Fenomena geyser

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

Geyser dapat terjadi saat laju aliran dalam pipa rendah, namun hal ini hanya perlu diperhatikan saat alirannya berhenti.

Ketika cairan kriogenik mengalir ke bawah dalam pipa vertikal, proses ini mirip dengan proses prapendinginan. Cairan kriogenik akan mendidih dan menguap karena panas, yang berbeda dari proses prapendinginan! Namun, panas utamanya berasal dari serbuan panas sekitar yang kecil, bukan kapasitas panas sistem yang lebih besar dalam proses prapendinginan. Oleh karena itu, lapisan batas cairan dengan suhu yang relatif tinggi terbentuk di dekat dinding tabung, bukan lapisan uap. Ketika cairan mengalir dalam pipa vertikal, karena serbuan panas lingkungan, kerapatan termal lapisan batas fluida di dekat dinding pipa berkurang. Di bawah aksi daya apung, fluida akan membalikkan aliran ke atas, membentuk lapisan batas fluida panas, sementara fluida dingin di bagian tengah mengalir ke bawah, membentuk efek konveksi di antara keduanya. Lapisan batas fluida panas menebal secara bertahap di sepanjang arah arus utama hingga sepenuhnya menghalangi fluida pusat dan menghentikan konveksi. Setelah itu, karena tidak ada konveksi untuk menghilangkan panas, suhu cairan di area panas naik dengan cepat. Setelah suhu cairan mencapai suhu jenuh, cairan mulai mendidih dan menghasilkan gelembung. Bom gas zingle memperlambat munculnya gelembung.

Karena adanya gelembung-gelembung di dalam pipa vertikal, reaksi gaya geser viskos gelembung akan mengurangi tekanan statis di dasar gelembung, yang pada gilirannya akan membuat cairan yang tersisa menjadi terlalu panas, sehingga menghasilkan lebih banyak uap, yang pada gilirannya akan membuat tekanan statis menjadi lebih rendah, sehingga promosi timbal balik, sampai batas tertentu, akan menghasilkan banyak uap. Fenomena geyser, yang agak mirip dengan ledakan, terjadi ketika cairan, yang membawa kilatan uap, menyembur kembali ke dalam pipa. Sejumlah uap yang dihasilkan dengan cairan yang menyembur ke ruang atas tangki akan menyebabkan perubahan dramatis pada keseluruhan suhu ruang tangki, yang mengakibatkan perubahan dramatis pada tekanan. Ketika fluktuasi tekanan berada di puncak dan lembah tekanan, maka memungkinkan untuk membuat tangki dalam keadaan tekanan negatif. Pengaruh perbedaan tekanan akan menyebabkan kerusakan struktural pada sistem.

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

Untuk menghilangkan atau mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh fenomena geyser, dalam penerapannya, di satu sisi, kita harus memperhatikan isolasi sistem perpipaan, karena serbuan panas adalah akar penyebab fenomena geyser; Di sisi lain, beberapa skema dapat dipelajari: penyuntikan gas inert non-kondensasi, penyuntikan tambahan cairan kriogenik, dan pipa sirkulasi. Inti dari skema ini adalah untuk mentransfer kelebihan panas cairan kriogenik, menghindari akumulasi panas yang berlebihan, sehingga dapat 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 berlebih, sehingga mencegah akumulasi panas yang berlebihan. Skema ini digunakan dalam beberapa sistem pengisian propelan ruang angkasa. Pengisian tambahan adalah untuk mengurangi suhu cairan kriogenik dengan menambahkan cairan kriogenik yang sangat dingin, sedangkan skema penambahan pipa sirkulasi adalah untuk membangun kondisi sirkulasi alami antara pipa dan tangki dengan menambahkan pipa, sehingga dapat mentransfer panas berlebih di area lokal dan menghancurkan kondisi untuk pembentukan geyser.

Nantikan artikel berikutnya untuk pertanyaan lainnya!

Peralatan Kriogenik HL

HL Cryogenic Equipment yang didirikan pada tahun 1992 adalah merek yang berafiliasi dengan HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment berkomitmen untuk merancang dan memproduksi Sistem Perpipaan Kriogenik Berinsulasi Vakum Tinggi dan Peralatan Pendukung terkait untuk memenuhi berbagai kebutuhan pelanggan. Pipa Berinsulasi Vakum dan Selang Fleksibel dibuat dalam bahan berinsulasi khusus vakum tinggi dan berlapis-lapis, 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 Fasa di HL Cryogenic Equipment Company, yang telah melalui serangkaian perawatan teknis yang sangat ketat, digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair, argon cair, hidrogen cair, helium cair, LEG, dan LNG, dan produk-produk ini diservis untuk peralatan kriogenik (misalnya tangki kriogenik, dewar, dan coldbox, dsb.) dalam industri pemisahan udara, gas, penerbangan, elektronik, superkonduktor, chip, perakitan otomasi, makanan & minuman, farmasi, rumah sakit, biobank, karet, manufaktur material baru, teknik kimia, besi & baja, dan penelitian ilmiah, dsb.