Geysir-Phänomen

Das Geysir-Phänomen bezieht sich auf das Eruptionsphänomen, das dadurch verursacht wird, dass die kryogene Flüssigkeit aufgrund der durch die Verdampfung der Flüssigkeit erzeugten Blasen und der Polymerisation zwischen den Blasen durch das vertikale lange Rohr transportiert wird (bezogen auf das Länge-Durchmesser-Verhältnis, das einen bestimmten Wert erreicht). Mit der Zunahme der Blasen kommt es zu einer Blasenbildung, und schließlich wird die kryogene Flüssigkeit aus dem Rohreingang austreten.

Geysire können auftreten, wenn die Durchflussrate in der Pipeline niedrig ist, sie müssen jedoch erst bemerkt werden, wenn der Durchfluss stoppt.

Wenn kryogene Flüssigkeit in der vertikalen Rohrleitung nach unten fließt, ähnelt dies dem Vorkühlungsprozess. Kryogene Flüssigkeiten kochen und verdampfen aufgrund der Hitze, was sich vom Vorkühlprozess unterscheidet! Die Wärme stammt jedoch hauptsächlich aus der geringen Umgebungswärmeinvasion und nicht aus der größeren Systemwärmekapazität im Vorkühlprozess. Daher bildet sich in der Nähe der Rohrwand die Flüssigkeitsgrenzschicht mit relativ hoher Temperatur und nicht der Dampffilm. Wenn die Flüssigkeit im vertikalen Rohr fließt, nimmt aufgrund des Eindringens von Umgebungswärme die Wärmedichte der Flüssigkeitsgrenzschicht in der Nähe der Rohrwand ab. Unter der Wirkung des Auftriebs kehrt die Flüssigkeit den Aufwärtsstrom um und bildet die Grenzschicht der heißen Flüssigkeit, während die kalte Flüssigkeit in der Mitte nach unten fließt und den Konvektionseffekt zwischen beiden erzeugt. Die Grenzschicht der heißen Flüssigkeit verdickt sich in Richtung des Hauptstroms allmählich, bis sie die zentrale Flüssigkeit vollständig blockiert und die Konvektion stoppt. Da es danach keine Konvektion gibt, die Wärme abführt, steigt die Temperatur der Flüssigkeit im heißen Bereich schnell an. Nachdem die Temperatur der Flüssigkeit die Sättigungstemperatur erreicht hat, beginnt sie zu sieden und Blasen zu erzeugen. Die Zingle-Gasbombe verlangsamt das Aufsteigen von Blasen.

Aufgrund des Vorhandenseins von Blasen im vertikalen Rohr verringert die Reaktion der viskosen Scherkraft der Blase den statischen Druck am Boden der Blase, was wiederum dazu führt, dass die verbleibende Flüssigkeit überhitzt wird und dadurch mehr Dampf entsteht, was wiederum zu einer Überhitzung führt Senken Sie den statischen Druck, sodass bei gegenseitiger Förderung bis zu einem gewissen Grad viel Dampf entsteht. Das Phänomen eines Geysirs, das einer Explosion ähnelt, tritt auf, wenn eine Flüssigkeit mit einem Dampfstoß zurück in die Rohrleitung strömt. Eine gewisse Dampfmenge, die mit der in den oberen Raum des Tanks ausgestoßenen Flüssigkeit entsteht, führt zu dramatischen Änderungen der Gesamttemperatur des Tankraums, was zu dramatischen Druckänderungen führt. Wenn sich die Druckschwankung im Höchst- und Tiefpunkt des Drucks befindet, ist es möglich, den Tank in einen Unterdruckzustand zu versetzen. Der Einfluss von Druckunterschieden führt zu strukturellen Schäden im System.

Nach dem Dampfausbruch fällt der Druck im Rohr schnell ab und die kryogene Flüssigkeit wird aufgrund der Wirkung der Schwerkraft wieder in das vertikale Rohr eingespritzt. Die Hochgeschwindigkeitsflüssigkeit erzeugt einen Druckstoß ähnlich einem Wasserschlag, der große Auswirkungen auf das System, insbesondere auf die Raumfahrtausrüstung, hat.

