บทนำการนำไฟฟ้า

ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีไครโอเจนิกส์ ผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์จึงมีบทบาทสำคัญในหลายสาขา เช่น เศรษฐกิจ การป้องกันประเทศ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การประยุกต์ใช้ของเหลวไครโอเจนิกส์มีพื้นฐานอยู่บนการจัดเก็บและขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์ที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย และระบบส่งผ่านของเหลวไครโอเจนิกส์ผ่านท่อจะดำเนินไปตลอดกระบวนการจัดเก็บและขนส่ง ดังนั้น ความปลอดภัยและประสิทธิภาพของระบบส่งผ่านของเหลวไครโอเจนิกส์จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง สำหรับการส่งผ่านของเหลวไครโอเจนิกส์ จำเป็นต้องเปลี่ยนก๊าซในท่อก่อนส่ง มิฉะนั้นอาจเกิดความล้มเหลวในการทำงานได้ กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์ กระบวนการนี้จะก่อให้เกิดแรงกระแทกแรงดันสูงและผลกระทบด้านลบอื่นๆ ต่อระบบท่อ นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ไกเซอร์ในท่อแนวตั้ง และภาวะการทำงานของระบบที่ไม่เสถียร เช่น การเติมสารในท่อสาขาที่ปิดสนิท การเติมสารหลังจากระบายสารออก และการเติมสารในห้องอากาศหลังจากเปิดวาล์ว จะก่อให้เกิดผลกระทบด้านลบในระดับต่างๆ ต่ออุปกรณ์และท่อ เมื่อพิจารณาจากสิ่งนี้ เอกสารนี้จึงวิเคราะห์ปัญหาข้างต้นอย่างละเอียด และหวังว่าจะค้นพบวิธีแก้ไขผ่านการวิเคราะห์ดังกล่าว

การเคลื่อนย้ายก๊าซในท่อก่อนส่ง

ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีไครโอเจนิกส์ ผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์จึงมีบทบาทสำคัญในหลายสาขา เช่น เศรษฐกิจ การป้องกันประเทศ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การประยุกต์ใช้ของเหลวไครโอเจนิกส์มีพื้นฐานอยู่บนการจัดเก็บและขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์ที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย และระบบส่งผ่านของเหลวไครโอเจนิกส์ผ่านท่อจะดำเนินไปตลอดกระบวนการจัดเก็บและขนส่ง ดังนั้น ความปลอดภัยและประสิทธิภาพของระบบส่งผ่านของเหลวไครโอเจนิกส์จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง สำหรับการส่งผ่านของเหลวไครโอเจนิกส์ จำเป็นต้องเปลี่ยนก๊าซในท่อก่อนส่ง มิฉะนั้นอาจเกิดความล้มเหลวในการทำงานได้ กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์ กระบวนการนี้จะก่อให้เกิดแรงกระแทกแรงดันสูงและผลกระทบด้านลบอื่นๆ ต่อระบบท่อ นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ไกเซอร์ในท่อแนวตั้ง และภาวะการทำงานของระบบที่ไม่เสถียร เช่น การเติมสารในท่อสาขาที่ปิดสนิท การเติมสารหลังจากระบายสารออก และการเติมสารในห้องอากาศหลังจากเปิดวาล์ว จะก่อให้เกิดผลกระทบด้านลบในระดับต่างๆ ต่ออุปกรณ์และท่อ เมื่อพิจารณาจากสิ่งนี้ เอกสารนี้จึงวิเคราะห์ปัญหาข้างต้นอย่างละเอียด และหวังว่าจะค้นพบวิธีแก้ไขผ่านการวิเคราะห์ดังกล่าว

กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าของท่อ

ในกระบวนการส่งของเหลวในท่อส่งแบบไครโอเจนิกทั้งหมด ก่อนที่จะสร้างสถานะการส่งที่เสถียร จะมีระบบระบายความร้อนล่วงหน้าและระบบท่อร้อน รวมถึงกระบวนการรับอุปกรณ์ ซึ่งก็คือกระบวนการระบายความร้อนล่วงหน้า ในกระบวนการนี้ ท่อและอุปกรณ์รับต้องทนต่อแรงดึงจากการหดตัวและแรงกระแทกได้มาก จึงควรมีการควบคุม

