Феноменът на гейзера

Феноменът на гейзера се отнася до феномена на изригване, причинен от криогенната течност, транспортирана надолу по вертикалната дълга тръба (отнасяща се до съотношението дължина-диаметър, достигащо определена стойност), поради мехурчетата, получени от изпаряването на течността. Полимеризацията между мехурчетата ще се случи с увеличаването на мехурчетата и накрая криогенната течност ще бъде изведена обратно от входа на тръбата.

Гейзери могат да се появят, когато дебитът в тръбопровода е нисък, но е необходимо да се забелязват само когато потокът спре.

Когато криогенната течност тече надолу по вертикалния тръбопровод, това е подобно на процеса на предварително охлаждане. Криогенната течност ще заври и ще се изпари поради топлината, което е различно от процеса на предварително охлаждане! Топлината обаче идва главно от малкото проникване на околната топлина, а не от по-големия топлинен капацитет на системата в процеса на предварително охлаждане. Следователно, граничният слой на течността с относително висока температура се образува близо до стената на тръбата, а не от паровия филм. Когато течността тече във вертикалната тръба, поради проникването на околната топлина, топлинната плътност на граничния слой на течността близо до стената на тръбата намалява. Под действието на плаваемостта, течността ще обърне възходящия поток, образувайки граничния слой на горещата течност, докато студената течност в центъра тече надолу, образувайки конвекционен ефект между двете. Граничният слой на горещата течност постепенно се сгъстява по посока на основния поток, докато напълно блокира централната течност и спре конвекцията. След това, тъй като няма конвекция, която да отнема топлина, 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 Zingle забавя издигането на мехурчетата.

Поради наличието на мехурчета във вертикалната тръба, реакцията на вискозната срязваща сила на мехурчетата ще намали статичното налягане в долната им част, 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 намали статичното налягане, така че взаимното им разпространение до известна степен ще доведе до образуването на много пара. Феноменът на гейзер, който е донякъде подобен на експлозия, възниква, когато течност, носеща струя пара, се изхвърли обратно в тръбопровода. Определено количество пара, последвано от изхвърлена течност в горното пространство на резервоара, ще причини драматични промени в общата температура в пространството на резервоара, което ще доведе до драматични промени в налягането. Когато колебанията в налягането са в пика и спада, е възможно резервоарът да се постави в състояние на отрицателно налягане. Ефектът от разликата в налягането ще доведе до структурни повреди на системата.

След изригването на парата, налягането в тръбата спада рязко и криогенната течност се инжектира отново във вертикалната тръба поради ефекта на гравитацията. Високоскоростната течност ще предизвика ударно налягане, подобно на водния удар, което ще има голямо въздействие върху системата, особено върху космическото оборудване.

За да се елиминират или намалят вредите, причинени от гейзерния феномен, при прилагането му, от една страна, трябва да се обърне внимание на изолацията на тръбопроводната система, тъй като проникването на топлина е основната причина за гейзерния феномен; от друга страна, могат да се проучат 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 от криогенната течност, да се избегне натрупването на прекомерна топлина и така да се предотврати появата на гейзерен феномен.

При схемата за инжектиране на инертен газ, хелий обикновено се използва като инертен газ, който се инжектира в долната част на тръбопровода. Разликата в налягането на парите между течността и хелия може да се използва за осъществяване на масопренос на продуктови пари 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 прекомерна топлина. Тази схема се използва в някои системи за пълнене с космическо гориво. Допълнителното пълнене е за намаляване на температурата на криогенната течност чрез добавяне на преохладена криогенна течност, докато схемата за добавяне на циркулационен тръбопровод е за установяване на естествено условие за циркулация между тръбопровода и резервоара чрез добавяне на тръбопровод, така че да се пренесе излишната топлина в локалните зони и да се премахнат условията за генериране на гейзери.

Ще се насоча към следващата статия за други въпроси!

Криогенно оборудване HL

HL Cryogenic Equipment, основана през 1992 г., е марка, свързана с HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment е ангажирана с проектирането и производството на криогенни тръбопроводни системи с висока вакуумна изолация и свързано с тях спомагателно оборудване, за да отговори на различните нужди на клиентите. Вакуумно изолираните тръби и гъвкави маркучи са изработени от високовакуумни и многослойни, многоекранни специални изолирани материали и преминават през серия от изключително строги технически обработки и обработка под висок вакуум, които се използват за пренос на течен кислород, течен азот, течен аргон, течен водород, течен хелий, втечнен етилен (газ LEG) и втечнен природен газ LNG (втечнен природен газ).

Продуктовата серия вакуумно обвити тръби, вакуумно обвити маркучи, вакуумно обвити клапани и фазови сепаратори на HL Cryogenic Equipment Company, която е преминала през серия от изключително строги технически обработки, се използва 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. криогенни резервоари, съдове на Дюар и студени кутии и др.) в индустриите за разделяне на въздух, газове, авиация, електроника, свръхпроводници, чипове, автоматизиран монтаж, хранително-вкусова промишленост, фармация, болници, биобанки, каучук, производство на нови материали, химическо инженерство, желязо и стомана, научни изследвания и др.