Fenomena geyser

Fenomena geyser mengacu pada fenomena letusan yang disebabkan oleh cairan kriogenik yang diangkut melalui pipa panjang vertikal (mengacu pada rasio panjang-diameter yang mencapai nilai tertentu) akibat gelembung yang dihasilkan oleh penguapan cairan, dan polimerisasi antar gelembung. akan terjadi seiring bertambahnya gelembung, dan akhirnya cairan kriogenik akan keluar dari pintu masuk pipa.

Geyser dapat terjadi ketika laju aliran dalam pipa rendah, namun perlu diwaspadai hanya pada saat aliran berhenti.

Ketika cairan kriogenik mengalir ke bawah dalam pipa vertikal, hal ini mirip dengan proses pendinginan awal. Cairan kriogenik akan mendidih dan menguap karena panas, yang berbeda dengan proses pra-pendinginan! Namun, panas tersebut terutama berasal dari serbuan panas lingkungan yang kecil, dibandingkan kapasitas panas sistem yang lebih besar pada proses pra-pendinginan. Oleh karena itu, lapisan batas cair dengan suhu yang relatif tinggi terbentuk di dekat dinding tabung, bukan di lapisan uap. Ketika cairan mengalir dalam pipa vertikal, karena invasi panas lingkungan, kepadatan termal lapisan batas fluida di dekat dinding pipa berkurang. Di bawah pengaruh gaya apung, fluida akan membalikkan aliran ke atas, membentuk lapisan batas fluida panas, sedangkan fluida dingin di tengah mengalir ke bawah, membentuk efek konveksi di antara keduanya. Lapisan batas fluida panas mengental secara bertahap sepanjang arah arus utama hingga sepenuhnya menghalangi fluida pusat dan menghentikan konveksi. Setelah itu, karena tidak ada konveksi yang menghilangkan panas, suhu zat cair di daerah panas naik dengan cepat. Setelah suhu cairan mencapai suhu jenuh, ia mulai mendidih dan menghasilkan gelembung. Bom gas zingle memperlambat munculnya gelembung.

Karena adanya gelembung-gelembung pada pipa vertikal, maka reaksi gaya geser viskos gelembung tersebut akan menurunkan tekanan statis pada dasar gelembung, yang pada gilirannya akan membuat sisa cairan menjadi terlalu panas, sehingga menghasilkan lebih banyak uap, yang selanjutnya akan terjadi. membuat tekanan statis lebih rendah, sehingga saling promosi, sampai batas tertentu, akan menghasilkan banyak uap. Fenomena geyser, yang agak mirip dengan ledakan, terjadi ketika cairan yang membawa semburan uap keluar kembali ke dalam pipa. Uap dalam jumlah tertentu yang dikeluarkan bersama cairan ke ruang atas tangki akan menyebabkan perubahan dramatis pada suhu keseluruhan ruang tangki, yang mengakibatkan perubahan tekanan secara dramatis. Bila fluktuasi tekanan berada pada puncak dan lembah tekanan, dimungkinkan untuk membuat tangki dalam keadaan tekanan negatif. Pengaruh perbedaan tekanan akan menyebabkan kerusakan struktural pada sistem.

Setelah uap meletus, tekanan di dalam pipa turun dengan cepat, dan cairan kriogenik disuntikkan kembali ke dalam pipa vertikal karena efek gravitasi. Cairan berkecepatan tinggi tersebut akan menghasilkan kejutan tekanan yang mirip dengan palu air, yang berdampak besar pada sistem, terutama pada peralatan luar angkasa.

Untuk menghilangkan atau mengurangi kerugian yang disebabkan oleh fenomena geyser, dalam penerapannya, di satu sisi, kita harus memperhatikan isolasi sistem perpipaan, karena invasi panas adalah akar penyebab fenomena geyser; Di sisi lain, beberapa skema dapat dipelajari: injeksi gas inert non-kondensasi, injeksi tambahan cairan kriogenik, dan pipa sirkulasi. Inti dari skema ini adalah untuk memindahkan panas berlebih dari cairan kriogenik, menghindari akumulasi panas berlebih, sehingga mencegah terjadinya fenomena geyser.

Untuk skema injeksi gas inert, helium biasanya digunakan sebagai gas inert, dan helium disuntikkan ke bagian bawah pipa. Perbedaan tekanan uap antara cairan dan helium dapat digunakan untuk melakukan perpindahan massa uap produk dari cairan ke massa helium, sehingga dapat menguapkan sebagian cairan kriogenik, menyerap panas dari cairan kriogenik, dan menghasilkan efek pendinginan berlebihan, sehingga mencegah akumulasi berlebihan. panas. Skema ini digunakan di beberapa sistem pengisian propelan ruang angkasa. Pengisian tambahan adalah untuk menurunkan suhu cairan kriogenik dengan menambahkan cairan kriogenik superdingin, sedangkan skema penambahan pipa sirkulasi adalah untuk membentuk kondisi sirkulasi alami antara pipa dan tangki dengan menambahkan pipa, sehingga dapat mentransfer panas berlebih di area lokal dan menghancurkannya. kondisi untuk pembentukan geyser.

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.