Introducióndución

Co desenvolvemento da tecnoloxía crioxénica, os produtos líquidos crioxénicos desempeñaron un papel importante en moitos campos como a economía nacional, a defensa nacional e a investigación científica. A aplicación de líquidos crioxénicos baséase no almacenamento e transporte eficaz e seguro de produtos líquidos crioxénicos, e a transmisión por tubaxe de líquidos crioxénicos atravesa todo o proceso de almacenamento e transporte. Polo tanto, é moi importante garantir a seguridade e a eficiencia da transmisión por tubaxe de líquidos crioxénicos. Para a transmisión de líquidos crioxénicos, é necesario substituír o gas na tubaxe antes da transmisión, se non, pode causar fallos operativos. O proceso de prearrefriamento é unha conexión inevitable no proceso de transporte de produtos líquidos crioxénicos. Este proceso traerá fortes choques de presión e outros efectos negativos para a tubaxe. Ademais, o fenómeno do géiser na tubaxe vertical e o fenómeno inestable do funcionamento do sistema, como o recheo cego da tubaxe de ramal, o recheo despois da drenaxe a intervalos e o recheo da cámara de aire despois da apertura da válvula, traerán diferentes graos de efectos adversos no equipo e na tubaxe. En vista disto, este artigo fai unha análise en profundidade dos problemas anteriores e espera atopar a solución a través da análise.

Desprazamento do gas na liña antes da transmisión

Co desenvolvemento da tecnoloxía crioxénica, os produtos líquidos crioxénicos desempeñaron un papel importante en moitos campos como a economía nacional, a defensa nacional e a investigación científica. A aplicación de líquidos crioxénicos baséase no almacenamento e transporte eficaz e seguro de produtos líquidos crioxénicos, e a transmisión por tubaxe de líquidos crioxénicos atravesa todo o proceso de almacenamento e transporte. Polo tanto, é moi importante garantir a seguridade e a eficiencia da transmisión por tubaxe de líquidos crioxénicos. Para a transmisión de líquidos crioxénicos, é necesario substituír o gas na tubaxe antes da transmisión, se non, pode causar fallos operativos. O proceso de prearrefriamento é unha conexión inevitable no proceso de transporte de produtos líquidos crioxénicos. Este proceso traerá fortes choques de presión e outros efectos negativos para a tubaxe. Ademais, o fenómeno do géiser na tubaxe vertical e o fenómeno inestable do funcionamento do sistema, como o recheo cego da tubaxe de ramal, o recheo despois da drenaxe a intervalos e o recheo da cámara de aire despois da apertura da válvula, traerán diferentes graos de efectos adversos no equipo e na tubaxe. En vista disto, este artigo fai unha análise en profundidade dos problemas anteriores e espera atopar a solución a través da análise.

O proceso de prearrefriamento da tubaxe

En todo o proceso de transmisión de líquidos crioxénicos por tubaxes, antes de establecer un estado de transmisión estable, haberá un sistema de tubaxes crioxénicas e un proceso de prearrefriamento e quecemento e equipo receptor, é dicir, o proceso de prearrefriamento. Neste proceso, a tubaxe e o equipo receptor soportan unha tensión de contracción e presión de impacto considerables, polo que deben ser controlados.

Comecemos cunha análise do proceso.

Todo o proceso de prearrefriamento comeza cun proceso de vaporización violento e, a continuación, aparece un fluxo bifásico. Finalmente, aparece un fluxo monofásico despois de que o sistema se arrefríe completamente. Ao comezo do proceso de prearrefriamento, a temperatura da parede obviamente supera a temperatura de saturación do líquido crioxénico e mesmo supera a temperatura límite superior do líquido crioxénico, a temperatura máxima de sobrequecemento. Debido á transferencia de calor, o líquido preto da parede do tubo quéntase e vaporízase instantaneamente para formar unha película de vapor que rodea completamente a parede do tubo, é dicir, prodúcese a ebulición da película. Despois diso, co proceso de prearrefriamento, a temperatura da parede do tubo baixa gradualmente por debaixo da temperatura límite de sobrequecemento e, a continuación, fórmanse condicións favorables para a ebulición de transición e a ebulición de burbullas. Durante este proceso prodúcense grandes flutuacións de presión. Cando o prearrefriamento se leva a cabo ata unha determinada etapa, a capacidade calorífica da tubaxe e a invasión de calor do ambiente non quentarán o líquido crioxénico á temperatura de saturación e aparecerá o estado de fluxo monofásico.

No proceso de vaporización intensa, xeraranse flutuacións drásticas de fluxo e presión. En todo o proceso de flutuacións de presión, a presión máxima formada por primeira vez despois de que o líquido crioxénico entre directamente no tubo quente é a amplitude máxima en todo o proceso de flutuación de presión, e a onda de presión pode verificar a capacidade de presión do sistema. Polo tanto, xeralmente só se estuda a primeira onda de presión.

