Nestabilní proces v přenosu

V procesu přenosu kryogenní kapaliny potrubím způsobí speciální vlastnosti a procesní provoz kryogenní kapaliny řadu nestabilních procesů odlišných od procesů kapaliny s normální teplotou v přechodovém stavu před ustavením stabilního stavu. Nestabilní proces také přináší velký dynamický dopad na zařízení, což může způsobit strukturální poškození. Například systém plnění kapalným kyslíkem transportní rakety Saturn V ve Spojených státech kdysi způsobil prasknutí infuzního vedení vlivem nestabilního procesu při otevření ventilu. Navíc nestabilní proces způsobil poškození dalších pomocných zařízení (jako jsou ventily, měchy atd.). Nestabilní proces v procesu potrubního přenosu kryogenní kapaliny zahrnuje především plnění slepé větve potrubí, plnění po přerušovaném vypouštění kapaliny v odtokovém potrubí a nestabilní proces při otevírání ventilu, který vytvořil vzduchovou komoru v přední části. Tyto nestabilní procesy mají společné to, že jejich podstatou je plnění parní dutiny kryogenní kapalinou, což vede k intenzivnímu přenosu tepla a hmoty na dvoufázovém rozhraní, což má za následek prudké kolísání parametrů systému. Vzhledem k tomu, že proces plnění po přerušovaném vypouštění kapaliny z vypouštěcího potrubí je podobný nestabilnímu procesu při otevírání ventilu, který vytvořil vzduchovou komoru v přední části, následuje pouze analýza nestabilního procesu při plnění slepé odbočné trubky a při otevřený ventil je otevřen.

Nestabilní proces plnění slepých odbočných trubek

Pro zvážení bezpečnosti a řízení systému by kromě hlavního dopravního potrubí měly být v potrubním systému vybaveny některé pomocné odbočné trubky. Kromě toho pojistný ventil, vypouštěcí ventil a další ventily v systému zavedou odpovídající odbočky. Když tyto větve nefungují, tvoří se slepé větve pro potrubní systém. Tepelná invaze potrubí okolním prostředím nevyhnutelně povede k existenci parních dutin ve slepé trubici (v některých případech se parní dutiny speciálně používají ke snížení tepelné invaze kryogenní kapaliny z vnějšího světa “). V přechodovém stavu se tlak v potrubí zvýší v důsledku seřízení ventilu a dalších důvodů. Při působení tlakového rozdílu kapalina naplní parní komoru. Pokud v procesu plnění plynové komory pára generovaná odpařováním kryogenní kapaliny v důsledku tepla nestačí pro zpětný pohon kapaliny, kapalina vždy naplní plynovou komoru. Nakonec, po naplnění vzduchové dutiny, dojde k rychlému brzdění na slepém těsnění trubky, což vede k prudkému tlaku v blízkosti těsnění

Proces plnění slepé trubky je rozdělen do tří fází. V první fázi je kapalina poháněna tak, aby dosáhla maximální rychlosti plnění působením tlakového rozdílu, dokud se tlak nevyrovná. Ve druhém stupni se v důsledku setrvačnosti kapalina dále plní dopředu. V tomto okamžiku reverzní tlakový rozdíl (tlak v plynové komoře se zvyšuje s procesem plnění) zpomalí tekutinu. Třetím stupněm je stupeň rychlého brzdění, ve kterém je tlakový dopad největší.

Snížení rychlosti plnění a zmenšení velikosti vzduchové dutiny lze využít k odstranění nebo omezení dynamického zatížení vznikajícího při plnění potrubí slepé odbočky. U dlouhého potrubního systému lze zdroj toku kapaliny plynule nastavit předem, aby se snížila rychlost toku, a ventil se na dlouhou dobu uzavřel.

Pokud jde o konstrukci, můžeme použít různé vodicí díly pro zlepšení cirkulace kapaliny v potrubí slepé odbočky, zmenšení velikosti vzduchové dutiny, zavedení místního odporu na vstupu potrubí slepé odbočky nebo zvětšení průměru potrubí slepé odbočky. ke snížení rychlosti plnění. Kromě toho délka a montážní poloha braillské trubky bude mít vliv na sekundární vodní ráz, takže je třeba věnovat pozornost návrhu a uspořádání. Důvod, proč zvětšení průměru potrubí sníží dynamické zatížení, lze kvalitativně vysvětlit takto: u plnění slepé odbočky je průtok odbočky omezen průtokem hlavního potrubí, což lze během kvalitativní analýzy považovat za pevnou hodnotu . Zvětšení průměru odbočné trubky je ekvivalentní zvětšení plochy průřezu, což je ekvivalentní snížení rychlosti plnění, což vede ke snížení zatížení.

Nestabilní proces otevírání ventilů

Při zavřeném ventilu vede pronikání tepla z okolí, zejména přes tepelný most, rychle k vytvoření vzduchové komory před ventilem. Po otevření ventilu se pára a kapalina začnou pohybovat, protože průtok plynu je mnohem vyšší než průtok kapaliny, pára ve ventilu není zcela otevřena brzy po evakuaci, což má za následek rychlý pokles tlaku, kapalina je poháněn vpřed působením tlakového rozdílu, když se kapalina blíží k neotevřenému ventilu, vytvoří brzdné podmínky, v tomto okamžiku dojde k nárazu vody, což vytváří silné dynamické zatížení.

Nejúčinnějším způsobem, jak odstranit nebo snížit dynamické zatížení generované nestabilním procesem otevírání ventilu, je snížit pracovní tlak v přechodovém stavu, aby se snížila rychlost plnění plynové komory. Navíc použití vysoce ovladatelných ventilů, změna směru části potrubí a zavedení speciálního obtokového potrubí malého průměru (pro zmenšení velikosti plynové komory) bude mít vliv na snížení dynamického zatížení. Zejména je třeba poznamenat, že na rozdíl od dynamického snížení zatížení, když je slepá odbočná trubka naplněna zvětšením průměru slepé odbočky, pro nestabilní proces při otevření ventilu je zvětšení průměru hlavní trubky ekvivalentní snížení rovnoměrného odpor potrubí, což zvýší průtok naplněnou vzduchovou komorou, čímž se zvýší hodnota vodního nárazu.

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.