Fenomen gejzira

Fenomen gejzira odnosi se na fenomen erupcije uzrokovan kriogenom tekućinom koja se transportuje niz vertikalnu dugu cijev (odnosi se na odnos dužine i promjera koji dostiže određenu vrijednost) zbog mjehurića nastalih isparavanjem tekućine, a polimerizacija između mjehurića će se dogoditi s povećanjem mjehurića, te će se konačno kriogena tekućina vratiti van na ulaz cijevi.

Gejziri se mogu pojaviti kada je protok u cjevovodu nizak, ali ih je potrebno primijetiti tek kada protok prestane.

Kada kriogena tečnost teče niz vertikalni cjevovod, to je slično procesu predhlađenja. Kriogena tečnost će ključati i isparavati zbog toplote, što se razlikuje od procesa predhlađenja! Međutim, toplota uglavnom dolazi od malog prodora toplote iz okoline, a ne od većeg toplotnog kapaciteta sistema u procesu predhlađenja. Stoga se granični sloj tečnosti sa relativno visokom temperaturom formira blizu zida cijevi, a ne od filma pare. Kada tečnost teče u vertikalnoj cijevi, zbog prodora toplote iz okoline, termička gustina graničnog sloja fluida blizu zida cijevi se smanjuje. Pod djelovanjem uzgona, fluid će preokrenuti tok prema gore, formirajući granični sloj vrućeg fluida, dok hladni fluid u centru teče nizvodno, formirajući efekat konvekcije između njih. Granični sloj vrućeg fluida se postepeno zgušnjava duž smjera glavnog toka sve dok potpuno ne blokira centralni fluid i zaustavi konvekciju. Nakon toga, budući da nema konvekcije koja bi odvodila toplotu, temperatura tečnosti u vrućem području brzo raste. Nakon što temperatura tekućine dostigne temperaturu zasićenja, ona počinje ključati i proizvoditi mjehuriće. Zingle plinska bomba usporava porast mjehurića.

Zbog prisustva mjehurića u vertikalnoj cijevi, reakcija viskozne sile smicanja mjehurića smanjit će statički pritisak na dnu mjehurića, što će zauzvrat uzrokovati pregrijavanje preostale tekućine, stvarajući tako više pare, što će zauzvrat smanjiti statički pritisak, tako da će međusobno poticanje, do određene mjere, proizvesti mnogo pare. Fenomen gejzira, koji je donekle sličan eksploziji, nastaje kada se tekućina, noseći bljesak pare, izbaci natrag u cjevovod. Određena količina pare koja nastaje izbacivanjem tekućine u gornji prostor rezervoara uzrokovat će dramatične promjene ukupne temperature prostora rezervoara, što rezultira dramatičnim promjenama pritiska. Kada je fluktuacija pritiska u vrhuncu i dolini pritiska, moguće je dovesti rezervoar u stanje negativnog pritiska. Učinak razlike pritiska dovest će do strukturnog oštećenja sistema.

Nakon izbijanja pare, pritisak u cijevi naglo pada, a kriogena tečnost se ponovo ubrizgava u vertikalnu cijev zbog djelovanja gravitacije. Tečnost velike brzine će proizvesti udar pritiska sličan vodenom čekiću, što ima veliki uticaj na sistem, posebno na svemirsku opremu.

Kako bi se eliminirala ili smanjila šteta uzrokovana fenomenom gejzira, prilikom primjene, s jedne strane, treba obratiti pažnju na izolaciju cjevovodnog sistema, jer je prodor toplote uzrok fenomena gejzira; s druge strane, može se proučiti nekoliko shema: ubrizgavanje inertnog nekondenzirajućeg plina, dodatno ubrizgavanje kriogene tekućine i cirkulacijski cjevovod. Suština ovih shema je prijenos viška topline kriogene tekućine, izbjegavanje akumulacije prekomjerne topline, kako bi se spriječila pojava fenomena gejzira.

Za shemu ubrizgavanja inertnog gasa, helijum se obično koristi kao inertni gas, a helijum se ubrizgava u dno cjevovoda. Razlika u pritisku pare između tečnosti i helijuma može se koristiti za prenos mase pare proizvoda iz tečnosti u masu helijuma, kako bi se ispario dio kriogene tečnosti, apsorbovala toplota iz kriogene tečnosti i proizveo efekat pothlađenja, čime se sprečava akumulacija prekomjerne toplote. Ova shema se koristi u nekim sistemima punjenja svemirskim gorivom. Dodatno punjenje služi za smanjenje temperature kriogene tečnosti dodavanjem pothlađene kriogene tečnosti, dok shema dodavanja cirkulacionog cjevovoda služi za uspostavljanje prirodnog uslova cirkulacije između cjevovoda i rezervoara dodavanjem cjevovoda, kako bi se prenio višak toplote u lokalnim područjima i uništili uslovi za stvaranje gejzira.

Za ostala pitanja, pogledajte sljedeći članak!

HL kriogena oprema

HL Cryogenic Equipment, osnovan 1992. godine, je brend povezan sa HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment je posvećen dizajnu i proizvodnji kriogenih cjevovodnih sistema izoliranih pod visokim vakuumom i srodne prateće opreme kako bi zadovoljio različite potrebe kupaca. Vakuumski izolirane cijevi i fleksibilna crijeva izrađeni su od visokovakuumskih i višeslojnih višeslojnih specijalnih izoliranih materijala, te prolaze kroz niz izuzetno strogih tehničkih tretmana i tretmana visokim vakuumom, koji se koriste za prenos tečnog kiseonika, tečnog azota, tečnog argona, tečnog vodonika, tečnog helija, tečnog etilena (LEG) i tečnog prirodnog gasa (LNG).

Serija proizvoda vakuumski obloženih cijevi, vakuumski obloženih crijeva, vakuumski obloženih ventila i faznih separatora u kompaniji HL Cryogenic Equipment, koja je prošla niz izuzetno strogih tehničkih tretmana, koristi se za prenos tečnog kiseonika, tečnog azota, tečnog argona, tečnog vodonika, tečnog helijuma, LEG i LNG, a ovi proizvodi se servisiraju za kriogenu opremu (npr. kriogene rezervoare, Dewarove posude i hladne kutije itd.) u industrijama separacije vazduha, gasova, avijacije, elektronike, superprovodnika, čipova, automatizacije, prehrambene i pićarske industrije, farmacije, bolnica, biobanki, gume, proizvodnje novih materijala, hemijskog inženjerstva, željeza i čelika, naučnih istraživanja itd.