บทนำการชักนำ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไครโอเจนิก ผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์มีบทบาทสำคัญในหลายสาขา เช่น เศรษฐกิจของประเทศ การป้องกันประเทศ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การใช้ของเหลวแช่แข็งนั้นขึ้นอยู่กับการจัดเก็บและขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวแช่แข็งที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย และการส่งของเหลวแช่แข็งไปป์ไลน์จะดำเนินผ่านกระบวนการจัดเก็บและขนส่งทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องมั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการส่งผ่านท่อของเหลวแบบแช่แข็ง สำหรับการส่งของเหลวแช่แข็งจำเป็นต้องเปลี่ยนก๊าซในท่อก่อนส่งมิฉะนั้นอาจทำให้เกิดความล้มเหลวในการปฏิบัติงานได้ กระบวนการเตรียมความเย็นล่วงหน้าเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวแช่แข็ง กระบวนการนี้จะทำให้เกิดแรงดันช็อตอย่างรุนแรงและผลกระทบด้านลบอื่น ๆ ต่อท่อ นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ไกเซอร์ในท่อแนวตั้งและปรากฏการณ์การทำงานของระบบที่ไม่เสถียร เช่น การเติมท่อสาขาแบบตาบอด การเติมหลังจากการระบายน้ำตามช่วงเวลา และการเติมช่องอากาศหลังการเปิดวาล์ว จะทำให้เกิดผลเสียต่ออุปกรณ์และท่อในระดับต่างๆ . ด้วยเหตุนี้ บทความนี้จึงทำการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับปัญหาข้างต้น และหวังว่าจะพบวิธีแก้ไขผ่านการวิเคราะห์

การจ่ายแก๊สในแนวก่อนส่ง

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไครโอเจนิก ผลิตภัณฑ์ของเหลวไครโอเจนิกส์มีบทบาทสำคัญในหลายสาขา เช่น เศรษฐกิจของประเทศ การป้องกันประเทศ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การใช้ของเหลวแช่แข็งนั้นขึ้นอยู่กับการจัดเก็บและขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวแช่แข็งที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย และการส่งของเหลวแช่แข็งไปป์ไลน์จะดำเนินผ่านกระบวนการจัดเก็บและขนส่งทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องมั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการส่งผ่านท่อของเหลวแบบแช่แข็ง สำหรับการส่งของเหลวแช่แข็งจำเป็นต้องเปลี่ยนก๊าซในท่อก่อนส่งมิฉะนั้นอาจทำให้เกิดความล้มเหลวในการปฏิบัติงานได้ กระบวนการเตรียมความเย็นล่วงหน้าเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการขนส่งผลิตภัณฑ์ของเหลวแช่แข็ง กระบวนการนี้จะทำให้เกิดแรงดันช็อตอย่างรุนแรงและผลกระทบด้านลบอื่น ๆ ต่อท่อ นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ไกเซอร์ในท่อแนวตั้งและปรากฏการณ์การทำงานของระบบที่ไม่เสถียร เช่น การเติมท่อสาขาแบบตาบอด การเติมหลังจากการระบายน้ำตามช่วงเวลา และการเติมช่องอากาศหลังการเปิดวาล์ว จะทำให้เกิดผลเสียต่ออุปกรณ์และท่อในระดับต่างๆ . ด้วยเหตุนี้ บทความนี้จึงทำการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับปัญหาข้างต้น และหวังว่าจะพบวิธีแก้ไขผ่านการวิเคราะห์

กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าของท่อ

ในกระบวนการทั้งหมดของการส่งผ่านท่อของเหลวแบบแช่แข็ง ก่อนที่จะสร้างสถานะการส่งผ่านที่เสถียร จะมีระบบท่อระบายความร้อนและท่อร้อนและกระบวนการรับอุปกรณ์นั่นคือกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า ในกระบวนการนี้ ท่อและอุปกรณ์รับจะทนต่อความเครียดจากการหดตัวและแรงกดดันกระแทกได้มาก ดังนั้นจึงควรได้รับการควบคุม

เริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์กระบวนการ

กระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าทั้งหมดเริ่มต้นด้วยกระบวนการกลายเป็นไออย่างรุนแรง จากนั้นจะปรากฏเป็นการไหลแบบสองเฟส ในที่สุด การไหลแบบเฟสเดียวจะปรากฏขึ้นหลังจากที่ระบบเย็นลงอย่างสมบูรณ์ ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า อุณหภูมิผนังเกินอุณหภูมิอิ่มตัวของของเหลวแช่แข็งอย่างเห็นได้ชัด และยังสูงกว่าอุณหภูมิขีดจำกัดสูงสุดของของเหลวแช่แข็งซึ่งเป็นอุณหภูมิความร้อนสูงเกินไปอีกด้วย เนื่องจากการถ่ายเทความร้อน ของเหลวที่อยู่ใกล้ผนังท่อจะถูกให้ความร้อนและระเหยกลายเป็นไอทันทีซึ่งล้อมรอบผนังท่ออย่างสมบูรณ์ นั่นคือฟิล์มเดือดเกิดขึ้น หลังจากนั้นด้วยกระบวนการพรีคูลลิ่ง อุณหภูมิของผนังท่อจะค่อยๆ ลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิความร้อนยวดยิ่งที่จำกัด จากนั้นจึงเกิดสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเปลี่ยนเดือดและการเดือดแบบฟอง ความผันผวนของแรงดันขนาดใหญ่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการนี้ เมื่อดำเนินการทำความเย็นล่วงหน้าถึงระยะหนึ่ง ความจุความร้อนของท่อและการบุกรุกความร้อนของสิ่งแวดล้อมจะไม่ทำให้ของเหลวแช่แข็งร้อนจนถึงอุณหภูมิอิ่มตัว และสถานะของการไหลแบบเฟสเดียวจะปรากฏขึ้น

ในกระบวนการระเหยอย่างเข้มข้น จะทำให้เกิดการไหลและความผันผวนของแรงดันอย่างมาก ในกระบวนการทั้งหมดของความผันผวนของความดัน ความดันสูงสุดที่เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกหลังจากที่ของเหลวแช่แข็งเข้าสู่ท่อร้อนโดยตรงคือแอมพลิจูดสูงสุดในกระบวนการความผันผวนของความดันทั้งหมด และคลื่นความดันสามารถตรวจสอบความจุแรงดันของระบบได้ ดังนั้นโดยทั่วไปจึงศึกษาเฉพาะคลื่นความดันแรกเท่านั้น

หลังจากเปิดวาล์ว ของเหลวแช่แข็งจะเข้าสู่ท่ออย่างรวดเร็วภายใต้การกระทำของความแตกต่างของความดัน และฟิล์มไอที่เกิดจากการระเหยจะแยกของเหลวออกจากผนังท่อ ก่อให้เกิดการไหลตามแนวแกนที่มีศูนย์กลาง เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของไอมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นอัตราการไหลของของเหลวแช่แข็งจึงมีขนาดใหญ่มาก ด้วยความก้าวหน้าไปข้างหน้า อุณหภูมิของของเหลวเนื่องจากการดูดซับความร้อนและค่อยๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้นความดันในท่อจะเพิ่มขึ้น ความเร็วในการบรรจุจะช้าลง ลง. หากท่อยาวพอ อุณหภูมิของของเหลวจะต้องถึงจุดอิ่มตัว ณ จุดใดจุดหนึ่ง ซึ่ง ณ จุดนั้นของเหลวจะหยุดเดินหน้า ความร้อนจากผนังท่อลงในของเหลวแช่แข็งทั้งหมดใช้สำหรับการระเหย ในเวลานี้ความเร็วในการระเหยเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความดันในท่อก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อาจถึง 1.5 ~ 2 เท่าของความดันขาเข้า ภายใต้การกระทำของความแตกต่างของความดัน ของเหลวส่วนหนึ่งจะถูกผลักกลับไปที่ถังเก็บของเหลวแบบแช่แข็ง ส่งผลให้ความเร็วของการสร้างไอน้อยลง และเนื่องจากส่วนหนึ่งของไอที่เกิดจากการปล่อยออกของท่อ ความดันท่อจึงลดลงหลังจากนั้น ช่วงระยะเวลาหนึ่ง ท่อจะสร้างของเหลวใหม่ให้อยู่ในสภาวะความแตกต่างของความดัน ปรากฏการณ์นี้จะปรากฏขึ้นอีกครั้ง ซ้ำแล้วซ้ำอีก อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการต่อไปนี้ เนื่องจากมีความดันและของเหลวบางส่วนอยู่ในท่อ ความดันที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากของเหลวใหม่จึงมีน้อย ดังนั้นแรงดันสูงสุดจึงน้อยกว่าจุดสูงสุดแรก

ในกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าทั้งหมด ระบบไม่เพียงแต่ต้องทนต่อผลกระทบของคลื่นความดันขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังต้องทนต่อความเครียดจากการหดตัวขนาดใหญ่เนื่องจากความเย็นอีกด้วย การกระทำทั้งสองอย่างร่วมกันอาจทำให้เกิดความเสียหายทางโครงสร้างต่อระบบ ดังนั้นจึงควรใช้มาตรการที่จำเป็นเพื่อควบคุมระบบ

