حول درجة الحرارة المنخفضة معدل التبخر اليومي ديوار
معدل التبخر اليومي لديوار هو أهم عامل تقني لتقييم أداء العزل الحراري لديوار ، والذي يمكن أن يعكس بشكل حدسي أداء الحفاظ على البرودة لديوار. تتطلب المواصفة القياسية الوطنية الحد الأعلى لمعدل التبخر اليومي الثابت (ضغط التشغيل 1.0-1.6Mpa) للديوار الحافظة للحرارة متعدد الطبقات عالي الفراغ المحتوي على النيتروجين السائل ، انظر الجدول 1:
الجدول 1 الحد الأعلى لمعدل التبخر اليومي الثابت للديوار عالي الحرارة متعدد الطبقات
الحجم الاسمي （L） | 10 | 25 | 50 | 100 | 150 | 175 | 200 | 300 | 450 |
معدل التبخر اليومي الثابت （≤ ％ / d | 5.5 | 4.2 | 3.0 | 2.8 | 2.5 | 2.1 | 2.0 | 1.9 | 1.9 |
من الأهمية بمكان تصميم وتشغيل ديوار دراسة التغيرات في درجة الحرارة والضغط في ديوار ، وتحديد معدل التبخر اليومي للديوار تحت ضغط العمل من خلال التجارب. يناقش هذا البحث تأثير ضغط ديوار على معدل التبخر اليومي ، ويكشف كمياً قانون الاختلاف في معدل التبخر اليومي مع الضغط من خلال البحث التجريبي.
1 تأثير الضغط على معدل التبخر اليومي
بشكل عام ، يشير معدل التبخر للحاوية المبردة إلى معدل التبخر لكمية مناسبة من السائل المبرد الموجود في الحاوية بعد الوصول إلى التوازن الحراري في ظل الظروف القياسية (0 درجة مئوية). يتم حسابه بشكل عام ، لذلك يطلق عليه أيضًا معدل التبخر اليومي ، أي نسبة كمية السائل المتبخر خلال 24 ساعة إلى الحجم الاسمي للحاوية.
ينعكس تأثير الضغط على معدل التبخر اليومي بشكل أساسي في اختلاف درجة الحرارة والحرارة الكامنة للتبخر. في حالة الثبات ، يتوافق ضغط تشبع ديوار مع درجة حرارة التشبع. كلما زاد ضغط التشبع ، زادت درجة حرارة التشبع ، وصغر الاختلاف في درجة الحرارة مع البيئة ، وصغر انتقال الحرارة. ولكن في الوقت نفسه ، يتم أيضًا تقليل الحرارة الكامنة للتبخر تحت ضغط التشبع ، ومعدل التبخر اليومي هو نسبة انتقال الحرارة إلى حرارة التبخر الكامنة. لذلك من الضروري إجراء تحليل نوعي وكمي على معدل التبخر اليومي من خلال التجارب لتوفير أساس للتطبيقات الهندسية العملية.
2. الجهاز التجريبي والعملية التجريبية
2.1 مقدمة للجهاز التجريبي
في هذه التجربة ، تم استخدام مقياس التدفق الكتلي لقياس تدفق كتلة ديوار تحت خمسة ضغوط مختلفة ، ثم تم حساب معدل التبخر اليومي. ديوار المستخدم في التجربة هو ديوار 175 لترًا منخفض الحرارة عالي الفراغ متعدد الطبقات ديوار ينتج من قبل مصنع محلي.
الهيكل الداعم لـ ديوار ، الخزان الداخلي والقشرة الخارجية كلها مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، وتم اعتماد طريقة العزل الحراري متعدد الطبقات عالي الفراغ ، ومواد العزل الحراري هي رقائق الألمنيوم والألياف الزجاجية. تم تجهيز الجزء العلوي من ديوار بصمام مدخل ومخرج سائل ، وصمام هواء ، وصمام معزز وصمام تنفيس ، وداعم ذاتي ومبخر مثبت بالداخل. الحجم الهندسي 175 لترًا ، الحجم الفعال 157 لترًا ؛ القطر الداخلي للبطانة 450 مم ؛ القطر الداخلي للقذيفة 500 مم
يبلغ طول الخرطوم بين صمام تنظيم الضغط ومقياس التدفق 5 أمتار ، والذي يلعب دور التبخير وتقليل الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الأداة المستخدمة لقياس التدفق في التجربة هي مقياس تدفق الكتلة من طراز M-5SLPM-D الذي تنتجه شركة أليكات علمي في الولايات المتحدة ، بدقة تبلغ ± 0.05SLPM (لتر قياسي / دقيقة) ، ويمكن تسجيل البيانات تلقائيًا ، لذلك يتم استيفاء متطلبات القياس بالكامل.
