Gejserfenomen

Gejserfenomenet hänvisar till utbrottsfenomenet som orsakas av att kryogen vätska transporteras nerför det vertikala långa röret (med hänvisning till att förhållandet mellan längd och diameter når ett visst värde) på grund av bubblor som produceras genom vätskans förångning, och polymerisationen mellan bubblorna kommer att ske med ökningen av bubblor, och slutligen kommer den kryogena vätskan att reverseras ut genom röringången.

Gejsrar kan uppstå när flödeshastigheten i rörledningen är låg, men de behöver bara upptäckas när flödet upphör.

När kryogen vätska strömmar ner i den vertikala rörledningen liknar det förkylningsprocessen. Kryogen vätska kokar och förångas på grund av värme, vilket skiljer sig från förkylningsprocessen! Värmen kommer dock huvudsakligen från den lilla omgivande värmeinflödet, snarare än systemets större värmekapacitet i förkylningsprocessen. Därför bildas ett vätskegränsskikt med relativt hög temperatur nära rörväggen, snarare än ångfilmen. När vätskan strömmar i det vertikala röret, på grund av omgivande värmeinflöde, minskar värmedensiteten hos vätskegränsskiktet nära rörväggen. Under inverkan av flytkraft kommer vätskan att vända uppåtgående flöde och bilda ett hett vätskegränsskikt, medan den kalla vätskan i mitten strömmar nedåt och bildar en konvektionseffekt mellan de två. Det heta vätskegränsskiktet tjocknar gradvis längs huvudströmmen tills det helt blockerar den centrala vätskan och stoppar konvektionen. Efter det, eftersom det inte finns någon konvektion som leder bort värme, stiger vätskans temperatur i det heta området snabbt. När vätskans temperatur når mättnadstemperaturen börjar den koka och producera bubblor. Zingle-gasbomben saktar ner bubblornas uppgång.

På grund av närvaron av bubblor i det vertikala röret kommer reaktionen med bubblans viskösa skjuvkraft att minska det statiska trycket i botten av bubblan, vilket i sin tur kommer att göra att den återstående vätskan överhettas och därmed producerar mer ånga, vilket i sin tur kommer att sänka det statiska trycket. Den ömsesidiga stimuleringen kommer till viss del att producera mycket ånga. Fenomenet med en varmvattenberedare, som liknar en explosion, inträffar när en vätska, som bär en ångblixt, sprutas ut tillbaka in i rörledningen. En viss mängd ånga som bildas tillsammans med vätska som sprutas ut i tankens övre utrymme orsakar dramatiska förändringar i tankutrymmets totala temperatur, vilket resulterar i dramatiska tryckförändringar. När tryckfluktuationerna ligger i trycktopparna och tryckdalarna är det möjligt att tanken hamnar i ett tillstånd av negativt tryck. Effekten av tryckskillnaden kommer att leda till strukturella skador på systemet.

Efter ångutbrottet sjunker trycket i röret snabbt, och den kryogena vätskan sprutas in igen i det vertikala röret på grund av gravitationens inverkan. Vätskan med hög hastighet kommer att producera en tryckstöt liknande en vattenhammare, vilket har stor inverkan på systemet, särskilt på rymdutrustningen.

För att eliminera eller minska skadorna orsakade av gejserfenomenet bör man i tillämpningen å ena sidan vara uppmärksam på isoleringen av rörledningssystemet, eftersom värmeinträngning är grundorsaken till gejserfenomenet. Å andra sidan kan flera system studeras: injektion av inert icke-kondenserande gas, kompletterande injektion av kryogen vätska och cirkulationsrörledning. Kärnan i dessa system är att överföra överskottsvärme från kryogen vätska, undvika ansamling av överdriven värme och för att förhindra uppkomsten av gejserfenomenet.

För injektionsschemat för inert gas används vanligtvis helium som inert gas, och helium injiceras i botten av rörledningen. Ångtrycksskillnaden mellan vätska och helium kan användas för att överföra produktånga från vätska till heliummassa, för att förånga en del av den kryogena vätskan, absorbera värme från den kryogena vätskan och producera en överkylningseffekt, vilket förhindrar ansamling av överdriven värme. Detta schema används i vissa system för fyllning av rymddrivmedel. Kompletterande fyllning syftar till att minska temperaturen på den kryogena vätskan genom att tillsätta underkyld kryogen vätska, medan schemat med att lägga till en cirkulationsrörledning syftar till att skapa ett naturligt cirkulationsförhållande mellan rörledning och tank genom att lägga till rörledning, för att överföra överskottsvärme i lokala områden och förstöra förutsättningarna för generering av gejsrar.

Ser fram emot nästa artikel för fler frågor!

HL Kryogen Utrustning

HL Cryogenic Equipment, som grundades 1992, är ett varumärke som är anslutet till HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment är engagerade i design och tillverkning av högvakuumisolerade kryogena rörsystem och relaterad supportutrustning för att möta kundernas olika behov. De vakuumisolerade rören och den flexibla slangen är konstruerade i ett högvakuum- och flerskiktsmaterial med specialisolerande nät, och genomgår en serie extremt strikta tekniska behandlingar och högvakuumbehandling, som används för överföring av flytande syre, flytande kväve, flytande argon, flytande väte, flytande helium, flytande etylengas LEG och flytande naturgas LNG.

Produktserien med vakuummantlade rör, vakuummantlade slangar, vakuummantlade ventiler och fasseparatorer från HL Cryogenic Equipment Company, som har genomgått en serie extremt strikta tekniska behandlingar, används för överföring av flytande syre, flytande kväve, flytande argon, flytande väte, flytande helium, LEG och LNG. Dessa produkter används för kryogen utrustning (t.ex. kryogena tankar, dewar-kylboxar och kylboxar etc.) inom industrier inom luftseparation, gaser, flyg, elektronik, supraledare, chips, automationsmontering, livsmedel och drycker, apotek, sjukhus, biobanker, gummi, tillverkning av nya material, kemiteknik, järn och stål samt vetenskaplig forskning etc.