Pendahuluanpengurangan

Dengan berkembangnya teknologi kriogenik, produk cairan kriogenik telah memainkan peran penting dalam banyak bidang seperti perekonomian nasional, pertahanan negara dan penelitian ilmiah. Penerapan cairan kriogenik didasarkan pada penyimpanan dan pengangkutan produk cairan kriogenik yang efektif dan aman, dan transmisi pipa cairan kriogenik berjalan melalui seluruh proses penyimpanan dan pengangkutan. Oleh karena itu, sangat penting untuk menjamin keamanan dan efisiensi transmisi pipa cairan kriogenik. Untuk transmisi cairan kriogenik, gas dalam pipa perlu diganti sebelum transmisi, jika tidak maka dapat menyebabkan kegagalan operasional. Proses pendinginan awal merupakan mata rantai yang tidak dapat dihindari dalam proses pengangkutan produk cairan kriogenik. Proses ini akan membawa guncangan tekanan yang kuat dan dampak negatif lainnya pada pipa. Selain itu, fenomena geyser pada pipa vertikal dan fenomena operasi sistem yang tidak stabil, seperti pengisian pipa cabang buta, pengisian setelah drainase interval, dan pengisian ruang udara setelah pembukaan katup, akan membawa tingkat dampak buruk yang berbeda-beda pada peralatan dan pipa. . Mengingat hal tersebut, tulisan ini membuat beberapa analisis mendalam terhadap permasalahan di atas, dan berharap dapat menemukan solusi melalui analisis tersebut.

Perpindahan gas dalam saluran sebelum transmisi

Dengan berkembangnya teknologi kriogenik, produk cairan kriogenik telah memainkan peran penting dalam banyak bidang seperti perekonomian nasional, pertahanan negara dan penelitian ilmiah. Penerapan cairan kriogenik didasarkan pada penyimpanan dan pengangkutan produk cairan kriogenik yang efektif dan aman, dan transmisi pipa cairan kriogenik berjalan melalui seluruh proses penyimpanan dan pengangkutan. Oleh karena itu, sangat penting untuk menjamin keamanan dan efisiensi transmisi pipa cairan kriogenik. Untuk transmisi cairan kriogenik, gas dalam pipa perlu diganti sebelum transmisi, jika tidak maka dapat menyebabkan kegagalan operasional. Proses pendinginan awal merupakan mata rantai yang tidak dapat dihindari dalam proses pengangkutan produk cairan kriogenik. Proses ini akan membawa guncangan tekanan yang kuat dan dampak negatif lainnya pada pipa. Selain itu, fenomena geyser pada pipa vertikal dan fenomena operasi sistem yang tidak stabil, seperti pengisian pipa cabang buta, pengisian setelah drainase interval, dan pengisian ruang udara setelah pembukaan katup, akan membawa tingkat dampak buruk yang berbeda-beda pada peralatan dan pipa. . Mengingat hal tersebut, tulisan ini membuat beberapa analisis mendalam terhadap permasalahan di atas, dan berharap dapat menemukan solusi melalui analisis tersebut.

Proses pendinginan awal pipa

Dalam keseluruhan proses transmisi pipa cairan kriogenik, sebelum mencapai kondisi transmisi yang stabil, akan dilakukan proses pra-pendinginan dan sistem perpipaan panas serta peralatan penerima, yaitu proses pra-pendinginan. Dalam proses ini, pipa dan peralatan penerima menahan tegangan penyusutan dan tekanan benturan yang cukup besar, sehingga harus dikontrol.

Mari kita mulai dengan analisis prosesnya.

Seluruh proses pendinginan awal dimulai dengan proses penguapan yang hebat, dan kemudian muncul aliran dua fase. Akhirnya, aliran satu fasa muncul setelah sistem didinginkan sepenuhnya. Pada awal proses pendinginan awal, suhu dinding jelas melebihi suhu saturasi cairan kriogenik, dan bahkan melebihi suhu batas atas cairan kriogenik — suhu panas berlebih. Karena perpindahan panas, cairan di dekat dinding tabung dipanaskan dan langsung menguap membentuk lapisan uap, yang mengelilingi seluruh dinding tabung, sehingga terjadi pendidihan lapisan. Setelah itu, dengan proses pendinginan awal, suhu dinding tabung secara bertahap turun di bawah batas suhu superheat, dan kemudian kondisi yang menguntungkan untuk perebusan transisi dan perebusan gelembung terbentuk. Fluktuasi tekanan yang besar terjadi selama proses ini. Ketika pendinginan awal dilakukan sampai tahap tertentu, kapasitas panas pipa dan invasi panas terhadap lingkungan tidak akan memanaskan cairan kriogenik hingga suhu saturasi, dan keadaan aliran fase tunggal akan muncul.

Dalam proses penguapan yang intens, fluktuasi aliran dan tekanan yang dramatis akan dihasilkan. Dalam seluruh proses fluktuasi tekanan, tekanan maksimum yang terbentuk pertama kali setelah cairan kriogenik langsung memasuki pipa panas adalah amplitudo maksimum dalam seluruh proses fluktuasi tekanan, dan gelombang tekanan dapat memverifikasi kapasitas tekanan sistem. Oleh karena itu, hanya gelombang tekanan pertama yang umumnya dipelajari.

