Феноменът на гейзера

Феноменът на гейзера се отнася до феномена на изригване, причинен от транспортирането на криогенна течност надолу по вертикалната дълга тръба (отнасящо се до съотношението дължина-диаметър, достигащо определена стойност) поради мехурчетата, произведени от изпаряването на течността, и полимеризацията между мехурчетата ще се случи с увеличаването на мехурчетата и накрая криогенната течност ще бъде обърната от входа на тръбата.

Гейзери могат да се появят, когато дебитът в тръбопровода е нисък, но те трябва да бъдат забелязани само когато потокът спре.

Когато криогенната течност тече надолу във вертикалния тръбопровод, това е подобно на процеса на предварително охлаждане. Криогенната течност ще кипи и ще се изпарява поради топлина, което е различно от процеса на предварително охлаждане! Топлината обаче идва главно от малкото проникване на топлина от околната среда, а не от по-големия топлинен капацитет на системата в процеса на предварително охлаждане. Следователно течният граничен слой с относително висока температура се образува близо до стената на тръбата, а не до парния филм. Когато течността тече във вертикалната тръба, поради инвазията на топлина от околната среда, топлинната плътност на граничния слой на течността близо до стената на тръбата намалява. Под действието на плаваемостта течността ще обърне потока нагоре, образувайки граничния слой на горещата течност, докато студената течност в центъра тече надолу, образувайки конвекционния ефект между двете. Граничният слой на горещия флуид се сгъстява постепенно по посока на главния поток, докато напълно блокира централния флуид и спре конвекцията. След това, тъй като няма конвекция, която да отнема топлината, температурата на течността в горещата зона се повишава бързо. След като температурата на течността достигне температурата на насищане, тя започва да кипи и да произвежда мехурчета Газовата бомба със звънене забавя издигането на мехурчета.

Поради наличието на мехурчета във вертикалната тръба, реакцията на вискозната сила на срязване на мехурчето ще намали статичното налягане на дъното на мехурчето, което от своя страна ще доведе до прегряване на останалата течност, като по този начин ще се произведе повече пара, което от своя страна ще намалете статичното налягане, така че взаимното насърчаване до известна степен ще произведе много пара. Феноменът на гейзера, който донякъде прилича на експлозия, възниква, когато течност, носеща изблик на пара, изхвърли обратно в тръбопровода. Определено количество пари, получени с течност, изхвърлена в горното пространство на резервоара, ще предизвика драматични промени в общата температура на пространството на резервоара, което води до драматични промени в налягането. Когато колебанието на налягането е в пика и долината на налягането, възможно е резервоарът да се постави в състояние на отрицателно налягане. Ефектът от разликата в налягането ще доведе до структурна повреда на системата.

След изригването на парите налягането в тръбата пада бързо и криогенната течност се инжектира отново във вертикалната тръба поради ефекта на гравитацията. Високоскоростната течност ще предизвика шок под налягане, подобен на водния чук, който има голямо въздействие върху системата, особено върху космическото оборудване.

За да елиминираме или намалим вредите, причинени от феномена на гейзера, в приложението, от една страна, трябва да обърнем внимание на изолацията на тръбопроводната система, тъй като топлинната инвазия е основната причина за феномена на гейзера; От друга страна могат да се изследват няколко схеми: инжектиране на инертен некондензиращ газ, допълнително инжектиране на криогенна течност и циркулационен тръбопровод. Същността на тези схеми е да се прехвърли излишната топлина на криогенна течност, да се избегне натрупването на прекомерна топлина, така че да се предотврати появата на гейзерен феномен.

За схемата за впръскване на инертен газ обикновено се използва хелий като инертен газ и хелият се инжектира в дъното на тръбопровода. Разликата в налягането на парите между течност и хелий може да се използва за извършване на масов трансфер на парите на продукта от течност към хелиева маса, така че да се изпари част от криогенната течност, да се абсорбира топлината от криогенната течност и да се получи ефект на преохлаждане, като по този начин се предотврати натрупването на прекомерно топлина. Тази схема се използва в някои системи за пълнене на космическо гориво. Допълнителното пълнене е да се намали температурата на криогенната течност чрез добавяне на свръхохладена криогенна течност, докато схемата за добавяне на циркулационен тръбопровод е да се установи състояние на естествена циркулация между тръбопровода и резервоара чрез добавяне на тръбопровод, така че да се прехвърли излишната топлина в локалните зони и да се унищожи условия за генериране на гейзери.

Очаквайте следващата статия за други въпроси！

Криогенно оборудване HL

HL Cryogenic Equipment, която е основана през 1992 г., е марка, свързана с HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment се ангажира с проектирането и производството на високовакуумно изолирана криогенна тръбопроводна система и свързаното поддържащо оборудване, за да отговори на различните нужди на клиентите. Вакуумно изолираната тръба и гъвкавият маркуч са изработени от висок вакуум и многослойни многоекранни специални изолирани материали и преминават през серия от изключително строги технически обработки и обработка с висок вакуум, която се използва за прехвърляне на течен кислород, течен азот , течен аргон, течен водород, течен хелий, втечнен етиленов газ LEG и втечнен природен газ LNG.

Серията продукти от тръба с вакуумна кожух, маркуч с вакуумна кожух, клапан с вакуумна кожух и фазов сепаратор в HL Cryogenic Equipment Company, преминали през серия от изключително строги технически обработки, се използват за пренос на течен кислород, течен азот, течен аргон, течен водород, течен хелий, LEG и LNG и тези продукти се обслужват за криогенно оборудване (напр. резервоари, дюарови съдове и охладителни кутии и т.н.) в индустрии за разделяне на въздуха, газове, авиация, електроника, свръхпроводници, чипове, автоматизирано сглобяване, храни и напитки, фармация, болници, биобанки, каучук, производство на нови материали, химическо инженерство, желязо и стомана и научни изследвания и др.