О ниској температури Дјуарова дневна стопа испаравања

Дневна стопа испаравања Дјуара је најважнији технички параметар за процену перформанси топлотне изолације Дјуара, који може интуитивније да одражава перформансе Дјуара хладног очувања. Национални стандард захтева горњу границу статичке дневне брзине испаравања (радни притисак 1,0-1,6Мпа) високовакуумског вишеслојног адијабатског Дјуара који садржи течни азот, видети табелу 1:

Табела 1 Горња граница статичке дневне брзине испаравања високовакуумског вишеслојног адијабатског Дјуара

За дизајн и рад Дјуара је од великог значаја проучавање промена температуре и притиска у Дјуару и одређивање дневне стопе испаравања Дјуара под радним притиском кроз експерименте. Овај рад разматра утицај Дјуаовог притиска на дневну брзину испаравања и квантитативно открива закон варијације дневне брзине испаравања са притиском кроз експериментално истраживање.

1 Утицај притиска на дневну брзину испаравања

Уопштено говорећи, брзина испаравања криогеног контејнера се односи на брзину испаравања одговарајуће количине криогене течности садржане у контејнеру након постизања термичке равнотеже под стандардним условима (0°Ц). Обично се израчунава са , па се назива и дневна брзина испаравања, односно однос количине течности која је испарила у року од 24 сата и номиналне запремине посуде.

Утицај притиска на дневну брзину испаравања углавном се огледа у температурној разлици и латентној топлоти испаравања. У стабилном стању, Дјуаров притисак засићења одговара температури засићења. Што је већи притисак засићења, то је виша температура засићења, мања је температурна разлика са околином и мањи је пренос топлоте. Али у исто време, латентна топлота испаравања под притиском засићења је такође смањена, а дневна брзина испаравања је однос преноса топлоте и латентне топлоте испаравања. Због тога је неопходно спровести квалитативну и квантитативну анализу дневне брзине испаравања кроз експерименте како би се обезбедила основа за практичне инжењерске примене.

2. Експериментални уређај и експериментални процес

2.1 Увод у експериментални уређај

У овом експерименту, мерач масеног протока је коришћен за мерење масеног протока Дјуара под пет различитих притисака, а затим је израчуната дневна брзина испаравања. Дјуар коришћен у експерименту је 175Л нискотемпературни високовакуумски вишеслојни адијабатски Дјуар произведен од домаћег произвођача.

Девар носећа конструкција, унутрашњи резервоар и спољна шкољка су направљени од аустенитног нерђајућег челика, а усвојена је високовакумска вишеслојна метода топлотне изолације, а материјали за топлотну изолацију су алуминијумска фолија и стаклена влакна. Горњи део Дјуара је опремљен вентилом за улаз и излаз течности, ваздушним вентилом, вентилом за повишење притиска и вентилом за одзрачивање, а унутра су уграђени самопојачивач и испаривач. Геометријска запремина је 175Л, ефективна запремина је 157Л; унутрашњи пречник кошуљице је 450 мм; унутрашњи пречник шкољке је 500 мм

Дужина црева између вентила за регулацију притиска и мерача протока је 5 метара, што игра улогу испаравања и смањења притиска. Поред тога, треба напоменути да је инструмент који се користи за мерење протока у експерименту мерач масеног протока модела М-5СЛПМ-Д који производи Алицат Сциентифиц у Сједињеним Државама, са тачношћу од ±0,05СЛПМ (стандардни литар /минуту), и може аутоматски Подаци се снимају, тако да су захтеви мерења у потпуности испуњени.

2.2 Поступак мерења

(1) Испитни медијум је течни азот, а брзина пуњења је 90%. Отворите Дјуар вентил за одзрачивање, затворите остале вентиле на Дјуару и оставите да одстоји 48 сати;

(2) Када је притисак унутар Дјуара стабилан при нормалном притиску, повежите црево са вентилом за одзрачивање и повежите мерач масеног протока. Обратите пажњу на непропусност везе;

(3) Након што приметите да је проток гаса течног азота стабилан, почните да снимате податке;

(4) Мерач масеног протока бележи непрекидно 48 сати;

(5) Након мерења атмосферског притиска, затворите вентил за одзрачивање, одвојите црево од вентила за одзрачивање и повежите вентил за регулацију притиска на вентил за одзрачивање;

(6) Када је вентил за одзрачивање затворен, отворите Дјуар вентил за повишење притиска. Када Дјуар манометарски притисак покаже око 0,3Мпа, затворите вентил за повишење притиска;

(7) Подесите вентил за регулацију притиска, подесите притисак отварања вентила за регулацију притиска на 0,23Мпа и оставите да стоји 24 сата;

(8) Након стабилизације, повежите црево са вентилом за регулацију притиска, повежите мерач масеног протока и почните да снимате податке.

(9) Након снимања у трајању од 48 сати, затворите вентил за одзрачивање, поново поставите притисак и поновите кораке (6) до (8) да бисте снимили масени проток под Дјуаровим притиском од 0,54МПа, 1,08МПа и 1,47Мпа

3. Експериментални резултати и анализа

Пет притисака у експерименту су: нормалан притисак, 0,23 МПа, 0,54 МПа, 1,08 Мпа и 1,47 Мпа. Да би експериментални резултати били прецизнији, сваки притисак се бележи непрекидно 48 сати

У статичним и стабилним природним условима пражњења, дневна стопа испаравања се повећава са повећањем Дјуаовог притиска. Ово је управо супротно од онога што се дешава под притиском. Једноставно речено, како се притисак повећава, одговарајућа температура засићења се повећава, температурна разлика између течности у Дјуару и околине се смањује, а пренос топлоте се смањује. Али у исто време, латентна топлота испаравања опада са повећањем температуре засићења. Ово доводи до потпуно супротног закључка од услова одржавања притиска.

Такође можемо извући важан закључак: утицај промена спољашњег окружења на дневну брзину испаравања се временом одлаже. Температура околине достиже минимум око три сата ујутру, теоретски гледано, брзина испаравања би у овом тренутку требало да буде минимална, а брзина испаравања на слици 4 достиже минималну вредност у седам сати ујутру; слично томе, температура околине је највиша у два сата после подне, док на слици 4. Брзина испаравања достиже највећу вредност у десет сати увече. То је зато што су перформансе топлотне изолације Дјуара коришћеног у експерименту веома добре, и потребан је период времена да промена температуре околине има значајан утицај на брзину испаравања Дјуара.