क्रायोजेनिक द्रव पाइपलाइन वाहतुकीतील अनेक प्रश्नांचे विश्लेषण (2)

गरम पाण्याचा झरा

गीझरची घटना म्हणजे उभ्या लांब नळीतून (लांबी-व्यासाचे गुणोत्तर एका विशिष्ट मूल्यापर्यंत पोहोचल्यावर) खाली वाहणाऱ्या अतिशीत द्रवाच्या बाष्पीभवनामुळे निर्माण होणाऱ्या बुडबुड्यांमुळे होणारी उद्रेकाची घटना होय. बुडबुड्यांची संख्या वाढल्याने त्यांच्यामध्ये बहुलकीकरण (पॉलिमरायझेशन) होते आणि शेवटी तो अतिशीत द्रव नळीच्या मुखातून उलट दिशेने बाहेर फेकला जातो.

पाईपलाईनमधील प्रवाहाचा वेग कमी असताना गरम पाण्याचे फवारे उडू शकतात, परंतु प्रवाह थांबल्यावरच ते लक्षात घेतले पाहिजेत.

जेव्हा क्रायोजेनिक द्रव उभ्या पाईपलाईनमधून खाली वाहतो, तेव्हा ती प्रक्रिया पूर्व-शीतकरण प्रक्रियेसारखीच असते. उष्णतेमुळे क्रायोजेनिक द्रव उकळतो आणि त्याचे बाष्पीभवन होते, जे पूर्व-शीतकरण प्रक्रियेपेक्षा वेगळे आहे! तथापि, ही उष्णता प्रामुख्याने पूर्व-शीतकरण प्रक्रियेतील प्रणालीच्या मोठ्या उष्णता क्षमतेऐवजी, सभोवतालच्या कमी उष्णतेच्या प्रवेशामुळे येते. त्यामुळे, नळीच्या भिंतीजवळ बाष्पाच्या पातळ थराऐवजी, तुलनेने उच्च तापमानाचा द्रवाचा सीमा थर तयार होतो. जेव्हा द्रव उभ्या पाईपमधून वाहतो, तेव्हा सभोवतालच्या उष्णतेच्या प्रवेशामुळे, पाईपच्या भिंतीजवळील द्रवाच्या सीमा थराची औष्णिक घनता कमी होते. उत्प्लावकतेच्या प्रभावामुळे, द्रव उलट दिशेने वरच्या बाजूला वाहतो, ज्यामुळे उष्ण द्रवाचा सीमा थर तयार होतो, तर केंद्रातील थंड द्रव खालच्या दिशेने वाहतो, ज्यामुळे दोघांमध्ये संवहनाचा प्रभाव निर्माण होतो. उष्ण द्रवाचा सीमा थर मुख्य प्रवाहाच्या दिशेने हळूहळू जाड होत जातो, जोपर्यंत तो मध्यवर्ती द्रवाला पूर्णपणे अडवत नाही आणि संवहन थांबवत नाही. त्यानंतर, उष्णता वाहून नेण्यासाठी संवहन नसल्यामुळे, उष्ण भागातील द्रवाचे तापमान झपाट्याने वाढते. जेव्हा द्रवाचे तापमान संपृक्त तापमानाला पोहोचते, तेव्हा ते उकळू लागते आणि बुडबुडे तयार होतात. झिंगल गॅस बॉम्ब बुडबुड्यांना वर येण्यापासून रोखतो.

उभ्या पाईपमध्ये बुडबुडे असल्यामुळे, बुडबुड्यांच्या चिकट कर्तन बलाच्या प्रतिक्रियेमुळे बुडबुड्याच्या तळाशी असलेला स्थिर दाब कमी होतो, ज्यामुळे उर्वरित द्रव जास्त गरम होतो आणि अधिक वाफ तयार होते. यामुळे स्थिर दाब आणखी कमी होतो, अशा परस्पर क्रियेमुळे, काही प्रमाणात, मोठ्या प्रमाणात वाफ तयार होते. गीझरची घटना, जी काही प्रमाणात स्फोटासारखीच असते, तेव्हा घडते जेव्हा वाफेचा झोत असलेला द्रव पाईपलाईनमध्ये परत फेकला जातो. टाकीच्या वरच्या भागात फेकलेल्या द्रवाबरोबर तयार झालेली विशिष्ट प्रमाणात वाफ टाकीच्या जागेच्या एकूण तापमानात मोठे बदल घडवते, ज्यामुळे दाबात मोठे बदल होतात. जेव्हा दाबातील चढ-उतार दाबाच्या उच्च आणि नीचतम पातळीवर असतो, तेव्हा टाकी नकारात्मक दाबाच्या स्थितीत जाण्याची शक्यता असते. दाबातील फरकाच्या परिणामामुळे प्रणालीच्या रचनेचे नुकसान होऊ शकते.

वाफेच्या उद्रेकानंतर, पाईपमधील दाब झपाट्याने कमी होतो आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावामुळे क्रायोजेनिक द्रव पुन्हा उभ्या पाईपमध्ये सोडला जातो. या उच्च वेगाच्या द्रवामुळे वॉटर हॅमरसारखा दाबाचा धक्का निर्माण होतो, ज्याचा प्रणालीवर, विशेषतः अवकाश उपकरणांवर मोठा परिणाम होतो.

