Geizeru fenomens

Geizeru fenomens attiecas uz izvirduma fenomenu, ko izraisa kriogēnā šķidruma transportēšana pa vertikāli garu cauruli (atsaucoties uz garuma un diametra attiecību, kas sasniedz noteiktu vērtību) burbuļu dēļ, kas rodas šķidruma iztvaikošanas laikā, un polimerizācija starp burbuļiem notiks, palielinoties burbuļiem, un visbeidzot kriogēnais šķidrums tiks izvadīts no caurules ieejas.

Geizeri var rasties, ja plūsmas ātrums cauruļvadā ir zems, bet tie jāņem vērā tikai tad, kad plūsma apstājas.

Kad kriogēnais šķidrums plūst lejup pa vertikālo cauruļvadu, tas ir līdzīgi kā iepriekšējas dzesēšanas process. Kriogēnais šķidrums karstuma ietekmē vārās un iztvaiko, kas atšķiras no iepriekšējas dzesēšanas procesa! Tomēr siltums galvenokārt rodas no nelielas apkārtējās vides siltuma ieplūdes, nevis no lielākas sistēmas siltumietilpības iepriekšējas dzesēšanas procesā. Tāpēc pie caurules sienas veidojas šķidruma robežslānis ar relatīvi augstu temperatūru, nevis tvaika plēve. Kad šķidrums plūst vertikālajā caurulē, apkārtējās vides siltuma ieplūdes dēļ šķidruma robežslāņa termiskais blīvums pie caurules sienas samazinās. Peldspējas ietekmē šķidrums mainīs plūsmu uz augšu, veidojot karstā šķidruma robežslāni, savukārt aukstais šķidrums centrā plūst uz leju, veidojot konvekcijas efektu starp abiem. Karstā šķidruma robežslānis pakāpeniski sabiezē galvenās plūsmas virzienā, līdz tas pilnībā bloķē centrālo šķidrumu un aptur konvekciju. Pēc tam, tā kā nav konvekcijas, kas aizvadītu siltumu, šķidruma temperatūra karstajā zonā strauji paaugstinās. Pēc tam, kad šķidruma temperatūra sasniedz piesātinājuma temperatūru, tas sāk vārīties un veidot burbuļus. Zingle gāzes bumba palēnina burbuļu celšanos.

Vertikālajā caurulē esošo burbuļu klātbūtnes dēļ burbuļa viskozā bīdes spēka reakcija samazinās statisko spiedienu burbuļa apakšā, kas savukārt izraisīs atlikušā šķidruma pārkaršanu, tādējādi radot vairāk tvaiku, kas savukārt samazinās statisko spiedienu, tāpēc savstarpēja veicināšana zināmā mērā radīs daudz tvaiku. Geizera parādība, kas ir nedaudz līdzīga sprādzienam, rodas, kad šķidrums, kas nes tvaika uzliesmojumu, izplūst atpakaļ cauruļvadā. Noteikts tvaika daudzums, kas rodas kopā ar šķidrumu, kas izplūst tvertnes augšdaļā, izraisīs dramatiskas izmaiņas tvertnes telpas kopējā temperatūrā, kā rezultātā radīsies dramatiskas spiediena izmaiņas. Kad spiediena svārstības ir spiediena maksimuma un minimuma robežās, tvertnē ir iespējams nonākt negatīva spiediena stāvoklī. Spiediena starpības ietekme var izraisīt sistēmas konstrukcijas bojājumus.

Pēc tvaika izvirduma spiediens caurulē strauji pazeminās, un kriogēnais šķidrums gravitācijas ietekmē tiek atkārtoti iesmidzināts vertikālajā caurulē. Ātrgaitas šķidrums radīs spiediena triecienu, kas līdzīgs hidrauliskajam āmuram, un tam ir liela ietekme uz sistēmu, īpaši uz kosmosa aprīkojumu.

Lai novērstu vai samazinātu geizeru fenomena radīto kaitējumu, pielietojumā, no vienas puses, mums jāpievērš uzmanība cauruļvadu sistēmas izolācijai, jo siltuma invāzija ir geizeru fenomena pamatcēlonis; no otras puses, var izpētīt vairākas shēmas: inertas nekondensējošas gāzes iesmidzināšanu, kriogēnā šķidruma papildu iesmidzināšanu un cirkulācijas cauruļvadu. Šo shēmu būtība ir pārnest kriogēnā šķidruma lieko siltumu, izvairīties no pārmērīga siltuma uzkrāšanās, lai novērstu geizeru fenomena rašanos.

Inertās gāzes iesmidzināšanas shēmā hēliju parasti izmanto kā inerto gāzi, un hēliju ievada cauruļvada apakšā. Tvaika spiediena starpību starp šķidrumu un hēliju var izmantot, lai veiktu produkta tvaiku masas pārnesi no šķidruma uz hēlija masu, lai iztvaicētu daļu kriogēnā šķidruma, absorbētu siltumu no kriogēnā šķidruma un radītu pārdzesēšanas efektu, tādējādi novēršot pārmērīga siltuma uzkrāšanos. Šo shēmu izmanto dažās kosmosa propelentu uzpildes sistēmās. Papildu uzpilde ir paredzēta, lai samazinātu kriogēnā šķidruma temperatūru, pievienojot pārdzesētu kriogēnu šķidrumu, savukārt cirkulācijas cauruļvada pievienošanas shēma ir paredzēta, lai, pievienojot cauruļvadu, radītu dabisku cirkulācijas apstākļu starp cauruļvadu un tvertni, lai pārnestu lieko siltumu lokāli un iznīcinātu apstākļus geizeru veidošanās procesam.

Citiem jautājumiem pievērsīsimies nākamajam rakstam!

HL kriogēnās iekārtas

Uzņēmums HL Cryogenic Equipment, kas dibināts 1992. gadā, ir zīmols, kas saistīts ar HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment ir apņēmies projektēt un ražot augsta vakuuma izolētas kriogēnās cauruļvadu sistēmas un saistīto atbalsta aprīkojumu, lai apmierinātu klientu dažādās vajadzības. Vakuuma izolētās caurules un elastīgās šļūtenes ir izgatavotas no augsta vakuuma un daudzslāņu daudzslāņa īpaši izolētiem materiāliem un iziet cauri virknei ārkārtīgi stingru tehnisko apstrādi un augsta vakuuma apstrādi, ko izmanto šķidrā skābekļa, šķidrā slāpekļa, šķidrā argona, šķidrā ūdeņraža, šķidrā hēlija, sašķidrinātas etilēna gāzes LEG un sašķidrinātas dabasgāzes LNG pārsūknēšanai.

HL Cryogenetic Equipment Company vakuuma apvalka cauruļu, vakuuma apvalka šļūteņu, vakuuma apvalka vārstu un fāžu separatoru produktu sērija, kas ir izturējusi virkni ārkārtīgi stingru tehnisko apstrādi, tiek izmantota šķidrā skābekļa, šķidrā slāpekļa, šķidrā argona, šķidrā ūdeņraža, šķidrā hēlija, LEG un LNG pārsūknēšanai, un šie produkti tiek izmantoti kriogēnām iekārtām (piemēram, kriogēnām tvertnēm, Djūāra tvertnēm un aukstuma kastēm utt.) gaisa atdalīšanas, gāzu, aviācijas, elektronikas, supravadītāju, mikroshēmu, automatizācijas montāžas, pārtikas un dzērienu, farmācijas, slimnīcu, biobanku, gumijas, jaunu materiālu ražošanas, ķīmiskās inženierijas, dzelzs un tērauda, ​​kā arī zinātniskās pētniecības u.c. nozarēs.