Despois de abrir a válvula, o líquido crioxénico entra rapidamente na tubaxe baixo a acción da diferenza de presión, e a película de vapor xerada pola vaporización separa o líquido da parede da tubaxe, formando un fluxo axial concéntrico. Debido a que o coeficiente de resistencia do vapor é moi pequeno, o caudal do líquido crioxénico é moi grande, co avance, a temperatura do líquido debido á absorción de calor aumenta gradualmente, en consecuencia, a presión da tubaxe aumenta e a velocidade de recheo diminúe. Se a tubaxe é o suficientemente longa, a temperatura do líquido debe alcanzar a saturación nalgún punto, punto no que o líquido deixa de avanzar. A calor da parede da tubaxe cara ao líquido crioxénico utilízase toda para a evaporación, neste momento a velocidade de evaporación aumenta considerablemente, a presión na tubaxe tamén aumenta, pode alcanzar de 1,5 a 2 veces a presión de entrada. Baixo a acción da diferenza de presión, parte do líquido será impulsado de volta ao tanque de almacenamento de líquido crioxénico, o que provocará que a velocidade de xeración de vapor diminúa e, debido a que parte do vapor xerado pola descarga de saída da tubaxe, a presión da tubaxe cae. Despois dun período de tempo, a tubaxe restablecerá o líquido nas condicións de diferenza de presión, o fenómeno volverá aparecer e repetirase. Non obstante, no proceso seguinte, debido a que hai unha certa presión e parte do líquido na tubaxe, o aumento de presión causado polo novo líquido é pequeno, polo que o pico de presión será menor que o primeiro pico.

En todo o proceso de prearrefriamento, o sistema non só ten que soportar un grande impacto de onda de presión, senón que tamén ten que soportar unha gran tensión de contracción debido ao frío. A acción combinada de ambos pode causar danos estruturais ao sistema, polo que se deben tomar as medidas necesarias para controlalo.

Dado que o caudal de prearrefriamento afecta directamente o proceso de prearrefriamento e o tamaño da tensión de contracción en frío, o proceso de prearrefriamento pódese controlar controlando o caudal de prearrefriamento. O principio de selección razoable do caudal de prearrefriamento é acurtar o tempo de prearrefriamento utilizando un caudal de prearrefriamento maior coa premisa de garantir que a flutuación da presión e a tensión de contracción en frío non superen o rango admisible do equipo e as tubaxes. Se o caudal de prearrefriamento é demasiado pequeno, o rendemento do illamento da tubaxe non é bo para a tubaxe e pode que nunca alcance o estado de arrefriamento.

No proceso de prearrefriamento, debido á aparición dun fluxo bifásico, é imposible medir o caudal real cun caudalímetro común, polo que non se pode usar para guiar o control do caudal de prearrefriamento. Pero podemos xulgar indirectamente o tamaño do fluxo monitorizando a contrapresión do recipiente receptor. En determinadas condicións, a relación entre a contrapresión do recipiente receptor e o fluxo de prearrefriamento pódese determinar mediante un método analítico. Cando o proceso de prearrefriamento avanza ao estado de fluxo monofásico, o fluxo real medido polo caudalímetro pódese usar para guiar o control do fluxo de prearrefriamento. Este método úsase a miúdo para controlar o recheo de propelente líquido crioxénico para foguetes.

A variación da contrapresión do recipiente receptor corresponde ao proceso de prearrefriamento do seguinte xeito, que se pode empregar para avaliar cualitativamente a etapa de prearrefriamento: cando a capacidade de escape do recipiente receptor é constante, a contrapresión aumentará rapidamente debido á vaporización violenta do líquido crioxénico ao principio e, a continuación, baixará gradualmente coa diminución da temperatura do recipiente receptor e da tubaxe. Neste momento, a capacidade de prearrefriamento aumenta.

Atentos ao seguinte artigo para outras preguntas!

Equipos crioxénicos HL

HL Cryogenic Equipment, fundada en 1992, é unha marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment dedícase ao deseño e fabricación de sistemas de tubaxes crioxénicas illadas de alto baleiro e equipos de apoio relacionados para satisfacer as diversas necesidades dos clientes. A tubaxe illada ao baleiro e a mangueira flexible están construídas con materiais illados especiais de alto baleiro e multicapa multipantalla, e pasan por unha serie de tratamentos técnicos extremadamente rigorosos e tratamento de alto baleiro, que se utilizan para transferir osíxeno líquido, nitróxeno líquido, argón líquido, hidróxeno líquido, helio líquido, gas etileno licuado LEG e gas natural licuado GNL.

A serie de produtos de tubos con camisa de baleiro, mangueiras con camisa de baleiro, válvulas con camisa de baleiro e separadores de fases da empresa HL Cryogenic Equipment, que pasaron por unha serie de tratamentos técnicos extremadamente estritos, utilízanse para a transferencia de osíxeno líquido, nitróxeno líquido, argón líquido, hidróxeno líquido, helio líquido, LEG e GNL, e estes produtos reciben servizo para equipos crioxénicos (por exemplo, tanques crioxénicos, depósitos Dewar e caixas frías, etc.) en industrias de separación de aire, gases, aviación, electrónica, supercondutores, chips, montaxe automatizada, alimentos e bebidas, farmacia, hospitais, biobancos, caucho, fabricación de novos materiais, enxeñaría química, ferro e aceiro e investigación científica, etc.