Un proceso inestable na transmisión

No proceso de transmisión de líquido crioxénico por tubaxes, as propiedades especiais e o funcionamento do proceso do líquido crioxénico provocarán unha serie de procesos inestables diferentes aos do fluído a temperatura normal no estado de transición antes do establecemento dun estado estable. O proceso inestable tamén supón un gran impacto dinámico no equipo, o que pode causar danos estruturais. Por exemplo, o sistema de recheo de osíxeno líquido do foguete de transporte Saturno V nos Estados Unidos provocou unha vez a rotura da liña de infusión debido ao impacto do proceso inestable cando se abriu a válvula. Ademais, o proceso inestable causou danos noutros equipos auxiliares (como válvulas, fuelles, etc.) que son máis comúns. O proceso inestable no proceso de transmisión de líquido crioxénico por tubaxes inclúe principalmente o recheo do tubo de derivación cego, o recheo despois da descarga intermitente de líquido no tubo de drenaxe e o proceso inestable ao abrir a válvula que formou a cámara de aire na parte dianteira. O que estes procesos inestables teñen en común é que a súa esencia é o recheo da cavidade de vapor por líquido crioxénico, o que leva a unha intensa transferencia de calor e masa na interface bifásica, o que resulta en flutuacións bruscas dos parámetros do sistema. Dado que o proceso de recheo despois da descarga intermitente de líquido do tubo de drenaxe é similar ao proceso inestable ao abrir a válvula que formou a cámara de aire na parte dianteira, o seguinte só analiza o proceso inestable cando o tubo de derivación cego está cheo e cando se abre a válvula aberta.

O proceso inestable de recheo de tubos de ramal cegos

Para ter en conta a seguridade e o control do sistema, ademais da tubaxe de transporte principal, débense equipar algunhas tubaxes auxiliares no sistema de tubaxes. Ademais, a válvula de seguridade, a válvula de descarga e outras válvulas do sistema introducirán as tubaxes correspondentes. Cando estas ramas non funcionan, fórmanse ramas cegas para o sistema de tubaxes. A invasión térmica da tubaxe polo ambiente circundante levará inevitablemente á existencia de cavidades de vapor no tubo cego (nalgúns casos, as cavidades de vapor úsanse especialmente para reducir a invasión de calor do líquido crioxénico do mundo exterior). No estado de transición, a presión na tubaxe aumentará debido ao axuste da válvula e outras razóns. Baixo a acción da diferenza de presión, o líquido encherá a cámara de vapor. Se no proceso de enchido da cámara de gas, o vapor xerado pola vaporización do líquido crioxénico debido á calor non é suficiente para invertir a impulsión do líquido, o líquido sempre encherá a cámara de gas. Finalmente, despois de encher a cavidade de aire, fórmase unha condición de freada rápida no selo do tubo cego, o que leva a unha forte presión preto do selo.

O proceso de recheo do tubo cego divídese en tres etapas. Na primeira etapa, o líquido é impulsado para alcanzar a velocidade máxima de recheo baixo a acción da diferenza de presión ata que a presión se equilibra. Na segunda etapa, debido á inercia, o líquido continúa enchéndose cara adiante. Neste momento, a diferenza de presión inversa (a presión na cámara de gas aumenta co proceso de recheo) ralentizará o fluído. A terceira etapa é a etapa de freada rápida, na que o impacto da presión é o maior.

Reducir a velocidade de recheo e reducir o tamaño da cavidade de aire pode usarse para eliminar ou limitar a carga dinámica xerada durante o recheo da tubaxe de derivación cega. Para o sistema de tubaxes longas, a fonte do fluxo de líquido pode axustarse suavemente con antelación para reducir a velocidade do fluxo e a válvula pechada durante un longo período de tempo.

En termos de estrutura, podemos usar diferentes pezas guía para mellorar a circulación de líquido no tubo de derivación cego, reducir o tamaño da cavidade de aire, introducir resistencia local na entrada do tubo de derivación cego ou aumentar o diámetro do tubo de derivación cego para reducir a velocidade de recheo. Ademais, a lonxitude e a posición de instalación do tubo braille terán un impacto no choque de auga secundario, polo que se debe prestar atención ao deseño e á disposición. A razón pola que aumentar o diámetro do tubo reducirá a carga dinámica pódese explicar cualitativamente do seguinte xeito: para o recheo do tubo de derivación cego, o fluxo do tubo de derivación está limitado polo fluxo do tubo principal, que se pode asumir que é un valor fixo durante a análise cualitativa. Aumentar o diámetro do tubo de derivación é equivalente a aumentar a área da sección transversal, o que é equivalente a reducir a velocidade de recheo, o que leva á redución da carga.

O proceso inestable de apertura de válvulas

Cando a válvula está pechada, a intrusión de calor do ambiente, especialmente a través da ponte térmica, leva rapidamente á formación dunha cámara de aire diante da válvula. Despois de abrir a válvula, o vapor e o líquido comezan a moverse, debido a que o caudal de gas é moito maior que o caudal de líquido, o vapor da válvula non se abre completamente pouco despois da evacuación, o que resulta nunha rápida caída de presión, o líquido é impulsado cara adiante baixo a acción da diferenza de presión, cando o líquido se pecha sen abrir completamente a válvula, formaranse condicións de freada. Neste momento, producirase unha percusión de auga, producindo unha forte carga dinámica.

A forma máis eficaz de eliminar ou reducir a carga dinámica xerada polo proceso inestable de apertura da válvula é reducir a presión de traballo no estado de transición, para así reducir a velocidade de enchido da cámara de gas. Ademais, o uso de válvulas altamente controlables, o cambio da dirección da sección da tubaxe e a introdución dunha tubaxe de derivación especial de pequeno diámetro (para reducir o tamaño da cámara de gas) terán un efecto na redución da carga dinámica. En particular, cómpre sinalar que, a diferenza da redución da carga dinámica cando se enche a tubaxe da rama cega ao aumentar o diámetro da tubaxe da rama cega, para o proceso inestable cando se abre a válvula, o aumento do diámetro da tubaxe principal equivale a reducir a resistencia uniforme da tubaxe, o que aumentará o caudal da cámara de aire chea, aumentando así o valor de impacto da auga.

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.