Воведдукција

Со развојот на криогената технологија, криогените течни производи играат важна улога во многу области како што се националната економија, националната одбрана и научните истражувања. Примената на криогената течност се базира на ефикасно и безбедно складирање и транспорт на криогената течност, а цевководниот пренос на криогената течност се одвива низ целиот процес на складирање и транспорт. Затоа, многу е важно да се обезбеди безбедноста и ефикасноста на цевководниот пренос на криогената течност. За пренос на криогената течност, потребно е да се замени гасот во цевководот пред преносот, во спротивно може да предизвика оперативен дефект. Процесот на претходно ладење е неизбежна алка во процесот на транспорт на криогената течност. Овој процес ќе донесе силен притисок и други негативни ефекти врз цевководот. Покрај тоа, феноменот на гејзер во вертикалниот цевковод и нестабилниот феномен на работењето на системот, како што се полнење на слепа гранка на цевката, полнење по интервал на дренажа и полнење на воздушната комора по отворањето на вентилот, ќе донесат различни степени на негативни ефекти врз опремата и цевководот. Со оглед на ова, овој труд прави длабинска анализа на горенаведените проблеми и се надева дека ќе го пронајде решението преку анализата.

Поместување на гасот во линијата пред пренос

Со развојот на криогената технологија, криогените течни производи играат важна улога во многу области како што се националната економија, националната одбрана и научните истражувања. Примената на криогената течност се базира на ефикасно и безбедно складирање и транспорт на криогената течност, а цевководниот пренос на криогената течност се одвива низ целиот процес на складирање и транспорт. Затоа, многу е важно да се обезбеди безбедноста и ефикасноста на цевководниот пренос на криогената течност. За пренос на криогената течност, потребно е да се замени гасот во цевководот пред преносот, во спротивно може да предизвика оперативен дефект. Процесот на претходно ладење е неизбежна алка во процесот на транспорт на криогената течност. Овој процес ќе донесе силен притисок и други негативни ефекти врз цевководот. Покрај тоа, феноменот на гејзер во вертикалниот цевковод и нестабилниот феномен на работењето на системот, како што се полнење на слепа гранка на цевката, полнење по интервал на дренажа и полнење на воздушната комора по отворањето на вентилот, ќе донесат различни степени на негативни ефекти врз опремата и цевководот. Со оглед на ова, овој труд прави длабинска анализа на горенаведените проблеми и се надева дека ќе го пронајде решението преку анализата.

Процесот на претходно ладење на цевководот

Во целиот процес на пренос на криогена течност преку цевковод, пред да се воспостави стабилна состојба на пренос, ќе се изврши претходно ладење и топол систем на цевководи и приемна опрема, односно процес на претходно ладење. Во овој процес, цевководот и приемната опрема треба да издржат значителен стрес на собирање и ударен притисок, па затоа треба да се контролираат.

Да почнеме со анализа на процесот.

Целиот процес на претходно ладење започнува со насилен процес на испарување, а потоа се појавува двофазен проток. Конечно, еднофазен проток се појавува откако системот е целосно изладен. На почетокот на процесот на претходно ладење, температурата на ѕидот очигледно ја надминува температурата на заситеност на криогената течност, па дури и ја надминува горната гранична температура на криогената течност - крајната температура на прегревање. Поради пренос на топлина, течноста во близина на ѕидот на цевката се загрева и моментално испарува за да формира парен филм, кој целосно го опкружува ѕидот на цевката, односно се случува вриење на филм. После тоа, со процесот на претходно ладење, температурата на ѕидот на цевката постепено паѓа под граничната температура на прегревање, а потоа се формираат поволни услови за преодно вриење и вриење со меурчиња. За време на овој процес се јавуваат големи флуктуации на притисокот. Кога претходното ладење се изведува до одредена фаза, топлинскиот капацитет на цевководот и инвазијата на топлината на околината нема да ја загреат криогената течност до температурата на заситеност, и ќе се појави состојба на еднофазен проток.

Во процесот на интензивно испарување, ќе се генерираат драматични флуктуации на протокот и притисокот. Во целиот процес на флуктуации на притисокот, максималниот притисок формиран за прв пат откако криогената течност директно ќе влезе во топлата цевка е максималната амплитуда во целиот процес на флуктуација на притисокот, а бранот на притисок може да го потврди капацитетот на притисок на системот. Затоа, генерално се изучува само првиот бран на притисок.

