간헐천 현상

간헐천 현상은 액체의 기화에 의해 생성된 기포와 기포 간의 중합으로 인해 극저온 액체가 수직 장관(일정 값에 도달한 길이-직경 비율을 말한다)을 따라 아래로 이송되어 분출되는 현상을 말합니다. 거품의 증가와 함께 발생하고 마침내 극저온 액체가 파이프 입구에서 역전됩니다.

간헐천은 파이프라인의 유속이 낮을 때 발생할 수 있지만 흐름이 멈출 때만 주의해야 합니다.

극저온 액체가 수직 파이프라인에서 아래로 흐를 때 이는 사전 냉각 과정과 유사합니다. 극저온 액체는 열로 인해 끓고 기화되는데, 이는 사전 냉각 과정과 다릅니다! 그러나 열은 주로 사전 냉각 과정에서 더 큰 시스템 열 용량보다는 작은 주변 열 침입에서 발생합니다. 따라서 증기막이 아닌 상대적으로 온도가 높은 액체 경계층이 관 벽 근처에 형성됩니다. 수직관에 액체가 흐를 때 환경의 열 침입으로 인해 관벽 근처의 유체 경계층의 열밀도가 감소합니다. 부력의 작용으로 유체는 위쪽 흐름을 역전시켜 뜨거운 유체 경계층을 형성하고, 중앙의 차가운 유체는 아래쪽으로 흘러 둘 사이의 대류 효과를 형성합니다. 뜨거운 유체의 경계층은 중심 유체를 완전히 차단하고 대류를 멈출 때까지 주류의 방향을 따라 점차 두꺼워집니다. 그 이후에는 열을 빼앗아가는 대류가 없기 때문에 뜨거운 부분의 액체 온도는 빠르게 상승합니다. 액체의 온도가 포화온도에 도달한 후 끓기 시작하여 거품이 발생합니다. 징글가스 폭탄은 거품의 상승을 느리게 합니다.

수직 파이프에 기포가 존재하기 때문에 기포의 점성 전단력의 반작용으로 기포 바닥의 정압이 감소하고, 이로 인해 남은 액체가 과열되어 더 많은 증기가 생성되고, 이로 인해 정압을 낮추어 상호 촉진하면 어느 정도 증기가 많이 생성됩니다. 폭발과 다소 유사한 간헐천 현상은 증기를 운반하는 액체가 파이프라인으로 다시 분출될 때 발생합니다. 탱크 상부 공간으로 액체가 분출되면서 발생하는 일정량의 증기는 탱크 공간의 전체 온도에 극적인 변화를 일으키고 결과적으로 압력에 극적인 변화를 가져옵니다. 압력 변동이 압력의 최고점과 최저점에 있을 때 탱크를 부압 상태로 만드는 것이 가능합니다. 압력 차이의 영향으로 인해 시스템이 구조적으로 손상될 수 있습니다.

증기가 분출된 후 배관 내의 압력은 급격히 떨어지며 중력의 영향으로 극저온 액체가 수직 배관에 다시 주입됩니다. 고속 액체는 수격 현상과 유사한 압력 충격을 생성하며 이는 시스템, 특히 우주 장비에 큰 영향을 미칩니다.

간헐천 현상으로 인한 피해를 제거하거나 줄이기 위해, 한편으로는 열 침입이 간헐천 현상의 근본 원인이기 때문에 파이프라인 시스템의 단열에 주의를 기울여야 합니다. 한편, 불활성 비응축 가스 주입, 극저온 액체 보충 주입, 순환 파이프라인 등 여러 가지 방식을 연구할 수 있습니다. 이러한 계획의 핵심은 극저온 액체의 과도한 열을 전달하고 과도한 열의 축적을 피하여 간헐천 현상의 발생을 방지하는 것입니다.

불활성 가스 주입 방식의 경우 일반적으로 헬륨이 불활성 가스로 사용되며 헬륨은 파이프라인 바닥에 주입됩니다. 액체와 헬륨 사이의 증기압 차이는 제품 증기를 액체에서 헬륨 덩어리로 대량 전달하여 극저온 액체의 일부를 기화시키고 극저온 액체에서 열을 흡수하며 과냉각 효과를 생성하여 과도한 축적을 방지하는 데 사용될 수 있습니다. 열. 이 방식은 일부 우주 추진제 충전 시스템에 사용됩니다. 보충 충진은 과냉각 극저온 액체를 추가하여 극저온 액체의 온도를 낮추는 것이고, 순환 파이프라인 추가 방식은 파이프라인을 추가하여 파이프라인과 탱크 사이에 자연 순환 조건을 구축하여 과도한 열을 국부적으로 전달하고 파괴하는 것입니다. 간헐천 생성 조건.

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