불안정한 전송 프로세스

극저온 액체 파이프라인 전송 과정에서 극저온 액체의 특수한 특성과 공정 작동으로 인해 안정 상태가 확립되기 전의 전이 상태에서 정상 온도 유체와는 다른 일련의 불안정한 과정이 발생합니다. 불안정한 공정은 장비에 큰 동적 충격을 가져오며, 이로 인해 구조적 손상이 발생할 수 있습니다. 일례로 미국의 새턴V(Saturn V) 수송로켓의 액체산소 충전시스템은 밸브 열림 시 불안정한 공정의 충격으로 주입라인이 파열되는 일이 발생한 적이 있다. 또한 불안정한 공정으로 인해 다른 보조 장비(예: 밸브, 벨로우즈 등)가 손상되는 경우가 더 흔합니다. 극저온 액체 배관 이송 과정에서의 불안정한 과정에는 주로 막힌 분기관의 충진, 배수관의 간헐적인 액체 배출 후의 충진, 전면에 공기실을 형성한 밸브를 열 때의 불안정한 과정이 포함됩니다. 이러한 불안정한 공정의 공통점은 그 본질이 극저온 액체로 증기 공동을 채우는 것이며, 이는 2상 경계면에서 강렬한 열과 물질 전달을 초래하여 시스템 매개변수의 급격한 변동을 초래한다는 것입니다. 배수관에서 간헐적으로 액체를 토출한 후의 충진과정은 전면에 공기실을 형성한 밸브를 열었을 때의 불안정한 과정과 유사하므로 다음에서는 블라인드 분기관이 충진되었을 때와 배수관이 충진되었을 때의 불안정한 과정만을 분석한다. 오픈 밸브가 열립니다.

블라인드 브랜치 튜브를 채우는 불안정한 과정

시스템 안전 및 제어를 고려하여 주 이송 파이프 외에 일부 보조 분기 파이프가 파이프라인 시스템에 장착되어야 합니다. 또한 시스템의 안전 밸브, 배출 밸브 및 기타 밸브에는 해당 분기 파이프가 도입됩니다. 이러한 가지가 작동하지 않으면 배관 시스템에 블라인드 가지가 형성됩니다. 주변 환경에 의한 파이프라인의 열 침입은 필연적으로 블라인드 튜브에 증기 공동의 존재로 이어질 것입니다(경우에 따라 증기 공동은 외부 세계에서 극저온 액체의 열 침입을 줄이기 위해 특별히 사용됩니다.) 전환 상태에서는 밸브 조정 및 기타 이유로 인해 파이프라인의 압력이 상승합니다. 압력 차이의 작용으로 액체가 증기 챔버를 채울 것입니다. 가스 챔버의 충전 과정에서 열로 인한 극저온 액체의 기화로 생성된 증기가 액체를 역방향 구동하기에 충분하지 않은 경우 액체는 항상 가스 챔버를 채웁니다. 마지막으로 에어 캐비티를 채운 후 블라인드 튜브 씰에 급제동 상태가 형성되어 씰 근처에 급격한 압력이 발생합니다.

블라인드 튜브의 충전 공정은 세 단계로 나누어집니다. 첫 번째 단계에서는 압력이 균형을 이룰 때까지 압력차의 작용으로 액체가 최대 충전 속도에 도달하도록 구동됩니다. 두 번째 단계에서는 관성으로 인해 액체가 계속 앞으로 채워집니다. 이때 역압력차(충전 공정에 따라 가스실의 압력이 증가함)로 인해 유체의 속도가 느려집니다. 세 번째 단계는 급제동 단계로 압력 영향이 가장 크다.

충진 속도를 줄이고 공기 공동의 크기를 줄이는 방법을 사용하면 블라인드 분기관을 충진하는 동안 발생하는 동적 하중을 제거하거나 제한할 수 있습니다. 긴 파이프라인 시스템의 경우 액체 흐름의 소스를 미리 원활하게 조정하여 흐름 속도를 줄이고 밸브를 오랫동안 닫을 수 있습니다.

