Gejzírový fenomén

Jev gejzíru se týká jevu erupce způsobeného kryogenní kapalinou, která je transportována dolů svislou dlouhou trubkou (s odkazem na poměr délky a průměru dosahující určité hodnoty) v důsledku bublin vytvořených odpařováním kapaliny a polymerace mezi bublinami. dojde k nárůstu bublin a nakonec bude kryogenní kapalina vytlačena ze vstupu potrubí.

Gejzíry se mohou objevit, když je průtok v potrubí nízký, ale je třeba si jich všimnout, až když se průtok zastaví.

Když kryogenní kapalina proudí dolů ve vertikálním potrubí, je to podobné procesu předchlazení. Kryogenní kapalina bude vřít a vypařovat se vlivem tepla, což se liší od procesu předchlazení! Teplo však pochází hlavně z malé invaze okolního tepla spíše než z větší tepelné kapacity systému v procesu předchlazení. Proto se hraniční vrstva pro kapalinu s relativně vysokou teplotou vytváří v blízkosti stěny trubky spíše než film páry. Když kapalina proudí ve vertikálním potrubí, v důsledku tepelné invaze prostředí se tepelná hustota hraniční vrstvy tekutiny v blízkosti stěny potrubí snižuje. Působením vztlaku tekutina obrátí vzestupný tok a vytvoří hraniční vrstvu horké tekutiny, zatímco studená tekutina ve středu proudí dolů a vytvoří mezi nimi konvekční efekt. Hraniční vrstva horké tekutiny postupně ve směru hlavního proudu houstne, až zcela zablokuje centrální tekutinu a zastaví konvekci. Poté, protože nedochází k žádné konvekci, která by odváděla teplo, teplota kapaliny v horké oblasti rychle stoupá. Poté, co teplota kapaliny dosáhne teploty nasycení, začne se vařit a produkovat bubliny. Plynová bomba zingle zpomaluje vzestup bublin.

V důsledku přítomnosti bublin ve svislém potrubí sníží reakce viskózní smykové síly bubliny statický tlak na dně bubliny, což následně způsobí přehřátí zbývající kapaliny, čímž se vytvoří více páry, což zase bude snížit statický tlak, takže vzájemná podpora do určité míry bude produkovat hodně páry. Jev gejzíru, který je do jisté míry podobný explozi, nastává, když se kapalina nesoucí záblesk páry vymrští zpět do potrubí. Určité množství páry vzniklé s kapalinou vyvrženou do horního prostoru nádrže způsobí dramatické změny v celkové teplotě prostoru nádrže, což má za následek dramatické změny tlaku. Když je kolísání tlaku ve špičce a údolí tlaku, je možné uvést nádrž do stavu podtlaku. Vliv tlakového rozdílu povede ke strukturálnímu poškození systému.

Po erupci páry tlak v potrubí rychle klesá a kryogenní kapalina je znovu vstřikována do vertikálního potrubí vlivem gravitace. Vysokorychlostní kapalina způsobí tlakový ráz podobný vodnímu rázu, který má velký dopad na systém, zejména na vesmírné zařízení.

Abychom eliminovali nebo snížili škody způsobené fenoménem gejzíru, měli bychom v aplikaci na jedné straně věnovat pozornost izolaci potrubního systému, protože tepelná invaze je hlavní příčinou jevu gejzíru; Na druhou stranu lze studovat několik schémat: vstřikování inertního nekondenzujícího plynu, doplňkové vstřikování kryogenní kapaliny a cirkulační potrubí. Podstatou těchto schémat je přenos přebytečného tepla kryogenní kapaliny, zabránění akumulaci nadměrného tepla, aby se zabránilo výskytu jevu gejzíru.

Pro schéma vstřikování inertního plynu se jako inertní plyn obvykle používá helium a helium se vstřikuje do spodní části potrubí. Rozdíl tlaku par mezi kapalinou a heliem může být použit k přenosu hmoty páry produktu z kapaliny do hmoty helia, aby se odpařila část kryogenní kapaliny, absorbovala teplo z kryogenní kapaliny a vyvolala efekt přechlazení, čímž se zabránilo hromadění nadměrného množství teplo. Toto schéma se používá v některých systémech plnění vesmírných pohonných hmot. Doplňkovým plněním je snížit teplotu kryogenní kapaliny přidáním podchlazené kryogenní kapaliny, zatímco schéma přidání cirkulačního potrubí je vytvořit podmínky přirozené cirkulace mezi potrubím a nádrží přidáním potrubí, aby se převedlo přebytečné teplo v místních oblastech a zničilo se podmínky pro generování gejzírů.

Další otázky najdete v dalším článku!

HL Kryogenní zařízení

HL Cryogenic Equipment, která byla založena v roce 1992, je značkou přidruženou ke společnosti HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. Společnost HL Cryogenic Equipment se zavázala navrhovat a vyrábět vysokovakuově izolovaný kryogenní potrubní systém a související podpůrné vybavení, aby vyhověl různým potřebám zákazníků. Vakuově izolovaná trubka a flexibilní hadice jsou konstruovány z vysoce vakuových a vícevrstvých vícevrstvých speciálních izolačních materiálů a procházejí řadou extrémně přísných technických úprav a úpravy vysokým vakuem, která se používá pro přenos kapalného kyslíku, kapalného dusíku. , kapalný argon, kapalný vodík, kapalné helium, zkapalněný plyn ethylen LEG a zkapalněný přírodní plyn LNG.

Produktové řady vakuově opláštěné potrubí, vakuové opláštěné hadice, vakuově opláštěné ventily a separátor fází v HL Cryogenic Equipment Company, které prošly řadou extrémně přísných technických úprav, se používají pro přenos kapalného kyslíku, kapalného dusíku, kapalného argonu, kapalný vodík, kapalné helium, LEG a LNG a tyto produkty jsou servisovány pro kryogenní zařízení (např. kryogenní nádrže, Dewarovy nádoby a chladící boxy atd.) v průmyslu separace vzduchu, plynů, letectví, elektroniky, supravodičů, čipů, montáže automatizace, potravinářství a nápoje, lékárna, nemocnice, biobanka, guma, výroba nových materiálů, chemické inženýrství, železo a ocel a vědecký výzkum atd.