הקדמהדוקציה

עם התפתחות הטכנולוגיה הקריוגנית, מוצרי נוזל קריוגניים ממלאים תפקיד חשוב בתחומים רבים כמו כלכלה לאומית, הגנה לאומית ומחקר מדעי. היישום של נוזל קריוגני מבוסס על אחסון ושינוע יעיל ובטוח של מוצרים נוזליים קריוגניים, והעברת נוזל קריוגני בצנרת עוברת לאורך כל תהליך האחסון וההובלה. לכן, חשוב מאוד להבטיח את הבטיחות והיעילות של העברת צינור נוזל קריוגני. להעברת נוזלים קריוגניים, יש צורך להחליף את הגז בצנרת לפני ההולכה, אחרת זה עלול לגרום לכשל תפעולי. תהליך הקירור המקדים הוא חוליה בלתי נמנעת בתהליך הובלת מוצרים נוזליים קריוגניים. תהליך זה יביא הלם לחץ חזק והשפעות שליליות אחרות לצינור. בנוסף, תופעת הגייזרים בצנרת האנכית והתופעה הלא יציבה של פעולת המערכת, כגון מילוי צינור ענף עיוור, מילוי לאחר ניקוז מרווח ומילוי תא אוויר לאחר פתיחת השסתום, יביאו לדרגות שונות של השפעות שליליות על הציוד והצינור . לאור זאת, מאמר זה עושה ניתוח מעמיק על הבעיות הנ"ל, ומקווה לגלות את הפתרון באמצעות הניתוח.

עקירה של גז בתור לפני ההולכה

עם התפתחות הטכנולוגיה הקריוגנית, מוצרי נוזל קריוגניים ממלאים תפקיד חשוב בתחומים רבים כמו כלכלה לאומית, הגנה לאומית ומחקר מדעי. היישום של נוזל קריוגני מבוסס על אחסון ושינוע יעיל ובטוח של מוצרים נוזליים קריוגניים, והעברת נוזל קריוגני בצנרת עוברת לאורך כל תהליך האחסון וההובלה. לכן, חשוב מאוד להבטיח את הבטיחות והיעילות של העברת צינור נוזל קריוגני. להעברת נוזלים קריוגניים, יש צורך להחליף את הגז בצנרת לפני ההולכה, אחרת זה עלול לגרום לכשל תפעולי. תהליך הקירור המקדים הוא חוליה בלתי נמנעת בתהליך הובלת מוצרים נוזליים קריוגניים. תהליך זה יביא הלם לחץ חזק והשפעות שליליות אחרות לצינור. בנוסף, תופעת הגייזרים בצנרת האנכית והתופעה הלא יציבה של פעולת המערכת, כגון מילוי צינור ענף עיוור, מילוי לאחר ניקוז מרווח ומילוי תא אוויר לאחר פתיחת השסתום, יביאו לדרגות שונות של השפעות שליליות על הציוד והצינור . לאור זאת, מאמר זה עושה ניתוח מעמיק על הבעיות הנ"ל, ומקווה לגלות את הפתרון באמצעות הניתוח.

תהליך הקירור המקדים של הצינור

נתחיל בניתוח התהליך.

כל תהליך הקירור המקדים מתחיל בתהליך אידוי אלים, ולאחר מכן מופיע זרימה דו-פאזית. לבסוף, זרימה חד פאזית מופיעה לאחר שהמערכת מקוררת לחלוטין. בתחילת תהליך הקירור המקדים, טמפרטורת הקיר עולה כמובן על טמפרטורת הרוויה של הנוזל הקריוגני, ואף עולה על טמפרטורת הגבול העליון של הנוזל הקריוגני - טמפרטורת התחממות יתר האולטימטיבית. עקב העברת חום, הנוזל ליד דופן הצינור מחומם ומאדה באופן מיידי ליצירת סרט אדים, אשר מקיף לחלוטין את דופן הצינור, כלומר, מתרחשת רתיחה של הסרט. לאחר מכן, עם תהליך הקירור המקדים, טמפרטורת דופן הצינור יורדת בהדרגה מתחת לטמפרטורת חום-העל המגבילה, ואז נוצרים תנאים נוחים לרתיחה מעבר ולרתיחה בבועות. תנודות לחץ גדולות מתרחשות במהלך תהליך זה. כאשר הקירור המקדים מבוצע לשלב מסוים, קיבולת החום של הצנרת ופלישת החום לסביבה לא יחממו את הנוזל הקריוגני לטמפרטורת הרוויה, ויופיע מצב הזרימה החד-פאזי.

בתהליך של אידוי אינטנסיבי, ייווצרו תנודות זרימה ולחץ דרמטיות. בכל התהליך של תנודות הלחץ, הלחץ המרבי הנוצר בפעם הראשונה לאחר שהנוזל הקריוגני נכנס ישירות לצינור החם הוא המשרעת המקסימלית בכל תהליך תנודת הלחץ, וגל הלחץ יכול לאמת את יכולת הלחץ של המערכת. לכן, רק גל הלחץ הראשון נחקר בדרך כלל.

