Introducereducție

Odată cu dezvoltarea tehnologiei criogenice, produsele lichide criogenice au jucat un rol important în multe domenii, cum ar fi economia națională, apărarea națională și cercetarea științifică. Aplicarea lichidului criogenic se bazează pe depozitarea și transportul eficient și sigur al produselor lichide criogenice, iar transmisia prin conductă a lichidului criogenic trece prin întregul proces de depozitare și transport. Prin urmare, este foarte important să se asigure siguranța și eficiența transmisiei prin conducte de lichid criogenic. Pentru transmiterea lichidelor criogenice, este necesar să înlocuiți gazul din conductă înainte de transport, altfel poate cauza defecțiuni operaționale. Procesul de prerăcire este o verigă inevitabilă în procesul de transport al produsului lichid criogenic. Acest proces va aduce un șoc puternic de presiune și alte efecte negative asupra conductei. În plus, fenomenul gheizer în conducta verticală și fenomenul instabil al funcționării sistemului, cum ar fi umplerea oarbă a conductei de ramificație, umplerea după scurgerea intervalului și umplerea camerei de aer după deschiderea supapei, vor aduce diferite grade de efecte adverse asupra echipamentului și conductei. . Având în vedere acest lucru, această lucrare face o analiză aprofundată a problemelor de mai sus și speră să găsească soluția prin analiză.

Deplasarea gazului în linie înainte de transport

Odată cu dezvoltarea tehnologiei criogenice, produsele lichide criogenice au jucat un rol important în multe domenii, cum ar fi economia națională, apărarea națională și cercetarea științifică. Aplicarea lichidului criogenic se bazează pe depozitarea și transportul eficient și sigur al produselor lichide criogenice, iar transmisia prin conductă a lichidului criogenic trece prin întregul proces de depozitare și transport. Prin urmare, este foarte important să se asigure siguranța și eficiența transmisiei prin conducte de lichid criogenic. Pentru transmiterea lichidelor criogenice, este necesar să înlocuiți gazul din conductă înainte de transport, altfel poate cauza defecțiuni operaționale. Procesul de prerăcire este o verigă inevitabilă în procesul de transport al produsului lichid criogenic. Acest proces va aduce un șoc puternic de presiune și alte efecte negative asupra conductei. În plus, fenomenul gheizer în conducta verticală și fenomenul instabil al funcționării sistemului, cum ar fi umplerea oarbă a conductei de ramificație, umplerea după scurgerea intervalului și umplerea camerei de aer după deschiderea supapei, vor aduce diferite grade de efecte adverse asupra echipamentului și conductei. . Având în vedere acest lucru, această lucrare face o analiză aprofundată a problemelor de mai sus și speră să găsească soluția prin analiză.

Procesul de prerăcire al conductei

În întregul proces de transmisie a conductei de lichid criogenic, înainte de a stabili o stare de transmisie stabilă, va exista un sistem de pre-răcire și un sistem de conducte fierbinți și un proces de echipament de recepție, adică procesul de pre-răcire. În acest proces, conducta și echipamentul de recepție să reziste la stres considerabil de contracție și presiune de impact, deci ar trebui să fie controlate.

Să începem cu o analiză a procesului.

Întregul proces de prerăcire începe cu un proces de vaporizare violent, iar apoi apare fluxul în două faze. În cele din urmă, fluxul monofazat apare după ce sistemul este complet răcit. La începutul procesului de prerăcire, temperatura peretelui depășește în mod evident temperatura de saturație a lichidului criogenic și chiar depășește temperatura limită superioară a lichidului criogenic - temperatura finală de supraîncălzire. Datorită transferului de căldură, lichidul din apropierea peretelui tubului este încălzit și vaporizat instantaneu pentru a forma peliculă de vapori, care înconjoară complet peretele tubului, adică are loc fierberea filmului. După aceea, odată cu procesul de prerăcire, temperatura peretelui tubului scade treptat sub temperatura limită de supraîncălzire și apoi se formează condiții favorabile pentru fierbere de tranziție și fierbere cu bule. În timpul acestui proces apar fluctuații mari de presiune. Când prerăcirea este efectuată până la o anumită etapă, capacitatea de căldură a conductei și invazia de căldură a mediului nu vor încălzi lichidul criogenic la temperatura de saturație și va apărea starea de curgere monofazată.

În procesul de vaporizare intensă vor fi generate fluctuații dramatice de debit și presiune. În întregul proces de fluctuații de presiune, presiunea maximă formată pentru prima dată după ce lichidul criogenic intră direct în conducta fierbinte este amplitudinea maximă în întregul proces de fluctuație a presiunii, iar unda de presiune poate verifica capacitatea de presiune a sistemului. Prin urmare, doar prima undă de presiune este studiată în general.

