Fenómeno del géiser

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

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

Cuando el líquido criogénico fluye hacia abajo en la tubería vertical, es similar al proceso de preacretar. ¡El líquido criogénico hervirá y vaporizará debido al calor, que es diferente del proceso de preacuamiento! Sin embargo, el calor proviene principalmente de la pequeña invasión de calor ambiental, en lugar de la capacidad de calor del sistema más grande 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 revertirá el flujo ascendente, formando la capa límite del 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, debido a que no hay convección para eliminar el calor, la temperatura del líquido en el área caliente aumenta rápidamente. Después de que la temperatura del líquido alcanza la temperatura de saturación, comienza a hervir y producir burbujas, la bomba de gas Zingle ralentiza el aumento de las burbujas.

Debido a la presencia de burbujas en la tubería vertical, la reacción de la fuerza de corte viscosa de la burbuja reducirá la presión estática en la parte inferior de la burbuja, lo que a su vez hará que el líquido restante se sobrecaliente, produciendo así más vapor, lo que a su vez hará que la presión estática sea más baja, así promoción mutua, a cierta medida, producirá una gran cantidad de vapor. El fenómeno de un géiser, que es algo similar a una explosión, ocurre cuando un líquido, que transporta un destello de vapor, regresa a la tubería. Se produjo una cierta cantidad de vapor con líquido expulsado al espacio superior del tanque causará cambios dramáticos en la temperatura general del espacio del tanque, lo que dará como resultado cambios dramáticos en la presión. Cuando la fluctuación de la presión está en el pico y el valle de la presión, es posible hacer que el tanque sea en un estado de presión negativa. El efecto de la diferencia de presión conducirá al daño estructural del sistema.

Después de la erupción de 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 de alta velocidad producirá un choque de presión similar al martillo de agua, 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 raíz del fenómeno del géiser; Por otro lado, se pueden estudiar varios esquemas: inyección de gases inerte sin condensar, inyección complementaria 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, para evitar la aparición de fenómeno del géiser.

Para el esquema de inyección de gas inerte, el helio generalmente se usa como gas inerte, y el helio se inyecta en la parte inferior de la tubería. La diferencia de presión de vapor entre el líquido y el helio se puede utilizar para hacer una transferencia de masa del vapor del producto de líquido a masa de helio, para vaporizar parte del líquido criogénico, absorber el calor del líquido criogénico y producir un efecto de sobreenfriamiento, evitando así la acumulación de calor excesivo. Este esquema se utiliza en algunos sistemas de llenado de propulsores espaciales. El relleno suplementario es reducir la temperatura del líquido criogénico al agregar líquido criogénico sobreenfriado, mientras que el esquema de agregar la 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 las áreas locales y destruir las condiciones para la generación de géiseres.

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Equipo criogénico HL

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