Introduçãoprodução

Com o desenvolvimento da tecnologia criogénica, os produtos líquidos criogénicos têm desempenhado um papel importante em muitos campos, como a economia nacional, a defesa nacional e a investigação científica. A aplicação de líquido criogênico é baseada no armazenamento e transporte eficazes e seguros de produtos líquidos criogênicos, e a transmissão de líquido criogênico por dutos passa por todo o processo de armazenamento e transporte. Portanto, é muito importante garantir a segurança e a eficiência da transmissão de dutos de líquidos criogênicos. Para a transmissão de líquidos criogênicos é necessária a reposição do gás na tubulação antes da transmissão, caso contrário poderá causar falha operacional. O processo de pré-resfriamento é um elo inevitável no processo de transporte de produtos líquidos criogênicos. Este processo trará forte choque de pressão e outros efeitos negativos ao gasoduto. Além disso, o fenômeno do gêiser na tubulação vertical e o fenômeno instável da operação do sistema, como o enchimento do tubo cego, o enchimento após a drenagem do intervalo e o enchimento da câmara de ar após a abertura da válvula, trarão diferentes graus de efeitos adversos no equipamento e na tubulação. . Diante disso, este artigo faz uma análise aprofundada dos problemas acima e espera encontrar a solução por meio da análise.

Deslocamento de gás na linha antes da transmissão

Com o desenvolvimento da tecnologia criogénica, os produtos líquidos criogénicos têm desempenhado um papel importante em muitos campos, como a economia nacional, a defesa nacional e a investigação científica. A aplicação de líquido criogênico é baseada no armazenamento e transporte eficazes e seguros de produtos líquidos criogênicos, e a transmissão de líquido criogênico por dutos passa por todo o processo de armazenamento e transporte. Portanto, é muito importante garantir a segurança e a eficiência da transmissão de dutos de líquidos criogênicos. Para a transmissão de líquidos criogênicos é necessária a reposição do gás na tubulação antes da transmissão, caso contrário poderá causar falha operacional. O processo de pré-resfriamento é um elo inevitável no processo de transporte de produtos líquidos criogênicos. Este processo trará forte choque de pressão e outros efeitos negativos ao gasoduto. Além disso, o fenômeno do gêiser na tubulação vertical e o fenômeno instável da operação do sistema, como o enchimento do tubo cego, o enchimento após a drenagem do intervalo e o enchimento da câmara de ar após a abertura da válvula, trarão diferentes graus de efeitos adversos no equipamento e na tubulação. . Diante disso, este artigo faz uma análise aprofundada dos problemas acima e espera encontrar a solução por meio da análise.

O processo de pré-resfriamento do pipeline

Em todo o processo de transmissão por dutos de líquidos criogênicos, antes de estabelecer um estado de transmissão estável, haverá um sistema de pré-resfriamento e tubulação quente e um processo de equipamento de recepção, ou seja, o processo de pré-resfriamento. Neste processo, o gasoduto e o equipamento receptor suportam tensões de contração e pressão de impacto consideráveis, por isso devem ser controlados.

Vamos começar com uma análise do processo.

Todo o processo de pré-resfriamento começa com um violento processo de vaporização e então surge um fluxo bifásico. Finalmente, o fluxo monofásico aparece após o sistema ser completamente resfriado. No início do processo de pré-resfriamento, a temperatura da parede obviamente excede a temperatura de saturação do líquido criogênico e até excede a temperatura limite superior do líquido criogênico – a temperatura final de superaquecimento. Devido à transferência de calor, o líquido próximo à parede do tubo é aquecido e vaporizado instantaneamente para formar um filme de vapor, que envolve completamente a parede do tubo, ou seja, ocorre a ebulição do filme. Depois disso, com o processo de pré-resfriamento, a temperatura da parede do tubo cai gradualmente abaixo da temperatura limite de superaquecimento e, então, são formadas condições favoráveis ​​para a ebulição de transição e a ebulição da bolha. Grandes flutuações de pressão ocorrem durante este processo. Quando o pré-resfriamento é realizado até um determinado estágio, a capacidade térmica da tubulação e a invasão de calor do ambiente não aquecerão o líquido criogênico até a temperatura de saturação, e aparecerá o estado de fluxo monofásico.

No processo de vaporização intensa, serão geradas flutuações dramáticas de fluxo e pressão. Em todo o processo de flutuação de pressão, a pressão máxima formada pela primeira vez após o líquido criogênico entrar diretamente no tubo quente é a amplitude máxima em todo o processo de flutuação de pressão, e a onda de pressão pode verificar a capacidade de pressão do sistema. Portanto, apenas a primeira onda de pressão é geralmente estudada.

