مقدمهلوله کشی

با توسعه فناوری برودتی، محصولات مایع برودتی نقش مهمی در بسیاری از زمینه ها مانند اقتصاد ملی، دفاع ملی و تحقیقات علمی ایفا کرده اند. کاربرد مایع برودتی مبتنی بر ذخیره سازی و حمل و نقل موثر و ایمن محصولات مایع برودتی است و انتقال مایع برودتی از طریق خط لوله در کل فرآیند ذخیره سازی و حمل و نقل انجام می شود. بنابراین، اطمینان از ایمنی و کارایی انتقال خط لوله مایع برودتی بسیار مهم است. برای انتقال مایعات برودتی، لازم است گاز موجود در خط لوله قبل از انتقال جایگزین شود، در غیر این صورت ممکن است باعث خرابی عملیات شود. فرآیند پیش سرد کردن یک پیوند اجتناب ناپذیر در فرآیند حمل و نقل محصول مایع برودتی است. این فرآیند شوک فشار قوی و سایر اثرات منفی را برای خط لوله به همراه خواهد داشت. علاوه بر این، پدیده آبفشان در خط لوله عمودی و پدیده ناپایدار عملکرد سیستم، مانند پر شدن انشعاب کور لوله، پر شدن پس از زهکشی فاصله و پر شدن محفظه هوا پس از باز شدن دریچه، درجات مختلفی از اثرات نامطلوب بر روی تجهیزات و خط لوله خواهد داشت. . با توجه به این موضوع، این مقاله به بررسی عمیق مشکلات فوق می پردازد و امیدوار است که از طریق تحلیل به راه حل آن دست یابد.

جابجایی گاز در خط قبل از انتقال

با توسعه فناوری برودتی، محصولات مایع برودتی نقش مهمی در بسیاری از زمینه ها مانند اقتصاد ملی، دفاع ملی و تحقیقات علمی ایفا کرده اند. کاربرد مایع برودتی مبتنی بر ذخیره سازی و حمل و نقل موثر و ایمن محصولات مایع برودتی است و انتقال مایع برودتی از طریق خط لوله در کل فرآیند ذخیره سازی و حمل و نقل انجام می شود. بنابراین، اطمینان از ایمنی و کارایی انتقال خط لوله مایع برودتی بسیار مهم است. برای انتقال مایعات برودتی، لازم است گاز موجود در خط لوله قبل از انتقال جایگزین شود، در غیر این صورت ممکن است باعث خرابی عملیات شود. فرآیند پیش سرد کردن یک پیوند اجتناب ناپذیر در فرآیند حمل و نقل محصول مایع برودتی است. این فرآیند شوک فشار قوی و سایر اثرات منفی را برای خط لوله به همراه خواهد داشت. علاوه بر این، پدیده آبفشان در خط لوله عمودی و پدیده ناپایدار عملکرد سیستم، مانند پر شدن انشعاب کور لوله، پر شدن پس از زهکشی فاصله و پر شدن محفظه هوا پس از باز شدن دریچه، درجات مختلفی از اثرات نامطلوب بر روی تجهیزات و خط لوله خواهد داشت. . با توجه به این موضوع، این مقاله به بررسی عمیق مشکلات فوق می پردازد و امیدوار است که از طریق تحلیل به راه حل آن دست یابد.

فرآیند پیش خنک سازی خط لوله

در کل فرآیند انتقال خط لوله مایع برودتی، قبل از ایجاد یک حالت انتقال پایدار، یک سیستم لوله کشی پیش خنک و گرم و فرآیند تجهیزات دریافت، یعنی فرآیند پیش خنک سازی وجود خواهد داشت. در این فرآیند، خط لوله و تجهیزات دریافت کننده برای مقاومت در برابر تنش انقباض و فشار ضربه قابل توجه، بنابراین باید کنترل شود.

بیایید با تجزیه و تحلیل روند شروع کنیم.

