Φαινόμενο θερμοπίδακα

Το φαινόμενο του θερμοπίδακα αναφέρεται στο φαινόμενο της έκρηξης που προκαλείται από τη μεταφορά του κρυογονικού υγρού κατά μήκος του κατακόρυφου μακρύ σωλήνα (αναφερόμενος στην αναλογία μήκους-διαμέτρου που φτάνει σε μια ορισμένη τιμή) λόγω των φυσαλίδων που παράγονται από την εξάτμιση του υγρού και ο πολυμερισμός μεταξύ των φυσαλίδων θα συμβεί με την αύξηση των φυσαλίδων και τέλος το κρυογονικό υγρό θα αντιστραφεί έξω από την είσοδο του σωλήνα.

Οι θερμοπίδακες μπορεί να εμφανιστούν όταν ο ρυθμός ροής στον αγωγό είναι χαμηλός, αλλά πρέπει να γίνονται αντιληπτοί μόνο όταν η ροή σταματήσει.

Όταν το κρυογονικό υγρό ρέει προς τα κάτω στον κατακόρυφο αγωγό, είναι παρόμοιο με τη διαδικασία πρόψυξης. Το κρυογονικό υγρό θα βράσει και θα εξατμιστεί λόγω της θερμότητας, η οποία διαφέρει από τη διαδικασία πρόψυξης! Ωστόσο, η θερμότητα προέρχεται κυρίως από τη μικρή εισβολή θερμότητας περιβάλλοντος, παρά από τη μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα του συστήματος στη διαδικασία πρόψυξης. Επομένως, το οριακό στρώμα υγρού με σχετικά υψηλή θερμοκρασία σχηματίζεται κοντά στο τοίχωμα του σωλήνα, αντί για την μεμβράνη ατμών. Όταν το υγρό ρέει στον κατακόρυφο σωλήνα, λόγω της εισβολής θερμότητας περιβάλλοντος, η θερμική πυκνότητα του οριακού στρώματος υγρού κοντά στο τοίχωμα του σωλήνα μειώνεται. Υπό την επίδραση της άνωσης, το υγρό θα αντιστρέψει την ανοδική ροή, σχηματίζοντας το οριακό στρώμα θερμού ρευστού, ενώ το ψυχρό ρευστό στο κέντρο ρέει προς τα κάτω, σχηματίζοντας το φαινόμενο μεταφοράς μεταξύ των δύο. Το οριακό στρώμα του θερμού ρευστού πυκνώνει σταδιακά κατά μήκος της κατεύθυνσης του κύριου ρεύματος μέχρι να μπλοκάρει πλήρως το κεντρικό ρευστό και να σταματήσει τη μεταφορά. Στη συνέχεια, επειδή δεν υπάρχει μεταφορά για να αφαιρέσει τη θερμότητα, η θερμοκρασία του υγρού στην θερμή περιοχή αυξάνεται γρήγορα. Αφού η θερμοκρασία του υγρού φτάσει στη θερμοκρασία κορεσμού, αρχίζει να βράζει και να παράγει φυσαλίδες. Η βόμβα αερίου zingle επιβραδύνει την άνοδο των φυσαλίδων.

Λόγω της παρουσίας φυσαλίδων στον κατακόρυφο σωλήνα, η αντίδραση της ιξώδους δύναμης διάτμησης της φυσαλίδας θα μειώσει τη στατική πίεση στον πυθμένα της φυσαλίδας, η οποία με τη σειρά της θα υπερθερμάνει το υπόλοιπο υγρό, παράγοντας έτσι περισσότερους ατμούς, οι οποίοι με τη σειρά τους θα μειώσουν τη στατική πίεση, έτσι η αμοιβαία προώθηση, σε κάποιο βαθμό, θα παράγει πολλούς ατμούς. Το φαινόμενο ενός θερμοπίδακα, το οποίο είναι κάπως παρόμοιο με μια έκρηξη, συμβαίνει όταν ένα υγρό, που μεταφέρει μια λάμψη ατμού, εκτοξεύεται πίσω στον αγωγό. Μια ορισμένη ποσότητα ατμού που προκύπτει με το υγρό που εκτοξεύεται στον άνω χώρο της δεξαμενής θα προκαλέσει δραματικές αλλαγές στη συνολική θερμοκρασία του χώρου της δεξαμενής, με αποτέλεσμα δραματικές αλλαγές στην πίεση. Όταν η διακύμανση της πίεσης είναι στην κορυφή και την κοιλάδα της πίεσης, είναι δυνατό να τεθεί η δεξαμενή σε κατάσταση αρνητικής πίεσης. Η επίδραση της διαφοράς πίεσης θα οδηγήσει σε δομική βλάβη του συστήματος.

Μετά την έκρηξη ατμών, η πίεση στον σωλήνα μειώνεται απότομα και το κρυογονικό υγρό επανεγχέεται στον κατακόρυφο σωλήνα λόγω της επίδρασης της βαρύτητας. Το υγρό υψηλής ταχύτητας θα παράγει ένα κραδασμό πίεσης παρόμοιο με το υδραυλικό πλήγμα, το οποίο έχει μεγάλο αντίκτυπο στο σύστημα, ειδικά στον διαστημικό εξοπλισμό.

