U fenomenu geyser

U fenomenu di geyser si riferisce à u fenomenu di eruzione causatu da u liquidu criogenicu chì hè trasportatu in u tubu longu verticale (in riferimentu à u rapportu di lunghezza-diametru chì ghjunghje à un certu valore) per via di e bolle prodotte da a vaporizazione di u liquidu, è a polimerizazione trà e bolle. accadirà cù l'aumentu di e bolle, è infine u liquidu criogenicu serà riversatu fora di l'entrata di pipa.

I geysers ponu accade quandu u flussu in u pipeline hè bassu, ma deve esse nutatu solu quandu u flussu si ferma.

Quandu u liquidu criogenicu scorri in u pipeline verticale, hè simile à u prucessu di precooling. U liquidu criogenicu bollerà è vaporizerà per via di u calore, chì hè diversu da u prucessu di precooling! Tuttavia, u calore vene principalmente da a piccula invasione di calore ambientale, piuttostu cà a capacità di calore di u sistema più grande in u prucessu di pre-cooling. Dunque, a capa di frontiera liquidu cù una temperatura relativamente alta hè furmata vicinu à u muru di u tubu, invece di a film di vapore. Quandu u liquidu scorri in a pipa verticale, per via di l'invasione di u calore ambientale, a densità termale di a capa di cunfini di u fluidu vicinu à u muru di a pipa diminuisce. Sottu à l'azzione di flottabilità, u fluidu invertirà u flussu ascendente, furmendu a capa di cunfini di u fluidu caldu, mentre chì u fluidu friddu in u centru scorri in discendenza, furmendu l'effettu di cunvezione trà i dui. A capa di cunfini di u fluidu caldu sgrossa gradualmente in a direzzione di u mainstream finu à chì blucca completamente u fluidu cintrali è ferma a cunvezione. Dopu à quessa, perchè ùn ci hè micca cunvezione per caccià u calore, a temperatura di u liquidu in l'area calda aumenta rapidamente. Dopu chì a temperatura di u liquidu righjunghji a temperatura di saturazione, cumencia à bolle è pruduce bolle A bomba di gas zingle rallenta a crescita di bolle.

A causa di a prisenza di bolle in u tubu verticale, a reazione di a forza di cisura viscosa di a bolla riducerà a pressione statica in u fondu di a bolla, chì à u turnu farà u liquidu restante surriscaldatu, è cusì pruducia più vapore, chì à u turnu farà. rende a pressione statica più bassu, cusì a prumuzione mutuale, à un certu puntu, pruducerà assai vapore. U fenomenu di un geyser, chì hè un pocu simili à una splusione, si verifica quandu un liquidu, purtendu un lampu di vapore, rimette in u pipeline. Una certa quantità di vapore sbuchjata cù u liquidu ejected à u spaziu supranu di u tank pruvucarà cambiamenti drammatici in a temperatura generale di u spaziu di u tank, risultatu in cambiamenti drammatici di pressione. Quandu a fluttuazione di pressione hè in u piccu è a valle di pressione, hè pussibule di fà u tank in un statu di pressione negativa. L'effettu di a diffarenza di pressione porta à danni strutturali di u sistema.

Dopu à l'eruzione di u vapore, a prissioni in a pipa cade rapidamente, è u liquidu criogenicu hè reinjected in a pipa verticale per l'effettu di a gravità. U liquidu d'alta veloce pruducia una scossa di pressione simile à u martellatu d'acqua, chì hà un grande impattu in u sistema, in particulare in l'equipaggiu spaziale.

Per eliminà o riduce u dannu causatu da u fenomenu geyser, in l'applicazione, da una banda, duvemu attente à l'insulazione di u sistema di pipeline, perchè l'invasione di u calore hè a causa radicali di u fenomenu geyser; Per d 'altra banda, parechji schemi ponu esse studiati: iniezione di gas inerte senza condensazione, iniezione supplementaria di liquidu criogenicu è pipeline di circulazione. L'essenza di sti schemi hè di trasfirià u calore eccessivo di liquidu criogenicu, evite l'accumulazione di calore eccessivu, per impediscenu l'occurrence di u fenomenu geyser.

Per u schema di iniezione di gas inerte, l'heliu hè generalmente utilizatu cum'è gas inerte, è l'heliu hè injected in u fondu di u pipeline. A differenza di pressione di vapore trà u liquidu è l'heliu pò esse aduprata per fà u trasferimentu di massa di u vapore di u produttu da u liquidu à a massa di l'heliu, in modu di vaporizà una parte di u liquidu criogenicu, assorbe u calore da u liquidu criogenicu, è pruduce un effettu di overcooling, impediscendu cusì l'accumulazione di eccessivu. calore. Stu schema hè utilizatu in certi sistemi di riempimentu di propellente spaziale. U riempimentu supplementu hè di riduce a temperatura di u liquidu criogenicu agghiuncennu liquidu criogenicu supercooled, mentre chì u schema di aghjunghje una pipeline di circulazione hè di stabilisce una cundizione di circulazione naturale trà pipeline è tank aghjunghjendu pipeline, in modu di trasferisce l'eccessu di calore in i lochi lucali è distrughjenu cundizioni per a generazione di geysers.

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