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 de 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.