Geisri nähtus

Geisrifenomen viitab purskefenomenile, mis tekib krüogeense vedeliku transportimisel mööda vertikaalset pikka toru (viidates teatud väärtuse saavutamisele pikkuse ja läbimõõdu suhte tõttu) vedeliku aurustumisel tekkivate mullide tõttu, mullide polümerisatsiooni käigus toimub mullide suurenemine ja lõpuks krüogeenne vedelik väljub toru sissepääsust tagasi.

Geisrid võivad tekkida siis, kui torujuhtme voolukiirus on madal, kuid neid tuleb märgata alles siis, kui vool peatub.

Kui krüogeenne vedelik voolab vertikaalses torustikus allapoole, sarnaneb see eeljahutusprotsessiga. Krüogeenne vedelik keeb ja aurustub kuumuse tõttu, mis erineb eeljahutusprotsessist! Soojus tuleb aga peamiselt väikesest ümbritsevast soojuse sissetungist, mitte eeljahutusprotsessi suuremast süsteemi soojusmahtuvusest. Seetõttu moodustub toru seina lähedale suhteliselt kõrge temperatuuriga vedeliku piirkiht, mitte aurukile. Kui vedelik voolab vertikaalses torus, väheneb keskkonna soojuse sissetungi tõttu toru seina lähedal asuva vedeliku piirkihi soojustihedus. Ujuvuse mõjul pöördub vedelik ülespoole, moodustades kuuma vedeliku piirkihi, samal ajal kui keskel olev külm vedelik voolab allapoole, moodustades nende kahe vahel konvektsiooniefekti. Kuuma vedeliku piirkiht pakseneb järk-järgult peavoolu suunas, kuni see blokeerib täielikult keskmise vedeliku ja peatab konvektsiooni. Pärast seda, kuna soojust ära juhtiv konvektsioon puudub, tõuseb kuumas piirkonnas oleva vedeliku temperatuur kiiresti. Pärast seda, kui vedeliku temperatuur jõuab küllastustemperatuurini, hakkab see keema ja tekitab mulle. Zingle'i gaasipomm aeglustab mullide tõusu.

Vertikaalses torus olevate mullide tõttu vähendab mulli viskoosse nihkejõu reaktsioon mulli põhjas staatilist rõhku, mis omakorda põhjustab ülejäänud vedeliku ülekuumenemist, tekitades rohkem auru, mis omakorda alandab staatilist rõhku, seega tekitab vastastikune edendamine teatud määral palju auru. Geisri nähtus, mis sarnaneb plahvatusega, tekib siis, kui auruvälgatusega vedelik paiskub tagasi torustikku. Teatud kogus auru, mis tekib koos vedeliku paiskumisega paagi ülemisse ossa, põhjustab dramaatilisi muutusi paagi ruumi üldises temperatuuris, mille tulemuseks on dramaatilised rõhu muutused. Kui rõhu kõikumine on rõhu tipp- ja oruvahemikus, on võimalik viia paak negatiivse rõhu seisundisse. Rõhu erinevuse mõju põhjustab süsteemi konstruktsioonikahjustusi.

Pärast aurupurset langeb rõhk torus järsult ja krüogeenne vedelik süstitakse gravitatsiooni mõjul tagasi vertikaalsesse torusse. Kiirelt liikuv vedelik tekitab hüdraulilise haamri sarnase rõhulöögi, millel on suur mõju süsteemile, eriti kosmoseseadmetele.

Geisrifenomeni tekitatud kahju kõrvaldamiseks või vähendamiseks peaksime rakenduses ühelt poolt pöörama tähelepanu torustiku isolatsioonile, kuna soojuse sissetung on geisrifenomeni algpõhjus; teiselt poolt saab uurida mitmeid skeeme: inertse mittekondenseeruva gaasi sissepritsimine, krüogeense vedeliku täiendav sissepritsimine ja tsirkulatsioonitorustik. Nende skeemide põhiolemus on krüogeense vedeliku liigse soojuse ülekandmine, liigse kuumuse kogunemise vältimine ja geisrifenomeni tekkimise vältimine.

Inertgaasi sissepritseskeemi puhul kasutatakse tavaliselt heeliumi inertgaasina ja heelium süstitakse torujuhtme põhja. Vedeliku ja heeliumi aururõhu erinevust saab kasutada toote auru massiülekandeks vedelikust heeliumi massi, et aurustada osa krüogeensest vedelikust, neelata krüogeensest vedelikust soojust ja tekitada ülejahutamise efekt, vältides seeläbi liigse kuumuse kogunemist. Seda skeemi kasutatakse mõnedes kosmosekütuse täitmise süsteemides. Täiendav täitmine on krüogeense vedeliku temperatuuri alandamiseks ülejahutatud krüogeense vedeliku lisamise teel, samas kui tsirkulatsioonitorustiku lisamise skeem on loomuliku tsirkulatsioonitingimuste loomine torujuhtme ja paagi vahel torujuhtme lisamise teel, et üle kanda liigne soojus kohalikes piirkondades ja hävitada geisrite tekkimise tingimused.

Teiste küsimustega saate tutvuda järgmises artiklis!

HL krüogeensed seadmed

HL Cryogenic Equipment asutati 1992. aastal ja on HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd.-ga seotud kaubamärk. HL Cryogenic Equipment on pühendunud kõrgvaakumisolatsiooniga krüogeensete torustike ja nendega seotud tugiseadmete projekteerimisele ja tootmisele, et rahuldada klientide erinevaid vajadusi. Vaakumisolatsiooniga torud ja painduvad voolikud on valmistatud kõrgvaakumis ja mitmekihilistest mitmesõelalistest spetsiaalsetest isoleeritud materjalidest ning läbivad rea äärmiselt rangeid tehnilisi töötlusi ja kõrgvaakumtöötlust, mida kasutatakse vedela hapniku, vedela lämmastiku, vedela argooni, vedela vesiniku, vedela heeliumi, veeldatud etüleengaasi (LEG) ja veeldatud maagaasi (LNG) ülekandmiseks.

HL Cryogenic Equipment Company vaakumkestaga torude, vaakumkestaga voolikute, vaakumkestaga ventiilide ja faasieraldajate tooteseeria, mis on läbinud rea äärmiselt rangeid tehnilisi töötlusi, on mõeldud vedela hapniku, vedela lämmastiku, vedela argooni, vedela vesiniku, vedela heeliumi, vedela gaasi (LEG) ja veeldatud maagaasi (LNG) ülekandmiseks ning neid tooteid hooldatakse krüogeensetes seadmetes (nt krüogeensed mahutid, dewar-anumad ja külmkastid jne) õhueralduse, gaaside, lennunduse, elektroonika, ülijuhtide, kiipide, automaatika montaaži, toidu- ja joogitööstuse, apteegi, haiglate, biopankade, kummi, uute materjalide tootmise, keemiatehnika, raua- ja terasetööstuse ning teadusuuringute jms tööstusharudes.