Quá trình truyền tải không ổn định

Trong quá trình truyền dẫn đường ống chất lỏng đông lạnh, các tính chất đặc biệt và quy trình vận hành của chất lỏng đông lạnh sẽ gây ra một loạt các quá trình không ổn định khác với quá trình của chất lỏng nhiệt độ bình thường ở trạng thái chuyển tiếp trước khi thiết lập trạng thái ổn định. Quá trình không ổn định còn gây ra tác động động lớn đến thiết bị, có thể gây hư hỏng kết cấu. Ví dụ, hệ thống nạp oxy lỏng của tên lửa vận chuyển Saturn V ở Mỹ từng gây đứt đường truyền do tác động của quá trình không ổn định khi mở van. Ngoài ra, quá trình hoạt động không ổn định khiến các thiết bị phụ trợ khác (như van, ống thổi…) thường xuyên bị hư hỏng hơn. Quá trình không ổn định trong quá trình truyền dẫn đường ống chất lỏng đông lạnh chủ yếu bao gồm việc làm đầy ống nhánh mù, làm đầy sau khi xả chất lỏng không liên tục trong ống thoát nước và quá trình không ổn định khi mở van đã hình thành buồng khí ở phía trước. Điểm chung của các quá trình không ổn định này là bản chất của chúng là sự lấp đầy khoang hơi bằng chất lỏng đông lạnh, dẫn đến nhiệt độ cao và truyền khối ở bề mặt hai pha, dẫn đến sự dao động mạnh của các thông số hệ thống. Do quá trình nạp sau khi xả chất lỏng không liên tục từ ống thoát nước tương tự như quá trình không ổn định khi mở van đã hình thành buồng khí phía trước nên phần sau đây chỉ phân tích quá trình không ổn định khi ống nhánh mù được nạp và khi van mở được mở.

Quá trình làm đầy ống nhánh mù không ổn định

Để xem xét tính an toàn và kiểm soát của hệ thống, ngoài đường ống vận chuyển chính, cần trang bị một số ống nhánh phụ trong hệ thống đường ống. Ngoài ra, van an toàn, van xả và các van khác trong hệ thống sẽ đưa ra các ống nhánh tương ứng. Khi các nhánh này không hoạt động, các nhánh mù sẽ được hình thành cho hệ thống đường ống. Sự xâm nhập nhiệt của đường ống bởi môi trường xung quanh chắc chắn sẽ dẫn đến sự tồn tại của các khoang hơi trong ống mù (trong một số trường hợp, các khoang hơi được sử dụng đặc biệt để giảm sự xâm nhập nhiệt của chất lỏng đông lạnh từ thế giới bên ngoài “). Ở trạng thái chuyển tiếp, áp suất trong đường ống sẽ tăng do điều chỉnh van và các lý do khác. Dưới tác dụng của chênh lệch áp suất, chất lỏng sẽ lấp đầy khoang hơi. Nếu trong quá trình nạp buồng khí, hơi nước sinh ra do sự bay hơi của chất lỏng đông lạnh do nhiệt không đủ để dẫn động ngược lại chất lỏng thì chất lỏng sẽ luôn lấp đầy buồng khí. Cuối cùng, sau khi lấp đầy khoang khí, tình trạng phanh nhanh được hình thành ở vòng bịt ống mù, dẫn đến một áp suất mạnh ở gần vòng bịt kín.

Quá trình làm đầy ống mù được chia thành ba giai đoạn. Ở giai đoạn đầu tiên, chất lỏng được dẫn động để đạt tốc độ làm đầy tối đa dưới tác động của chênh lệch áp suất cho đến khi áp suất được cân bằng. Ở giai đoạn thứ hai, do quán tính, chất lỏng tiếp tục tràn về phía trước. Lúc này, chênh lệch áp suất ngược (áp suất trong buồng khí tăng theo quá trình nạp) sẽ làm chất lỏng chảy chậm lại. Giai đoạn thứ ba là giai đoạn phanh gấp, trong đó áp suất tác động là lớn nhất.

Việc giảm tốc độ làm đầy và giảm kích thước của khoang khí có thể được sử dụng để loại bỏ hoặc hạn chế tải trọng động tạo ra trong quá trình làm đầy ống nhánh mù. Đối với hệ thống đường ống dài, nguồn dòng chất lỏng có thể được điều chỉnh trước một cách trơn tru để giảm vận tốc dòng chảy và đóng van trong thời gian dài.