गीझरच्या घटनेमुळे होणारे नुकसान टाळण्यासाठी किंवा कमी करण्यासाठी, उपयोगामध्ये एकीकडे आपण पाईपलाईन प्रणालीच्या इन्सुलेशनकडे लक्ष दिले पाहिजे, कारण उष्णतेचा शिरकाव हे गीझरच्या घटनेचे मूळ कारण आहे; दुसरीकडे, अनेक योजनांचा अभ्यास केला जाऊ शकतो: निष्क्रिय, संघनन न होणाऱ्या वायूचे अंतःक्षेपण, क्रायोजेनिक द्रवाचे पूरक अंतःक्षेपण आणि अभिसरण पाईपलाईन. या योजनांचे सार हे आहे की क्रायोजेनिक द्रवाची अतिरिक्त उष्णता हस्तांतरित करणे, अतिरिक्त उष्णतेचा संचय टाळणे, जेणेकरून गीझरची घटना टाळता येईल.

निष्क्रिय वायू अंतःक्षेपण योजनेसाठी, सामान्यतः हेलियम हा निष्क्रिय वायू म्हणून वापरला जातो आणि पाईपलाईनच्या तळाशी हेलियम अंतःक्षेपित केला जातो. द्रव आणि हेलियममधील बाष्प दाबाच्या फरकाचा उपयोग उत्पादित बाष्पाचे द्रवातून हेलियमच्या वस्तुमानात वस्तुमान हस्तांतरण करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जेणेकरून क्रायोजेनिक द्रवाच्या काही भागाचे बाष्पीभवन होते, क्रायोजेनिक द्रवातून उष्णता शोषली जाते आणि अतिशीतकरण प्रभाव निर्माण होतो, ज्यामुळे अतिरिक्त उष्णतेचा संचय रोखला जातो. ही योजना काही अवकाश प्रणोदक भरण प्रणालींमध्ये वापरली जाते. पूरक भरणा म्हणजे अतिशीत क्रायोजेनिक द्रव टाकून त्याचे तापमान कमी करणे, तर परिसंचरण पाईपलाईन जोडण्याच्या योजनेचा उद्देश पाईपलाईन आणि टाकी यांच्यामध्ये पाईपलाईन टाकून नैसर्गिक परिसंचरण स्थिती स्थापित करणे हा आहे, जेणेकरून स्थानिक भागांमधील अतिरिक्त उष्णता हस्तांतरित करता येते आणि गीझर्सच्या निर्मितीसाठीची परिस्थिती नष्ट करता येते.

इतर प्रश्नांसाठी पुढील लेखाची प्रतीक्षा करा!

 

एचएल क्रायोजेनिक उपकरणे

१९९२ मध्ये स्थापित झालेला एचएल क्रायोजेनिक इक्विपमेंट हा एचएल क्रायोजेनिक इक्विपमेंट कंपनी क्रायोजेनिक इक्विपमेंट कं, लि. शी संलग्न असलेला एक ब्रँड आहे. एचएल क्रायोजेनिक इक्विपमेंट ग्राहकांच्या विविध गरजा पूर्ण करण्यासाठी हाय व्हॅक्यूम इन्सुलेटेड क्रायोजेनिक पायपिंग सिस्टीम आणि संबंधित सपोर्ट इक्विपमेंटच्या डिझाइन आणि निर्मितीसाठी वचनबद्ध आहे. व्हॅक्यूम इन्सुलेटेड पाईप आणि फ्लेक्झिबल होज हे हाय व्हॅक्यूम आणि मल्टी-लेयर मल्टी-स्क्रीन विशेष इन्सुलेटेड मटेरियलमध्ये तयार केले जातात आणि अत्यंत कठोर तांत्रिक प्रक्रिया व हाय व्हॅक्यूम उपचारांच्या मालिकेतून जातात, ज्यांचा उपयोग द्रव ऑक्सिजन, द्रव नायट्रोजन, द्रव आर्गॉन, द्रव हायड्रोजन, द्रव हेलियम, द्रवीकृत इथिलीन वायू (LEG) आणि द्रवीकृत नैसर्गिक वायू (LNG) यांच्या हस्तांतरणासाठी केला जातो.

एचएल क्रायोजेनिक इक्विपमेंट कंपनीमधील व्हॅक्यूम जॅकेटेड पाईप, व्हॅक्यूम जॅकेटेड होज, व्हॅक्यूम जॅकेटेड व्हॉल्व्ह आणि फेज सेपरेटर या उत्पादन श्रेणी अत्यंत कठोर तांत्रिक प्रक्रियांच्या मालिकेतून पार पडल्या असून, त्यांचा उपयोग द्रव ऑक्सिजन, द्रव नायट्रोजन, द्रव आर्गॉन, द्रव हायड्रोजन, द्रव हेलियम, एलईजी (LEG) आणि एलएनजी (LNG) यांच्या हस्तांतरणासाठी केला जातो. तसेच, ही उत्पादने वायू विलगीकरण, वायू, विमानचालन, इलेक्ट्रॉनिक्स, सुपरकंडक्टर, चिप्स, ऑटोमेशन असेंब्ली, अन्न व पेय, औषधनिर्माण, रुग्णालय, बायोबँक, रबर, नवीन सामग्री उत्पादन, रासायनिक अभियांत्रिकी, लोह व पोलाद आणि वैज्ञानिक संशोधन इत्यादी उद्योगांमधील क्रायोजेनिक उपकरणांसाठी (उदा. क्रायोजेनिक टाक्या, देवार्स आणि कोल्डबॉक्सेस इत्यादी) सेवा पुरवतात.


पोस्ट करण्याची वेळ: २७ फेब्रुवारी २०२३