תהליך לא יציב בהעברה

בתהליך הולכת נוזלים קריוגניים, התכונות המיוחדות ותפעול התהליך של נוזל קריוגני יגרמו לסדרה של תהליכים לא יציבים השונים מאלה של נוזל בטמפרטורה רגילה במצב מעבר לפני יצירת מצב יציב. התהליך הלא יציב מביא גם השפעה דינמית גדולה על הציוד, אשר עלולה לגרום נזק מבני. לדוגמה, מערכת מילוי חמצן נוזלי של טיל התובלה סאטורן 5 בארצות הברית גרמה פעם לקרע בקו העירוי עקב פגיעת התהליך הלא יציב בעת פתיחת השסתום. בנוסף, התהליך הלא יציב גרם נזק לציוד עזר אחר (כגון שסתומים, מפוחים וכו') נפוץ יותר. התהליך הלא יציב בתהליך הולכת נוזלים קריוגניים כולל בעיקר מילוי צינור הסתעפות עיוור, מילוי לאחר פריקה לסירוגין של נוזל בצינור הניקוז ותהליך לא יציב בעת פתיחת השסתום שיצר את תא האוויר בחזית. המשותף לתהליכים לא יציבים אלה הוא שמהותם היא מילוי חלל האדים על ידי נוזל קריוגני, מה שמוביל למעבר חום ומסה עז בממשק הדו-פאזי, וכתוצאה מכך לתנודות חדות בפרמטרי המערכת. מאחר שתהליך המילוי לאחר פריקה לסירוגין של נוזל מצינור הניקוז דומה לתהליך הלא יציב בעת פתיחת השסתום שיצר את תא האוויר בחזית, להלן מנתח רק את התהליך הלא יציב כאשר צינור הסתעפות העיוור מתמלא וכאשר השסתום הפתוח נפתח.

התהליך הלא יציב של מילוי צינורות ענפים עיוורים

לצורך שיקולי בטיחות ובקרה של המערכת, בנוסף לצינור ההולכה הראשי, יש להתקין במערכת הצינורות מספר צינורות הסתעפות עזר. בנוסף, שסתום בטיחות, שסתום פריקה ושסתומים אחרים במערכת יכניסו צינורות הסתעפות מתאימים. כאשר הסתעפות אלה אינן פועלות, נוצרים הסתעפות עיוורות עבור מערכת הצינורות. חדירת תרמית לצינור על ידי הסביבה הסובבת תוביל בהכרח לקיומם של חללי אדים בצינור העיוור (במקרים מסוימים, חללי אדים משמשים במיוחד כדי להפחית את חדירת החום של הנוזל הקריוגני מהעולם החיצון). במצב מעבר, הלחץ בצינור יעלה עקב כוונון השסתום וסיבות אחרות. תחת פעולת הפרש הלחצים, הנוזל ימלא את תא האדים. אם בתהליך מילוי תא הגזים, הקיטור הנוצר על ידי אידוי הנוזל הקריוגני עקב חום אינו מספיק כדי להניע את הנוזל לאחור, הנוזל תמיד ימלא את תא הגזים. לבסוף, לאחר מילוי חלל האוויר, נוצר מצב בלימה מהירה באיטום הצינור העיוור, מה שמוביל ללחץ חד ליד האטם.

תהליך המילוי של הצינור העיוור מחולק לשלושה שלבים. בשלב הראשון, הנוזל מונע להגיע למהירות המילוי המקסימלית תחת פעולת הפרש הלחצים עד לאיזון הלחץ. בשלב השני, עקב אינרציה, הנוזל ממשיך להתמלא קדימה. בשלב זה, הפרש הלחצים ההפוך (הלחץ בתא הגזים עולה עם תהליך המילוי) יאט את הנוזל. השלב השלישי הוא שלב הבלימה המהירה, שבו השפעת הלחץ היא הגדולה ביותר.

ניתן להשתמש בהפחתת מהירות המילוי והקטנת גודל חלל האוויר כדי לבטל או להגביל את העומס הדינמי שנוצר במהלך מילוי צינור הסתעפות העיוור. עבור מערכת צינורות ארוכה, ניתן לכוונן את מקור זרימת הנוזל בצורה חלקה מראש כדי להפחית את מהירות הזרימה, ולסגור את השסתום למשך זמן רב.