לאחר פתיחת השסתום, הנוזל הקריוגני נכנס במהירות לצינור בפעולה של הפרש לחץ, וסרט האדים שנוצר על ידי אידוי מפריד בין הנוזל מקיר הצינור ויוצר זרימה צירית קונצנטרית. מכיוון שמקדם ההתנגדות של האדים הוא קטן מאוד, כך שקצב הזרימה של הנוזל הקריוגני גדול מאוד, עם ההתקדמות קדימה, טמפרטורת הנוזל עקב ספיגת החום ועולה בהדרגה, בהתאם, לחץ הצינור עולה, מהירות המילוי מאטה לְמַטָה. אם הצינור ארוך מספיק, טמפרטורת הנוזל חייבת להגיע לרוויה בשלב מסוים, ובשלב זה הנוזל מפסיק להתקדם. החום מקיר הצינור אל הנוזל הקריוגני משמש כולו לאידוי, בשלב זה מהירות האידוי מוגברת מאוד, הלחץ בצינור גדל גם הוא, עשוי להגיע לפי 1. 5 ~ 2 מלחץ הכניסה. תחת פעולת הפרש הלחצים, חלק מהנוזל יונע בחזרה למיכל אגירת הנוזלים הקריוגניים, וכתוצאה מכך מהירות יצירת האדים הופכת קטנה יותר, ובגלל שחלק מהאדים הנוצרים מיציאת הצינור, ירידת לחץ הצינור, לאחר תקופה של זמן, הצינור יחזיר את הנוזל לתנאי הפרש הלחץ, התופעה תופיע שוב, כך חוזרת על עצמה. עם זאת, בתהליך הבא, בגלל שיש לחץ מסוים וחלק מהנוזל בצינור, עליית הלחץ הנגרמת מהנוזל החדש קטנה, ולכן שיא הלחץ יהיה קטן יותר מהשיא הראשון.

בכל תהליך הקירור המקדים, המערכת לא רק צריכה לשאת השפעת גלי לחץ גדולה, אלא גם צריכה לשאת מתח התכווצות גדול עקב קור. הפעולה המשולבת של השניים עלולה לגרום לנזק מבני למערכת, ולכן יש לנקוט באמצעים הדרושים לשליטה בה.

מכיוון שקצב זרימת הקירור המקדים משפיע ישירות על תהליך הקירור המקדים ועל גודל מתח ההתכווצות הקרה, ניתן לשלוט בתהליך הקירור המקדים על ידי שליטה בקצב זרימת הקירור המקדים. עקרון הבחירה הסביר של קצב זרימת הקירור המקדים הוא לקצר את זמן הקירור המקדים על ידי שימוש בקצב זרימת קירור מקדים גדול יותר בהנחה שתנודת הלחץ ולחץ ההתכווצות בקור אינם חורגים מהטווח המותר של ציוד וצינורות. אם קצב זרימת הקירור מראש קטן מדי, ביצועי בידוד הצינור אינם טובים עבור הצינור, ייתכן שהוא לעולם לא יגיע למצב הקירור.

בתהליך הקירור המקדים, עקב התרחשות זרימה דו-פאזית, אי אפשר למדוד את קצב הזרימה האמיתי עם מד הזרימה המשותף, ולכן לא ניתן להשתמש בו כדי להנחות את השליטה בקצב זרימת הקירור המקדים. אבל אנחנו יכולים לשפוט בעקיפין את גודל הזרימה על ידי ניטור הלחץ האחורי של הכלי הקולט. בתנאים מסוימים, ניתן לקבוע את הקשר בין הלחץ האחורי של הכלי הקולט לבין זרימת הקירור המקדים בשיטה אנליטית. כאשר תהליך הקירור המקדים מתקדם למצב זרימה חד פאזי, ניתן להשתמש בזרימה בפועל הנמדדת על ידי מד הזרימה כדי להנחות את השליטה בזרימת הקירור המקדים. שיטה זו משמשת לעתים קרובות כדי לשלוט במילוי של חומר הנעה נוזלי קריוגני לרקטות.

שינוי הלחץ האחורי של הכלי הקולט מתאים לתהליך הקירור המקדים כדלקמן, שבאמצעותו ניתן לשפוט בצורה איכותית את שלב הקירור המקדים: כאשר יכולת הפליטה של ​​הכלי הקולט קבועה, הלחץ האחורי יגדל במהירות בגלל האלימות. אידוי של הנוזל הקריוגני בהתחלה, ולאחר מכן יורד בהדרגה עם הירידה בטמפרטורה של הכלי הקולט והצינור. בשלב זה, כושר הקירור המקדים עולה.

מכוון לכתבה הבאה לשאלות נוספות!

ציוד קריוגני של HL

HL Cryogenic Equipment אשר נוסד בשנת 1992 הוא מותג המזוהה עם חברת HL Cryogenic Equipment Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment מחויבת לתכנון וייצור של מערכת צנרת קריוגנית מבודדת בוואקום גבוה וציוד תמיכה נלווה כדי לענות על הצרכים השונים של הלקוחות. צינור מבודד ואקום וצינור גמיש בנויים בוואקום גבוה ובחומרים מבודדים רב-שכבתיים מיוחדים, ועוברים סדרת טיפולים טכניים קפדניים במיוחד וטיפול בוואקום גבוה, המשמש להעברת חמצן נוזלי, חנקן נוזלי. , ארגון נוזלי, מימן נוזלי, הליום נוזלי, גז אתילן נוזלי LEG וגז טבע נוזלי LNG.

סדרת המוצרים של צינור ואקום, צינור ואקום, שסתום ואקום ומפריד פאזות בחברת HL Cryogenic Equipment, שעברו סדרה של טיפולים טכניים קפדניים ביותר, משמשים להעברת חמצן נוזלי, חנקן נוזלי, ארגון נוזלי, מימן נוזלי, הליום נוזלי, LEG ו-LNG, ומוצרים אלה ניתנים לשירות עבור ציוד קריוגני (כגון מיכלים קריוגניים, דוארים וקולדבוקס וכו') בתעשיות של הפרדת אוויר, גזים, תעופה, אלקטרוניקה, מוליכי-על, שבבים, הרכבת אוטומציה, מזון & משקאות, בית מרקחת, בית חולים, ביובנק, גומי, ייצור חומרים חדשים הנדסה כימית, ברזל ופלדה, ומחקר מדעי וכו '.