2.2 إجراء القياس
(1) وسط الاختبار عبارة عن نيتروجين سائل ، ومعدل التعبئة 90٪. افتح صمام تهوية ديوار ، وأغلق الصمامات الأخرى على ديوار ، واتركه يقف لمدة 48 ساعة ؛
(2) عندما يكون الضغط داخل ديوار مستقرًا عند الضغط العادي ، قم بتوصيل الخرطوم بصمام التهوية وتوصيل مقياس تدفق الكتلة. انتبه إلى ضيق الاتصال ؛
(3) بعد ملاحظة أن تدفق غاز النيتروجين السائل مستقر ، ابدأ في تسجيل البيانات ؛
(4) يسجل مقياس التدفق الشامل بشكل مستمر لمدة 48 ساعة ؛
(5) بعد قياس الضغط الجوي ، أغلق صمام التهوية ، وافصل الخرطوم عن صمام التهوية ، وقم بتوصيل صمام تنظيم الضغط بصمام التهوية ؛
(6) عندما يتم إغلاق صمام التهوية ، افتح صمام ديوار الداعم. عندما يظهر ضغط مقياس ديوار حوالي 0.3 ميجا باسكال ، أغلق الصمام المعزز ؛
(7) اضبط صمام تنظيم الضغط ، واضبط ضغط فتح صمام تنظيم الضغط إلى 0.23Mpa ، واتركه يقف لمدة 24 ساعة ؛
(8) بعد التثبيت ، قم بتوصيل الخرطوم بصمام تنظيم الضغط ، وقم بتوصيل مقياس التدفق الكتلي ، وابدأ في تسجيل البيانات.
(9) بعد التسجيل لمدة 48 ساعة ، أغلق صمام التهوية ، واضغط مرة أخرى ، وكرر الخطوات من (6) إلى (8) لتسجيل معدل تدفق الكتلة تحت ضغط ديوار 0.54 ميجا باسكال ، 1.08 ميجا باسكال ، و 1.47 ميجا باسكال
3. النتائج التجريبية والتحليل
الضغوط الخمسة في التجربة هي: الضغط العادي ، 0.23 ميجا باسكال ، 0.54 ميجا باسكال ، 1.08 ميجا باسكال ، 1.47 ميجا باسكال. من أجل جعل النتائج التجريبية أكثر دقة ، يتم تسجيل كل ضغط بشكل مستمر لمدة 48 ساعة
في ظل ظروف التفريغ الطبيعية الثابتة والمستقرة ، يزداد معدل التبخر اليومي مع زيادة ضغط ديوار. هذا بالضبط عكس ما يحدث تحت ظروف الضغط. بعبارات بسيطة ، مع زيادة الضغط ، تزداد درجة حرارة التشبع المقابلة ، ويقل فرق درجة الحرارة بين السائل في ديوار والبيئة ، وينخفض انتقال الحرارة. ولكن في الوقت نفسه ، تنخفض حرارة التبخر الكامنة مع زيادة درجة حرارة التشبع. هذا يؤدي إلى نتيجة معاكسة تمامًا لشرط الضغط.
يمكننا أيضًا استخلاص نتيجة مهمة: إن تأثير التغييرات في البيئة الخارجية على معدل التبخر اليومي يتأخر مع مرور الوقت. تصل درجة الحرارة المحيطة إلى الحد الأدنى في حوالي الساعة الثالثة صباحًا ، من الناحية النظرية ، يجب أن يكون معدل التبخر هو الحد الأدنى في هذا الوقت ، ويصل معدل التبخر في الشكل 4 إلى الحد الأدنى عند الساعة السابعة صباحًا ؛ وبالمثل ، تكون درجة الحرارة المحيطة هي الأعلى عند الساعة الثانية بعد الظهر ، بينما في الشكل 4 يصل معدل التبخر إلى أعلى قيمته عند الساعة العاشرة مساءً. وذلك لأن أداء العزل الحراري للديوار المستخدم في التجربة جيد جدًا ، ويستغرق تغيير درجة الحرارة المحيطة فترة من الوقت ليكون له تأثير كبير على معدل تبخر الديوار.
