den dynamiske belastning. Især skal det bemærkes, at i modsætning til den dynamiske belastningsreduktion, når det blinde grenrør fyldes, ved at øge diameteren af ​​det blinde grenrør, er det i den ustabile proces, når ventilen åbnes, at øge hovedrørets diameter svarer til at reducere den ensartede rørmodstand, hvilket vil øge strømningshastigheden i det fyldte luftkammer og dermed øge vandpåvirkningsværdien.

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.