Откако ќе се отвори вентилот, криогената течност брзо влегува во цевководот под дејство на разлика во притисокот, а пареата генерирана со испарување ја одвојува течноста од ѕидот на цевката, формирајќи концентричен аксијален проток. Бидејќи коефициентот на отпор на пареата е многу мал, брзината на проток на криогената течност е многу голема, со движењето напред, температурата на течноста постепено се зголемува поради апсорпцијата на топлина, соодветно, притисокот во цевководот се зголемува, брзината на полнење се забавува. Ако цевката е доволно долга, температурата на течноста мора да достигне заситеност во одреден момент, при што течноста престанува да се движи. Топлината од ѕидот на цевката во криогената течност се користи за испарување, во овој момент брзината на испарување е значително зголемена, притисокот во цевководот е исто така зголемен, може да достигне 1,5 ~ 2 пати од влезниот притисок. Под дејство на разликата во притисокот, дел од течноста ќе се врати во резервоарот за криогена течност, што резултира со намалување на брзината на генерирање на пареа, а бидејќи дел од пареата генерирана од излезот на цевката се испушта, притисокот во цевката паѓа, по одреден временски период, цевководот повторно ќе ја врати течноста во услови на разлика во притисокот, феноменот ќе се појави повторно, па ќе се повтори. Меѓутоа, во следниот процес, бидејќи постои одреден притисок и дел од течноста во цевката, зголемувањето на притисокот предизвикано од новата течност е мало, па затоа врвот на притисокот ќе биде помал од првиот врв.

Во целиот процес на претходно ладење, системот не само што мора да издржи голем удар од бран на притисок, туку мора да издржи и голем стрес на собирање поради студ. Комбинираното дејство на двете може да предизвика структурно оштетување на системот, па затоа треба да се преземат потребни мерки за контрола на тоа.

Бидејќи брзината на проток на претходно ладење директно влијае на процесот на претходно ладење и големината на напрегањето на ладно собирање, процесот на претходно ладење може да се контролира со контролирање на брзината на проток на претходно ладење. Принципот на разумен избор на брзината на проток на претходно ладење е да се скрати времето на претходно ладење со користење на поголема брзина на проток на претходно ладење врз основа на тоа да се осигура дека флуктуацијата на притисокот и напрегањето на ладно собирање не го надминуваат дозволениот опсег на опремата и цевководите. Ако брзината на проток на претходно ладење е премногу мала, перформансите на изолацијата на цевководот не се добри за цевководот, тој може никогаш да не ја достигне состојбата на ладење.

Во процесот на претходно ладење, поради појавата на двофазен проток, невозможно е да се измери реалната брзина на проток со обичниот мерач на проток, па затоа не може да се користи за водење на контролата на брзината на протокот на претходно ладење. Но, индиректно можеме да ја процениме големината на протокот со следење на задниот притисок на приемниот сад. Под одредени услови, односот помеѓу задниот притисок на приемниот сад и протокот на претходно ладење може да се одреди со аналитички метод. Кога процесот на претходно ладење напредува во состојба на еднофазен проток, реалниот проток измерен со мерач на проток може да се користи за водење на контролата на протокот на претходно ладење. Овој метод често се користи за контрола на полнењето на криогено течно гориво за ракети.

Промената на задниот притисок на приемниот сад одговара на процесот на претходно ладење на следниов начин, што може да се користи за квалитативно оценување на фазата на претходно ладење: кога капацитетот на издувните гасови на приемниот сад е константен, задниот притисок брзо ќе се зголеми поради насилното испарување на криогената течност на почетокот, а потоа постепено ќе се намали со намалување на температурата на приемниот сад и цевководот. Во овој момент, капацитетот на претходно ладење се зголемува.

Следете ја следната статија за други прашања!

HL криогена опрема

HL Cryogenic Equipment, основана во 1992 година, е бренд поврзан со HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment е посветена на дизајнирање и производство на криогенски цевководен систем со висока вакуумска изолација и сродна помошна опрема за да ги задоволи различните потреби на клиентите. Вакуумски изолираните цевки и флексибилни црева се конструирани од високовакуумски и повеќеслојни, повеќеслојни специјални изолирани материјали и поминуваат низ серија екстремно строги технички третмани и третман со висок вакуум, кој се користи за пренос на течен кислород, течен азот, течен аргон, течен водород, течен хелиум, течен етилен гас LEG и течен природен гас LNG.

Серијата производи на цевки со вакуумска обвивка, црева со вакуумска обвивка, вентил со вакуумска обвивка и фазен сепаратор во компанијата HL Cryogenic Equipment, кои поминале низ серија екстремно строги технички третмани, се користат за пренос на течен кислород, течен азот, течен аргон, течен водород, течен хелиум, LEG и LNG, а овие производи се сервисираат за криогена опрема (на пр. криогени резервоари, Дјуар и ладилници итн.) во индустриите за сепарација на воздух, гасови, авијација, електроника, суперпроводници, чипови, склопување автоматизација, храна и пијалоци, фармација, болници, биобанки, гума, производство на нови материјали, хемиско инженерство, железо и челик и научни истражувања итн.