Setelah katup dibuka, cairan kriogenik dengan cepat memasuki pipa di bawah pengaruh perbedaan tekanan, dan lapisan uap yang dihasilkan oleh penguapan memisahkan cairan dari dinding pipa, membentuk aliran aksial konsentris. Karena koefisien hambatan uap sangat kecil, maka laju aliran cairan kriogenik sangat besar, dengan kemajuan ke depan, suhu cairan karena penyerapan panas dan secara bertahap meningkat, oleh karena itu, tekanan pipa meningkat, kecepatan pengisian melambat. turun. Jika pipanya cukup panjang, suhu cairan harus mencapai saturasi pada titik tertentu, dan pada titik ini cairan berhenti mengalir. Panas dari dinding pipa ke dalam cairan kriogenik semuanya digunakan untuk penguapan, pada saat ini kecepatan penguapan sangat meningkat, tekanan dalam pipa juga meningkat, bisa mencapai 1,5 ~ 2 kali tekanan masuk. Di bawah pengaruh perbedaan tekanan, sebagian cairan akan didorong kembali ke tangki penyimpanan cairan kriogenik, sehingga kecepatan pembangkitan uap menjadi lebih kecil, dan karena sebagian uap yang dihasilkan dari saluran keluar pipa, tekanan pipa turun, setelahnya. suatu periode waktu, pipa akan mengembalikan cairan ke dalam kondisi perbedaan tekanan, fenomena tersebut akan muncul lagi, begitu berulang. Namun pada proses selanjutnya, karena terdapat tekanan tertentu dan sebagian zat cair di dalam pipa, maka kenaikan tekanan yang disebabkan oleh zat cair baru tersebut kecil, sehingga puncak tekanan akan lebih kecil dari puncak pertama.

Dalam keseluruhan proses pendinginan awal, sistem tidak hanya harus menanggung dampak gelombang tekanan yang besar, tetapi juga harus menanggung tegangan penyusutan yang besar akibat dingin. Kombinasi tindakan keduanya dapat menyebabkan kerusakan struktural pada sistem, sehingga tindakan yang diperlukan harus diambil untuk mengendalikannya.

Karena laju aliran pra-pendinginan secara langsung mempengaruhi proses pra-pendinginan dan besarnya tegangan penyusutan dingin, proses pra-pendinginan dapat dikontrol dengan mengontrol laju aliran pra-pendinginan. Prinsip pemilihan laju aliran pra-pendinginan yang masuk akal adalah untuk mempersingkat waktu pra-pendinginan dengan menggunakan laju aliran pra-pendinginan yang lebih besar dengan alasan untuk memastikan bahwa fluktuasi tekanan dan tekanan penyusutan dingin tidak melebihi kisaran peralatan dan saluran pipa yang diijinkan. Jika laju aliran pra-pendinginan terlalu kecil, kinerja insulasi pipa tidak baik untuk pipa, dan mungkin tidak pernah mencapai kondisi pendinginan.

Dalam proses pra-pendinginan, karena terjadinya aliran dua fasa, tidak mungkin mengukur laju aliran sebenarnya dengan flowmeter umum, sehingga tidak dapat digunakan sebagai panduan pengendalian laju aliran pra-pendinginan. Namun secara tidak langsung kita dapat menilai besar kecilnya aliran dengan memantau tekanan balik kapal penerima. Dalam kondisi tertentu, hubungan antara tekanan balik bejana penerima dan aliran pra-pendinginan dapat ditentukan dengan metode analitis. Ketika proses pendinginan awal berlanjut ke keadaan aliran fase tunggal, aliran aktual yang diukur oleh flowmeter dapat digunakan untuk memandu kontrol aliran pendinginan awal. Metode ini sering digunakan untuk mengontrol pengisian propelan cair kriogenik untuk roket.

Perubahan tekanan balik bejana penerima berhubungan dengan proses pendinginan awal sebagai berikut, yang dapat digunakan untuk menilai tahap pendinginan awal secara kualitatif: ketika kapasitas pembuangan bejana penerima konstan, tekanan balik akan meningkat dengan cepat akibat kekerasan tersebut. penguapan cairan kriogenik pada awalnya, dan kemudian secara bertahap turun kembali seiring dengan penurunan suhu bejana penerima dan pipa. Pada saat ini, kapasitas pendinginan awal meningkat.

Simak artikel berikutnya untuk pertanyaan lainnya!

Peralatan Kriogenik HL

HL Cryogenic Equipment yang didirikan pada tahun 1992 merupakan merek yang berafiliasi dengan HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment berkomitmen pada desain dan pembuatan Sistem Perpipaan Kriogenik Berisolasi Vakum Tinggi dan Peralatan Pendukung terkait untuk memenuhi berbagai kebutuhan pelanggan. Pipa Berinsulasi Vakum dan Selang Fleksibel dibuat dari bahan berinsulasi khusus vakum tinggi dan multi-lapisan multi-layar, dan melewati serangkaian perawatan teknis yang sangat ketat dan perawatan vakum tinggi, yang digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair , argon cair, hidrogen cair, helium cair, gas etilen cair LEG dan gas alam cair LNG.

Rangkaian produk Pipa Berjaket Vakum, Selang Berjaket Vakum, Katup Berjaket Vakum, dan Pemisah Fase di HL Cryogenic Equipment Company, yang telah melalui serangkaian perlakuan teknis yang sangat ketat, digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair, argon cair, hidrogen cair, helium cair, LEG dan LNG, dan produk-produk ini digunakan untuk peralatan kriogenik (misalnya tangki kriogenik, dewar dan coldbox, dll.) dalam industri pemisahan udara, gas, penerbangan, elektronik, superkonduktor, chip, perakitan otomasi, makanan & minuman, farmasi, rumah sakit, biobank, karet, teknik kimia pembuatan material baru, besi & baja, dan penelitian ilmiah dll.