Após a abertura da válvula, o líquido criogênico entra rapidamente na tubulação sob a ação da diferença de pressão, e a película de vapor gerada pela vaporização separa o líquido da parede da tubulação, formando um fluxo axial concêntrico. Como o coeficiente de resistência do vapor é muito pequeno, a vazão do líquido criogênico é muito grande, com o avanço, a temperatura do líquido devido à absorção de calor e aumenta gradualmente, consequentemente, a pressão da tubulação aumenta, a velocidade de enchimento diminui abaixo. Se o tubo for suficientemente longo, a temperatura do líquido deverá atingir a saturação em algum ponto, momento em que o líquido para de avançar. O calor da parede do tubo para o líquido criogênico é todo utilizado para evaporação, neste momento a velocidade de evaporação aumenta bastante, a pressão na tubulação também aumenta, pode atingir 1,5 ~ 2 vezes a pressão de entrada. Sob a ação da diferença de pressão, parte do líquido será conduzido de volta ao tanque de armazenamento de líquido criogênico, resultando em menor velocidade de geração de vapor, e porque parte do vapor gerado a partir da descarga de saída do tubo, queda de pressão do tubo, após Após um período de tempo, a tubulação restabelecerá o líquido nas condições de diferença de pressão, o fenômeno aparecerá novamente, tão repetido. Porém, no processo seguinte, como existe uma certa pressão e parte do líquido na tubulação, o aumento de pressão causado pelo novo líquido é pequeno, então o pico de pressão será menor que o primeiro pico.

Em todo o processo de pré-resfriamento, o sistema não só tem que suportar um grande impacto de onda de pressão, mas também tem que suportar uma grande tensão de contração devido ao frio. A ação combinada dos dois pode causar danos estruturais ao sistema, portanto medidas necessárias devem ser tomadas para controlá-lo.

Como a vazão de pré-resfriamento afeta diretamente o processo de pré-resfriamento e o tamanho da tensão de contração a frio, o processo de pré-resfriamento pode ser controlado controlando a vazão de pré-resfriamento. O princípio de seleção razoável da vazão de pré-resfriamento é encurtar o tempo de pré-resfriamento usando uma vazão de pré-resfriamento maior com a premissa de garantir que a flutuação de pressão e a tensão de contração a frio não excedam a faixa permitida de equipamentos e tubulações. Se a vazão de pré-resfriamento for muito pequena, o desempenho do isolamento da tubulação não é bom para a tubulação e pode nunca atingir o estado de resfriamento.

No processo de pré-resfriamento, devido à ocorrência de vazão bifásica, é impossível medir a vazão real com o medidor de vazão comum, portanto ele não pode ser utilizado para orientar o controle da vazão de pré-resfriamento. Mas podemos avaliar indiretamente o tamanho do fluxo monitorando a contrapressão do recipiente receptor. Sob certas condições, a relação entre a contrapressão do recipiente receptor e o fluxo de pré-resfriamento pode ser determinada pelo método analítico. Quando o processo de pré-resfriamento progride para o estado de fluxo monofásico, o fluxo real medido pelo medidor de vazão pode ser usado para orientar o controle do fluxo de pré-resfriamento. Este método é frequentemente usado para controlar o enchimento de propelente líquido criogênico para foguetes.

A mudança na contrapressão do recipiente receptor corresponde ao processo de pré-resfriamento da seguinte forma, que pode ser usado para avaliar qualitativamente o estágio de pré-resfriamento: quando a capacidade de exaustão do recipiente receptor é constante, a contrapressão aumentará rapidamente devido ao violento vaporização do líquido criogênico em primeiro lugar e, em seguida, cair gradualmente com a diminuição da temperatura do recipiente receptor e da tubulação. Neste momento, a capacidade de pré-resfriamento aumenta.

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Equipamento Criogênico HL

A HL Cryogenic Equipment, fundada em 1992, é uma marca afiliada à HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. A HL Cryogenic Equipment está comprometida com o projeto e fabricação do sistema de tubulação criogênica isolada de alto vácuo e equipamentos de suporte relacionados para atender às diversas necessidades dos clientes. O tubo isolado a vácuo e a mangueira flexível são construídos em materiais isolados especiais de alto vácuo e multitela multicamadas e passam por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos e tratamento de alto vácuo, que é usado para transferência de oxigênio líquido, nitrogênio líquido , argônio líquido, hidrogênio líquido, hélio líquido, gás etileno liquefeito LEG e gás natural liquefeito GNL.

A série de produtos de tubo revestido a vácuo, mangueira revestida a vácuo, válvula revestida a vácuo e separador de fase na HL Cryogenic Equipment Company, que passou por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos, é usada para transferência de oxigênio líquido, nitrogênio líquido, argônio líquido, hidrogênio líquido, hélio líquido, LEG e GNL, e esses produtos são atendidos para equipamentos criogênicos (por exemplo, tanques criogênicos, Dewars e caixas frias etc.) em indústrias de separação de ar, gases, aviação, eletrônica, supercondutores, chips, montagem de automação, alimentos e bebidas, farmácia, hospital, biobanco, borracha, engenharia química de fabricação de novos materiais, ferro e aço e pesquisa científica, etc.