Fenômeno gêiser

O fenômeno do gêiser refere-se ao fenômeno de erupção causado pelo líquido criogênico sendo transportado pelo longo tubo vertical (referindo-se à relação comprimento-diâmetro atingindo um determinado valor) devido às bolhas produzidas pela vaporização do líquido e à polimerização entre as bolhas ocorrerá com o aumento das bolhas e, finalmente, o líquido criogênico será revertido para fora da entrada do tubo.

Gêiseres podem ocorrer quando a vazão na tubulação é baixa, mas só precisam ser notados quando o fluxo para.

Quando o líquido criogênico flui para baixo na tubulação vertical, é semelhante ao processo de pré-resfriamento. O líquido criogênico irá ferver e vaporizar devido ao calor, o que é diferente do processo de pré-resfriamento! No entanto, o calor provém principalmente da pequena invasão de calor ambiente, e não da maior capacidade térmica do sistema no processo de pré-resfriamento. Portanto, a camada limite líquida com temperatura relativamente alta é formada perto da parede do tubo, em vez do filme de vapor. Quando o líquido flui no tubo vertical, devido à invasão de calor ambiental, a densidade térmica da camada limite do fluido próxima à parede do tubo diminui. Sob a ação da flutuabilidade, o fluido reverterá o fluxo ascendente, formando a camada limite do fluido quente, enquanto o fluido frio no centro flui para baixo, formando o efeito de convecção entre os dois. A camada limite do fluido quente engrossa gradualmente ao longo da direção da corrente principal até bloquear completamente o fluido central e interromper a convecção. Depois disso, como não há convecção para retirar o calor, a temperatura do líquido na área quente aumenta rapidamente. Depois que a temperatura do líquido atinge a temperatura de saturação, ele começa a ferver e a produzir bolhas. A bomba de gás vibrante retarda o aumento das bolhas.

Devido à presença de bolhas no tubo vertical, a reação da força de cisalhamento viscosa da bolha reduzirá a pressão estática no fundo da bolha, o que por sua vez fará com que o líquido restante superaqueça, produzindo assim mais vapor, que por sua vez irá diminuir a pressão estática, de modo que a promoção mútua, até certo ponto, produzirá muito vapor. O fenômeno de um gêiser, que é um tanto semelhante a uma explosão, ocorre quando um líquido, carregando um jato de vapor, é ejetado de volta para a tubulação. Uma certa quantidade de vapor resultante do líquido ejetado para o espaço superior do tanque causará mudanças dramáticas na temperatura geral do espaço do tanque, resultando em mudanças dramáticas na pressão. Quando a flutuação de pressão está no pico e no vale de pressão, é possível deixar o tanque em estado de pressão negativa. O efeito da diferença de pressão levará a danos estruturais no sistema.

Após a erupção do vapor, a pressão no tubo cai rapidamente e o líquido criogênico é reinjetado no tubo vertical devido ao efeito da gravidade. O líquido em alta velocidade produzirá um choque de pressão semelhante ao golpe de aríete, que tem grande impacto no sistema, principalmente nos equipamentos espaciais.

Para eliminar ou reduzir os danos causados ​​pelo fenômeno gêiser, na aplicação, por um lado, devemos prestar atenção ao isolamento do sistema de dutos, pois a invasão de calor é a causa raiz do fenômeno gêiser; Por outro lado, vários esquemas podem ser estudados: injeção de gás inerte sem condensação, injeção suplementar de líquido criogênico e tubulação de circulação. A essência destes esquemas é transferir o excesso de calor do líquido criogênico, evitar o acúmulo de calor excessivo, de modo a prevenir a ocorrência do fenômeno do gêiser.

Para o esquema de injeção de gás inerte, o hélio é geralmente usado como gás inerte e o hélio é injetado na parte inferior do gasoduto. A diferença de pressão de vapor entre o líquido e o hélio pode ser usada para fazer a transferência de massa do vapor do produto do líquido para a massa de hélio, de modo a vaporizar parte do líquido criogênico, absorver o calor do líquido criogênico e produzir efeito de super-resfriamento, evitando assim o acúmulo de excesso aquecer. Este esquema é usado em alguns sistemas de enchimento de propulsores espaciais. O enchimento suplementar visa reduzir a temperatura do líquido criogênico adicionando líquido criogênico super-resfriado, enquanto o esquema de adição de tubulação de circulação é estabelecer uma condição de circulação natural entre a tubulação e o tanque adicionando tubulação, de modo a transferir o excesso de calor em áreas locais e destruir o condições para a geração de gêiseres.

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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.

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