Um den durch das Geysir-Phänomen verursachten Schaden zu beseitigen oder zu verringern, sollten wir bei der Anwendung einerseits auf die Isolierung des Rohrleitungssystems achten, da die Wärmeinvasion die Hauptursache des Geysir-Phänomens ist; Andererseits können mehrere Schemata untersucht werden: Einspritzung von inertem, nicht kondensierendem Gas, zusätzliche Einspritzung von kryogener Flüssigkeit und Zirkulationsleitung. Der Kern dieser Systeme besteht darin, die überschüssige Wärme der kryogenen Flüssigkeit zu übertragen, die Ansammlung übermäßiger Wärme zu vermeiden und so das Auftreten des Geysir-Phänomens zu verhindern.

Beim Inertgas-Injektionsschema wird üblicherweise Helium als Inertgas verwendet und Helium in den Boden der Pipeline injiziert. Der Dampfdruckunterschied zwischen Flüssigkeit und Helium kann für den Massentransfer des Produktdampfs von der Flüssigkeit zur Heliummasse genutzt werden, um einen Teil der kryogenen Flüssigkeit zu verdampfen, Wärme aus der kryogenen Flüssigkeit zu absorbieren und einen Überkühlungseffekt zu erzeugen, wodurch die Ansammlung von übermäßigem Wasser verhindert wird Hitze. Dieses Schema wird in einigen Weltraumtreibstoff-Füllsystemen verwendet. Bei der ergänzenden Befüllung wird die Temperatur der kryogenen Flüssigkeit durch Zugabe von unterkühlter kryogener Flüssigkeit gesenkt, während das Schema des Hinzufügens einer Zirkulationsleitung darin besteht, durch Hinzufügen einer Rohrleitung einen natürlichen Zirkulationszustand zwischen Rohrleitung und Tank herzustellen, um überschüssige Wärme in lokale Bereiche zu übertragen und zu zerstören Bedingungen für die Entstehung von Geysiren.

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HL-Kryogenausrüstung

HL Cryogenic Equipment wurde 1992 gegründet und ist eine Marke der HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment widmet sich der Entwicklung und Herstellung des hochvakuumisolierten Kryo-Rohrleitungssystems und der dazugehörigen Unterstützungsausrüstung, um den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Das vakuumisolierte Rohr und der flexible Schlauch bestehen aus einem Hochvakuum und mehrschichtigen, mehrschichtigen Spezialisoliermaterialien und durchlaufen eine Reihe äußerst strenger technischer Behandlungen und einer Hochvakuumbehandlung, die für die Übertragung von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff verwendet wird , flüssiges Argon, flüssiger Wasserstoff, flüssiges Helium, verflüssigtes Ethylengas LEG und verflüssigtes Naturgas LNG.

Die Produktreihen Vakuummantelrohr, Vakuummantelschlauch, Vakuummantelventil und Phasentrenner der HL Cryogenic Equipment Company, die eine Reihe äußerst strenger technischer Behandlungen durchlaufen haben, werden für die Übertragung von flüssigem Sauerstoff, flüssigem Stickstoff, flüssigem Argon verwendet. Flüssiger Wasserstoff, flüssiges Helium, LEG und LNG, und diese Produkte werden für kryogene Geräte (z. B. kryogene Tanks, Dewar-Gefäße und Kühlboxen usw.) in den Branchen Luftzerlegung, Gase, Luftfahrt, Elektronik, Supraleiter, Chips, Automatisierungsmontage, Lebensmittel und Industrie gewartet. Getränke, Pharmazie, Krankenhaus, Biobank, Gummi, Herstellung neuer Materialien, Chemieingenieurwesen, Eisen und Stahl sowie wissenschaftliche Forschung usw.