ปรากฏการณ์น้ำพุร้อน

ปรากฏการณ์น้ำพุร้อนหมายถึงปรากฏการณ์การปะทุที่เกิดจากของเหลวแช่แข็งที่ถูกขนส่งไปตามท่อยาวแนวตั้ง (หมายถึงอัตราส่วนความยาวเส้นผ่านศูนย์กลางถึงค่าที่แน่นอน) เนื่องจากฟองที่เกิดจากการระเหยของของเหลวและการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันระหว่างฟอง จะเกิดขึ้นเมื่อมีฟองเพิ่มขึ้น และในที่สุดของเหลวที่แช่แข็งจะถูกกลับออกจากทางเข้าท่อ

ไกเซอร์อาจเกิดขึ้นเมื่ออัตราการไหลของท่อต่ำ แต่จะต้องสังเกตเฉพาะเมื่อการไหลหยุดลงเท่านั้น

เมื่อของเหลวแช่แข็งไหลลงในท่อแนวตั้ง จะคล้ายกับกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า ของเหลวไครโอเจนิกส์จะเดือดและกลายเป็นไอเนื่องจากความร้อน ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการพรีคูลลิ่ง! อย่างไรก็ตาม ความร้อนส่วนใหญ่มาจากการบุกรุกของความร้อนโดยรอบเล็กน้อย แทนที่จะเป็นความจุความร้อนของระบบที่ใหญ่กว่าในกระบวนการทำความเย็นล่วงหน้า ดังนั้นชั้นขอบเขตของของเหลวที่มีอุณหภูมิค่อนข้างสูงจึงถูกสร้างขึ้นใกล้กับผนังท่อ แทนที่จะเป็นฟิล์มไอ เมื่อของเหลวไหลในท่อแนวตั้ง เนื่องจากการบุกรุกของความร้อนจากสิ่งแวดล้อม ความหนาแน่นทางความร้อนของชั้นขอบเขตของของเหลวใกล้กับผนังท่อจะลดลง ภายใต้การกระทำของการลอยตัว ของไหลจะไหลย้อนกลับขึ้น ก่อตัวเป็นชั้นขอบเขตของของไหลร้อน ในขณะที่ของไหลเย็นที่อยู่ตรงกลางจะไหลลงด้านล่าง ก่อให้เกิดผลการพาความร้อนระหว่างทั้งสอง ชั้นขอบเขตของของไหลร้อนจะค่อยๆ หนาขึ้นตามทิศทางของกระแสหลักจนกระทั่งมันปิดกั้นของเหลวส่วนกลางจนหมดและหยุดการพาความร้อน หลังจากนั้นเนื่องจากไม่มีการพาความร้อนออกไป อุณหภูมิของของเหลวในบริเวณที่ร้อนจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หลังจากที่อุณหภูมิของของเหลวถึงอุณหภูมิอิ่มตัว ของเหลวจะเริ่มเดือดและเกิดฟอง ระเบิดก๊าซซิงเกิลจะทำให้ฟองเพิ่มขึ้นช้าลง

เนื่องจากมีฟองอากาศอยู่ในท่อแนวตั้ง ปฏิกิริยาของแรงเฉือนที่มีความหนืดของฟองจะลดแรงดันสถิตที่ด้านล่างของฟอง ซึ่งจะทำให้ของเหลวที่เหลือร้อนเกินไป จึงทำให้เกิดไอมากขึ้น ซึ่งในทางกลับกันจะ ทำให้แรงดันสถิตลดลง ดังนั้นการส่งเสริมซึ่งกันและกันจะทำให้เกิดไอจำนวนมากในระดับหนึ่ง ปรากฏการณ์ของไกเซอร์ซึ่งค่อนข้างคล้ายกับการระเบิด เกิดขึ้นเมื่อของเหลวที่มีไอน้ำพุ่งกลับเข้าไปในท่อ ไอจำนวนหนึ่งที่เกิดจากของเหลวที่ถูกพ่นไปยังพื้นที่ด้านบนของถังจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในอุณหภูมิโดยรวมของพื้นที่ถัง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างมาก เมื่อแรงดันผันผวนอยู่ที่จุดสูงสุดและหุบเขาแรงดัน อาจทำให้ถังอยู่ในสถานะแรงดันลบได้ ผลกระทบของความแตกต่างของแรงดันจะนำไปสู่ความเสียหายทางโครงสร้างของระบบ

หลังจากการปะทุของไอ ความดันในท่อจะลดลงอย่างรวดเร็ว และของเหลวแช่แข็งจะถูกฉีดเข้าไปในท่อแนวตั้งอีกครั้งเนื่องจากผลของแรงโน้มถ่วง ของเหลวความเร็วสูงจะทำให้เกิดแรงดันช็อตคล้ายกับค้อนน้ำ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อระบบ โดยเฉพาะกับอุปกรณ์อวกาศ

เพื่อที่จะกำจัดหรือลดอันตรายที่เกิดจากปรากฏการณ์ไกเซอร์ ในด้านหนึ่งเราควรใส่ใจกับฉนวนของระบบท่อ เนื่องจากการบุกรุกความร้อนเป็นสาเหตุหลักของปรากฏการณ์ไกเซอร์ ในทางกลับกัน สามารถศึกษาได้หลายรูปแบบ: การฉีดก๊าซเฉื่อยไม่ควบแน่น การฉีดของเหลวแช่แข็งเพิ่มเติม และท่อหมุนเวียน สาระสำคัญของแผนงานเหล่านี้คือการถ่ายเทความร้อนส่วนเกินของของเหลวแช่แข็ง หลีกเลี่ยงการสะสมความร้อนมากเกินไป เพื่อป้องกันการเกิดปรากฏการณ์น้ำพุร้อน

สำหรับโครงการฉีดก๊าซเฉื่อย ฮีเลียมมักจะถูกใช้เป็นก๊าซเฉื่อย และฮีเลียมจะถูกฉีดเข้าไปในก้นท่อ ความแตกต่างของความดันไอระหว่างของเหลวและฮีเลียมสามารถใช้เพื่อถ่ายเทมวลไอของผลิตภัณฑ์จากของเหลวไปยังมวลฮีเลียม เพื่อทำให้ส่วนหนึ่งของของเหลวแช่แข็งกลายเป็นไอ ดูดซับความร้อนจากของเหลวแช่แข็ง และทำให้เกิดผลเย็นเกินไป จึงป้องกันการสะสมของของเหลวที่มากเกินไป ความร้อน. โครงการนี้ใช้ในระบบเติมเชื้อเพลิงจรวดอวกาศบางระบบ การเติมเสริมคือการลดอุณหภูมิของของเหลวไครโอเจนิกโดยการเติมของเหลวไครโอเจนิกแบบเย็นยิ่งยวด ในขณะที่รูปแบบการเพิ่มท่อหมุนเวียนคือการสร้างสภาวะการไหลเวียนตามธรรมชาติระหว่างท่อและถังโดยเพิ่มท่อเพื่อถ่ายเทความร้อนส่วนเกินในพื้นที่และทำลาย เงื่อนไขสำหรับการสร้างไกเซอร์

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