Fenomeno geyser

Il fenomeno di geyser si riferisce al fenomeno dell'eruzione causata dal liquido criogenico trasportato lungo il tubo lungo verticale (riferendosi al rapporto di diametro di lunghezza che raggiunge un certo valore) a causa delle bolle prodotte dalla vaporizzazione del liquido e la polimerizzazione tra le bolle si verificherà con l'aumento delle bolle e infine il liquido criogenico verrà invertito dall'ingresso del tubo.

I geyser possono verificarsi quando la portata della conduttura è bassa, ma devono essere notate solo quando il flusso si interrompe.

Quando il liquido criogenico scorre verso il basso nella pipeline verticale, è simile al processo di precool. Il liquido criogenico bolle e vaporizzerà a causa del calore, che è diverso dal processo di precool! Tuttavia, il calore deriva principalmente dalla piccola invasione di calore ambientale, piuttosto che dalla maggiore capacità di calore del sistema nel processo di pre-raffreddamento. Pertanto, lo strato limite liquido con temperatura relativamente alta si forma vicino alla parete del tubo, piuttosto che al film di vapore. Quando il liquido scorre nel tubo verticale, a causa dell'invasione di calore ambientale, diminuisce la densità termica dello strato limite del fluido vicino alla parete del tubo. Sotto l'azione della galleggiabilità, il fluido invertirà il flusso verso l'alto, formando lo strato limite del fluido caldo, mentre il fluido freddo al centro scorre verso il basso, formando l'effetto di convezione tra i due. Lo strato limite del fluido caldo si addensa gradualmente lungo la direzione del mainstream fino a quando non blocca completamente il fluido centrale e interrompe la convezione. Successivamente, poiché non vi è alcuna convezione per togliere il calore, la temperatura del liquido nell'area calda aumenta rapidamente. Dopo che la temperatura del liquido raggiunge la temperatura di saturazione, inizia a bollire e produrre bolle la bomba a gas a zingera rallenta l'ascesa delle bolle.

A causa della presenza di bolle nel tubo verticale, la reazione della forza di taglio viscosa della bolla ridurrà la pressione statica nella parte inferiore della bolla, che a sua volta farà surriscaldare il liquido rimanente, producendo così più vapore, che a sua volta lo sarà Rendi la pressione statica più bassa, così la promozione reciproca, in una certa misura, produrrà molto vapore. Il fenomeno di un geyser, che è in qualche modo simile a un'esplosione, si verifica quando un liquido, che trasporta un lampo di vapore, esplode di nuovo nella pipeline. Una certa quantità di vapore seguita con liquido espulso nello spazio superiore del serbatoio causerà drammatiche variazioni della temperatura complessiva dello spazio del serbatoio, con conseguenti drammatici variazioni di pressione. Quando la fluttuazione della pressione è nel picco e nella valle della pressione, è possibile fare il serbatoio in uno stato di pressione negativa. L'effetto della differenza di pressione porterà a danni strutturali del sistema.

Dopo l'eruzione del vapore, la pressione nel tubo diminuisce rapidamente e il liquido criogenico viene reiniettato nel tubo verticale a causa dell'effetto della gravità. Il liquido ad alta velocità produrrà uno shock a pressione simile al martello da acqua, che ha un grande impatto sul sistema, in particolare sull'attrezzatura spaziale.

Al fine di eliminare o ridurre il danno causato dal fenomeno di geyser, nell'applicazione, da un lato, dovremmo prestare attenzione all'isolamento del sistema della pipeline, poiché l'invasione di calore è la causa principale del fenomeno geyser; D'altra parte, possono essere studiati diversi schemi: iniezione di gas non condensante inerte, iniezione supplementare di tubazioni criogeniche di liquido e circolazione. L'essenza di questi schemi è trasferire l'eccesso di calore del liquido criogenico, evitare l'accumulo di calore eccessivo, in modo da prevenire il verificarsi del fenomeno geyser.

Per lo schema di iniezione di gas inerte, l'elio viene solitamente usato come gas inerte e l'elio viene iniettato nella parte inferiore del gasdotto. La differenza di pressione del vapore tra liquido e elio può essere utilizzata per effettuare il trasferimento di massa del vapore di prodotto dal liquido alla massa dell'elio, in modo da vaporizzare parte del liquido criogenico, assorbire il calore dal liquido criogenico e produrre effetto eccessivo, impedendo così l'accumulo di eccessivi Calore. Questo schema viene utilizzato in alcuni sistemi di riempimento del propellente dello spazio. Il riempimento supplementare consiste nel ridurre la temperatura del liquido criogenico aggiungendo un liquido criogenico super raffreddato, mentre lo schema di aggiunta della pipeline di circolazione è quello di stabilire una condizione di circolazione naturale tra tubazione e serbatoio aggiungendo la pipeline, in modo da trasferire il calore in eccesso nelle aree locali e distruggere le aree locali e distruggi Condizioni per la generazione di geyser.

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