Нестабилан процес у преносу

У процесу преноса криогене течности цевоводима, посебна својства и рад процеса криогене течности изазват ће низ нестабилних процеса који се разликују од процеса флуида нормалне температуре у прелазном стању пре успостављања стабилног стања. Нестабилан процес такође доноси велики динамички утицај на опрему, што може проузроковати структурна оштећења. На пример, систем пуњења течним кисеоником транспортне ракете Сатурн V у Сједињеним Државама једном је изазвао пуцање инфузионе цеви услед утицаја нестабилног процеса када је вентил отворен. Поред тога, нестабилан процес је чешћи узрок оштећења друге помоћне опреме (као што су вентили, мехови итд.). Нестабилни процеси у процесу преноса криогене течности цевоводима углавном укључују пуњење слепе гране цеви, пуњење након повременог испуштања течности у одводну цев и нестабилан процес при отварању вентила који је формирао ваздушну комору напред. Оно што је заједничко овим нестабилним процесима јесте да је њихова суштина пуњење парне шупљине криогеном течношћу, што доводи до интензивног преноса топлоте и масе на двофазном интерфејсу, што резултира наглим флуктуацијама системских параметара. Пошто је процес пуњења након повременог испуштања течности из одводне цеви сличан нестабилном процесу при отварању вентила који је формирао ваздушну комору напред, у наставку се анализира нестабилни процес само када је слепа грана цеви пуњена и када је отворени вентил.

Нестабилан процес пуњења слепих грана цеви

Ради безбедности и контроле система, поред главне транспортне цеви, у систему цевовода треба опремити и неке помоћне гране цеви. Поред тога, сигурносни вентил, испусни вентил и други вентили у систему ће уводити одговарајуће гране цеви. Када ове гране не раде, формирају се слепе гране за систем цевовода. Термичка инвазија цевовода из околне средине неизбежно ће довести до постојања парних шупљина у слепој цеви (у неким случајевима, парне шупљине се посебно користе за смањење топлотне инвазије криогене течности из спољашњег света). У прелазном стању, притисак у цевоводу ће порасти због подешавања вентила и других разлога. Под дејством разлике притиска, течност ће испунити парну комору. Ако током процеса пуњења гасне коморе, пара генерисана испаравањем криогене течности услед топлоте није довољна да покреће течност уназад, течност ће увек испунити гасну комору. Коначно, након пуњења ваздушне шупљине, на заптивачу слепе цеви се формира стање брзог кочења, што доводи до наглог притиска у близини заптивача.

Процес пуњења слепе цеви је подељен у три фазе. У првој фази, течност се под дејством разлике притиска помера до максималне брзине пуњења док се притисак не уравнотежи. У другој фази, због инерције, течност наставља да се пуни напред. У овом тренутку, обрнута разлика притиска (притисак у гасној комори се повећава са процесом пуњења) успорава течност. Трећа фаза је фаза брзог кочења, у којој је утицај притиска највећи.

Смањење брзине пуњења и смањење величине ваздушне шупљине може се користити за елиминисање или ограничавање динамичког оптерећења које се ствара током пуњења слепе гране цеви. За дугачке цевоводне системе, извор протока течности може се глатко подесити унапред како би се смањила брзина протока, а вентил се затвара дуже време.

Што се тиче структуре, можемо користити различите вођице како бисмо побољшали циркулацију течности у слепој грани цеви, смањили величину ваздушне шупљине, увели локални отпор на улазу у слепу грану цеви или повећали пречник слепе гране цеви како бисмо смањили брзину пуњења. Поред тога, дужина и положај уградње Брајеве цеви утицаће на секундарни водени удар, па треба обратити пажњу на дизајн и распоред. Разлог зашто повећање пречника цеви смањује динамичко оптерећење може се квалитативно објаснити на следећи начин: за пуњење слепе гране цеви, проток гране цеви је ограничен протоком главне цеви, што се може претпоставити да је фиксна вредност током квалитативне анализе. Повећање пречника гране цеви је еквивалентно повећању површине попречног пресека, што је еквивалентно смањењу брзине пуњења, што доводи до смањења оптерећења.

Нестабилан процес отварања вентила

Када је вентил затворен, продор топлоте из околине, посебно кроз термички мост, брзо доводи до стварања ваздушне коморе испред вентила. Након отварања вентила, пара и течност почињу да се крећу, јер је проток гаса много већи од протока течности, пара у вентилу се не отвара у потпуности убрзо након евакуације, што доводи до брзог пада притиска. Течност се помера напред под дејством разлике у притиску. Када се течност затвори, а вентил се не отвори у потпуности, створиће се услови кочења. У овом тренутку долази до ударања воде, што ствара јако динамичко оптерећење.

Најефикаснији начин за елиминисање или смањење динамичког оптерећења генерисаног нестабилним процесом отварања вентила јесте смањење радног притиска у прелазном стању, како би се смањила брзина пуњења гасне коморе. Поред тога, употреба високо контролисаних вентила, промена правца цеви и увођење специјалног бајпас цевовода малог пречника (ради смањења величине гасне коморе) утицаће на смањење динамичког оптерећења. Посебно треба напоменути да се, за разлику од смањења динамичког оптерећења када се слепа грана цеви пуни повећањем пречника слепе гране цеви, за нестабилни процес када се вентил отвори, повећање пречника главне цеви еквивалентно је смањењу равномерног отпора цеви, што ће повећати брзину протока напуњене ваздушне коморе, чиме се повећава вредност удара воде.

HL криогена опрема

Компанија HL Cryogenic Equipment, основана 1992. године, је бренд повезан са компанијом HL Cryogenic Equipment Company, Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment је посвећена пројектовању и производњи криогених цевоводних система изолованих под високим вакуумом и пратеће опреме како би задовољила различите потребе купаца. Вакуумски изоловане цеви и флексибилна црева су направљени од специјалних изолованих материјала са високим вакуумом и вишеслојним вишеслојним екраном и пролазе кроз низ изузетно строгих техничких третмана и третмана под високим вакуумом, који се користе за пренос течног кисеоника, течног азота, течног аргона, течног водоника, течног хелијума, течног етилена (LEG) и течног природног гаса (LNG).

Серија производа вакуумски обложених цеви, вакуумски обложених црева, вакуумски обложених вентила и фазних сепаратора у компанији HL Cryogenic Equipment Company, која је прошла кроз низ изузетно строгих техничких третмана, користи се за пренос течног кисеоника, течног азота, течног аргона, течног водоника, течног хелијума, LEG и LNG, а ови производи се сервисирају за криогену опрему (нпр. криогене резервоаре, Дјуарове посуде и хладне кутије итд.) у индустријама раздвајања ваздуха, гасова, авијације, електронике, суперпроводника, чипова, аутоматизације, прехрамбене и пића, фармације, болница, биобанака, гуме, производње нових материјала, хемијског инжењерства, гвожђа и челика, као и научних истраживања итд.