Fenòmen guèiser

El fenomen del guèiser fa referència al fenomen d'erupció causat pel transport del líquid criogènic per la canonada llarga vertical (en referència a la relació longitud-diàmetre que arriba a un cert valor) a causa de les bombolles produïdes per la vaporització del líquid i la polimerització entre les bombolles. es produirà amb l'augment de les bombolles i, finalment, el líquid criogènic s'invertirà fora de l'entrada de la canonada.

Els guèisers poden aparèixer quan el cabal a la canonada és baix, però només cal que es notin quan el flux s'atura.

Quan el líquid criogènic flueix cap avall a la canonada vertical, és similar al procés de prerefrigerament. El líquid criogènic bullirà i es vaporitzarà a causa de la calor, que és diferent del procés de prerefrigeració! No obstant això, la calor prové principalment de la petita invasió de calor ambiental, en lloc de la capacitat de calor del sistema més gran en el procés de prerefrigeració. Per tant, la capa límit líquida amb una temperatura relativament alta es forma a prop de la paret del tub, en lloc de la pel·lícula de vapor. Quan el líquid flueix a la canonada vertical, a causa de la invasió de calor ambiental, la densitat tèrmica de la capa límit del fluid a prop de la paret de la canonada disminueix. Sota l'acció de la flotabilitat, el fluid invertirà el flux ascendent, formant la capa límit del fluid calent, mentre que el fluid fred al centre flueix cap avall, formant l'efecte de convecció entre els dos. La capa límit del fluid calent s'espesseix gradualment al llarg de la direcció del corrent principal fins que bloqueja completament el fluid central i atura la convecció. Després d'això, com que no hi ha convecció per eliminar la calor, la temperatura del líquid a la zona calenta augmenta ràpidament. Després que la temperatura del líquid arriba a la temperatura de saturació, comença a bullir i a produir bombolles La bomba de gas zingle frena l'augment de les bombolles.

A causa de la presència de bombolles a la canonada vertical, la reacció de la força de cisalla viscosa de la bombolla reduirà la pressió estàtica a la part inferior de la bombolla, que al seu torn farà que el líquid restant es sobreescalfi, produint així més vapor, que al seu torn farà. reduir la pressió estàtica, de manera que la promoció mútua, fins a cert punt, produirà molt de vapor. El fenomen d'un guèiser, que és una mica similar a una explosió, es produeix quan un líquid, que transporta un llampec de vapor, torna a expulsar-se a la canonada. Una certa quantitat de vapor que es produeix amb el líquid expulsat a l'espai superior del dipòsit provocarà canvis dramàtics en la temperatura global de l'espai del dipòsit, donant lloc a canvis espectaculars de pressió. Quan la fluctuació de pressió es troba en el pic i la vall de pressió, és possible fer que el dipòsit en un estat de pressió negativa. L'efecte de la diferència de pressió provocarà danys estructurals del sistema.

Després de l'erupció del vapor, la pressió a la canonada cau ràpidament i el líquid criogènic es torna a injectar a la canonada vertical a causa de l'efecte de la gravetat. El líquid d'alta velocitat produirà un cop de pressió similar al cop d'ariet, que té un gran impacte en el sistema, especialment en l'equip espacial.

Per eliminar o reduir el dany causat pel fenomen del guèiser, a l'aplicació, d'una banda, hem de prestar atenció a l'aïllament del sistema de canonades, perquè la invasió de calor és la causa principal del fenomen del guèiser; D'altra banda, es poden estudiar diversos esquemes: injecció de gas inert no condensant, injecció suplementària de líquid criogènic i canonada de circulació. L'essència d'aquests esquemes és transferir l'excés de calor del líquid criogènic, evitar l'acumulació de calor excessiva, per tal d'evitar que es produeixi el fenomen del guèiser.

Per a l'esquema d'injecció de gas inert, l'heli s'utilitza normalment com a gas inert i l'heli s'injecta a la part inferior de la canonada. La diferència de pressió de vapor entre el líquid i l'heli es pot utilitzar per fer la transferència de massa del vapor del producte del líquid a la massa d'heli, per vaporitzar part del líquid criogènic, absorbir la calor del líquid criogènic i produir un efecte de refredament excessiu, evitant així l'acumulació de massa excessiva. calor. Aquest esquema s'utilitza en alguns sistemes d'ompliment de propulsors espacials. L'ompliment addicional és reduir la temperatura del líquid criogènic afegint líquid criogènic sobrerefrigerat, mentre que l'esquema d'afegir una canonada de circulació és establir una condició de circulació natural entre la canonada i el dipòsit afegint la canonada, per transferir l'excés de calor a les zones locals i destruir la condicions per a la generació de guèisers.

Sintonitza el següent article per a altres preguntes!

HL Equips criogènics

HL Cryogenic Equipment, que es va fundar el 1992, és una marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment està compromès amb el disseny i la fabricació del sistema de canonades criogèniques aïllades al buit i els equips de suport relacionats per satisfer les diferents necessitats dels clients. El tub aïllat al buit i la mànega flexible estan construïts amb materials aïllants especials de pantalla múltiple de múltiples capes i de buit elevat i passa per una sèrie de tractaments tècnics extremadament estrictes i tractaments d'alt buit, que s'utilitzen per transferir oxigen líquid, nitrogen líquid. , argó líquid, hidrogen líquid, heli líquid, gas etilè liquat LEG i gas natural liquat GNL.

La sèrie de productes de canonada amb camisa al buit, mànega amb camisa al buit, vàlvula amb camisa al buit i separador de fases a HL Cryogenic Equipment Company, que va passar per una sèrie de tractaments tècnics extremadament estrictes, s'utilitzen per transferir oxigen líquid, nitrogen líquid, argó líquid, hidrogen líquid, heli líquid, LEG i GNL, i aquests productes es donen servei per a equips criogènics (per exemple, tancs criogènics, dewars i caixes frigorífiques, etc.) en indústries de separació d'aire, gasos, aviació, electrònica, superconductors, xips, muntatge d'automatització, alimentació i begudes, farmàcia, hospital, biobanc, cautxú, enginyeria química de fabricació de nous materials, ferro i acer i investigació científica, etc.