Geysirilmiö

Geysiriilmiöllä tarkoitetaan purkautumisilmiötä, jonka aiheuttaa kryogeenisen nesteen kulkeutuminen alas pystysuoraa pitkää putkea pitkin (tarkoittaa pituus-halkaisijasuhteen saavuttamista tietyn arvon) nesteen höyrystyessä syntyvien kuplien ja kuplien välisen polymeroinnin seurauksena. tapahtuu kuplien lisääntyessä, ja lopulta kryogeeninen neste käännetään ulos putken sisääntuloaukosta.

Geysireitä voi syntyä, kun virtaus putkilinjassa on pieni, mutta ne tulee huomata vasta, kun virtaus pysähtyy.

Kun kryogeeninen neste virtaa alas pystysuorassa putkistossa, se on samanlainen kuin esijäähdytysprosessi. Kryogeeninen neste kiehuu ja höyrystyy lämmön vaikutuksesta, mikä eroaa esijäähdytysprosessista! Lämpö tulee kuitenkin pääasiassa pienestä ympäristön lämmön tunkeutumisesta, eikä järjestelmän suuremmasta lämpökapasiteetista esijäähdytysprosessissa. Siksi nesteen rajakerros, jonka lämpötila on suhteellisen korkea, muodostuu lähelle putken seinämää, eikä höyrykalvoa. Kun neste virtaa pystyputkessa, ympäristön lämmön tunkeutumisesta johtuen putken seinämän lähellä olevan nesteen rajakerroksen lämpötiheys pienenee. Kelluvuuden vaikutuksesta neste kääntää ylöspäin suuntautuvan virtauksen muodostaen kuuman nesteen rajakerroksen, kun taas keskellä oleva kylmä neste virtaa alaspäin muodostaen konvektiovaikutuksen näiden kahden välille. Kuuman nesteen rajakerros paksunee vähitellen päävirran suunnassa, kunnes se sulkee kokonaan keskusnesteen ja pysäyttää konvektion. Tämän jälkeen, koska lämpöä poistavaa konvektiota ei ole, nesteen lämpötila kuumalla alueella nousee nopeasti. Kun nesteen lämpötila saavuttaa kyllästyslämpötilan, se alkaa kiehua ja tuottaa kuplia Kierrekaasupommi hidastaa kuplien nousua.

Koska pystyputkessa on kuplia, kuplan viskoosin leikkausvoiman reaktio vähentää staattista painetta kuplan pohjassa, mikä puolestaan ​​saa jäljelle jäävän nesteen ylikuumenemaan, jolloin muodostuu enemmän höyryä, joka puolestaan alentaa staattista painetta, joten keskinäinen edistäminen tuottaa tietyssä määrin paljon höyryä. Geysirilmiö, joka muistuttaa jonkin verran räjähdystä, tapahtuu, kun nestettä, joka kuljettaa höyryä, sinkoutuu takaisin putkilinjaan. Tietty määrä höyryä, joka aiheutuu säiliön ylätilaan ruiskutetun nesteen kanssa, aiheuttaa dramaattisia muutoksia säiliötilan kokonaislämpötilassa, mikä johtaa dramaattisiin paineen muutoksiin. Kun paineenvaihtelu on paineen huipussa ja painelaaksossa, on mahdollista saada säiliö alipainetilaan. Paine-eron vaikutus johtaa järjestelmän rakenteellisiin vaurioihin.

Höyrynpurkauksen jälkeen paine putkessa laskee nopeasti ja kryogeeninen neste ruiskutetaan takaisin pystyputkeen painovoiman vaikutuksesta. Suurinopeuksinen neste tuottaa vesivasaran kaltaisen paineiskun, jolla on suuri vaikutus järjestelmään, erityisesti avaruuslaitteisiin.

Geysirilmiön aiheuttamien haittojen eliminoimiseksi tai vähentämiseksi sovelluksessa on toisaalta kiinnitettävä huomiota putkijärjestelmän eristykseen, koska lämmön tunkeutuminen on geysirilmiön perimmäinen syy; Toisaalta voidaan tutkia useita kaavioita: inertin ei-kondensoituvan kaasun ruiskutus, kryogeenisen nesteen lisäruiskutus ja kiertoputki. Näiden järjestelmien ydin on siirtää kryogeenisen nesteen ylimääräistä lämpöä, välttää liiallisen lämmön kertymistä, jotta estetään geysirilmiön esiintyminen.

Inerttikaasun ruiskutusjärjestelmässä heliumia käytetään yleensä inerttikaasuna ja heliumia ruiskutetaan putkilinjan pohjaan. Nesteen ja heliumin välistä höyrynpaine-eroa voidaan käyttää tuotehöyryn massan siirtoon nesteestä heliummassaan, jotta osa kryogeenisesta nesteestä höyrystyy, lämpö imeytyy kryogeenisesta nesteestä ja saadaan aikaan ylijäähdytysvaikutus, mikä estää liiallisen höyryn kertymisen. lämpöä. Tätä järjestelmää käytetään joissakin avaruuspolttoaineen täyttöjärjestelmissä. Täydentävällä täytöllä alennetaan kryogeenisen nesteen lämpötilaa lisäämällä alijäähdytettyä kryogeenistä nestettä, kun taas kiertoputkilinjan lisäämisen tarkoituksena on luoda luonnollinen kiertotila putkilinjan ja säiliön välille lisäämällä putkistoa, jotta ylimääräinen lämpö siirretään paikallisille alueille ja tuhotaan edellytykset geysirien syntymiselle.

Viritetty seuraavaan artikkeliin muita kysymyksiä varten!

HL:n kryogeeniset laitteet

HL Cryogenic Equipment, joka perustettiin vuonna 1992, on HL Cryogenic Equipment Companyn Cryogenic Equipment Co., Ltd:hen sidoksissa oleva tuotemerkki. HL Cryogenic Equipment on sitoutunut suunnittelemaan ja valmistamaan korkeatyhjiöeristettyjä kryogeenisiä putkistojärjestelmiä ja siihen liittyviä tukilaitteita vastaamaan asiakkaiden erilaisiin tarpeisiin. Tyhjiöeristetty putki ja taipuisa letku on valmistettu suurtyhjiöstä ja monikerroksisesta monisuojuksesta erikoiseristetyistä materiaaleista, ja ne läpäisevät sarjan erittäin tiukkoja teknisiä käsittelyjä ja suurtyhjiökäsittelyä, jota käytetään nestemäisen hapen, nestemäisen typen siirtoon. , nestemäinen argon, nestemäinen vety, nestemäinen helium, nesteytetty eteenikaasu LEG ja nesteytetty luonnonkaasu LNG.

HL Cryogenic Equipment Companyn tuotesarjoja tyhjiövaipallinen putki, tyhjiövaipallinen letku, tyhjiövaipallinen venttiili ja vaiheerotin, jotka ovat käyneet läpi sarjan erittäin tiukkoja teknisiä käsittelyjä, käytetään nestemäisen hapen, nestetypen, nestemäisen argonin, nestemäinen vety, nestemäinen helium, LEG ja LNG, ja näitä tuotteita huolletaan kryogeenisille laitteille (esim. kryogeeniset säiliöt, dewarit ja kylmälaatikot jne.) ilmanerotus-, kaasu-, ilmailu-, elektroniikka-, suprajohteiden, sirujen, automaatiokokoonpanon, elintarvike- ja juoma, apteekki, sairaala, biopankki, kumi, uusien materiaalien valmistus kemiantekniikka, rauta ja teräs sekä tieteellinen tutkimus jne.