کل فرآیند پیش سرد کردن با یک فرآیند تبخیر شدید شروع می شود و سپس جریان دو فازی ظاهر می شود. در نهایت، جریان تک فاز پس از خنک شدن کامل سیستم ظاهر می شود. در ابتدای فرآیند خنک‌سازی، دمای دیواره به وضوح از دمای اشباع مایع برودتی فراتر می‌رود، و حتی از دمای حد بالایی مایع برودتی - دمای بیش از حد نهایی - فراتر می‌رود. به دلیل انتقال حرارت، مایع نزدیک دیواره لوله گرم می شود و فوراً تبخیر می شود تا فیلم بخار تشکیل شود که کاملاً دیواره لوله را احاطه می کند ، یعنی جوش فیلم رخ می دهد. پس از آن، با فرآیند پیش سرد کردن، دمای دیواره لوله به تدریج به زیر دمای سوپرهیت حد می‌رسد و سپس شرایط مساعدی برای جوشاندن انتقالی و جوشش حباب‌دار ایجاد می‌شود. در طی این فرآیند نوسانات فشار زیاد رخ می دهد. هنگامی که پیش خنک سازی تا مرحله خاصی انجام می شود، ظرفیت گرمایی خط لوله و تهاجم حرارتی به محیط، مایع برودتی را تا دمای اشباع گرم نمی کند و حالت جریان تک فاز ظاهر می شود.

در فرآیند تبخیر شدید، نوسانات شدید جریان و فشار ایجاد خواهد شد. در کل فرآیند نوسانات فشار، حداکثر فشاری که برای اولین بار پس از ورود مستقیم مایع برودتی به لوله داغ تشکیل می شود، حداکثر دامنه در کل فرآیند نوسان فشار است و موج فشار می تواند ظرفیت فشار سیستم را تأیید کند. بنابراین، تنها موج فشار اول به طور کلی مورد مطالعه قرار می گیرد.

پس از باز شدن دریچه، مایع برودتی تحت تأثیر اختلاف فشار به سرعت وارد خط لوله می شود و فیلم بخار تولید شده توسط تبخیر، مایع را از دیواره لوله جدا می کند و یک جریان محوری متحدالمرکز را تشکیل می دهد. از آنجا که ضریب مقاومت بخار بسیار کوچک است، بنابراین سرعت جریان مایع برودتی بسیار زیاد است، با پیشرفت رو به جلو، دمای مایع به دلیل جذب گرما و به تدریج افزایش می یابد، بر این اساس، فشار خط لوله افزایش می یابد، سرعت پر شدن کاهش می یابد. پایین اگر طول لوله به اندازه کافی باشد، دمای مایع باید در نقطه‌ای به حد اشباع برسد، در این مرحله حرکت مایع متوقف می‌شود. حرارت از دیواره لوله به مایع برودتی برای تبخیر استفاده می شود، در این زمان سرعت تبخیر بسیار افزایش می یابد، فشار در خط لوله نیز افزایش می یابد، ممکن است به 1. 5 ~ 2 برابر فشار ورودی برسد. تحت عمل اختلاف فشار، بخشی از مایع به مخزن ذخیره مایع برودتی رانده می‌شود و در نتیجه سرعت تولید بخار کوچک‌تر می‌شود و به دلیل اینکه بخشی از بخار تولید شده از تخلیه خروجی لوله، فشار لوله افت می‌کند. یک دوره زمانی، خط لوله مایع را دوباره در شرایط اختلاف فشار ایجاد می کند، این پدیده دوباره ظاهر می شود، بنابراین تکرار می شود. اما در فرآیند زیر به دلیل وجود فشار مشخص و بخشی از مایع در لوله، افزایش فشار ناشی از مایع جدید کم است، بنابراین پیک فشار از پیک اول کوچکتر خواهد بود.

در کل فرآیند پیش سرد کردن، سیستم نه تنها باید یک ضربه موج فشار زیادی را تحمل کند، بلکه باید تنش انقباض زیادی را نیز به دلیل سرما تحمل کند. عمل ترکیبی این دو ممکن است باعث آسیب ساختاری به سیستم شود، بنابراین باید اقدامات لازم برای کنترل آن انجام شود.

