Introduzioneduzione

Con lo sviluppo della tecnologia criogenica, i prodotti liquidi criogenici hanno svolto un ruolo importante in molti campi come l’economia nazionale, la difesa nazionale e la ricerca scientifica. L'applicazione del liquido criogenico si basa sullo stoccaggio e sul trasporto efficaci e sicuri di prodotti liquidi criogenici e la trasmissione del liquido criogenico attraverso le condutture attraversa l'intero processo di stoccaggio e trasporto. Pertanto, è molto importante garantire la sicurezza e l'efficienza della trasmissione di tubazioni di liquidi criogenici. Per il trasporto di liquidi criogenici è necessario sostituire il gas nella tubazione prima del trasporto, altrimenti potrebbe verificarsi un guasto operativo. Il processo di preraffreddamento è un collegamento inevitabile nel processo di trasporto di prodotti liquidi criogenici. Questo processo porterà forti shock di pressione e altri effetti negativi sul gasdotto. Inoltre, il fenomeno dei geyser nella tubazione verticale e il fenomeno instabile del funzionamento del sistema, come il riempimento di tubi di diramazione cieca, il riempimento dopo il drenaggio a intervalli e il riempimento della camera d'aria dopo l'apertura della valvola, porteranno diversi gradi di effetti negativi sull'attrezzatura e sulla tubazione . In considerazione di ciò, il presente documento effettua un'analisi approfondita dei problemi di cui sopra e spera di trovare la soluzione attraverso l'analisi.

Spostamento del gas in linea prima della trasmissione

Con lo sviluppo della tecnologia criogenica, i prodotti liquidi criogenici hanno svolto un ruolo importante in molti campi come l’economia nazionale, la difesa nazionale e la ricerca scientifica. L'applicazione del liquido criogenico si basa sullo stoccaggio e sul trasporto efficaci e sicuri di prodotti liquidi criogenici e la trasmissione del liquido criogenico attraverso le condutture attraversa l'intero processo di stoccaggio e trasporto. Pertanto, è molto importante garantire la sicurezza e l'efficienza della trasmissione di tubazioni di liquidi criogenici. Per il trasporto di liquidi criogenici è necessario sostituire il gas nella tubazione prima del trasporto, altrimenti potrebbe verificarsi un guasto operativo. Il processo di preraffreddamento è un collegamento inevitabile nel processo di trasporto di prodotti liquidi criogenici. Questo processo porterà forti shock di pressione e altri effetti negativi sul gasdotto. Inoltre, il fenomeno dei geyser nella tubazione verticale e il fenomeno instabile del funzionamento del sistema, come il riempimento di tubi di diramazione cieca, il riempimento dopo il drenaggio a intervalli e il riempimento della camera d'aria dopo l'apertura della valvola, porteranno diversi gradi di effetti negativi sull'attrezzatura e sulla tubazione . In considerazione di ciò, il presente documento effettua un'analisi approfondita dei problemi di cui sopra e spera di trovare la soluzione attraverso l'analisi.

Il processo di preraffreddamento della pipeline

Nell'intero processo di trasmissione di condotte di liquidi criogenici, prima di stabilire uno stato di trasmissione stabile, ci sarà un sistema di preraffreddamento e tubazioni calde e un processo di apparecchiatura di ricezione, ovvero il processo di preraffreddamento. In questo processo, la tubazione e l'attrezzatura ricevente sopportano notevoli sollecitazioni da contrazione e pressione d'impatto, quindi dovrebbero essere controllate.

Cominciamo con un'analisi del processo.

L'intero processo di preraffreddamento inizia con un violento processo di vaporizzazione, per poi apparire con un flusso a due fasi. Infine, il flusso monofase appare dopo che il sistema è completamente raffreddato. All'inizio del processo di preraffreddamento, la temperatura della parete ovviamente supera la temperatura di saturazione del liquido criogenico e supera anche la temperatura limite superiore del liquido criogenico, ovvero la temperatura di surriscaldamento finale. A causa del trasferimento di calore, il liquido vicino alla parete del tubo viene riscaldato e vaporizzato istantaneamente per formare una pellicola di vapore, che circonda completamente la parete del tubo, ovvero si verifica l'ebollizione della pellicola. Successivamente, con il processo di preraffreddamento, la temperatura della parete del tubo scende gradualmente al di sotto della temperatura limite di surriscaldamento, e quindi si formano condizioni favorevoli per l'ebollizione di transizione e l'ebollizione delle bolle. Durante questo processo si verificano grandi fluttuazioni di pressione. Quando il preraffreddamento viene effettuato fino a un certo stadio, la capacità termica della tubazione e l'invasione di calore dell'ambiente non riscalderanno il liquido criogenico alla temperatura di saturazione e apparirà lo stato di flusso monofase.

Nel processo di vaporizzazione intensa, verranno generate drammatiche fluttuazioni di flusso e pressione. Nell'intero processo di fluttuazione della pressione, la pressione massima che si forma per la prima volta dopo che il liquido criogenico entra direttamente nel tubo caldo è l'ampiezza massima nell'intero processo di fluttuazione della pressione e l'onda di pressione può verificare la capacità di pressione del sistema. Pertanto, generalmente viene studiata solo la prima onda di pressione.

