Способ повышения давления в криогенной емкости

Способ повышения давления в криогенной емкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

»»»»» р..3 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010876 (21) 2390129/23-26 с присоединением заявки ¹ (g1) . Кл.2

F 17 С 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,1179. Бюллетень № 44

Дата опубликования, описания 30,1 1.79 (53) УДК 621.59 (088 8) (72) Авторы изобретения

Г.3. Ибрагимов, A.Â. Катушенко, К.Ю. Чириков и В.С. Сафонов

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В КРИОГЕННОЙ

ЕМКОСТИ

Изобретение относится к технике испытаний сосудов на прочность, в частности к технике испытаний криогенных сосудов или оболочек, а также к технике хранения криогенных жидкостей.

Известен способ повышения давления в криогенной емкости, по которому испытываемый сосуд заполняют жидкостью, герметично закупоривают, а затем нагревают сосуд до достижения в нем заданного давления (1j

Такой способ может быть применен при хранении криогенной жидкости или для испытаний криогенных сосудов, однако не обеспечивает получение в конце процесса повышения давления заданной температуры, так как процесс в герметичном сосуде протекает по иэохоре и, следовательно, температура в конце процесса определяется однозначно ° Например, в тврмодинамических диаграммах состояния веществ конечная точка .процесса по- 2

Р вышения давления отобразится пересечением изохоры, проходящей через точку, определяющую начальное состояние жидкости и изобары, соответствующей требуемой величине конечного давления. Невозможность получения в конце процесса повышения давления произвольной температуры является недостатком известного способа.

Целью предлагаемого способа является повышение эффективности путем получения в конце процесса заданного значения температуры.

Поставленная. цель достигается тем, что при нагреве давление периодически снижают на 1-2 МПа.

На чертеже представлена Т-S (температура-энтропия) диаграмма, иллюстрирующая описываемый способ.

Точка 1 соответствует моменту заполнения сосуда насыщенной жидкостью, Изохорные процессы 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 отображают ступенчатое повышение давления до заданного. Изоэнтальные процессы 2-3, 4-5, 6-7 иллюстрируют периодическое снижение давления. Точки 2, 4, 6 и точки 3, 5, 7 лежат на изобарах, между которыми с целью упрощения реализации способа осуществляется периодическое снижение давления, Точка 8 соответствует конечному моменту повышения давления в сосуде.

Точку 8 определяют по заданным значениям давления и температуры. Пересечение иэохоры, проходящей через точку 8, с иэобарой 3-5-7, пает точку 7, после достижения которой дальнейшегo изменения давления не произ.водят.

В качестве примера рассмотрим применение способа при испытании на разрыв труб, специально созданных для магистраль ного транспорт а при роцн ого газа в сжиженном состоянии.

Трубы должны быть испытаны при рабочей температуре, составляющей

160 К Расчетное давление„при котором должен произойти разрыв труб, равно 60 Мпа, Среда, с помощью которой создается давление, — жидкий азот.

Испытываемую трубу заполняют жидким азотом при давлении 0,1 МПа и темпе15 ратуре 78 К ° Затем трубу нагревают до достижения данления, например, 5 MIla (точка 2) и снижают давление, (дросселируют жидкость), например, до 3 МПа (точка 3). Чередуя процессы повышения давления по изохорам и снижения по изознтальпам достигают состояния, соответствующего пересечению изобары 3 МПа и изохоры (точка 7), проходящей через точку пересечения изобары 60 МПа и изотермы 160 К (точка 8). Далее трубу нагревают до момента ее разрыва. Ограничение иэознтальпных процессов изохорами

3 и 5 МПа позволяет автоматизировать. 30 реализацию способа и одновременно повышает безопасность его использования.

Способ позволяет проводить испытания на разрыв при температуре, близ- 35 кой к произвольно зацанной, что известными способами достигнуто быть не может.

Помимо рассмотренного предлагаемый способ может быть использован для повышения давления сжиженного газа прк его бездренажном хранении, Например, в условиях длительных космических полетов температура в закрытых от прямого солнечного излучения объемах космического объекта характеризуется некоторым средним значением, величина которого существенно ниже

273 К и зависит от конструкции объекта и условий полета. При этом н сосуде с криогенной жидкостью температура путем использования предложенного способа с помощью простых, автОматически действующих средств (ре уляторон давления), может быть доведена до средней температуры 55 внутри объекта, чем будет обепспече.на бездренажное хранение, так как подвод тепла не будет иметь места.

Предлагаемый способ пригоден и для термостатированкя объектон в лабораторных илк опытных установках, так как на одном к том же хладагенте (сжиженном газе) oh позволяет провести измерения характеристик обьекта либо при одной заданной температуре и различных давлениях, либо в целом интервале температур и давлений, Это особенно важно при калориметрических измерениях.

В частности, предлагаемый способ позволяет провести измерения ряда термодинамических параметров вещества (как жидкой, так и паровой фазы) в широком диапазоне изменение температуры и давления без используемых для этой цели. в настоящее время сложных и дорогостоящих калориметров и специальной аппаратуры для термостатиронания путем измерения только

TGIIJIoBoI о потока, емкость, температуры и давления вещества.

Методика получения заданной изотермы при различных изобарах при этом сводится к следующему.

Б сосуд заливается исследуемая жидкость. Последовательным чередованием сброса жидкой фазы из сосуда и его нагрева (иэоэнтальных и изохорных процессов) давление и темпера" тура доводятся до нужных значений.

Для получения той же иэотермы на иной изобаре достаточно регулировать лишь сброс жидкости, т.е. изознтальный процесс. Методика получения заданных температур при фиксированной изобаре аналогична.

Формула изобретения

Способ повышения давления и криогенной емкости, включающий заполнение сосуда сжиженным газом, герметизацию сосуда и последующий его нагрев, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности путем получения в конце процесса заданного значения температуры, прк нагреве давление периодически снижают на

1-2 МПа.

Источники информации, принятые во внимание При экспертизе

1. Разделение воздуха методом глубокого охлаждения. Под ред В.И. Епифановой т. 2, 1969, с, 443-444.

700742

Редактор Т.Пилипенко

Закаэ 7363/31

Составитель Г. Олыаанская

Тещещ М.Петко. 1 орректор В. Бутяга

Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035i Москва Ж-35 Раушская наб. д 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4