Um processo instável na transmissão

No processo de transmissão de pipeline líquido criogênico, as propriedades especiais e a operação do processo do líquido criogênico causarão uma série de processos instáveis ​​diferentes dos do fluido de temperatura normal no estado de transição antes do estabelecimento de estado estável. O processo instável também traz um grande impacto dinâmico ao equipamento, o que pode causar danos estruturais. Por exemplo, o sistema de enchimento de oxigênio líquido do foguete de transporte de Saturno V nos Estados Unidos causou uma ruptura da linha de infusão devido ao impacto do processo instável quando a válvula foi aberta. Além disso, o processo instável causou o dano de outros equipamentos auxiliares (como válvulas, fole etc.) é mais comum. O processo instável no processo de transmissão criogênica de pipeline líquido inclui principalmente o preenchimento do tubo de ramo cego, o recheio após descarga intermitente de líquido no tubo de drenagem e o processo instável ao abrir a válvula que formou a câmara de ar na frente. O que esses processos instáveis ​​têm em comum é que sua essência é o preenchimento da cavidade de vapor pelo líquido criogênico, o que leva a intensa transferência de calor e massa na interface em duas fases, resultando em acentuadas flutuações dos parâmetros do sistema. Como o processo de enchimento após a descarga intermitente do líquido do tubo de drenagem é semelhante ao processo instável ao abrir a válvula que formou a câmara de ar na frente, o seguinte analisa apenas o processo instável quando o tubo de ramo cego é preenchido e quando o A válvula aberta é aberta.

O processo instável de preencher tubos cegos de ramo

Para a consideração da segurança e controle do sistema, além do tubo de transporte principal, alguns tubos de ramificação auxiliares devem ser equipados no sistema de tubulação. Além disso, a válvula de segurança, a válvula de descarga e outras válvulas no sistema introduzirão tubos de ramificação correspondentes. Quando esses ramos não estão funcionando, os ramos cegos são formados para o sistema de tubulação. A invasão térmica do oleoduto pelo ambiente circundante levará inevitavelmente à existência de cavidades de vapor no tubo cego (em alguns casos, as cavidades de vapor são especialmente usadas para reduzir a invasão de calor do líquido criogênico do mundo exterior "). No estado de transição, a pressão na tubulação aumentará devido ao ajuste da válvula e outros motivos. Sob a ação da diferença de pressão, o líquido preencherá a câmara de vapor. Se no processo de enchimento da câmara de gás, o vapor gerado pela vaporização do líquido criogênico devido ao calor não for suficiente para reverter o líquido, o líquido sempre preencherá a câmara de gás. Finalmente, depois de encher a cavidade do ar, uma condição de frenagem rápida é formada no selo do tubo cego, o que leva a uma pressão acentuada perto do selo

O processo de enchimento do tubo cego é dividido em três estágios. No primeiro estágio, o líquido é acionado para atingir a velocidade máxima de enchimento sob a ação da diferença de pressão até que a pressão seja equilibrada. No segundo estágio, devido à inércia, o líquido continua a preencher. Nesse momento, a diferença de pressão reversa (a pressão na câmara de gás aumenta com o processo de enchimento) diminuirá o fluido. O terceiro estágio é o estágio de frenagem rápida, no qual o impacto da pressão é o maior.

Reduzir a velocidade de enchimento e reduzir o tamanho da cavidade do ar pode ser usada para eliminar ou limitar a carga dinâmica gerada durante o enchimento do tubo de ramificação cega. Para o sistema de tubulação longa, a fonte do fluxo do líquido pode ser ajustada sem problemas para reduzir a velocidade do fluxo e a válvula foi fechada por um longo tempo.