از آنجایی که سرعت جریان پیش خنک‌سازی مستقیماً بر فرآیند پیش خنک‌سازی و اندازه تنش انقباض سرد تأثیر می‌گذارد، فرآیند پیش خنک‌سازی را می‌توان با کنترل سرعت جریان پیش خنک‌سازی کنترل کرد. اصل انتخاب معقول نرخ جریان پیش خنک‌سازی، کوتاه کردن زمان پیش خنک‌سازی با استفاده از نرخ جریان پیش خنک‌کننده بزرگ‌تر است تا اطمینان حاصل شود که نوسان فشار و تنش انقباض سرد از محدوده مجاز تجهیزات و خطوط لوله تجاوز نمی‌کند. اگر سرعت جریان پیش خنک کننده خیلی کم باشد، عملکرد عایق خط لوله برای خط لوله خوب نیست، ممکن است هرگز به حالت خنک کننده نرسد.

در فرآیند پیش خنک سازی به دلیل وقوع جریان دو فازی، اندازه گیری دبی واقعی با فلومتر معمولی غیرممکن است، بنابراین نمی توان از آن برای هدایت کنترل دبی پیش خنک کننده استفاده کرد. اما ما می توانیم به طور غیرمستقیم اندازه جریان را با نظارت بر فشار معکوس کشتی گیرنده قضاوت کنیم. تحت شرایط خاص، رابطه بین فشار معکوس مخزن گیرنده و جریان پیش خنک کننده را می توان با روش تحلیلی تعیین کرد. هنگامی که فرآیند پیش خنک سازی به حالت جریان تک فاز پیش می رود، جریان واقعی اندازه گیری شده توسط فلومتر می تواند برای هدایت کنترل جریان پیش خنک کننده استفاده شود. این روش اغلب برای کنترل پر شدن پیشران مایع برودتی برای موشک استفاده می شود.

تغییر فشار معکوس مخزن گیرنده مربوط به فرآیند پیش خنک سازی به شرح زیر است، که می توان از آن برای قضاوت کیفی مرحله پیش خنک سازی استفاده کرد: زمانی که ظرفیت اگزوز مخزن گیرنده ثابت باشد، فشار برگشتی به دلیل خشونت به سرعت افزایش می یابد. ابتدا مایع برودتی تبخیر می شود و سپس با کاهش دمای مخزن و خط لوله به تدریج به عقب برمی گردد. در این زمان، ظرفیت پیش خنک کننده افزایش می یابد.

برای سوالات دیگر با مقاله بعدی همراه هستید!

تجهیزات برودتی HL

HL Cryogenic Equipment که در سال 1992 تاسیس شد یک برند وابسته به شرکت تجهیزات برودتی HL Cryogenic Equipment Co.,Ltd است. تجهیزات برودتی HL متعهد به طراحی و ساخت سیستم لوله‌کشی برودتی عایق‌شده با خلاء بالا و تجهیزات پشتیبانی مربوطه برای رفع نیازهای مختلف مشتریان است. لوله عایق خلاء و شیلنگ منعطف در خلاء بالا و مواد عایق چند صفحه ای چند لایه ساخته شده است و از یک سری درمان های فنی بسیار سخت و عملیات خلاء بالا عبور می کند که برای انتقال اکسیژن مایع، نیتروژن مایع استفاده می شود. ، آرگون مایع، هیدروژن مایع، هلیوم مایع، گاز اتیلن مایع LEG و گاز طبیعی مایع LNG.

سری محصولات لوله وکیوم ژاکت دار، شیلنگ وکیوم ژاکت دار، شیر ژاکت دار و فاز جداکننده در شرکت تجهیزات برودتی HL که از یک سری درمان های فنی بسیار سخت عبور کرده است، برای انتقال اکسیژن مایع، نیتروژن مایع، آرگون مایع استفاده می شود. هیدروژن مایع، هلیوم مایع، LEG و LNG، و این محصولات برای تجهیزات برودتی (مانند مخازن برودتی، دیوار و جعبه‌های سرد و غیره) در صنایع جداسازی هوا، گازها، هوانوردی، الکترونیک، ابررساناها، تراشه‌ها، مونتاژ اتوماسیون، غذا و نوشیدنی، داروخانه، بیمارستان، بانک زیستی، لاستیک، ساخت مواد جدید مهندسی شیمی، آهن و فولاد، و تحقیقات علمی و غیره.