Προκειμένου να εξαλειφθεί ή να μειωθεί η βλάβη που προκαλείται από το φαινόμενο του θερμοσίφωνα, στην εφαρμογή, αφενός, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στη μόνωση του συστήματος αγωγών, επειδή η εισβολή θερμότητας είναι η βασική αιτία του φαινομένου του θερμοσίφωνα. Αφετέρου, μπορούν να μελετηθούν διάφορα σχήματα: έγχυση αδρανούς μη συμπυκνούμενου αερίου, συμπληρωματική έγχυση κρυογονικού υγρού και αγωγός κυκλοφορίας. Η ουσία αυτών των σχημάτων είναι η μεταφορά της υπερβολικής θερμότητας του κρυογονικού υγρού, η αποφυγή της συσσώρευσης υπερβολικής θερμότητας, έτσι ώστε να αποτραπεί η εμφάνιση του φαινομένου του θερμοσίφωνα.

Για το σχήμα έγχυσης αδρανούς αερίου, το ήλιο χρησιμοποιείται συνήθως ως αδρανές αέριο και το ήλιο εγχέεται στον πυθμένα του αγωγού. Η διαφορά τάσης ατμών μεταξύ υγρού και ηλίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά μάζας των ατμών του προϊόντος από το υγρό στη μάζα του ηλίου, έτσι ώστε να εξατμιστεί μέρος του κρυογονικού υγρού, να απορροφηθεί θερμότητα από το κρυογονικό υγρό και να παραχθεί φαινόμενο υπερψύξης, αποτρέποντας έτσι τη συσσώρευση υπερβολικής θερμότητας. Αυτό το σχήμα χρησιμοποιείται σε ορισμένα συστήματα πλήρωσης διαστημικών προωθητικών. Η συμπληρωματική πλήρωση έχει ως στόχο τη μείωση της θερμοκρασίας του κρυογονικού υγρού με την προσθήκη υπερψυγμένου κρυογονικού υγρού, ενώ το σχήμα προσθήκης αγωγού κυκλοφορίας έχει ως στόχο τη δημιουργία φυσικής κατάστασης κυκλοφορίας μεταξύ αγωγού και δεξαμενής με την προσθήκη αγωγού, έτσι ώστε να μεταφερθεί η υπερβολική θερμότητα σε τοπικές περιοχές και να καταστραφούν οι συνθήκες για τη δημιουργία θερμοπίδακων.

Συντονιστείτε στο επόμενο άρθρο για άλλες ερωτήσεις!

Κρυογονικός Εξοπλισμός HL

Η HL Cryogenic Equipment, η οποία ιδρύθηκε το 1992, είναι μια μάρκα συνδεδεμένη με την HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. Η HL Cryogenic Equipment έχει δεσμευτεί για το σχεδιασμό και την κατασκευή του Συστήματος Κρυογονικών Σωλήνων Υψηλής Κενού με Μόνωση και του σχετικού Εξοπλισμού Υποστήριξης, για την κάλυψη των ποικίλων αναγκών των πελατών. Ο Σωλήνας και ο Εύκαμπτος Σωλήνας με Μόνωση Κενού κατασκευάζονται από ειδικά μονωμένα υλικά υψηλού κενού και πολλαπλών στρώσεων, πολλαπλών οπών, και υποβάλλονται σε μια σειρά εξαιρετικά αυστηρών τεχνικών επεξεργασιών και επεξεργασίας υψηλού κενού, η οποία χρησιμοποιείται για τη μεταφορά υγρού οξυγόνου, υγρού αζώτου, υγρού αργού, υγρού υδρογόνου, υγρού ηλίου, υγροποιημένου αερίου αιθυλενίου LEG και υγροποιημένου φυσικού αερίου LNG.

Η σειρά προϊόντων Σωλήνων με Επένδυση Κενού, Σωλήνων με Επένδυση Κενού, Βαλβίδων με Επένδυση Κενού και Διαχωριστών Φάσεων της HL Cryogenic Equipment Company, η οποία έχει υποβληθεί σε μια σειρά εξαιρετικά αυστηρών τεχνικών επεξεργασιών, χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά υγρού οξυγόνου, υγρού αζώτου, υγρού αργού, υγρού υδρογόνου, υγρού ηλίου, LEG και LNG, και αυτά τα προϊόντα συντηρούνται για κρυογονικό εξοπλισμό (π.χ. κρυογονικές δεξαμενές, δεξαμενές Dewar και ψυκτικά κουτιά κ.λπ.) σε βιομηχανίες διαχωρισμού αέρα, αερίων, αεροπορίας, ηλεκτρονικής, υπεραγωγών, τσιπ, συναρμολόγησης αυτοματισμού, τροφίμων και ποτών, φαρμακευτικής, νοσοκομείων, βιοτράπεζων, καουτσούκ, κατασκευής νέων υλικών, χημικής μηχανικής, σιδήρου και χάλυβα, επιστημονικής έρευνας κ.λπ.