Epävakaa prosessi lähetyksessä

Kryogeenisen nesteen putkistokuljetusprosessissa kryogeenisen nesteen erityisominaisuudet ja prosessitoiminta aiheuttavat useita epävakaita prosesseja, jotka poikkeavat normaalin lämpötilan nesteen prosesseista siirtymätilassa ennen vakaan tilan saavuttamista. Epävakaa prosessi aiheuttaa myös suuria dynaamisia vaikutuksia laitteisiin, mikä voi aiheuttaa rakenteellisia vaurioita. Esimerkiksi Saturn V -kuljetusraketin nestemäisen hapen täyttöjärjestelmä Yhdysvalloissa aiheutti kerran infuusiolinjan repeämisen epävakaan prosessin vaikutuksesta venttiilin avauduttua. Lisäksi epävakaa prosessi aiheutti yleisempiä vaurioita muille apulaitteille (kuten venttiileille, palkeille jne.). Kryogeenisen nesteen putkistokuljetusprosessin epävakaa prosessi sisältää pääasiassa umpihaaraputken täyttämisen, täytön ajoittaisen nesteen tyhjennyksen jälkeen tyhjennysputkessa ja epävakaan prosessin venttiilin avauduttua, jolloin ilmakammio on muodostunut eteen. Näille epävakaille prosesseille on yhteistä se, että niiden ydin on höyryontelon täyttäminen kryogeenisellä nesteellä, mikä johtaa voimakkaaseen lämmön ja massan siirtymiseen kaksifaasirajapinnassa ja aiheuttaa järjestelmäparametrien jyrkkiä vaihteluita. Koska täyttöprosessi nesteen ajoittaisen purkautumisen jälkeen tyhjennysputkesta on samanlainen kuin epävakaa prosessi avattaessa venttiiliä, joka on muodostanut ilmakammion edessä, seuraavassa analysoidaan epävakaata prosessia vain, kun sokea haaraputki on täytetty ja kun avoin venttiili on avattu.

Sokeiden haaraputkien täyttöprosessi on epävakaa

Järjestelmän turvallisuuden ja ohjauksen huomioon ottamiseksi putkistossa tulisi pääkuljetusputken lisäksi olla joitakin apuhaaraputkia. Lisäksi järjestelmään tulee varoventtiili, poistoventtiili ja muut venttiilit, jotka tuovat vastaavat haaraputket. Kun nämä haarat eivät toimi, putkistoon muodostuu umpihaaraputkia. Ympäröivän ympäristön aiheuttama lämpövaikutus putkistoon johtaa väistämättä höyryonteloiden muodostumiseen umpiputkeen (joissakin tapauksissa höyryonteloita käytetään erityisesti vähentämään kryogeenisen nesteen lämpövaikutusta ulkomaailmasta). Siirtymätilassa putkiston paine nousee venttiilin säädön ja muiden syiden vuoksi. Paine-eron vaikutuksesta neste täyttää höyrykammion. Jos kaasukammion täyttöprosessissa kryogeenisen nesteen höyrystymisestä lämmön vaikutuksesta syntyvä höyry ei riitä nesteen kääntämiseen, neste täyttää kaasukammion. Lopuksi ilmaontelon täyttämisen jälkeen umpiputken tiivisteeseen muodostuu nopea jarrutustila, joka johtaa terävään paineeseen tiivisteen lähellä.

Sokean putken täyttöprosessi on jaettu kolmeen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa nestettä ajetaan saavuttamaan suurin täyttönopeus paine-eron vaikutuksesta, kunnes paine on tasapainossa. Toisessa vaiheessa neste jatkaa täyttymistä eteenpäin inertian vaikutuksesta. Tällöin vastakkainen paine-ero (kaasukammion paine kasvaa täyttöprosessin myötä) hidastaa nestettä. Kolmas vaihe on nopea jarrutusvaihe, jossa paineen vaikutus on suurin.

Täyttönopeuden ja ilmaontelon koon pienentäminen voi poistaa tai rajoittaa umpihaaraputken täytön aikana syntyvää dynaamista kuormitusta. Pitkässä putkistossa nesteen virtauslähdettä voidaan säätää portaattomasti etukäteen virtausnopeuden vähentämiseksi ja venttiili voidaan sulkea pitkäksi aikaa.