Về mặt cấu trúc, chúng ta có thể sử dụng các bộ phận dẫn hướng khác nhau để tăng cường lưu thông chất lỏng trong ống nhánh mù, giảm kích thước của khoang khí, tạo lực cản cục bộ ở lối vào của ống nhánh mù hoặc tăng đường kính của ống nhánh mù để giảm tốc độ làm đầy. Ngoài ra, chiều dài và vị trí lắp đặt của ống chữ nổi sẽ ảnh hưởng đến hiện tượng sốc nước thứ cấp nên cần chú ý đến khâu thiết kế và bố trí. Lý do tại sao việc tăng đường kính ống sẽ giảm tải động có thể được giải thích một cách định tính như sau: đối với việc lấp đầy ống nhánh mù, lưu lượng ống nhánh bị giới hạn bởi lưu lượng ống chính, có thể được coi là giá trị cố định trong quá trình phân tích định tính . Việc tăng đường kính ống nhánh tương đương với việc tăng diện tích mặt cắt ngang, tương đương với việc giảm tốc độ nạp đầy, từ đó dẫn đến giảm tải.

Quá trình mở van không ổn định

Khi đóng van, nhiệt xâm nhập từ môi trường, đặc biệt là qua cầu nhiệt, nhanh chóng dẫn đến hình thành khoang khí phía trước van. Sau khi mở van, hơi nước và chất lỏng bắt đầu chuyển động, do tốc độ dòng khí cao hơn nhiều so với tốc độ dòng chất lỏng, hơi nước trong van không được mở hoàn toàn ngay sau khi sơ tán, dẫn đến áp suất, chất lỏng giảm nhanh. được đẩy về phía trước dưới tác động của chênh lệch áp suất, khi chất lỏng đóng van chưa mở hoàn toàn sẽ hình thành tình trạng phanh, lúc này sẽ xảy ra hiện tượng va đập của nước, tạo ra tải trọng động mạnh.

Cách hiệu quả nhất để loại bỏ hoặc giảm tải động do quá trình mở van không ổn định tạo ra là giảm áp suất làm việc ở trạng thái chuyển tiếp, để giảm tốc độ nạp đầy buồng khí. Ngoài ra, việc sử dụng các van có khả năng điều khiển cao, thay đổi hướng của đoạn ống và đưa vào đường ống nhánh đặc biệt có đường kính nhỏ (để giảm kích thước buồng khí) sẽ có tác dụng giảm tải động. Đặc biệt, cần lưu ý khác với việc giảm tải động khi ống nhánh mù được lấp đầy bằng cách tăng đường kính ống nhánh mù, đối với quá trình không ổn định khi mở van, việc tăng đường kính ống chính tương đương với việc giảm độ đồng đều. sức cản của đường ống, điều này sẽ làm tăng tốc độ dòng chảy của buồng khí được lấp đầy, do đó làm tăng giá trị tấn công của nước.

Thiết bị đông lạnh HL

Thiết bị đông lạnh HL được thành lập năm 1992 là thương hiệu trực thuộc Công ty thiết bị đông lạnh HL Công ty TNHH Thiết bị đông lạnh HL. Thiết bị đông lạnh HL cam kết thiết kế và sản xuất Hệ thống đường ống đông lạnh cách nhiệt chân không cao và các thiết bị hỗ trợ liên quan để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng. Ống cách nhiệt chân không và ống mềm được chế tạo trong vật liệu cách nhiệt đặc biệt nhiều lớp và chân không cao, đồng thời trải qua một loạt các biện pháp xử lý kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt và xử lý chân không cao, được sử dụng để truyền oxy lỏng, nitơ lỏng , argon lỏng, hydro lỏng, helium lỏng, khí ethylene hóa lỏng LEG và khí tự nhiên hóa lỏng LNG.

Các dòng sản phẩm Ống bọc chân không, Ống bọc chân không, Van bọc chân không, Máy tách pha của Công ty Thiết bị đông lạnh HL trải qua hàng loạt xử lý kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt, được sử dụng để vận chuyển oxy lỏng, nitơ lỏng, argon lỏng, hydro lỏng, helium lỏng, LEG và LNG, và các sản phẩm này được phục vụ cho thiết bị đông lạnh (ví dụ: bể đông lạnh, sương mù và hộp lạnh, v.v.) trong các ngành công nghiệp tách không khí, khí đốt, hàng không, điện tử, chất siêu dẫn, chip, lắp ráp tự động hóa, thực phẩm & nước giải khát, dược phẩm, bệnh viện, ngân hàng sinh học, cao su, sản xuất vật liệu mới, kỹ thuật hóa học, sắt thép, và nghiên cứu khoa học, v.v.