پدیده آبفشان

پدیده آبفشان به پدیده فوران ناشی از انتقال مایع برودتی به پایین لوله بلند عمودی (اشاره به نسبت طول به قطر رسیدن به مقدار معین) به دلیل حباب های تولید شده در اثر تبخیر مایع و پلیمریزاسیون بین حباب ها اشاره دارد. با افزایش حباب ها اتفاق می افتد و در نهایت مایع برودتی از ورودی لوله خارج می شود.

آبفشان ها ممکن است زمانی رخ دهند که سرعت جریان در خط لوله کم است، اما فقط زمانی که جریان متوقف می شود باید به آنها توجه کرد.

هنگامی که مایع برودتی در خط لوله عمودی به سمت پایین جریان می یابد، شبیه به فرآیند پیش خنک سازی است. مایع برودتی در اثر گرما می جوشد و تبخیر می شود که با فرآیند پیش خنک سازی متفاوت است! با این حال، گرما عمدتاً از تهاجم گرمای کوچک محیط به جای ظرفیت گرمای بزرگتر سیستم در فرآیند پیش خنک‌سازی ناشی می‌شود. بنابراین، لایه مرزی مایع با دمای نسبتاً بالا به جای فیلم بخار، در نزدیکی دیواره لوله تشکیل می شود. هنگامی که مایع در لوله عمودی جریان می یابد، به دلیل تهاجم گرمای محیطی، چگالی حرارتی لایه مرزی سیال در نزدیکی دیواره لوله کاهش می یابد. تحت عمل شناوری، سیال جریان رو به بالا را معکوس می کند و لایه مرزی سیال داغ را تشکیل می دهد، در حالی که سیال سرد در مرکز به سمت پایین جریان می یابد و اثر همرفتی بین این دو را تشکیل می دهد. لایه مرزی سیال داغ به تدریج در جهت جریان اصلی ضخیم می شود تا جایی که به طور کامل سیال مرکزی را مسدود کرده و همرفت را متوقف می کند. پس از آن، چون همرفتی وجود ندارد که گرما را از بین ببرد، دمای مایع در ناحیه گرم به سرعت بالا می رود. پس از اینکه دمای مایع به دمای اشباع رسید، شروع به جوشیدن می کند و حباب تولید می کند.

به دلیل وجود حباب در لوله عمودی، واکنش نیروی برشی چسبناک حباب باعث کاهش فشار استاتیکی در پایین حباب می شود که به نوبه خود باعث گرم شدن بیش از حد مایع باقی مانده و در نتیجه تولید بخار بیشتر می شود که به نوبه خود باعث می شود فشار استاتیک را پایین بیاورید، بنابراین تبلیغ متقابل، تا حدی، بخار زیادی تولید می کند. پدیده آبفشان، که تا حدودی شبیه انفجار است، زمانی رخ می دهد که مایعی که بخار را با خود حمل می کند، دوباره به خط لوله خارج می شود. مقدار مشخصی از بخار ناشی از مایع خارج شده به فضای بالای مخزن باعث تغییرات چشمگیری در دمای کلی فضای مخزن می شود و در نتیجه تغییرات چشمگیری در فشار ایجاد می شود. زمانی که نوسان فشار در اوج و دره فشار باشد، می توان مخزن را در حالت فشار منفی قرار داد. اثر اختلاف فشار منجر به آسیب ساختاری سیستم خواهد شد.

پس از فوران بخار، فشار در لوله به سرعت کاهش می یابد و مایع برودتی به دلیل اثر گرانش دوباره به لوله عمودی تزریق می شود. مایع با سرعت بالا یک شوک فشاری مشابه چکش آبی ایجاد می کند که تأثیر زیادی بر روی سیستم به خصوص تجهیزات فضایی دارد.

برای از بین بردن یا کاهش آسیب های ناشی از پدیده آبفشان، در کاربرد، از یک سو باید به عایق بودن سیستم خط لوله توجه کرد، زیرا تهاجم گرما علت اصلی پدیده آبفشان است. از سوی دیگر، چندین طرح را می توان مورد مطالعه قرار داد: تزریق گاز غیر متراکم بی اثر، تزریق مکمل مایع برودتی و خط لوله گردش. ماهیت این طرح ها انتقال گرمای اضافی مایع برودتی، جلوگیری از انباشت گرمای بیش از حد است تا از وقوع پدیده آبفشان جلوگیری شود.

برای طرح تزریق گاز بی اثر، معمولا از هلیوم به عنوان گاز بی اثر استفاده می شود و هلیوم به پایین خط لوله تزریق می شود. اختلاف فشار بخار بین مایع و هلیوم را می توان برای انتقال جرم بخار محصول از مایع به جرم هلیوم استفاده کرد، به طوری که بخشی از مایع برودتی را تبخیر کرد، گرما را از مایع برودتی جذب کرد و اثر خنک کنندگی بیش از حد ایجاد کرد، بنابراین از تجمع بیش از حد جلوگیری می شود. گرما این طرح در برخی از سیستم های پرکننده پیشران فضایی استفاده می شود. پر کردن تکمیلی کاهش دمای مایع برودتی با افزودن مایع برودتی فوق خنک است، در حالی که طرح افزودن خط لوله گردشی ایجاد یک شرایط گردش طبیعی بین خط لوله و مخزن با افزودن خط لوله است تا گرمای اضافی در مناطق محلی منتقل شود و از بین برود. شرایط برای تولید آبفشان

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.