یک فرآیند ناپایدار در انتقال

در فرآیند انتقال خط لوله مایع برودتی، خواص ویژه و عملکرد فرآیند مایع برودتی باعث ایجاد یک سری فرآیندهای ناپایدار متفاوت از سیال دمای معمولی در حالت گذار قبل از ایجاد حالت پایدار می شود. فرآیند ناپایدار همچنین تأثیر دینامیکی زیادی به تجهیزات وارد می کند که ممکن است باعث آسیب ساختاری شود. به عنوان مثال، سیستم پر کردن اکسیژن مایع موشک حمل و نقل Saturn V در ایالات متحده زمانی باعث پارگی خط تزریق به دلیل تأثیر فرآیند ناپایدار هنگام باز شدن دریچه شد. علاوه بر این، فرآیند ناپایدار باعث آسیب سایر تجهیزات کمکی (مانند شیر، دم و غیره) بیشتر است. فرآیند ناپایدار در فرآیند انتقال خط لوله مایع برودتی عمدتاً شامل پر کردن لوله انشعاب کور، پر شدن پس از تخلیه متناوب مایع در لوله تخلیه و فرآیند ناپایدار هنگام باز کردن دریچه ای است که محفظه هوا را در جلو تشکیل داده است. وجه مشترک این فرآیندهای ناپایدار این است که ماهیت آنها پر شدن حفره بخار توسط مایع برودتی است که منجر به انتقال شدید گرما و جرم در سطح مشترک دو فاز می شود و در نتیجه نوسانات شدید پارامترهای سیستم را به همراه دارد. از آنجایی که فرآیند پر کردن پس از تخلیه متناوب مایع از لوله تخلیه مشابه فرآیند ناپایدار هنگام باز کردن دریچه ای است که محفظه هوا را در جلو تشکیل داده است، موارد زیر فقط فرآیند ناپایدار را در هنگام پر شدن لوله انشعاب کور و زمانی که دریچه باز باز می شود

فرآیند ناپایدار پر کردن لوله های شاخه کور

برای در نظر گرفتن ایمنی و کنترل سیستم، علاوه بر لوله انتقال اصلی، برخی از لوله های انشعاب کمکی نیز باید در سیستم خط لوله مجهز شوند. علاوه بر این، شیر اطمینان، شیر تخلیه و سایر شیرهای موجود در سیستم، لوله های انشعاب مربوطه را معرفی می کنند. زمانی که این انشعابات کار نمی کنند، انشعابات کور برای سیستم لوله کشی تشکیل می شود. تهاجم حرارتی خط لوله توسط محیط اطراف به ناچار منجر به وجود حفره های بخار در لوله کور می شود (در برخی موارد از حفره های بخار مخصوصاً برای کاهش تهاجم حرارتی مایع برودتی از جهان خارج استفاده می شود "). در حالت گذار، فشار در خط لوله به دلیل تنظیم سوپاپ و دلایل دیگر افزایش می یابد. تحت عمل اختلاف فشار، مایع محفظه بخار را پر می کند. اگر در فرآیند پر کردن محفظه گاز، بخار تولید شده از تبخیر مایع برودتی در اثر گرما برای حرکت معکوس مایع کافی نباشد، مایع همیشه محفظه گاز را پر می کند. در نهایت، پس از پر کردن حفره هوا، شرایط ترمز سریع در مهر و موم لوله کور ایجاد می شود که منجر به فشار شدید در نزدیکی آب بند می شود.

فرآیند پر کردن لوله کور به سه مرحله تقسیم می شود. در مرحله اول، مایع تحت تأثیر اختلاف فشار تا زمانی که فشار متعادل شود رانده می شود تا به حداکثر سرعت پر شدن برسد. در مرحله دوم به دلیل اینرسی مایع به سمت جلو پر می شود. در این زمان، اختلاف فشار معکوس (فشار در محفظه گاز با فرآیند پر شدن افزایش می‌یابد) باعث کند شدن سیال می‌شود. مرحله سوم مرحله ترمز سریع است که در آن ضربه فشار بیشترین میزان را دارد.

کاهش سرعت پر کردن و کاهش اندازه حفره هوا می تواند برای حذف یا محدود کردن بار دینامیکی ایجاد شده در طول پر کردن لوله انشعاب کور استفاده شود. برای سیستم خط لوله طولانی، منبع جریان مایع را می توان از قبل به آرامی تنظیم کرد تا سرعت جریان کاهش یابد و شیر برای مدت طولانی بسته شود.

از نظر ساختاری، می‌توان از قسمت‌های مختلف هدایت کننده برای افزایش گردش مایع در لوله انشعاب کور، کاهش اندازه حفره هوا، ایجاد مقاومت موضعی در ورودی لوله انشعاب کور یا افزایش قطر لوله انشعاب کور استفاده کرد. برای کاهش سرعت پر کردن علاوه بر این، طول و موقعیت نصب لوله بریل بر شوک آب ثانویه تأثیر خواهد داشت، بنابراین باید به طراحی و چیدمان توجه شود. دلیل اینکه افزایش قطر لوله باعث کاهش بار دینامیکی می شود را می توان به صورت کیفی به شرح زیر توضیح داد: برای پر کردن لوله انشعاب کور، جریان لوله انشعاب توسط جریان لوله اصلی محدود می شود که می توان آن را در طول تحلیل کیفی یک مقدار ثابت فرض کرد. . افزایش قطر لوله انشعاب معادل افزایش سطح مقطع است که معادل کاهش سرعت پر شدن است و در نتیجه منجر به کاهش بار می شود.

فرآیند ناپایدار باز شدن شیر

هنگامی که دریچه بسته می شود، نفوذ گرما از محیط، به ویژه از طریق پل حرارتی، به سرعت منجر به تشکیل یک محفظه هوا در جلوی شیر می شود. پس از باز شدن دریچه، بخار و مایع شروع به حرکت می کنند، زیرا سرعت جریان گاز بسیار بیشتر از دبی مایع است، بخار در شیر به زودی پس از تخلیه کاملاً باز نمی شود و در نتیجه باعث افت سریع فشار، مایع می شود. تحت عمل اختلاف فشار به جلو رانده می شود، هنگامی که مایع نزدیک به شیر کاملا باز نمی شود، شرایط ترمز ایجاد می کند، در این زمان، ضربه آب رخ می دهد و بار دینامیکی قوی ایجاد می کند.

موثرترین راه برای حذف یا کاهش بار دینامیکی تولید شده توسط فرآیند ناپایدار باز شدن شیر، کاهش فشار کاری در حالت گذار است تا سرعت پر کردن محفظه گاز کاهش یابد. علاوه بر این، استفاده از شیرهای بسیار قابل کنترل، تغییر جهت مقطع لوله و معرفی خط لوله بای پس ویژه با قطر کوچک (برای کاهش اندازه محفظه گاز) در کاهش بار دینامیکی تأثیر خواهد داشت. به طور خاص، باید توجه داشت که متفاوت از کاهش بار دینامیکی هنگامی که لوله انشعاب کور با افزایش قطر لوله انشعاب کور پر می شود، برای فرآیند ناپایدار هنگام باز شدن شیر، افزایش قطر لوله اصلی معادل کاهش یکنواختی است. مقاومت لوله، که سرعت جریان محفظه هوای پر شده را افزایش می دهد و در نتیجه ارزش ضربه آب را افزایش می دهد.

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.