Fenómeno del géiser

El fenómeno del géiser se refiere al fenómeno de erupción causado por el líquido criogénico que se transporta por la tubería vertical larga (refiriéndose a la relación longitud-diámetro que alcanza un cierto valor) debido a las burbujas producidas por la vaporización del líquido y la polimerización entre las burbujas. Ocurrirá con el aumento de burbujas y, finalmente, el líquido criogénico saldrá por la entrada de la tubería.

Los géiseres pueden ocurrir cuando el caudal en la tubería es bajo, pero es necesario notarlos solo cuando el flujo se detiene.

Cuando el líquido criogénico fluye hacia abajo por la tubería vertical, es similar al proceso de preenfriamiento. El líquido criogénico hervirá y se vaporizará debido al calor, ¡lo cual es diferente del proceso de preenfriamiento! Sin embargo, el calor proviene principalmente de la pequeña invasión de calor ambiental, más que de la mayor capacidad calorífica del sistema en el proceso de preenfriamiento. Por lo tanto, la capa límite líquida con temperatura relativamente alta se forma cerca de la pared del tubo, en lugar de la película de vapor. Cuando el líquido fluye en la tubería vertical, debido a la invasión de calor ambiental, la densidad térmica de la capa límite del fluido cerca de la pared de la tubería disminuye. Bajo la acción de la flotabilidad, el fluido invertirá el flujo ascendente, formando la capa límite de fluido caliente, mientras que el fluido frío en el centro fluye hacia abajo, formando el efecto de convección entre los dos. La capa límite del fluido caliente se espesa gradualmente a lo largo de la dirección de la corriente principal hasta que bloquea completamente el fluido central y detiene la convección. Después de eso, como no hay convección para eliminar el calor, la temperatura del líquido en el área caliente aumenta rápidamente. Una vez que la temperatura del líquido alcanza la temperatura de saturación, comienza a hervir y a producir burbujas. La bomba de gas zumbido ralentiza el ascenso de las burbujas.

Debido a la presencia de burbujas en el tubo vertical, la reacción de la fuerza de corte viscosa de la burbuja reducirá la presión estática en el fondo de la burbuja, lo que a su vez hará que el líquido restante se sobrecaliente, produciendo así más vapor, que a su vez Reduce la presión estática, por lo que la promoción mutua, hasta cierto punto, producirá mucho vapor. El fenómeno de un géiser, que es algo similar a una explosión, ocurre cuando un líquido, que transporta un destello de vapor, se expulsa hacia la tubería. Una cierta cantidad de vapor resultante del líquido expulsado al espacio superior del tanque provocará cambios dramáticos en la temperatura general del espacio del tanque, lo que resultará en cambios dramáticos en la presión. Cuando la fluctuación de presión está en el pico y el valle de presión, es posible hacer que el tanque esté en un estado de presión negativa. El efecto de la diferencia de presión provocará daños estructurales en el sistema.

Después de la erupción del vapor, la presión en la tubería cae rápidamente y el líquido criogénico se reinyecta en la tubería vertical debido al efecto de la gravedad. El líquido a alta velocidad producirá un choque de presión similar al golpe de ariete, que tiene un gran impacto en el sistema, especialmente en el equipo espacial.

Para eliminar o reducir el daño causado por el fenómeno del géiser, en la aplicación, por un lado, debemos prestar atención al aislamiento del sistema de tuberías, porque la invasión de calor es la causa fundamental del fenómeno del géiser; Por otro lado, se pueden estudiar varios esquemas: inyección de gas inerte sin condensación, inyección suplementaria de líquido criogénico y tubería de circulación. La esencia de estos esquemas es transferir el exceso de calor del líquido criogénico, evitar la acumulación de calor excesivo y prevenir la aparición del fenómeno del géiser.

Para el esquema de inyección de gas inerte, generalmente se utiliza helio como gas inerte y el helio se inyecta en el fondo de la tubería. La diferencia de presión de vapor entre el líquido y el helio se puede utilizar para realizar una transferencia de masa del vapor del producto del líquido a la masa de helio, de modo que se vaporice parte del líquido criogénico, se absorba el calor del líquido criogénico y se produzca un efecto de sobreenfriamiento, evitando así la acumulación excesiva de calor. Este esquema se utiliza en algunos sistemas de llenado de propulsores espaciales. El llenado suplementario tiene como objetivo reducir la temperatura del líquido criogénico agregando líquido criogénico sobreenfriado, mientras que el esquema de agregar tubería de circulación es establecer una condición de circulación natural entre la tubería y el tanque agregando tubería, para transferir el exceso de calor en áreas locales y destruir el Condiciones para la generación de géiseres.

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Equipo criogénico HL

HL Cryogenic Equipment, fundada en 1992, es una marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment está comprometido con el diseño y la fabricación de sistemas de tuberías criogénicas aisladas de alto vacío y equipos de soporte relacionados para satisfacer las diversas necesidades de los clientes. La tubería aislada al vacío y la manguera flexible están construidas con materiales aislados especiales de alto vacío y múltiples capas y pantallas múltiples, y pasan por una serie de tratamientos técnicos extremadamente estrictos y un tratamiento de alto vacío, que se utiliza para transferir oxígeno líquido y nitrógeno líquido. , argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, gas etileno licuado LEG y gas natural licuado GNL.

La serie de productos de tubería con camisa de vacío, manguera con camisa de vacío, válvula con camisa de vacío y separador de fase de HL Cryogenic Equipment Company, que pasaron por una serie de tratamientos técnicos extremadamente estrictos, se utilizan para transferir oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, LEG y GNL, y estos productos reciben servicio para equipos criogénicos (por ejemplo, tanques criogénicos, dewars y cajas frías, etc.) en industrias de separación de aire, gases, aviación, electrónica, superconductores, chips, ensamblaje de automatización, alimentos y bebidas, farmacia, hospitales, biobancos, caucho, fabricación de nuevos materiales, ingeniería química, hierro y acero e investigación científica, etc.