간헐천 현상

간헐천 현상은 액체의 vaporization에 의해 생성 된 기포와 거품 사이의 중합으로 인해 수직 긴 파이프 (특정 값에 도달하는 길이 직경 비율을 참조)로 운반되는 극저온 액체로 인한 분화 현상을 나타냅니다. 거품의 증가로 인해 발생하며, 마지막으로 극저온 액체는 파이프 입구 밖으로 반전됩니다.

간헐천은 파이프 라인의 유량이 낮을 때 발생할 수 있지만 흐름이 멈출 때만 눈에 띄어 야합니다.

극저온 액체가 수직 파이프 라인에서 흐르는 경우, 사전 냉각 공정과 유사합니다. 극저온 액체는 열로 인해 끓여서 기화되며, 이는 사전 냉각 공정과 다릅니다! 그러나 열은 주로 냉각 전 공정에서 더 큰 시스템 열 용량보다는 작은 주변 열 침습에서 비롯됩니다. 따라서, 비교적 높은 온도를 갖는 액체 경계층은 증기 필름이 아닌 튜브 벽 근처에 형성된다. 액체가 수직 파이프에 흐르면 환경 열 침습으로 인해 파이프 벽 근처의 유체 경계층의 열 밀도가 감소합니다. 부력의 작용하에, 유체는 상향 흐름을 역전시켜 뜨거운 유체 경계층을 형성하는 반면, 중심의 차가운 유체는 아래쪽으로 흐르고 둘 사이의 대류 효과를 형성합니다. 뜨거운 유체의 경계층은 중앙 유체를 완전히 차단하고 대류를 막을 때까지 주류의 방향을 따라 점차 두껍게됩니다. 그 후, 열을 빼는 대류가 없기 때문에 뜨거운 영역의 액체 온도가 빠르게 상승합니다. 액체의 온도가 포화 온도에 도달하면 끓기 시작하여 거품을 생성하여 Zingle 가스 폭탄이 거품의 상승을 느리게합니다.

수직 파이프에 거품이 존재하기 때문에, 거품의 점성 전단력의 반응은 거품의 바닥에서의 정압을 감소시켜 나머지 액체를 과열 시켜서 더 많은 증기를 생성 할 것입니다. 정적 압력을 낮추면 상호 홍보가 어느 정도까지 많은 증기를 생성 할 것입니다. 폭발과 다소 유사한 간헐천의 현상은 증기의 플래시를 운반하는 액체가 파이프 라인으로 다시 배출 할 때 발생합니다. 탱크의 상부 공간으로 배출 된 액체로 일정량의 증기가 발생하면 탱크 공간의 전체 온도가 극적인 변화를 일으켜 압력이 극적인 변화를 일으킨다. 압력 변동이 피크와 압력 계곡에 있으면 탱크를 음압 상태로 만들 수 있습니다. 압력 차이의 영향은 시스템의 구조적 손상으로 이어질 것입니다.

증기 분화 후, 파이프의 압력이 빠르게 떨어지고 극저온 액체는 중력의 영향으로 인해 수직 파이프에 다시 주입됩니다. 고속 액체는 워터 해머와 유사한 압력 충격을 일으켜 시스템, 특히 우주 장비에 큰 영향을 미칩니다.

간헐천 현상으로 인한 피해를 제거하거나 줄이기 위해, 적용 할 때, 우리는 열 침습이 간헐천 현상의 근본 원인이기 때문에 파이프 라인 시스템의 단열에주의를 기울여야한다. 반면에, 불활성 비 응축 가스의 주입, 극저온 액체의 보충 주입 및 순환 파이프 라인의 몇 가지 계획이 연구 될 수있다. 이 계획의 본질은 과량의 극저온 액체 열을 전달하고 과도한 열의 축적을 피하기 위해 간헐천 현상의 발생을 방지하는 것입니다.

불활성 가스 주입 체계의 경우, 헬륨은 일반적으로 불활성 가스로 사용되며 헬륨은 파이프 라인의 바닥에 주입됩니다. 액체와 헬륨 사이의 증기압 차이는 액체에서 헬륨 질량으로 생성물 증기를 질량 전달하여 극저온 액체의 일부를 기화시키고 극저온 액체로부터 열을 흡수하고 과냉각 효과를 생성하여 과도한의 축적을 방지 할 수 있습니다. 열. 이 체계는 일부 공간 추진제 충전 시스템에서 사용됩니다. 보충 충전물은 과냉각 된 극저온 액체를 추가하여 극저온 액체의 온도를 줄이는 것이며, 순환 파이프 라인을 추가하는 체계는 파이프 라인과 탱크 사이에 자연 순환 조건을 설정하여 국부 영역에서 과도한 열을 전달하고 간헐천 생성 조건.

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HL 극저온 장비

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