După deschiderea supapei, lichidul criogenic intră rapid în conductă sub acțiunea diferenței de presiune, iar pelicula de vapori generată de vaporizare separă lichidul de peretele conductei, formând un flux axial concentric. Deoarece coeficientul de rezistență al vaporilor este foarte mic, astfel încât debitul lichidului criogenic este foarte mare, odată cu progresul înainte, temperatura lichidului datorită absorbției de căldură și crește treptat, în consecință, presiunea conductei crește, viteza de umplere încetinește jos. Dacă conducta este suficient de lungă, temperatura lichidului trebuie să ajungă la saturație la un moment dat, moment în care lichidul încetează să avanseze. Căldura din peretele conductei în lichidul criogenic este folosită pentru evaporare, în acest moment viteza de evaporare este mult crescută, presiunea în conductă este, de asemenea, crescută, poate ajunge la 1,5 ~ 2 ori mai mare decât presiunea de intrare. Sub acțiunea diferenței de presiune, o parte din lichid va fi condus înapoi în rezervorul de stocare a lichidului criogenic, ceea ce duce la reducerea vitezei de generare a vaporilor și, deoarece o parte din vaporii generați de la evacuarea conductei, scăderea presiunii în conductă, după o perioadă de timp, conducta va restabili lichidul în condițiile de diferență de presiune, fenomenul va apărea din nou, deci repetat. Cu toate acestea, în următorul proces, deoarece există o anumită presiune și o parte din lichid în țeavă, creșterea presiunii cauzată de noul lichid este mică, astfel încât vârful de presiune va fi mai mic decât primul vârf.

În întregul proces de prerăcire, sistemul nu numai că trebuie să suporte un impact mare al valului de presiune, dar trebuie să suporte și un stres mare de contracție din cauza frigului. Acțiunea combinată a celor două poate provoca daune structurale sistemului, așa că trebuie luate măsurile necesare pentru a-l controla.

Deoarece debitul de prerăcire afectează direct procesul de prerăcire și dimensiunea tensiunii de contracție la rece, procesul de prerăcire poate fi controlat prin controlul debitului de prerăcire. Principiul de selecție rezonabil al debitului de prerăcire este de a scurta timpul de prerăcire prin utilizarea unui debit de prerăcire mai mare, pe premisa de a se asigura că fluctuația presiunii și tensiunea de contracție la rece nu depășesc intervalul admisibil de echipamente și conducte. Dacă debitul de pre-răcire este prea mic, performanța izolației conductei nu este bună pentru conductă, aceasta nu poate ajunge niciodată la starea de răcire.

În procesul de prerăcire, din cauza apariției debitului în două faze, este imposibil să se măsoare debitul real cu debitmetrul comun, așa că nu poate fi utilizat pentru a ghida controlul debitului de prerăcire. Dar putem judeca indirect dimensiunea debitului prin monitorizarea contrapresiunii a vasului de primire. În anumite condiții, relația dintre contrapresiunea vasului de primire și debitul de prerăcire poate fi determinată prin metoda analitică. Când procesul de prerăcire trece la starea de curgere monofazată, debitul real măsurat de debitmetru poate fi utilizat pentru a ghida controlul debitului de prerăcire. Această metodă este adesea folosită pentru a controla umplerea cu combustibil lichid criogenic pentru rachetă.

Schimbarea contrapresiunii vasului de primire corespunde procesului de prerăcire după cum urmează, care poate fi utilizat pentru a aprecia calitativ stadiul de prerăcire: când capacitatea de evacuare a vasului de primire este constantă, contrapresiunea va crește rapid din cauza violentei. vaporizarea lichidului criogenic la început și apoi scăderea treptat cu scăderea temperaturii vasului de primire și a conductei. În acest moment, capacitatea de prerăcire crește.

Atentie la articolul urmator pentru alte intrebari!

Echipament criogenic HL

HL Cryogenic Equipment, care a fost fondată în 1992, este o marcă afiliată HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment se angajează în proiectarea și fabricarea sistemului de conducte criogenice izolate în vid înalt și a echipamentelor de suport aferente pentru a satisface diferitele nevoi ale clienților. Țeava izolată în vid și furtunul flexibil sunt construite într-un vid înalt și cu mai multe straturi de materiale izolate speciale cu mai multe ecrane și trec printr-o serie de tratamente tehnice extrem de stricte și tratament în vid înalt, care este utilizat pentru transferul de oxigen lichid, azot lichid , argon lichid, hidrogen lichid, heliu lichid, gaz etilenă lichefiat LEG și gaz natural lichefiat GNL.

Seria de produse de țeavă cu manta de vid, furtun cu manta de vid, supapă cu manta de vid și separator de fază din HL Cryogenic Equipment Company, care a trecut printr-o serie de tratamente tehnice extrem de stricte, sunt utilizate pentru transferul de oxigen lichid, azot lichid, argon lichid, hidrogen lichid, heliu lichid, LEG și GNL, iar aceste produse sunt deservite pentru echipamente criogenice (de exemplu, rezervoare criogenice, dewars și coldboxes etc.) în industriile de separare a aerului, gaze, aviație, electronică, supraconductori, cipuri, ansamblu de automatizare, alimentație și băuturi, farmacie, spital, biobancă, cauciuc, inginerie chimică pentru fabricarea de materiale noi, fier și oțel și cercetare științifică etc.