液氮管路振动的原因分析及预防对策

发布时间：2021-08-11 15:23

　　针对液氮管路振动隐患问题进行讨论,一旦管路失效,造成液氮大量泄漏至密闭生产场地,当汽化后的氮气浓度大于84%时,会使在场人员出现缺氧窒息现象,严重甚至会危及生命,必须引起人们的足够重视。分析引发管路振动的主要原因,系管路中的液氮流体出现空化现象所致。为减少或防止管路振动带来的不利影响,从设计和工艺的合理性及操作人员精心操作角度,提出防范措施。 

【文章来源】：广州化工. 2020,48(16)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

阀门调节处液氮空化现象

阀前压力为P罐的液氮流经阀座及阀芯的节流部位,由于截面积变小,液氮流速急剧增加,此时液体的静压力快速下降,若P1≤该处液氮的饱和蒸汽压力,则出现液体被蒸发成气态,在液体中形成气泡,形成气液两相混合体,当它流过阀座、阀芯调节处后,压力又快速回升到P2状态,此时气泡迅速溃灭,气体重新溶解在液体当中,即出现空化现象。液氮的流速愈快,P罐-P2=ΔP的值愈大,产生气泡和溃灭的量亦愈多,管路振动愈强烈。空化现象对阀座和阀芯及管壁造成气蚀损害,阀门密封面及管路连接件密封面在管路振动的冲击下,易出现泄漏现象,其外表面会出现结霜、结冰,见图2。还有管路上的紧固件会慢慢松动,若不及时维护,会引发设备使用安全事故。3.2 管路弯管出现空化现象引发振动

液氮弯曲管路的空化现象,随液体来流速度的增加、下端出口压力的降低和温度的提高而增加,见图3。在每次给液氮库充液前的吹扫和预冷工作中,会出现管路振动现象,若进液口阀开启不稳,打开过快,振动更加明显。其原因是:①进液速度快;②管路末端放空阀处于打开状态压力低;③新进的液氮遇到常温管路温度升高。另外,研究表明,弯曲管路的曲率大小,对管内液体的空化现象影响很大,弯曲角度愈小,流体受离心力作用愈大,空化现象愈明显,见图4所示,分别对弯曲角度为60°、90°、120°、150°的弯管进行模拟。

【参考文献】：
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硕士论文
[1]低温流体热分层及空化流动特性研究[D]. 谢小树.华中科技大学 2016



本文编号：3336402