Нестабилен процес в предаването

В процеса на пренос на криогенни течности по тръбопроводи, специалните свойства и технологичният процес на криогенната течност ще доведат до поредица от нестабилни процеси, различни от тези на флуида с нормална температура в преходно състояние преди установяване на стабилно състояние. Нестабилният процес също така оказва голямо динамично въздействие върху оборудването, което може да причини структурни повреди. Например, системата за пълнене с течен кислород на транспортната ракета Saturn V в Съединените щати веднъж причини разкъсване на инфузионната линия поради въздействието на нестабилния процес при отваряне на клапана. Освен това, нестабилният процес е по-често срещан и при повреди на друго спомагателно оборудване (като клапани, мехове и др.). Нестабилният процес в процеса на пренос на криогенни течности по тръбопроводи включва главно пълнене на сляпа тръба, пълнене след периодично изпускане на течност в дренажната тръба и нестабилния процес при отваряне на клапана, който образува въздушна камера в предната част. Общото между тези нестабилни процеси е, че същността им е запълване на парната кухина с криогенна течност, което води до интензивен топло- и масопренос на двуфазния интерфейс, което води до резки колебания на системните параметри. Тъй като процесът на пълнене след периодично изпускане на течност от дренажната тръба е подобен на нестабилния процес при отваряне на клапана, образувал въздушната камера отпред, по-долу се анализира нестабилният процес само когато сляпата тръба е пълна и когато отвореният клапан е отворен.

Нестабилният процес на запълване на слепи отклоняващи тръби

За да се осигури безопасността и контролът на системата, в допълнение към основната транспортна тръба, в тръбопроводната система трябва да бъдат оборудвани и някои спомагателни разклонителни тръби. Освен това, предпазен клапан, изпускателен клапан и други клапани в системата ще въведат съответните разклонителни тръби. Когато тези разклонения не работят, се образуват слепи разклонения за тръбопроводната система. Термичното проникване на околната среда в тръбопровода неизбежно ще доведе до образуването на парни кухини в слепата тръба (в някои случаи парните кухини се използват специално за намаляване на топлинното проникване на криогенната течност от външния свят). В преходно състояние налягането в тръбопровода ще се повиши поради регулиране на клапаните и други причини. Под действието на разликата в налягането, течността ще запълни парната камера. Ако в процеса на пълнене на газовата камера парата, генерирана от изпаряването на криогенната течност поради топлината, не е достатъчна за обратното движение на течността, течността винаги ще запълва газовата камера. Накрая, след запълване на въздушната кухина, в уплътнението на слепата тръба се образува бързо спирачно състояние, което води до рязко налягане близо до уплътнението.

Процесът на пълнене на сляпата тръба е разделен на три етапа. В първия етап течността се движи, за да достигне максимална скорост на пълнене под действието на разликата в налягането, докато налягането се изравни. Във втория етап, поради инерцията, течността продължава да се пълни напред. В този момент обратната разлика в налягането (налягането в газовата камера се увеличава с процеса на пълнене) ще забави течността. Третият етап е етапът на бързо спиране, при който въздействието на налягането е най-голямо.

Намаляването на скоростта на пълнене и намаляването на размера на въздушната кухина може да се използва за елиминиране или ограничаване на динамичното натоварване, генерирано по време на пълненето на сляпата тръба. При дълга тръбопроводна система източникът на потока на течност може да се регулира плавно предварително, за да се намали скоростта на потока, а вентилът да се затваря за дълго време.

По отношение на конструкцията, можем да използваме различни направляващи части, за да подобрим циркулацията на течността в сляпата тръба, да намалим размера на въздушната кухина, да въведем локално съпротивление на входа на сляпата тръба или да увеличим диаметъра на сляпата тръба, за да намалим скоростта на пълнене. Освен това, дължината и позицията на монтаж на брайловата тръба ще окажат влияние върху вторичния воден удар, така че трябва да се обърне внимание на дизайна и оформлението. Причината, поради която увеличаването на диаметъра на тръбата ще намали динамичното натоварване, може да бъде качествено обяснена по следния начин: при пълненето на сляпата тръба потокът в тръбата е ограничен от потока в основната тръба, който може да се приеме за фиксирана стойност по време на качествения анализ. Увеличаването на диаметъра на тръбата е еквивалентно на увеличаване на площта на напречното сечение, което е еквивалентно на намаляване на скоростта на пълнене, като по този начин води до намаляване на натоварването.

Нестабилният процес на отваряне на клапана

Когато клапанът е затворен, проникването на топлина от околната среда, особено през термомост, бързо води до образуването на въздушна камера пред него. След отваряне на клапана, парата и течността започват да се движат. Тъй като дебитът на газа е много по-висок от дебита на течността, парата в клапана не се отваря напълно скоро след евакуацията, което води до бърз спад на налягането. Течността се изтласква напред под действието на разликата в налягането. Когато течността е близо до клапана, той не се отваря напълно, се образуват условия за спиране. В този момент се получава удар на вода, което създава силно динамично натоварване.

Най-ефективният начин за елиминиране или намаляване на динамичното натоварване, генерирано от нестабилния процес на отваряне на клапана, е да се намали работното налягане в преходното състояние, за да се намали скоростта на пълнене на газовата камера. Освен това, използването на високо управляеми клапани, промяната на посоката на тръбното сечение и въвеждането на специален байпасен тръбопровод с малък диаметър (за намаляване на размера на газовата камера) ще окажат влияние върху намаляването на динамичното натоварване. По-специално, трябва да се отбележи, че за разлика от намаляването на динамичното натоварване при пълнене на сляпа тръба чрез увеличаване на диаметъра ѝ, при нестабилния процес при отваряне на клапана увеличаването на диаметъра на главната тръба е еквивалентно на намаляване на равномерното съпротивление на тръбата, което ще увеличи дебита на запълнената въздушна камера, като по този начин ще увеличи стойността на удара на водата.

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.