イントロダクション

極低温技術の開発により、極低温液体製品は、国民経済、国防、科学研究など、多くの分野で重要な役割を果たしてきました。極低温液体の適用は、極低温液体製品の効果的かつ安全な貯蔵と輸送に基づいており、極低温液体のパイプライン伝達は、貯蔵と輸送のプロセス全体を通過します。したがって、極低温液体パイプライン伝送の安全性と効率を確保することが非常に重要です。極低温液体の送信のために、伝送前にパイプラインのガスを交換する必要があります。そうしないと、動作障害を引き起こす可能性があります。予備的なプロセスは、極低温液体製品輸送のプロセスにおける必然的なリンクです。このプロセスは、強い圧力ショックとその他のマイナスの影響をパイプラインにもたらします。さらに、垂直パイプラインの間欠泉現象と、ブラインドブランチパイプの充填、バルブの開口部後の空気チャンバーの充填、盲目の分岐パイプ充填などの不安定なシステム操作の現象は、機器とパイプラインに異なる程度の悪影響をもたらします。 。これを考慮して、このペーパーでは、上記の問題に関するいくつかの詳細な分析を行い、分析を通じて解決策を見つけたいと考えています。

透過前に並んでガスの変位

極低温技術の開発により、極低温液体製品は、国民経済、国防、科学研究など、多くの分野で重要な役割を果たしてきました。極低温液体の適用は、極低温液体製品の効果的かつ安全な貯蔵と輸送に基づいており、極低温液体のパイプライン伝達は、貯蔵と輸送のプロセス全体を通過します。したがって、極低温液体パイプライン伝送の安全性と効率を確保することが非常に重要です。極低温液体の送信のために、伝送前にパイプラインのガスを交換する必要があります。そうしないと、動作障害を引き起こす可能性があります。予備的なプロセスは、極低温液体製品輸送のプロセスにおける必然的なリンクです。このプロセスは、強い圧力ショックとその他のマイナスの影響をパイプラインにもたらします。さらに、垂直パイプラインの間欠泉現象と、ブラインドブランチパイプの充填、バルブの開口部後の空気チャンバーの充填、盲目の分岐パイプ充填などの不安定なシステム操作の現象は、機器とパイプラインに異なる程度の悪影響をもたらします。 。これを考慮して、このペーパーでは、上記の問題に関するいくつかの詳細な分析を行い、分析を通じて解決策を見つけたいと考えています。

パイプラインの予備プロセス

安定した伝送状態を確立する前に、極低温液体パイプライントランスミッションのプロセス全体において、事前冷却およびホット配管システム、つまり、前冷却プロセスを受信するプロセスがあります。このプロセスでは、かなりの収縮ストレスと衝撃圧力に耐えるためのパイプラインと受信機器を制御する必要があります。

プロセスの分析から始めましょう。

前駆プロセス全体は、激しい蒸発プロセスから始まり、2相の流れが現れます。最後に、システムが完全に冷却された後、単相流が現れます。予備的なプロセスの開始時に、壁温度は明らかに極低温液体の飽和温度を超え、極低温液体の上限温度（最終的な過熱温度）を超えています。熱伝達により、チューブ壁の近くの液体が加熱され、瞬時に蒸発して、チューブ壁を完全に囲む蒸気膜を形成します。つまり、フィルムの沸騰が発生します。その後、予備的なプロセスを使用すると、チューブ壁の温度が徐々に限界過熱温度を下回り、遷移沸騰と泡の沸騰に適した条件が形成されます。このプロセス中に大きな圧力変動が発生します。予備的に特定の段階に実行されると、パイプラインの熱容量と環境の熱浸潤は、凍結液を飽和温度に加熱せず、単相流の状態が現れます。

激しい蒸発の過程で、劇的な流れと圧力の変動が生成されます。圧力変動のプロセス全体で、極低温液体が直接入る後に初めて形成された最大圧力は、圧力変動のプロセス全体の最大振幅であり、圧力波によりシステムの圧力容量を検証できます。したがって、一般的に最初の圧力波のみが研究されます。

バルブが開かれた後、極低温液体は圧力差の作用下でパイプラインにすばやく入り、気化によって生成された蒸気膜は液体をパイプ壁から分離し、同心円状の軸流を形成します。蒸気の抵抗係数は非常に少ないため、極低温液体の流量は非常に大きく、前方の進行が大きくなり、熱吸収による液体の温度が徐々に上昇します。下。パイプが十分に長い場合、液体温度はある時点で飽和に達する必要があり、その時点で液体は進行しなくなります。パイプ壁から極低温液体への熱はすべて蒸発に使用されます。この時点で、蒸発速度は大幅に増加し、パイプラインの圧力も増加し、入口圧の1.5〜2倍に達する可能性があります。圧力差の作用の下で、液体の一部が極低温液体貯蔵タンクに戻され、蒸気生成の速度が小さくなり、パイプ出口排出から生成された蒸気の一部が、後にパイプの圧力低下のために一定の期間、パイプラインは液体を再確立し、圧力差条件になり、現象が再び現れますので、繰り返されます。ただし、次のプロセスでは、特定の圧力とパイプに液体の一部があるため、新しい液体によって引き起こされる圧力の上昇は小さく、圧力ピークは最初のピークよりも小さくなります。

予備的なプロセス全体で、システムは大きな圧力波の衝撃を与えるだけでなく、寒さのために大きな収縮ストレスを負わなければなりません。 2つの結合されたアクションは、システムに構造的な損傷を引き起こす可能性があるため、それを制御するために必要な対策を講じる必要があります。

予備的な流量は、予備化プロセスと低温収縮応力のサイズに直接影響するため、前処理プロセスを制御することで制御できます。予備的な流量の合理的な選択の原則は、圧力変動と寒冷収縮応力が許容範囲の機器とパイプラインを超えないことを保証する前提でより大きな前駆体流量を使用することにより、事前に冷却時間を短縮することです。冷却前流量が小さすぎると、パイプラインの断熱性能がパイプラインに適していない場合、冷却状態に到達することはありません。

予備化の過程で、2相流の発生により、共通の流量計で実際の流量を測定することは不可能であるため、予測流量の制御を導くために使用できません。しかし、受信容器の背圧を監視することにより、流れのサイズを間接的に判断できます。特定の条件下では、受信容器の背圧と事前冷却流の関係は、分析方法によって決定できます。予備的なプロセスが単相流れ状態に進むと、フローメーターによって測定された実際のフローを使用して、予備的な流れの制御を導くことができます。この方法は、多くの場合、ロケット用の極低温液体推進剤の充填を制御するために使用されます。

受信容器の背圧の変化は、次のように予備的なプロセスに対応します。これは、予備的な段階を定性的に判断するために使用できます。最初は極低温液体の気化し、その後、受信容器とパイプラインの温度が低下すると徐々に後退します。現時点では、予後容量が増加します。

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