uvoddukcija

S razvojem kriogene tehnologije, kriogeni tekući proizvodi igraju važnu ulogu u mnogim područjima kao što su nacionalno gospodarstvo, nacionalna obrana i znanstveno istraživanje. Primjena kriogene tekućine temelji se na učinkovitom i sigurnom skladištenju i transportu kriogenih tekućih proizvoda, a cjevovodni prijenos kriogene tekućine prolazi kroz cijeli proces skladištenja i transporta. Stoga je vrlo važno osigurati sigurnost i učinkovitost cjevovodnog prijenosa kriogene tekućine. Za prijenos kriogenih tekućina potrebno je zamijeniti plin u cjevovodu prije prijenosa, inače može doći do kvara u radu. Proces predhlađenja je neizbježna karika u procesu transporta kriogenih tekućih proizvoda. Ovaj proces će dovesti do snažnog tlačnog udara i drugih negativnih učinaka na cjevovod. Osim toga, fenomen gejzira u vertikalnom cjevovodu i nestabilni fenomen rada sustava, kao što je slijepo punjenje ogranka cijevi, punjenje nakon intervalne drenaže i punjenje zračne komore nakon otvaranja ventila, donijet će različite stupnjeve štetnih učinaka na opremu i cjevovod. . S obzirom na to, ovaj rad daje dubinsku analizu gore navedenih problema i nada se da će kroz analizu pronaći rješenje.

Istiskivanje plina u liniji prije prijenosa

S razvojem kriogene tehnologije, kriogeni tekući proizvodi igraju važnu ulogu u mnogim područjima kao što su nacionalno gospodarstvo, nacionalna obrana i znanstveno istraživanje. Primjena kriogene tekućine temelji se na učinkovitom i sigurnom skladištenju i transportu kriogenih tekućih proizvoda, a cjevovodni prijenos kriogene tekućine prolazi kroz cijeli proces skladištenja i transporta. Stoga je vrlo važno osigurati sigurnost i učinkovitost cjevovodnog prijenosa kriogene tekućine. Za prijenos kriogenih tekućina potrebno je zamijeniti plin u cjevovodu prije prijenosa, inače može doći do kvara u radu. Proces predhlađenja je neizbježna karika u procesu transporta kriogenih tekućih proizvoda. Ovaj proces će dovesti do snažnog tlačnog udara i drugih negativnih učinaka na cjevovod. Osim toga, fenomen gejzira u vertikalnom cjevovodu i nestabilni fenomen rada sustava, kao što je slijepo punjenje ogranka cijevi, punjenje nakon intervalne drenaže i punjenje zračne komore nakon otvaranja ventila, donijet će različite stupnjeve štetnih učinaka na opremu i cjevovod. . S obzirom na to, ovaj rad daje dubinsku analizu gore navedenih problema i nada se da će kroz analizu pronaći rješenje.

Proces predhlađenja cjevovoda

U cijelom procesu prijenosa cjevovoda kriogene tekućine, prije uspostavljanja stabilnog stanja prijenosa, postojat će sustav predhlađenja i toplih cjevovoda i proces opreme za prihvat, odnosno proces predhlađenja. U ovom procesu, cjevovod i prijemna oprema moraju izdržati značajno naprezanje skupljanja i udarni pritisak, pa ih treba kontrolirati.

Počnimo s analizom procesa.

Cijeli proces predhlađenja započinje silovitim procesom isparavanja, a zatim se pojavljuje dvofazno strujanje. Konačno, jednofazni protok se pojavljuje nakon što se sustav potpuno ohladi. Na početku procesa predhlađenja, temperatura stijenke očito prelazi temperaturu zasićenja kriogene tekućine, pa čak i gornju graničnu temperaturu kriogene tekućine — krajnju temperaturu pregrijavanja. Uslijed prijenosa topline, tekućina u blizini stijenke cijevi se zagrijava i trenutačno isparava stvarajući film pare, koji u potpunosti okružuje stijenku cijevi, odnosno dolazi do filmskog vrenja. Nakon toga se procesom predhlađenja temperatura stijenke cijevi postupno spušta ispod granične temperature pregrijavanja i tada se stvaraju povoljni uvjeti za prijelazno i ​​mjehurićno vrenje. Tijekom ovog procesa dolazi do velikih fluktuacija tlaka. Kada se predhlađenje provede do određenog stupnja, toplinski kapacitet cjevovoda i toplinska invazija okoline neće zagrijati kriogenu tekućinu do temperature zasićenja i pojavit će se stanje jednofaznog protoka.

U procesu intenzivnog isparavanja stvorit će se dramatične fluktuacije protoka i tlaka. U cijelom procesu fluktuacije tlaka, maksimalni tlak formiran po prvi put nakon što kriogena tekućina izravno uđe u vruću cijev je maksimalna amplituda u cijelom procesu fluktuacije tlaka, a tlačni val može potvrditi tlačni kapacitet sustava. Stoga se općenito proučava samo prvi tlačni val.