Em termos de estrutura, podemos usar diferentes peças orientadoras para melhorar a circulação líquida no tubo de ramo cego, reduzir o tamanho da cavidade do ar, introduzir resistência local na entrada do tubo de ramo cego ou aumentar o diâmetro do tubo de ramo cego Para reduzir a velocidade de enchimento. Além disso, a posição de comprimento e instalação do tubo de Braille terá um impacto no choque secundário da água, para que a atenção seja dada ao design e ao layout. A razão pela qual aumentar o diâmetro do tubo reduzirá a carga dinâmica pode ser explicada qualitativamente da seguinte forma: para o preenchimento de tubo de ramo cego, o fluxo do tubo de ramificação é limitado pelo fluxo principal do tubo, que pode ser assumido como um valor fixo durante a análise qualitativa . Aumentar o diâmetro do tubo de ramificação é equivalente a aumentar a área da seção transversal, o que equivale a reduzir a velocidade de enchimento, levando assim à redução da carga.

O processo instável de abertura da válvula

Quando a válvula é fechada, a intrusão de calor do ambiente, especialmente através da ponte térmica, leva rapidamente à formação de uma câmara de ar em frente à válvula. Após a abertura da válvula, o vapor e o líquido começam a se mover, porque a taxa de fluxo de gás é muito maior que a vazão do líquido, o vapor na válvula não está totalmente aberto logo após a evacuação, resultando em uma queda rápida na pressão, líquido é conduzido para a frente sob a ação da diferença de pressão, quando o líquido próximo a não abriu completamente a válvula, formará condições de frenagem, neste momento, ocorrerá percussão de água, produzindo uma forte carga dinâmica.

A maneira mais eficaz de eliminar ou reduzir a carga dinâmica gerada pelo processo instável de abertura da válvula é reduzir a pressão de trabalho no estado de transição, de modo a reduzir a velocidade de encher a câmara de gás. Além disso, o uso de válvulas altamente controláveis, alterando a direção da seção do tubo e a introdução do pipeline de desvio especial de pequeno diâmetro (para reduzir o tamanho da câmara de gás) terá um efeito na redução da carga dinâmica. Em particular, deve -se notar que diferente da redução dinâmica de carga quando o tubo de ramo cego é preenchido aumentando o diâmetro do tubo de ramo cego, para o processo instável quando a válvula é aberta, aumentando o diâmetro do tubo principal é equivalente a reduzir o uniforme Resistência ao tubo, que aumentará a taxa de fluxo da câmara de ar preenchida, aumentando assim o valor da greve da água.

Equipamento criogênico HL

A HL Criogenic Equipment, fundada em 1992, é uma marca afiliada à empresa de equipamentos criogênicos da HL Co., Ltd. O equipamento criogênico da HL está comprometido com o design e a fabricação do sistema de tubulação criogênico isolado de alto vácuo e equipamentos de suporte relacionados para atender às várias necessidades dos clientes. O tubo isolado a vácuo e a mangueira flexível são construídos em um alto vácuo e multi-camada de várias telas materiais isolados e passa por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos e tratamento de alto vácuo, que é usado para transferir oxigênio líquido, nitrogênio líquido, nitrogênio líquido , argônio líquido, hidrogênio líquido, hélio líquido, perna de gás de etileno liquefeito e LNG de gás natural liquefeito.

A série de produtos de tubo de jaqueta a vácuo, mangueira de jaqueta a vácuo, válvula jaqueta a vácuo e separador de fases na empresa de equipamentos criogênicos da HL, que passou por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos, são usados ​​para transferir oxigênio líquido, nitrogênio líquido, argônio líquido, Hidrogênio líquido, hélio líquido, perna e GNL, e esses produtos são atendidos para equipamentos criogênicos (por exemplo, tanques criogênicos, orvalhos e caixas frias etc.) em indústrias de separação de ar, gases, aviação, eletrônicos, supercondutores, chips, montagem de automação, alimentos e alimentos e bebida, farmácia, hospital, biobank, borracha, novo material de engenharia química de fabricação, ferro e aço e pesquisa científica etc.