Μια ασταθής διαδικασία στη μετάδοση

Κατά τη διαδικασία μεταφοράς κρυογονικού υγρού μέσω αγωγών, οι ειδικές ιδιότητες και η λειτουργία της κρυογονικής διαδικασίας θα προκαλέσουν μια σειρά ασταθών διεργασιών διαφορετικών από εκείνη του ρευστού σε κανονική θερμοκρασία στην κατάσταση μετάβασης πριν από την εγκαθίδρυση σταθερής κατάστασης. Η ασταθής διαδικασία έχει επίσης μεγάλη δυναμική επίδραση στον εξοπλισμό, η οποία μπορεί να προκαλέσει δομικές ζημιές. Για παράδειγμα, το σύστημα πλήρωσης υγρού οξυγόνου του πυραύλου μεταφοράς Saturn V στις Ηνωμένες Πολιτείες κάποτε προκάλεσε ρήξη της γραμμής έγχυσης λόγω της πρόσκρουσης της ασταθούς διαδικασίας κατά το άνοιγμα της βαλβίδας. Επιπλέον, η ασταθής διαδικασία προκάλεσε ζημιά σε άλλο βοηθητικό εξοπλισμό (όπως βαλβίδες, φυσητήρες κ.λπ.) είναι πιο συχνή. Η ασταθής διαδικασία στη διαδικασία μεταφοράς κρυογονικού υγρού μέσω αγωγών περιλαμβάνει κυρίως την πλήρωση του τυφλού σωλήνα διακλάδωσης, την πλήρωση μετά από διακοπτόμενη εκκένωση υγρού στον σωλήνα αποστράγγισης και την ασταθή διαδικασία κατά το άνοιγμα της βαλβίδας που έχει σχηματίσει τον θάλαμο αέρα στο μπροστινό μέρος. Αυτό που έχουν κοινό αυτές οι ασταθείς διεργασίες είναι ότι η ουσία τους είναι η πλήρωση της κοιλότητας ατμών με κρυογονικό υγρό, η οποία οδηγεί σε έντονη μεταφορά θερμότητας και μάζας στη διφασική διεπαφή, με αποτέλεσμα απότομες διακυμάνσεις των παραμέτρων του συστήματος. Δεδομένου ότι η διαδικασία πλήρωσης μετά από διακοπτόμενη εκκένωση υγρού από τον σωλήνα αποστράγγισης είναι παρόμοια με την ασταθή διαδικασία κατά το άνοιγμα της βαλβίδας που έχει σχηματίσει τον θάλαμο αέρα στο μπροστινό μέρος, τα παρακάτω αναλύουν μόνο την ασταθή διαδικασία όταν γεμίζει ο τυφλός σωλήνας διακλάδωσης και όταν ανοίγει η ανοιχτή βαλβίδα.

Η ασταθής διαδικασία πλήρωσης τυφλών σωλήνων διακλάδωσης

Για την ασφάλεια και τον έλεγχο του συστήματος, εκτός από τον κύριο σωλήνα μεταφοράς, θα πρέπει να υπάρχουν στο σύστημα αγωγών και ορισμένοι βοηθητικοί σωλήνες διακλάδωσης. Επιπλέον, η βαλβίδα ασφαλείας, η βαλβίδα εκκένωσης και άλλες βαλβίδες στο σύστημα θα εισάγουν αντίστοιχους σωλήνες διακλάδωσης. Όταν αυτοί οι κλάδοι δεν λειτουργούν, σχηματίζονται τυφλοί κλάδοι για το σύστημα αγωγών. Η θερμική διείσδυση του αγωγού από το περιβάλλον θα οδηγήσει αναπόφευκτα στην ύπαρξη κοιλοτήτων ατμών στον τυφλό σωλήνα (σε ορισμένες περιπτώσεις, οι κοιλότητες ατμών χρησιμοποιούνται ειδικά για τη μείωση της εισβολής θερμότητας του κρυογονικού υγρού από τον έξω κόσμο). Στην κατάσταση μετάβασης, η πίεση στον αγωγό θα αυξηθεί λόγω της ρύθμισης της βαλβίδας και άλλων λόγων. Υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης, το υγρό θα γεμίσει τον θάλαμο ατμών. Εάν κατά τη διαδικασία πλήρωσης του θαλάμου αερίου, ο ατμός που παράγεται από την εξάτμιση του κρυογονικού υγρού λόγω θερμότητας δεν είναι αρκετός για να αντιστρέψει την κίνηση του υγρού, το υγρό θα γεμίζει πάντα τον θάλαμο αερίου. Τέλος, μετά την πλήρωση της κοιλότητας αέρα, σχηματίζεται μια κατάσταση ταχείας πέδησης στη σφράγιση του τυφλού σωλήνα, η οποία οδηγεί σε απότομη πίεση κοντά στη σφράγιση.