เนื่องจากอัตราการไหลของพรีคูลลิ่งส่งผลโดยตรงต่อกระบวนการพรีคูลลิ่งและขนาดของความเครียดการหดตัวด้วยความเย็น กระบวนการพรีคูลลิ่งจึงสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมอัตราการไหลของพรีคูลลิ่ง หลักการเลือกที่เหมาะสมของอัตราการไหลพรีคูลลิ่งคือการลดระยะเวลาพรีคูลลิ่งให้สั้นลงโดยใช้อัตราการไหลพรีคูลลิ่งที่ใหญ่ขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าความผันผวนของแรงดันและความเค้นหดตัวเย็นไม่เกินช่วงของอุปกรณ์และท่อที่อนุญาต ถ้าอัตราการไหลก่อนการทำความเย็นน้อยเกินไป ประสิทธิภาพของฉนวนท่อไม่ดีต่อท่อ อาจไม่ถึงสถานะการทำความเย็น

ในกระบวนการพรีคูลลิ่ง เนื่องจากการไหลแบบสองเฟส จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดอัตราการไหลจริงด้วยโฟลว์มิเตอร์ทั่วไป ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นแนวทางในการควบคุมอัตราการไหลพรีคูลลิ่งได้ แต่เราสามารถตัดสินขนาดของการไหลโดยอ้อมได้โดยการตรวจสอบแรงดันต้านของถังรับ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันต้านของถังรับและการไหลก่อนการทำความเย็นสามารถกำหนดได้โดยวิธีการวิเคราะห์ เมื่อกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้าดำเนินไปเป็นสถานะการไหลแบบเฟสเดียว การไหลจริงที่วัดโดยมิเตอร์วัดการไหลสามารถนำมาใช้เป็นแนวทางในการควบคุมการไหลล่วงหน้าได้ วิธีนี้มักใช้ในการควบคุมการเติมสารขับเคลื่อนของเหลวไครโอเจนิกสำหรับจรวด

การเปลี่ยนแปลงของแรงดันต้านของถังรับจะสอดคล้องกับกระบวนการพรีคูลลิ่งดังต่อไปนี้ ซึ่งสามารถใช้เพื่อตัดสินคุณภาพระยะพรีคูลลิ่งได้: เมื่อความจุไอเสียของถังรับคงที่ แรงดันต้านกลับจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากความรุนแรง การกลายเป็นไอของของเหลวแช่แข็งในตอนแรกจากนั้นค่อย ๆ ลดลงตามอุณหภูมิของถังรับและท่อที่ลดลง ในเวลานี้ ความสามารถในการทำความเย็นล่วงหน้าจะเพิ่มขึ้น

ปรับไปที่บทความถัดไปสำหรับคำถามอื่น ๆ！

อุปกรณ์ HL Cryogenic

HL Cryogenic Equipment ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1992 เป็นแบรนด์ในเครือของ HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment มุ่งมั่นที่จะออกแบบและผลิตระบบท่อไครโอเจนิกแบบหุ้มฉนวนสุญญากาศสูงและอุปกรณ์สนับสนุนที่เกี่ยวข้อง เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้า ท่อหุ้มฉนวนสุญญากาศและท่ออ่อนยืดหยุ่นถูกสร้างขึ้นในวัสดุฉนวนพิเศษหลายหน้าจอแบบสุญญากาศสูงและหลายชั้น และผ่านชุดการบำบัดทางเทคนิคที่เข้มงวดอย่างยิ่งและการบำบัดสุญญากาศสูง ซึ่งใช้สำหรับการถ่ายโอนออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว , อาร์กอนเหลว, ไฮโดรเจนเหลว, ฮีเลียมเหลว, ก๊าซเอทิลีนเหลว LEG และก๊าซธรรมชาติเหลว LNG

ซีรีส์ผลิตภัณฑ์ของท่อหุ้มสุญญากาศ ท่อหุ้มฉนวนสุญญากาศ วาล์วหุ้มฉนวนสุญญากาศ และตัวแยกเฟสในบริษัท HL Cryogenic Equipment Company ซึ่งผ่านขั้นตอนการบำบัดทางเทคนิคที่เข้มงวดอย่างยิ่ง ถูกนำมาใช้ในการถ่ายโอนออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว อาร์กอนเหลว ไฮโดรเจนเหลว ฮีเลียมเหลว LEG และ LNG และผลิตภัณฑ์เหล่านี้ให้บริการสำหรับอุปกรณ์แช่แข็ง (เช่น ถังแช่แข็ง Dewars และกล่องเย็น ฯลฯ) ในอุตสาหกรรมการแยกอากาศ ก๊าซ การบิน อิเล็กทรอนิกส์ ตัวนำยิ่งยวด ชิป การประกอบระบบอัตโนมัติ อาหารและเครื่องดื่ม ร้านขายยา โรงพยาบาล ธนาคารชีวภาพ ยาง วิศวกรรมเคมีการผลิตวัสดุใหม่ เหล็กและเหล็กกล้า และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ฯลฯ