מבחינת המבנה, ניתן להשתמש בחלקי הנחיה שונים כדי לשפר את זרימת הנוזלים בצינור המסתעף העיוור, להקטין את גודל חלל האוויר, להכניס התנגדות מקומית בכניסה לצינור המסתעף העיוור או להגדיל את קוטר צינור המסתעף העיוור כדי להפחית את מהירות המילוי. בנוסף, לאורך ולמיקום ההתקנה של צינור הברייל תהיה השפעה על הלם המים המשני, לכן יש לשים לב לתכנון ולפריסה. הסיבה לכך שהגדלת קוטר הצינור תפחית את העומס הדינמי ניתנת להסבר איכותני כדלקמן: עבור מילוי צינור המסתעף העיוור, זרימת צינור המסתעף מוגבלת על ידי זרימת הצינור הראשי, אשר ניתן להניח כערך קבוע במהלך הניתוח האיכותני. הגדלת קוטר צינור המסתעף שקולה להגדלת שטח החתך, אשר שקולה להפחתת מהירות המילוי, ובכך מובילה להפחתת העומס.

התהליך הלא יציב של פתיחת שסתום

כאשר השסתום סגור, חדירת חום מהסביבה, במיוחד דרך גשר תרמי, מובילה במהירות להיווצרות תא אוויר לפני השסתום. לאחר פתיחת השסתום, הקיטור והנוזל מתחילים לנוע, מכיוון שקצב זרימת הגז גבוה בהרבה מקצב זרימת הנוזל, הקיטור בשסתום אינו נפתח במלואו זמן קצר לאחר הריקון, וכתוצאה מכך נוצרת ירידה מהירה בלחץ, הנוזל מונע קדימה תחת פעולת הפרש הלחצים, כאשר הנוזל קרוב לשסתום ולא נפתח במלואו, הוא יוצר תנאי בלימה, בשלב זה, תתרחש חבטה של ​​מים, מה שיוצר עומס דינמי חזק.

הדרך היעילה ביותר לבטל או להפחית את העומס הדינמי שנוצר מתהליך לא יציב של פתיחת השסתום היא להפחית את לחץ העבודה במצב המעבר, ובכך להפחית את מהירות מילוי תא הגזים. בנוסף, שימוש בשסתומים בעלי שליטה גבוהה, שינוי כיוון קטע הצינור והכנסת צינור מעקף מיוחד בקוטר קטן (להקטנת גודל תא הגזים) ישפיעו על הפחתת העומס הדינמי. בפרט, יש לציין כי בניגוד להפחתת העומס הדינמי בעת מילוי צינור הסתעפות עיוור על ידי הגדלת קוטר צינור הסתעפות העיוור, בתהליך לא יציב בעת פתיחת השסתום, הגדלת קוטר הצינור הראשי שקולה להפחתת התנגדות הצינור האחידה, מה שיגדיל את קצב הזרימה של תא האוויר המלא, ובכך יגדיל את ערך מכת המים.

ציוד קריוגני HL

חברת HL Cryogenic Equipment, שנוסדה בשנת 1992, היא מותג הקשור לחברת HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment מחויבת לתכנון וייצור של מערכות צנרת קריוגניות מבודדות בוואקום גבוה וציוד תומך נלווה כדי לענות על מגוון צרכים של לקוחות. הצינורות המבודדים בוואקום והצינורות הגמישים עשויים מחומרים מבודדים מיוחדים בעלי וואקום גבוה וממסכים מרובים, ועוברים סדרה של טיפולים טכניים מחמירים ביותר וטיפול בוואקום גבוה, המשמשים להעברת חמצן נוזלי, חנקן נוזלי, ארגון נוזלי, מימן נוזלי, הליום נוזלי, גז אתילן נוזלי LEG וגז טבעי נוזלי LNG.

סדרת המוצרים של צינורות במעיל ואקום, צינורות במעיל ואקום, שסתומים במעיל ואקום ומפרידי פאזות של חברת HL Cryogenic Equipment, שעברו סדרה של טיפולים טכניים מחמירים ביותר, משמשים להעברת חמצן נוזלי, חנקן נוזלי, ארגון נוזלי, מימן נוזלי, הליום נוזלי, LEG ו-LNG, ומוצרים אלה משמשים לציוד קריוגני (למשל, מיכלי קריוגניים, דיוארים וקופסאות קירור וכו') בתעשיות של הפרדת אוויר, גזים, תעופה, אלקטרוניקה, מוליכי-על, שבבים, הרכבת אוטומציה, מזון ומשקאות, בית מרקחת, בתי חולים, ביו-בנקים, גומי, ייצור חומרים חדשים, הנדסה כימית, ברזל ופלדה ומחקר מדעי וכו'.