Ebastabiilne protsess ülekandes

Krüogeense vedeliku torujuhtme ülekandeprotsessis põhjustavad krüogeense vedeliku erilised omadused ja protsessi toimimine rea ebastabiilseid protsesse, mis erinevad normaalse temperatuuriga vedeliku omadest enne stabiilse oleku saavutamist. Ebastabiilne protsess avaldab seadmetele ka suurt dünaamilist mõju, mis võib põhjustada konstruktsioonikahjustusi. Näiteks põhjustas Saturn V transpordiraketi vedela hapniku täitmissüsteem Ameerika Ühendriikides infusiooniliini purunemise ebastabiilse protsessi tõttu, kui klapp avati. Lisaks on ebastabiilne protsess sagedamini põhjustanud kahjustusi ka muudele abiseadmetele (nt ventiilid, lõõtsad jne). Krüogeense vedeliku torujuhtme ülekandeprotsessi ebastabiilne protsess hõlmab peamiselt ummistunud harutorude täitmist, vedeliku vahelduva väljavooluga äravoolutorusse täitmist ja ebastabiilset protsessi klapi avamisel, mis on moodustanud eesmise õhukambri. Neil ebastabiilsetel protsessidel on ühine joon see, et nende põhiolemus on auruõõnsuse täitmine krüogeense vedelikuga, mis viib intensiivse kuumuse ja massiülekandeni kahefaasilisel liidesel, mille tulemuseks on süsteemi parameetrite järsk kõikumine. Kuna täitmisprotsess pärast vedeliku vahelduvat väljavoolu äravoolutorust sarnaneb ebastabiilse protsessiga õhukambri moodustanud klapi avamisel, analüüsitakse järgnevalt ebastabiilset protsessi ainult siis, kui pimeharu on täidetud ja avatud klapp on avatud.

Pimedate harutorude täitmise ebastabiilne protsess

Süsteemi ohutuse ja juhtimise tagamiseks tuleks torujuhtmesüsteemis lisaks peamisele transporditorule paigaldada ka abitorud. Lisaks paigaldatakse süsteemi kaitseklapp, väljalaskeklapp ja muud ventiilid vastavatesse harutorudesse. Kui need harud ei tööta, moodustuvad torustikusüsteemis umbharud. Ümbritseva keskkonna termiline sissetung torusse viib paratamatult auruõõnsuste tekkimiseni umbtorus (mõnel juhul kasutatakse auruõõnsusi spetsiaalselt krüogeense vedeliku soojuse sissetungi vähendamiseks välismaailmast). Üleminekuolekus tõuseb torujuhtme rõhk ventiili reguleerimise ja muude põhjuste tõttu. Rõhu erinevuse mõjul täidab aurukambri vedelik. Kui gaasikambri täitumisel ei ole krüogeense vedeliku aurustumisel kuumuse tõttu tekkiv aur piisav vedeliku tagasiliikumiseks, täidab vedelik gaasikambri alati. Lõpuks, pärast õhuõõnsuse täitumist tekib umbtoru tihendis kiire pidurdustingimus, mis põhjustab tihendi lähedal terava rõhu.

Pimeda toru täitmisprotsess jaguneb kolmeks etapiks. Esimeses etapis juhitakse vedelikku rõhu diferentsi mõjul maksimaalse täitmiskiiruse saavutamiseks, kuni rõhk tasakaalustub. Teises etapis jätkab vedelik inertsi tõttu edasist täitumist. Sel ajal aeglustab vedeliku liikumist vastupidine rõhu diferents (rõhk gaasikambris suureneb koos täitmisprotsessiga). Kolmas etapp on kiire pidurdamise etapp, kus rõhu mõju on suurim.

Täitmiskiiruse ja õhuõõnsuse suuruse vähendamine aitab kõrvaldada või piirata dünaamilist koormust, mis tekib pimeda harutoru täitmisel. Pikkade torujuhtmete puhul saab vedeliku vooluallikat eelnevalt sujuvalt reguleerida, et vähendada voolukiirust ja sulgeda ventiil pikaks ajaks.

Konstruktsiooni osas saame kasutada erinevaid juhtdetaile, et parandada vedeliku ringlust umbrohutorus, vähendada õhuõõnsuse suurust, tekitada lokaalset takistust umbrohutoru sissepääsu juures või suurendada umbrohutoru läbimõõtu, et vähendada täitmiskiirust. Lisaks mõjutavad punktkirjatoru pikkus ja paigaldusasend sekundaarset veesmoosi, seega tuleks pöörata tähelepanu konstruktsioonile ja paigutusele. Põhjust, miks toru läbimõõdu suurendamine vähendab dünaamilist koormust, saab kvalitatiivselt selgitada järgmiselt: umbrohutoru täitmisel piirab harutoru voolu peamise toru vooluhulga, mida kvalitatiivse analüüsi käigus võib eeldada fikseeritud väärtusena. Harutoru läbimõõdu suurendamine on samaväärne ristlõikepindala suurendamisega, mis on samaväärne täitmiskiiruse vähendamisega, mis viib koormuse vähenemiseni.

Ventiili avanemise ebastabiilne protsess

Kui ventiil on suletud, tekitab keskkonnast tulev soojus, eriti läbi külmasilla, kiiresti õhukambri ventiili ette. Pärast ventiili avamist hakkavad aur ja vedelik liikuma, kuna gaasi voolukiirus on palju suurem kui vedeliku voolukiirus. Pärast tühjendamist ei ole ventiilis olev aur täielikult avatud, mille tulemuseks on järsu rõhulanguse ja rõhuerinevus surub vedelikku edasi. Kui vedelik ventiili lähedale ei avane täielikult, tekivad pidurdustingimused. Sel ajal tekib vee löök, mis tekitab tugeva dünaamilise koormuse.

Kõige tõhusam viis ventiili avanemise ebastabiilse protsessi tekitatud dünaamilise koormuse kõrvaldamiseks või vähendamiseks on töörõhu vähendamine üleminekuolekus, et vähendada gaasikambri täitumise kiirust. Lisaks sellele aitavad dünaamilist koormust vähendada ka hästi juhitavate ventiilide kasutamine, toruosa suuna muutmine ja väikese läbimõõduga spetsiaalse möödaviigutorustiku paigaldamine (gaasikambri suuruse vähendamiseks). Eelkõige tuleb märkida, et erinevalt dünaamilise koormuse vähendamisest pimeda harutoru täitmisel pimeda harutoru läbimõõdu suurendamisega, on ventiili avamisel ebastabiilse protsessi korral põhitoru läbimõõdu suurendamine samaväärne ühtlase toru takistuse vähendamisega, mis suurendab täidetud õhukambri voolukiirust ja seega ka vee sissevoolu väärtust.

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.