มาเริ่มด้วยการวิเคราะห์กระบวนการกันก่อน

กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าทั้งหมดเริ่มต้นด้วยกระบวนการระเหยอย่างรุนแรง จากนั้นจึงเกิดการไหลแบบสองเฟส สุดท้ายจะเกิดการไหลแบบเฟสเดียวหลังจากระบบเย็นลงอย่างสมบูรณ์ ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า อุณหภูมิของผนังท่อจะสูงกว่าอุณหภูมิอิ่มตัวของของเหลวไครโอเจนิกอย่างเห็นได้ชัด และยังสูงกว่าอุณหภูมิขีดจำกัดสูงสุดของของเหลวไครโอเจนิก ซึ่งเป็นอุณหภูมิสูงสุดที่ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป เนื่องจากการถ่ายเทความร้อน ของเหลวใกล้ผนังท่อจะถูกทำให้ร้อนและระเหยกลายเป็นไอทันทีจนเกิดฟิล์มไอที่ล้อมรอบผนังท่ออย่างสมบูรณ์ เรียกว่าฟิล์มเดือด หลังจากนั้น เมื่อกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า อุณหภูมิของผนังท่อจะค่อยๆ ลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิร้อนจัดขีดจำกัด ส่งผลให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการเดือดแบบทรานซิชันและเดือดแบบฟอง กระบวนการนี้จะมีความผันผวนของความดันสูง เมื่อทำความเย็นล่วงหน้าจนถึงระดับหนึ่ง ความจุความร้อนของท่อและความร้อนที่ไหลเข้ามาจากสภาพแวดล้อมจะไม่ทำให้ของเหลวไครโอเจนิกร้อนถึงอุณหภูมิอิ่มตัว และจะปรากฏสถานะการไหลแบบเฟสเดียว

ในกระบวนการระเหยอย่างรุนแรง จะเกิดการไหลและความผันผวนของความดันอย่างรุนแรง ในกระบวนการผันผวนของความดันทั้งหมด ความดันสูงสุดที่เกิดขึ้นครั้งแรกหลังจากที่ของเหลวไครโอเจนิกเข้าสู่ท่อร้อนโดยตรง คือแอมพลิจูดสูงสุดของกระบวนการผันผวนของความดันทั้งหมด และคลื่นความดันสามารถยืนยันความจุของความดันของระบบได้ ดังนั้น โดยทั่วไปจึงศึกษาเฉพาะคลื่นความดันแรกเท่านั้น

หลังจากเปิดวาล์ว ของเหลวไครโอเจนิกจะเข้าสู่ท่ออย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของความแตกต่างของความดัน และฟิล์มไอที่เกิดจากการระเหยจะแยกของเหลวออกจากผนังท่อ ก่อให้เกิดการไหลตามแนวแกนแบบศูนย์กลาง เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของไอมีค่าน้อยมาก อัตราการไหลของของเหลวไครโอเจนิกจึงสูงมาก เมื่อของเหลวเคลื่อนที่ไปข้างหน้า อุณหภูมิของของเหลวเนื่องจากการดูดซับความร้อนจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ความดันในท่อจะเพิ่มขึ้น ความเร็วในการเติมจะลดลง หากท่อยาวพอ อุณหภูมิของของเหลวจะต้องถึงจุดอิ่มตัว ณ จุดใดจุดหนึ่ง ซึ่ง ณ จุดนั้นของเหลวจะหยุดไหล ความร้อนจากผนังท่อเข้าสู่ของเหลวไครโอเจนิกจะถูกใช้ทั้งหมดเพื่อการระเหย ในเวลานี้ ความเร็วในการระเหยจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความดันในท่อก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อาจสูงถึง 1.5 ~ 2 เท่าของความดันขาเข้า ภายใต้อิทธิพลของความแตกต่างของความดัน ของเหลวบางส่วนจะถูกดันกลับไปยังถังเก็บของเหลวไครโอเจนิก ส่งผลให้อัตราการเกิดไอระเหยลดลง และเนื่องจากไอน้ำบางส่วนที่เกิดจากการปล่อยออกจากท่อ ความดันในท่อจะลดลง หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ท่อจะปรับสภาพของเหลวให้กลับสู่สภาวะความแตกต่างของความดัน ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ อีกครั้ง อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการต่อไปนี้ เนื่องจากมีความดันและของเหลวบางส่วนในท่อ การเพิ่มขึ้นของความดันที่เกิดจากของเหลวใหม่จะมีค่าน้อย ดังนั้นจุดสูงสุดของความดันจึงน้อยกว่าจุดสูงสุดแรก

ในกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าทั้งหมด ระบบไม่เพียงแต่ต้องรับแรงกระแทกจากคลื่นความดันสูงเท่านั้น แต่ยังต้องรับแรงดึงจากการหดตัวสูงอันเนื่องมาจากความเย็นอีกด้วย การทำงานร่วมกันของทั้งสองปัจจัยนี้อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างระบบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีมาตรการที่จำเป็นเพื่อควบคุมปัญหานี้