구조 측면에서 볼 때, 블라인드 분기관의 액체 순환을 향상시키고, 공기 공동의 크기를 줄이고, 블라인드 분기관 입구에 국부적 저항을 도입하거나 블라인드 분기관의 직경을 늘리기 위해 다양한 안내 부품을 사용할 수 있습니다. 채우는 속도를 줄이기 위해. 또한 점자관의 길이와 설치 위치는 2차 수압에 영향을 미치게 되므로 설계 및 레이아웃에 주의가 필요하다. 배관 직경을 늘리면 동적 하중이 감소하는 이유는 정성적으로 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 블라인드 분관 충진의 ​​경우 분기관 흐름은 주관 흐름에 의해 제한되며 이는 정성 분석 중에 고정된 값으로 가정될 수 있습니다. . 분기관 직경을 늘리는 것은 단면적을 늘리는 것과 같고, 이는 충진 속도를 줄이는 것과 같으므로 부하 감소로 이어집니다.

밸브 열림의 불안정한 과정

밸브가 닫히면 주변 환경, 특히 열교를 통한 열 침입으로 인해 밸브 앞에 공기 챔버가 빠르게 형성됩니다. 밸브가 열린 후 증기와 액체가 움직이기 시작합니다. 가스 유량이 액체 유량보다 훨씬 높기 때문에 진공 배기 직후 밸브의 증기가 완전히 열리지 않아 압력이 급격히 떨어지며 액체 압력차의 작용으로 앞으로 구동되며, 액체가 밸브를 완전히 열지 않은 상태에 가까워지면 제동 조건이 형성됩니다. 이 때 물의 충격이 발생하여 강한 동적 하중이 생성됩니다.

불안정한 밸브 개방 과정으로 인해 발생하는 동적 부하를 제거하거나 줄이는 가장 효과적인 방법은 전환 상태에서 작동 압력을 줄여 가스실 충전 속도를 줄이는 것입니다. 또한, 고도로 제어 가능한 밸브의 사용, 파이프 섹션의 방향 변경 및 작은 직경의 특수 바이패스 파이프라인 도입(가스 챔버 크기 감소)은 동적 부하를 줄이는 데 효과가 있습니다. 특히, 블라인드 분기관 직경을 증가시켜 블라인드 분기관을 채웠을 때의 동하중 감소와는 달리, 밸브 열림 시 불안정한 공정에 대해서는 주관 직경을 늘리는 것이 균일성을 줄이는 것과 동일하다는 점에 유의해야 한다. 채워진 공기 챔버의 유량을 증가시켜 물 파업 값을 증가시키는 파이프 저항.

HL 극저온 장비

HL 극저온설비(HL Cryogenic Equipment)는 1992년 설립된 HL 극저온설비회사 극저온설비(주)의 계열 브랜드입니다. HL 극저온 장비는 고객의 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 고진공 단열 극저온 배관 시스템 및 관련 지원 장비의 설계 및 제조에 최선을 다하고 있습니다. 진공단열파이프와 플랙시블 호스는 고진공 다층 멀티스크린 특수 단열재로 제작되어 일련의 극도로 엄격한 기술처리와 고진공 처리를 거쳐 액체산소, 액체질소 이송에 사용됩니다. , 액체 아르곤, 액체 수소, 액체 헬륨, 액화 에틸렌 가스 LEG 및 액화 천연 가스 LNG.

일련의 극도로 엄격한 기술 처리를 거친 HL 극저온 장비 회사의 진공 자켓 파이프, 진공 자켓 호스, 진공 자켓 밸브 및 상 분리기 제품 시리즈는 액체 산소, 액체 질소, 액체 아르곤, 액체 수소, 액체 헬륨, LEG 및 LNG이며 이러한 제품은 공기 분리, 가스, 항공, 전자, 초전도체, 칩, 자동화 조립, 식품 및 산업 분야의 극저온 장비(예: 극저온 탱크, 듀어 및 콜드박스 등)에 서비스됩니다. 음료, 약국, 병원, 바이오뱅크, 고무, 신소재 제조, 화학공학, 철강, 과학연구 등