Η διαδικασία πλήρωσης του τυφλού σωλήνα χωρίζεται σε τρία στάδια. Στο πρώτο στάδιο, το υγρό οδηγείται για να φτάσει στη μέγιστη ταχύτητα πλήρωσης υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης μέχρι να εξισορροπηθεί η πίεση. Στο δεύτερο στάδιο, λόγω αδράνειας, το υγρό συνεχίζει να γεμίζει προς τα εμπρός. Αυτή τη στιγμή, η αντίστροφη διαφορά πίεσης (η πίεση στον θάλαμο αερίου αυξάνεται με τη διαδικασία πλήρωσης) θα επιβραδύνει το υγρό. Το τρίτο στάδιο είναι το στάδιο της ταχείας πέδησης, στο οποίο η επίδραση της πίεσης είναι η μεγαλύτερη.

Η μείωση της ταχύτητας πλήρωσης και η μείωση του μεγέθους της κοιλότητας αέρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξάλειψη ή τον περιορισμό του δυναμικού φορτίου που παράγεται κατά την πλήρωση του τυφλού σωλήνα διακλάδωσης. Για το σύστημα μακριών αγωγών, η πηγή της ροής υγρού μπορεί να ρυθμιστεί ομαλά εκ των προτέρων για να μειωθεί η ταχύτητα της ροής και η βαλβίδα να παραμείνει κλειστή για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Όσον αφορά τη δομή, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε διαφορετικά οδηγητικά μέρη για να βελτιώσουμε την κυκλοφορία του υγρού στον τυφλό σωλήνα διακλάδωσης, να μειώσουμε το μέγεθος της κοιλότητας αέρα, να εισαγάγουμε τοπική αντίσταση στην είσοδο του τυφλού σωλήνα διακλάδωσης ή να αυξήσουμε τη διάμετρο του τυφλού σωλήνα διακλάδωσης για να μειώσουμε την ταχύτητα πλήρωσης. Επιπλέον, το μήκος και η θέση εγκατάστασης του σωλήνα Braille θα έχουν αντίκτυπο στο δευτερεύον υδατικό σοκ, επομένως πρέπει να δοθεί προσοχή στο σχεδιασμό και τη διάταξη. Ο λόγος για τον οποίο η αύξηση της διαμέτρου του σωλήνα θα μειώσει το δυναμικό φορτίο μπορεί να εξηγηθεί ποιοτικά ως εξής: για την πλήρωση του τυφλού σωλήνα διακλάδωσης, η ροή του σωλήνα διακλάδωσης περιορίζεται από τη ροή του κύριου σωλήνα, η οποία μπορεί να θεωρηθεί σταθερή τιμή κατά την ποιοτική ανάλυση. Η αύξηση της διαμέτρου του σωλήνα διακλάδωσης ισοδυναμεί με την αύξηση της διατομής, η οποία ισοδυναμεί με τη μείωση της ταχύτητας πλήρωσης, οδηγώντας έτσι στη μείωση του φορτίου.

Η ασταθής διαδικασία ανοίγματος βαλβίδας

Όταν η βαλβίδα είναι κλειστή, η διείσδυση θερμότητας από το περιβάλλον, ειδικά μέσω της θερμικής γέφυρας, οδηγεί γρήγορα στο σχηματισμό ενός αεροθαλάμου μπροστά από τη βαλβίδα. Αφού ανοίξει η βαλβίδα, ο ατμός και το υγρό αρχίζουν να κινούνται, επειδή ο ρυθμός ροής αερίου είναι πολύ υψηλότερος από τον ρυθμό ροής υγρού, ο ατμός στη βαλβίδα δεν ανοίγει πλήρως αμέσως μετά την εκκένωση, με αποτέλεσμα μια απότομη πτώση της πίεσης, το υγρό οδηγείται προς τα εμπρός υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης. Όταν το υγρό κλείσει ή δεν ανοίξει πλήρως η βαλβίδα, θα δημιουργηθούν συνθήκες πέδησης. Σε αυτή τη στιγμή, θα συμβεί κρούση νερού, παράγοντας ένα ισχυρό δυναμικό φορτίο.

Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για την εξάλειψη ή τη μείωση του δυναμικού φορτίου που δημιουργείται από την ασταθή διαδικασία ανοίγματος της βαλβίδας είναι η μείωση της πίεσης λειτουργίας στην μεταβατική κατάσταση, έτσι ώστε να μειωθεί η ταχύτητα πλήρωσης του θαλάμου αερίου. Επιπλέον, η χρήση βαλβίδων υψηλής ελεγχόμενης λειτουργίας, η αλλαγή της κατεύθυνσης του τμήματος του σωλήνα και η εισαγωγή ειδικού αγωγού παράκαμψης μικρής διαμέτρου (για τη μείωση του μεγέθους του θαλάμου αερίου) θα έχει επίδραση στη μείωση του δυναμικού φορτίου. Συγκεκριμένα, πρέπει να σημειωθεί ότι, σε αντίθεση με τη μείωση του δυναμικού φορτίου όταν γεμίζεται ο τυφλός σωλήνας διακλάδωσης αυξάνοντας τη διάμετρο του τυφλού σωλήνα διακλάδωσης, για την ασταθή διαδικασία όταν ανοίγει η βαλβίδα, η αύξηση της διαμέτρου του κύριου σωλήνα ισοδυναμεί με τη μείωση της ομοιόμορφης αντίστασης του σωλήνα, η οποία θα αυξήσει τον ρυθμό ροής του γεμισμένου θαλάμου αέρα, αυξάνοντας έτσι την τιμή πρόσκρουσης νερού.

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.