Dopo l'apertura della valvola, il liquido criogenico entra rapidamente nella tubazione sotto l'azione della differenza di pressione e la pellicola di vapore generata dalla vaporizzazione separa il liquido dalla parete del tubo, formando un flusso assiale concentrico. Poiché il coefficiente di resistenza del vapore è molto piccolo, quindi la portata del liquido criogenico è molto grande, con l'avanzamento in avanti, la temperatura del liquido a causa dell'assorbimento di calore e aumenta gradualmente, di conseguenza, la pressione della tubazione aumenta, la velocità di riempimento rallenta giù. Se il tubo è sufficientemente lungo, la temperatura del liquido ad un certo punto deve raggiungere la saturazione, a quel punto il liquido smette di avanzare. Il calore proveniente dalla parete del tubo nel liquido criogenico viene tutto utilizzato per l'evaporazione, in questo momento la velocità di evaporazione aumenta notevolmente, anche la pressione nella tubazione aumenta e può raggiungere 1,5 ~ 2 volte la pressione di ingresso. Sotto l'azione della differenza di pressione, parte del liquido verrà ricondotta al serbatoio di stoccaggio del liquido criogenico, con conseguente riduzione della velocità di generazione del vapore e, poiché parte del vapore generato dallo scarico dell'uscita del tubo, caduta di pressione del tubo, dopo Dopo un periodo di tempo, la tubazione ripristinerà il liquido nelle condizioni di differenza di pressione, il fenomeno riapparirà, quindi ripetuto. Tuttavia, nel processo successivo, poiché nel tubo è presente una certa pressione e parte del liquido, l'aumento di pressione causato dal nuovo liquido è piccolo, quindi il picco di pressione sarà inferiore al primo picco.

Nell'intero processo di preraffreddamento, il sistema non solo deve sopportare un grande impatto delle onde di pressione, ma deve anche sopportare un grande stress da contrazione dovuto al freddo. L’azione combinata dei due può causare danni strutturali al sistema, quindi dovrebbero essere prese le misure necessarie per controllarlo.

Poiché la portata di preraffreddamento influisce direttamente sul processo di preraffreddamento e sull'entità dello stress da contrazione a freddo, il processo di preraffreddamento può essere controllato controllando la portata di preraffreddamento. Il principio ragionevole di selezione della portata di preraffreddamento è quello di ridurre il tempo di preraffreddamento utilizzando una portata di preraffreddamento maggiore con la premessa di garantire che la fluttuazione della pressione e lo stress da contrazione a freddo non superino l'intervallo consentito di apparecchiature e tubazioni. Se la portata di preraffreddamento è troppo piccola, le prestazioni di isolamento della tubazione non sono buone per la tubazione e potrebbe non raggiungere mai lo stato di raffreddamento.

Nel processo di preraffreddamento, a causa del flusso bifase, è impossibile misurare la portata reale con il comune flussometro, quindi non può essere utilizzato per guidare il controllo della portata di preraffreddamento. Ma possiamo giudicare indirettamente la dimensione del flusso monitorando la contropressione del vaso ricevente. In determinate condizioni, la relazione tra la contropressione del recipiente ricevente e il flusso di preraffreddamento può essere determinata mediante metodo analitico. Quando il processo di preraffreddamento passa allo stato di flusso monofase, il flusso effettivo misurato dal flussometro può essere utilizzato per guidare il controllo del flusso di preraffreddamento. Questo metodo viene spesso utilizzato per controllare il riempimento del propellente liquido criogenico per i razzi.

La variazione della contropressione del recipiente ricevente corrisponde al processo di preraffreddamento come segue, che può essere utilizzato per giudicare qualitativamente la fase di preraffreddamento: quando la capacità di scarico del recipiente ricevente è costante, la contropressione aumenterà rapidamente a causa della violenta vaporizzazione del liquido criogenico dapprima, per poi diminuire gradualmente con la diminuzione della temperatura del recipiente ricevente e della tubazione. In questo momento, la capacità di preraffreddamento aumenta.

Sintonizzati al prossimo articolo per altre domande!

Attrezzatura criogenica HL

HL Cryogenic Equipment, fondata nel 1992, è un marchio affiliato a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment è impegnata nella progettazione e produzione del sistema di tubazioni criogeniche isolate ad alto vuoto e delle relative apparecchiature di supporto per soddisfare le diverse esigenze dei clienti. Il tubo isolato sotto vuoto e il tubo flessibile sono costruiti in materiali isolanti speciali multistrato e multistrato per alto vuoto e passano attraverso una serie di trattamenti tecnici estremamente rigorosi e trattamenti ad alto vuoto, che vengono utilizzati per il trasferimento di ossigeno liquido, azoto liquido , argon liquido, idrogeno liquido, elio liquido, gas etilene liquefatto LEG e gas naturale liquefatto GNL.

La serie di prodotti di tubi rivestiti sotto vuoto, tubi flessibili rivestiti sotto vuoto, valvole rivestite sotto vuoto e separatori di fase della HL Cryogenic Equipment Company, che sono passati attraverso una serie di trattamenti tecnici estremamente rigorosi, vengono utilizzati per il trasferimento di ossigeno liquido, azoto liquido, argon liquido, idrogeno liquido, elio liquido, LEG e GNL e questi prodotti vengono sottoposti a manutenzione per apparecchiature criogeniche (ad esempio serbatoi criogenici, dewar e celle frigorifere, ecc.) nei settori della separazione dell'aria, dei gas, dell'aviazione, dell'elettronica, dei superconduttori, dei chip, dell'assemblaggio di automazione, dell'industria alimentare e bevande, farmacia, ospedale, biobanca, gomma, ingegneria chimica per la produzione di nuovi materiali, ferro e acciaio, ricerca scientifica, ecc.