- •1. Изоляция находящаяся под атмосферным давлением.
- •Характеристики изоляции работающей при атмосферном давлении.
- •Высоковакуумная изоляция.
- •Значения коэффициента аккомодации для газов и металлических поверхностей.
- •Влияние давления или критерия Кn , на теплоприток к сосуду Дьюара с жидким n2.
- •Перенос теплоты излучением .
- •Значения степени черноты для некоторых материалов:
- •Зависимость для определения количества потока лучистой энергии.
- •Повышение эффективности высоковакуумной изоляции .
- •Охлаждаемый (активный) экран.
- •Влияние ρпр на λэф.
- •Излучение.
- •Эффективные коэффициенты теплопроводности вми при оптимальной плотности и граничных температурах 293--77 к и давлении 10 -3 Па.
- •Анизотропность изоляции, краевые эффекты.
- •Вакуумно—порошковая (впи) и вакуумно—волокнистая изоляция.
- •Теплообмен в впи.
- •Оптимальная плотность впи.
- •Свойства некоторых марок впи.
- •Изоляционные конструкционные материалы.
- •Тепловые мосты.
- •Подвески.
- •С реднее значение λ δля материала подвесок.
- •Трубопроводы.
- •Теплоприток по трубе с потоком холодного газа.
- •Выбор типа изоляции.
- •Общие рекомендации по Каганеру.
- •3. Хранение криогенных жидкостей. Форма и размеры сосудов.
- •Сосуды.
- •Цистерны транспортные.
- •Резервуары.
- •Хранение без потерь.
- •Процессы в резервуаре при хранении кж.
- •4. Транспортировка криогенных жидкостей. Выдача криогенных жидкостей из резервуара.
- •Расчет параметров кж при передаче ее по трубопроводам.
- •Типичная схема (расчетная) криогенной магистрали с насосом.
- •Порядок расчета трубопровода для транспортировки кж.
- •Охлаждение магистрали.
- •Расчет времени охлаждения магистралей.
- •Газификация криогенных жидкостей.
- •Испари-тель
- •К потребителю
- •Регулятор давления с обратным клапаном
- •Особенности хранения и транспортировки больших количеств сжиженного природного газа (спг).
- •I (увеличено)
- •5. Вспомогательное оборудование. Обеспечение чистоты кж.
- •Элементы вакуумных систем.
- •К форвакуумному насосу
- •Т≈100к (экраны)
- •6. Элементы безопасности при эксплуатации криогенного оборудования.
Выбор типа изоляции.
Высоковакуумная для сжиженных O2 и N2 с емкостью до 10-15 дм3, также для Не, но в сочетании с установкой азотного экрана. Обязательна полировка стенок!
Применение ВМИ и ВПИ не требует полировки стенок. Качество изоляции зависит от ее толщины. ВПИ (аэрогель, перлит) становится эквивалентной высоковакуумной при толщине 30-40 мм. При добавке металлического порошка-при 10 мм. Если использовать ВМИ, то ее эквивалент достигается при намотке 3х-4х экранов из алюминиевой фольги. ВПИ дешевле ВМИ. Например, сосуд емкостью 100 м3 кислорода имеет потери 0.1-0.15% в сутки или 35-55% в год при использовании ВПИ. Замена на ВМИ позволяет сократить потери в 10 раз. Однако увеличение стоимости потребует срок окупаемости увеличить до 20-40 лет.
ВМИ в основном используют для хранения жидких Nе, Н2, Не. Однако, ВМИ применяется и для хранения O2 , N2 , Аr, когда речь идет о транспортных сосудах, т.к. в этом случае их габариты уменьшаются.
При больших теплопритоках по мостам для данной конструкции сосуда или криостата применять ВМИ не целесообразно. В хороших конструкциях сосудов приток тепла по мостам не превышает 30-50% от общего теплопритока.
Общие рекомендации по Каганеру.
Насыпная изоляция применяется в установках для ожижения O2 , N2, Аr и в стационарных сосудах емкостью более 100 м3 для этих же газов.
ВПИ – в установках для ожижения газов Nе, Н2, Не, миниатюрных установках ожижения газов O2 , N2 , Аr в трубопроводах и сосудах емкостью более 100 м3 для Nе, Н2, Не, в стационарных сосудах емкостью более 1 м3 для газов O2 , N2 , Аr .
ВМИ – в небольших установках для ожижения Nе, Н2, Не, для их трубопроводов и сосудов любой емкости. В стационарных сосудах емкостью до 1 м3 для O2 , N2 , Аr .
3. Хранение криогенных жидкостей. Форма и размеры сосудов.
Оптимальная форма - шаровая, ее имеют небольшие сосуды с высоковакуумной изоляцией и с ВПИ, а также крупные хранилища.
Сосуды емкостью от 100 дм3 до 100 м3 как правило цилиндрические, т.к. их легче изготавливать и они легче вписываются в транспортные габариты. Удельная поверхность цилиндра с длиной, равной диаметру, на 10% больше, чем у шара.
Увеличение емкости резервуара уменьшает относительные потери от испарения, которые могут быть выражены формулой:
g=c(v)1/n
g – потери в сутки
v - емкость, м3
c, n – постоянные
c=1.5-4.5
n=0.5-2.4.
Важная характеристика сосудов – удельная масса, приходящаяся на единицу полезной жидкости. Для сосудов с O2 и N2 эта величина 400-100 кг/м3 . Масса транспортных сосудов примерно в 1.5 раза больше стационарных из-за более мощного крепежа. Для небольших сосудов с ВПИ масса почти в два раза меньше, чем для сосудов с высоковакуумной изоляцией.