Rakenteen osalta voimme käyttää erilaisia ​​ohjausosia nesteen kierron parantamiseksi umpihaaraputkessa, ilmaontelon koon pienentämiseksi, paikallisen vastuksen aikaansaamiseksi umpihaaraputken sisääntulossa tai umpihaaraputken halkaisijan kasvattamiseksi täyttönopeuden vähentämiseksi. Lisäksi pistekirjoitusputken pituus ja asennusasento vaikuttavat toissijaiseen vesishokkiin, joten suunnitteluun ja asetteluun on kiinnitettävä huomiota. Syy siihen, miksi putken halkaisijan kasvattaminen vähentää dynaamista kuormitusta, voidaan selittää laadullisesti seuraavasti: umpihaaraputken täytössä haaraputken virtausta rajoittaa pääputken virtaus, jonka voidaan olettaa olevan kiinteä arvo laadullisessa analyysissä. Haaraputken halkaisijan kasvattaminen vastaa poikkileikkauspinta-alan kasvattamista, mikä vastaa täyttönopeuden vähentämistä ja siten kuormituksen pienenemistä.

Venttiilin avautumisen epävakaa prosessi

Kun venttiili on suljettu, ympäristöstä, erityisesti kylmäsillan kautta, tuleva lämpö johtaa nopeasti ilmakammion muodostumiseen venttiilin eteen. Kun venttiili on avattu, höyry ja neste alkavat liikkua, koska kaasun virtausnopeus on paljon suurempi kuin nesteen virtausnopeus. Venttiilin höyry ei avaudu kokonaan heti tyhjenemisen jälkeen, mikä johtaa nopeaan paineen laskuun. Paine-ero työntää nestettä eteenpäin. Kun neste sulkeutuu tai ei avaudu kokonaan, venttiiliin muodostuu jarrutus. Tällöin vesi iskee, mikä aiheuttaa voimakkaan dynaamisen kuormituksen.

Tehokkain tapa poistaa tai vähentää venttiilin avautumisen epävakaan prosessin aiheuttamaa dynaamista kuormitusta on alentaa käyttöpainetta siirtymätilassa, jotta kaasukammion täyttönopeus hidastuu. Lisäksi erittäin ohjattavien venttiilien käyttö, putkiosan suunnan muuttaminen ja pienen halkaisijan omaavan erityisen ohitusputken käyttöönotto (kaasukammion koon pienentämiseksi) vaikuttavat dynaamisen kuormituksen pienenemiseen. Erityisesti on huomattava, että dynaamisen kuormituksen pienentäminen sokean haaran putken halkaisijaa kasvattamalla eroaa umpihaarasta täytettäessä saavutettavasta dynaamisen kuormituksen pienentämisestä, kun venttiili avataan epävakaassa prosessissa pääputken halkaisijan kasvattaminen vastaa putken tasaisen vastuksen pienentämistä, mikä lisää täytetyn ilmakammion virtausnopeutta ja siten veden iskuvoimaa.

HL Kryogeeniset laitteet

Vuonna 1992 perustettu HL Cryogenic Equipment on HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd.:n sidosryhmä. HL Cryogenic Equipment on sitoutunut suunnittelemaan ja valmistamaan korkeavakuumieristettyjä kryogeenisiä putkistoja ja niihin liittyviä tukilaitteita asiakkaiden erilaisten tarpeiden täyttämiseksi. Tyhjiöeristetyt putket ja joustavat letkut on valmistettu korkeavakuumi- ja monikerroksisista moniseulaeristetyistä materiaaleista, ja ne käyvät läpi useita erittäin tiukkoja teknisiä käsittelyjä ja korkeavakuumikäsittelyä, joita käytetään nestemäisen hapen, nestemäisen typen, nestemäisen argonin, nestemäisen vedyn, nestemäisen heliumin, nesteytetyn etyleenikaasun (LEG) ja nesteytetyn maakaasun (LNG) siirtämiseen.

HL Cryogenic Equipment Companyn tyhjiövaippaputkien, tyhjiöletkujen, tyhjiöventtiilien ja faasierottimien tuotesarja, joka on käynyt läpi sarjan erittäin tiukkoja teknisiä käsittelyjä, on tarkoitettu nestemäisen hapen, nestemäisen typen, nestemäisen argonin, nestemäisen vedyn, nestemäisen heliumin, LEG:n ja LNG:n siirtoon. Näitä tuotteita huolletaan kryogeenisissä laitteissa (esim. kryogeeniset säiliöt, dewar-säiliöt ja kylmälaatikot jne.) ilmanerotus-, kaasu-, ilmailu-, elektroniikka-, suprajohde-, siru-, automaatiokokoonpano-, elintarvike- ja juoma-, apteekki-, sairaala-, biopankki-, kumi-, uusien materiaalien valmistus-, kemiantekniikan, rauta- ja terästeollisuuden sekä tieteellisen tutkimuksen jne. aloilla.