Un procés inestable en la transmissió

En el procés de transmissió de canonades de líquids criogènics, les propietats especials i el funcionament del procés del líquid criogènic provocaran una sèrie de processos inestables diferents dels del fluid de temperatura normal en l'estat de transició abans de l'establiment de l'estat estable. El procés inestable també aporta un gran impacte dinàmic a l'equip, que pot causar danys estructurals. Per exemple, el sistema d'ompliment d'oxigen líquid del coet de transport Saturn V als Estats Units va provocar una vegada la ruptura de la línia d'infusió a causa de l'impacte del procés inestable quan es va obrir la vàlvula. A més, el procés inestable provoca danys a altres equips auxiliars (com vàlvules, manxes, etc.) és més freqüent. El procés inestable en el procés de transmissió de canonades de líquids criogènics inclou principalment l'ompliment de la canonada de branca cega, l'ompliment després de la descàrrega intermitent de líquid a la canonada de drenatge i el procés inestable en obrir la vàlvula que ha format la cambra d'aire a la part davantera. El que tenen en comú aquests processos inestables és que la seva essència és l'ompliment de la cavitat del vapor amb líquid criogènic, la qual cosa condueix a una intensa transferència de calor i massa a la interfície de dues fases, donant lloc a fortes fluctuacions dels paràmetres del sistema. Com que el procés d'ompliment després de la descàrrega intermitent de líquid de la canonada de drenatge és similar al procés inestable en obrir la vàlvula que ha format la cambra d'aire a la part davantera, a continuació només s'analitza el procés inestable quan s'omple la canonada cega de la branca i quan el s'obre la vàlvula oberta.

El procés inestable d'ompliment de tubs de branques cegues

Per a la consideració de la seguretat i el control del sistema, a més de la canonada de transport principal, s'han d'equipar algunes canonades auxiliars al sistema de canonades. A més, la vàlvula de seguretat, la vàlvula de descàrrega i altres vàlvules del sistema introduiran els tubs de derivació corresponents. Quan aquestes branques no funcionen, es formen branques cegues per al sistema de canonades. La invasió tèrmica de la canonada per l'entorn circumdant comportarà inevitablement l'existència de cavitats de vapor al tub cec (en alguns casos, les cavitats de vapor s'utilitzen especialment per reduir la invasió de calor del líquid criogènic des del món exterior "). En l'estat de transició, la pressió a la canonada augmentarà a causa de l'ajust de la vàlvula i altres motius. Sota l'acció de la diferència de pressió, el líquid omplirà la cambra de vapor. Si en el procés d'ompliment de la cambra de gas, el vapor generat per la vaporització del líquid criogènic a causa de la calor no és suficient per impulsar el líquid en reversa, el líquid sempre omplirà la cambra de gas. Finalment, després d'omplir la cavitat d'aire, es forma una condició de frenada ràpida al segell del tub cec, que condueix a una pressió forta a prop del segell.

El procés d'ompliment del tub cec es divideix en tres etapes. En la primera etapa, el líquid s'impulsa per assolir la màxima velocitat d'ompliment sota l'acció de la diferència de pressió fins que la pressió s'equilibra. En la segona etapa, a causa de la inèrcia, el líquid continua omplint-se cap endavant. En aquest moment, la diferència de pressió inversa (la pressió a la cambra de gas augmenta amb el procés d'ompliment) alentirà el fluid. La tercera etapa és la de frenada ràpida, en la qual l'impacte de la pressió és el més gran.

La reducció de la velocitat d'ompliment i la reducció de la mida de la cavitat d'aire es poden utilitzar per eliminar o limitar la càrrega dinàmica generada durant l'ompliment del tub de branca cega. Per al sistema de canonades llargs, la font del flux de líquid es pot ajustar sense problemes per avançat per reduir la velocitat del flux i la vàlvula es tanca durant molt de temps.

Pel que fa a l'estructura, podem utilitzar diferents peces de guia per millorar la circulació del líquid a la canonada de branca cega, reduir la mida de la cavitat de l'aire, introduir resistència local a l'entrada de la canonada de branca cega o augmentar el diàmetre de la canonada de branca cega. per reduir la velocitat d'ompliment. A més, la longitud i la posició d'instal·lació de la canonada braille tindran un impacte en el xoc d'aigua secundari, per la qual cosa s'ha de prestar atenció al disseny i la disposició. La raó per la qual augmentar el diàmetre de la canonada reduirà la càrrega dinàmica es pot explicar qualitativament de la següent manera: per a l'ompliment de la canonada cega, el flux de la canonada està limitat pel flux de la canonada principal, que es pot suposar que és un valor fix durant l'anàlisi qualitativa. . Augmentar el diàmetre del tub de branca equival a augmentar l'àrea de la secció transversal, que equival a reduir la velocitat d'ompliment, donant lloc a una reducció de càrrega.

El procés inestable d'obertura de la vàlvula

Quan la vàlvula està tancada, la intrusió de calor de l'entorn, especialment a través del pont tèrmic, condueix ràpidament a la formació d'una cambra d'aire davant de la vàlvula. Després d'obrir la vàlvula, el vapor i el líquid comencen a moure's, ja que el cabal de gas és molt superior al cabal de líquid, el vapor de la vàlvula no s'obre completament poc després de l'evacuació, donant lloc a una ràpida caiguda de pressió, líquid. s'impulsa cap endavant sota l'acció de la diferència de pressió, quan el líquid s'acosta a la vàlvula no oberta completament, formarà condicions de frenada, en aquest moment, es produirà una percussió d'aigua, produint una forta càrrega dinàmica.

La manera més eficaç d'eliminar o reduir la càrrega dinàmica generada pel procés inestable d'obertura de la vàlvula és reduir la pressió de treball en l'estat de transició, per tal de reduir la velocitat d'ompliment de la cambra de gas. A més, l'ús de vàlvules altament controlables, canviar la direcció de la secció de la canonada i introduir una canonada de derivació especial de petit diàmetre (per reduir la mida de la cambra de gas) tindrà un efecte en la reducció de la càrrega dinàmica. En particular, cal tenir en compte que a diferència de la reducció de càrrega dinàmica quan s'omple la canonada cega augmentant el diàmetre de la branca cega, per al procés inestable quan s'obre la vàlvula, augmentar el diàmetre de la canonada principal equival a reduir l'uniforme. resistència de la canonada, que augmentarà el cabal de la cambra d'aire plena, augmentant així el valor d'impacte de l'aigua.

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.