Phénomène des geysers

Le phénomène de geyser fait référence au phénomène d'éruption provoqué par le transport du liquide cryogénique dans le long tuyau vertical (faisant référence au rapport longueur-diamètre atteignant une certaine valeur) en raison des bulles produites par la vaporisation du liquide et de la polymérisation entre les bulles. se produira avec l'augmentation des bulles, et finalement le liquide cryogénique sera inversé hors de l'entrée du tuyau.

Des geysers peuvent se produire lorsque le débit dans le pipeline est faible, mais ils ne doivent être remarqués que lorsque le débit s'arrête.

Lorsque du liquide cryogénique s’écoule dans le pipeline vertical, cela ressemble au processus de prérefroidissement. Le liquide cryogénique bout et se vaporise à cause de la chaleur, ce qui est différent du processus de pré-refroidissement ! Cependant, la chaleur provient principalement de la faible invasion de chaleur ambiante, plutôt que de la plus grande capacité thermique du système lors du processus de pré-refroidissement. Par conséquent, la couche limite liquide à température relativement élevée est formée près de la paroi du tube, plutôt que du film de vapeur. Lorsque le liquide s'écoule dans le tuyau vertical, en raison de l'invasion de chaleur ambiante, la densité thermique de la couche limite du fluide près de la paroi du tuyau diminue. Sous l'action de la flottabilité, le fluide inversera l'écoulement vers le haut, formant la couche limite du fluide chaud, tandis que le fluide froid au centre s'écoule vers le bas, formant l'effet de convection entre les deux. La couche limite du fluide chaud s'épaissit progressivement dans la direction du courant principal jusqu'à bloquer complètement le fluide central et arrêter la convection. Après cela, comme il n’y a pas de convection pour évacuer la chaleur, la température du liquide dans la zone chaude augmente rapidement. Une fois que la température du liquide atteint la température de saturation, il commence à bouillir et à produire des bulles. La bombe à gaz zingle ralentit la montée des bulles.

En raison de la présence de bulles dans le tuyau vertical, la réaction de la force de cisaillement visqueuse de la bulle réduira la pression statique au fond de la bulle, ce qui à son tour fera surchauffer le liquide restant, produisant ainsi plus de vapeur, ce qui à son tour entraînera une surchauffe du liquide restant. abaissez la pression statique, donc une promotion mutuelle, dans une certaine mesure, produira beaucoup de vapeur. Le phénomène d'un geyser, qui s'apparente quelque peu à une explosion, se produit lorsqu'un liquide, transportant un éclair de vapeur, est éjecté dans le pipeline. Une certaine quantité de vapeur résultant du liquide éjecté vers l'espace supérieur du réservoir provoquera des changements spectaculaires dans la température globale de l'espace du réservoir, entraînant des changements spectaculaires de pression. Lorsque la fluctuation de pression se situe entre le pic et le creux de pression, il est possible de mettre le réservoir dans un état de pression négative. L’effet de la différence de pression entraînera des dommages structurels au système.

Après l'éruption de vapeur, la pression dans la canalisation chute rapidement et le liquide cryogénique est réinjecté dans la canalisation verticale sous l'effet de la gravité. Le liquide à grande vitesse produira un choc de pression similaire au coup de bélier, ce qui aura un grand impact sur le système, en particulier sur les équipements spatiaux.

Afin d'éliminer ou de réduire les dommages causés par le phénomène du geyser, dans l'application, d'une part, nous devons prêter attention à l'isolation du système de canalisations, car l'invasion de chaleur est à l'origine du phénomène du geyser ; En revanche, plusieurs schémas peuvent être étudiés : injection de gaz inerte non condensant, injection supplémentaire de liquide cryogénique et canalisation de circulation. L'essence de ces systèmes est de transférer l'excès de chaleur du liquide cryogénique, d'éviter l'accumulation de chaleur excessive, afin d'éviter l'apparition du phénomène geyser.

Pour le schéma d'injection de gaz inerte, l'hélium est généralement utilisé comme gaz inerte et l'hélium est injecté au fond du pipeline. La différence de pression de vapeur entre le liquide et l'hélium peut être utilisée pour effectuer un transfert de masse de vapeur de produit du liquide à la masse d'hélium, de manière à vaporiser une partie du liquide cryogénique, à absorber la chaleur du liquide cryogénique et à produire un effet de refroidissement excessif, empêchant ainsi l'accumulation de vapeur excessive. chaleur. Ce schéma est utilisé dans certains systèmes de remplissage de propulseurs spatiaux. Le remplissage supplémentaire consiste à réduire la température du liquide cryogénique en ajoutant du liquide cryogénique surfondu, tandis que le schéma d'ajout d'un pipeline de circulation consiste à établir une condition de circulation naturelle entre le pipeline et le réservoir en ajoutant un pipeline, de manière à transférer l'excès de chaleur dans les zones locales et à détruire le conditions pour la génération de geysers.

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Équipement cryogénique HL

HL Cryogenic Equipment, fondée en 1992, est une marque affiliée à HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment s'engage dans la conception et la fabrication du système de tuyauterie cryogénique isolé sous vide poussé et des équipements de support associés pour répondre aux différents besoins des clients. Le tuyau isolé sous vide et le tuyau flexible sont construits dans un vide poussé et des matériaux isolés spéciaux multicouches multi-écrans, et passent par une série de traitements techniques extrêmement stricts et de traitement sous vide poussé, qui sont utilisés pour le transfert d'oxygène liquide, d'azote liquide. , argon liquide, hydrogène liquide, hélium liquide, gaz éthylène liquéfié LEG et gaz naturel liquéfié GNL.

La série de produits de tuyaux à gaine sous vide, de tuyaux à gaine sous vide, de vannes à gaine sous vide et de séparateurs de phases de HL Cryogenic Equipment Company, qui ont subi une série de traitements techniques extrêmement stricts, sont utilisées pour le transfert d'oxygène liquide, d'azote liquide, d'argon liquide, l'hydrogène liquide, l'hélium liquide, le LEG et le GNL, et ces produits sont utilisés pour les équipements cryogéniques (par exemple, réservoirs cryogéniques, dewars et boîtes froides, etc.) dans les industries de la séparation de l'air, des gaz, de l'aviation, de l'électronique, des supraconducteurs, des puces, de l'assemblage d'automatisation, de l'alimentation et boissons, pharmacie, hôpital, biobanque, caoutchouc, fabrication de nouveaux matériaux, génie chimique, fer et acier, recherche scientifique, etc.