Nakon otvaranja ventila, kriogena tekućina brzo ulazi u cjevovod pod djelovanjem razlike tlaka, a film pare koji nastaje isparavanjem odvaja tekućinu od stijenke cijevi, tvoreći koncentrični aksijalni tok. Budući da je koeficijent otpora pare vrlo mali, tako da je brzina protoka kriogene tekućine vrlo velika, s napredovanjem prema naprijed, temperatura tekućine zbog apsorpcije topline i postupnog rasta, sukladno tome, tlak u cjevovodu se povećava, brzina punjenja usporava dolje. Ako je cijev dovoljno duga, temperatura tekućine mora doseći zasićenje u nekoj točki, u kojoj točki tekućina prestaje napredovati. Toplina iz stijenke cijevi u kriogenu tekućinu koristi se za isparavanje, u ovom trenutku brzina isparavanja se znatno povećava, tlak u cjevovodu se također povećava, može doseći 1,5 ~ 2 puta veći od ulaznog tlaka. Pod djelovanjem razlike tlaka, dio tekućine će se vratiti natrag u spremnik za skladištenje kriogene tekućine, što rezultira smanjenjem brzine stvaranja pare, a budući da dio pare generira iz izlaza iz cijevi, pad tlaka u cijevi, nakon vremensko razdoblje, cjevovod će ponovno uspostaviti tekućinu u uvjetima razlike tlaka, fenomen će se pojaviti opet, tako da se ponavlja. Međutim, u sljedećem procesu, budući da postoji određeni tlak i dio tekućine u cijevi, povećanje tlaka uzrokovano novom tekućinom je malo, tako da će vrh tlaka biti manji od prvog vrha.

U cijelom procesu predhlađenja, sustav ne samo da mora podnijeti veliki udar tlačnog vala, već mora podnijeti i veliki stres skupljanja uslijed hladnoće. Zajedničko djelovanje ta dva može uzrokovati strukturno oštećenje sustava, stoga je potrebno poduzeti potrebne mjere za njegovu kontrolu.

Budući da brzina protoka predhlađenja izravno utječe na proces predhlađenja i veličinu hladnog stresa stezanja, proces predhlađenja može se kontrolirati kontrolom brzine protoka predhlađenja. Razumno načelo odabira brzine protoka predhlađenja je skraćivanje vremena predhlađenja korištenjem veće brzine protoka predhlađenja pod pretpostavkom da se osigura da fluktuacije tlaka i naprezanje hladnog skupljanja ne prelaze dopušteni raspon opreme i cjevovoda. Ako je brzina protoka prethodnog hlađenja premala, performanse izolacije cjevovoda nisu dobre za cjevovod, možda nikada neće dosegnuti stanje hlađenja.

U procesu predhlađenja, zbog pojave dvofaznog protoka, nemoguće je izmjeriti stvarni protok zajedničkim mjeračem protoka, pa se njime ne može voditi kontrola protoka predhlađenja. Ali neizravno možemo prosuditi veličinu protoka praćenjem protutlaka primajuće posude. Pod određenim uvjetima, odnos između protutlaka prihvatne posude i protoka predhlađenja može se odrediti analitičkom metodom. Kada proces predhlađenja napreduje do stanja jednofaznog protoka, stvarni protok izmjeren mjeračem protoka može se koristiti za usmjeravanje kontrole protoka predhlađenja. Ova metoda se često koristi za kontrolu punjenja kriogenog tekućeg pogonskog goriva za rakete.

Promjena protutlaka prihvatne posude odgovara procesu predhlađenja na sljedeći način, što se može koristiti za kvalitativno ocjenjivanje stupnja predhlađenja: kada je ispušni kapacitet prihvatne posude konstantan, protutlak će se brzo povećati zbog nasilnog prvo isparavanje kriogene tekućine, a zatim postupno opada s padom temperature prihvatne posude i cjevovoda. U to vrijeme povećava se kapacitet predhlađenja.

Za ostala pitanja pratimo sljedeći članak！

HL kriogena oprema

HL Cryogenic Equipment koji je osnovan 1992. je robna marka povezana s HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment posvećen je dizajnu i proizvodnji visokovakuumski izoliranog kriogenog sustava cjevovoda i povezane prateće opreme kako bi zadovoljio različite potrebe kupaca. Vakuumski izolirana cijev i savitljivo crijevo izrađeni su od visokovakuumskih i višeslojnih višeslojnih specijalnih izoliranih materijala i prolaze kroz niz iznimno strogih tehničkih tretmana i tretmana visokim vakuumom, koji se koristi za prijenos tekućeg kisika, tekućeg dušika , tekući argon, tekući vodik, tekući helij, ukapljeni plin etilen LEG i ukapljeni prirodni plin LNG.

Serija proizvoda od cijevi s vakuumskim omotačem, crijeva s vakuumskim omotačem, ventila s vakuumskim omotačem i separatora faza u tvrtki HL Cryogenic Equipment Company, koji su prošli kroz niz iznimno strogih tehničkih tretmana, koriste se za prijenos tekućeg kisika, tekućeg dušika, tekućeg argona, tekući vodik, tekući helij, LEG i LNG, a ovi se proizvodi servisiraju za kriogenu opremu (npr. kriogene spremnike, Dewarove i hladne kutije itd.) u industrijama odvajanja zraka, plinova, zrakoplovstva, elektronike, supravodič, čipova, sklopova za automatizaciju, hrane i piće, farmacija, bolnica, biobanka, guma, proizvodnja novih materijala, kemijsko inženjerstvo, željezo i čelik, te znanstveno istraživanje itd.