เนื่องจากอัตราการไหลก่อนทำความเย็นมีผลโดยตรงต่อกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าและขนาดของความเค้นหดตัวจากความเย็น กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าจึงสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมอัตราการไหลก่อนทำความเย็น หลักการเลือกอัตราการไหลก่อนทำความเย็นที่เหมาะสมคือการลดเวลาในการทำความเย็นล่วงหน้าโดยใช้อัตราการไหลก่อนทำความเย็นที่สูงขึ้น โดยคำนึงถึงความผันผวนของความดันและความเค้นหดตัวจากความเย็นไม่เกินช่วงที่อนุญาตของอุปกรณ์และท่อ หากอัตราการไหลก่อนทำความเย็นต่ำเกินไป ประสิทธิภาพฉนวนของท่อจะไม่ดีต่อท่อ และอาจไม่สามารถไปถึงสถานะทำความเย็นได้

ในกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า เนื่องจากการไหลแบบสองเฟส ทำให้ไม่สามารถวัดอัตราการไหลจริงด้วยเครื่องวัดอัตราการไหลทั่วไปได้ จึงไม่สามารถใช้เป็นแนวทางในการควบคุมอัตราการไหลก่อนทำความเย็นล่วงหน้าได้ แต่เราสามารถประเมินขนาดของการไหลโดยอ้อมได้โดยการตรวจสอบแรงดันย้อนกลับของภาชนะรับ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันย้อนกลับของภาชนะรับและอัตราการไหลก่อนทำความเย็นล่วงหน้าสามารถกำหนดได้โดยวิธีการวิเคราะห์ เมื่อกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าดำเนินไปสู่สถานะการไหลแบบเฟสเดียว อัตราการไหลจริงที่วัดได้จากเครื่องวัดอัตราการไหลสามารถใช้เป็นแนวทางในการควบคุมอัตราการไหลก่อนทำความเย็นล่วงหน้าได้ วิธีนี้มักใช้เพื่อควบคุมการเติมเชื้อเพลิงเหลวเย็นจัดสำหรับจรวด

การเปลี่ยนแปลงของแรงดันย้อนกลับของภาชนะรับสอดคล้องกับกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าดังต่อไปนี้ ซึ่งสามารถใช้ประเมินคุณภาพของขั้นตอนการทำความเย็นล่วงหน้าได้ เมื่อความจุไอเสียของภาชนะรับคงที่ แรงดันย้อนกลับจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการระเหยอย่างรุนแรงของของเหลวไครโอเจนิกในตอนแรก จากนั้นจะค่อยๆ ลดลงเมื่ออุณหภูมิของภาชนะรับและท่อลดลง ในช่วงเวลานี้ ความจุในการทำความเย็นล่วงหน้าจะเพิ่มขึ้น

ติดตามบทความถัดไปสำหรับคำถามอื่นๆ！

อุปกรณ์ไครโอเจนิก HL

HL Cryogenic Equipment ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2535 เป็นแบรนด์ในเครือของบริษัท HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment มุ่งมั่นในการออกแบบและผลิตระบบท่อ Cryogenic หุ้มฉนวนสุญญากาศสูง และอุปกรณ์สนับสนุนที่เกี่ยวข้อง เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้า ท่อและสายยางหุ้มฉนวนสุญญากาศผลิตจากวัสดุฉนวนพิเศษแบบหลายชั้นและสุญญากาศสูง ผ่านกระบวนการปรับสภาพทางเทคนิคที่เข้มงวดและสุญญากาศสูง ซึ่งใช้สำหรับการถ่ายโอนออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว อาร์กอนเหลว ไฮโดรเจนเหลว ฮีเลียมเหลว ก๊าซเอทิลีนเหลว (LEG) และก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG)

ผลิตภัณฑ์ซีรีส์ท่อหุ้มสูญญากาศ ท่อหุ้มสูญญากาศ วาล์วหุ้มสูญญากาศ และเครื่องแยกเฟสในบริษัท HL Cryogenic Equipment ซึ่งผ่านกระบวนการทางเทคนิคที่เข้มงวดอย่างยิ่ง ใช้สำหรับการถ่ายโอนออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว อาร์กอนเหลว ไฮโดรเจนเหลว ฮีเลียมเหลว LEG และ LNG และผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้รับการบริการสำหรับอุปกรณ์ไครโอเจนิก (เช่น ถังไครโอเจนิก ดีวาร์ และตู้เย็น ฯลฯ) ในอุตสาหกรรมการแยกอากาศ ก๊าซ การบิน อิเล็กทรอนิกส์ ตัวนำยิ่งยวด ชิป การประกอบระบบอัตโนมัติ อาหารและเครื่องดื่ม ร้านขายยา โรงพยาบาล ธนาคารชีวภาพ ยาง การผลิตวัสดุใหม่ วิศวกรรมเคมี เหล็กและเหล็กกล้า และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ฯลฯ