Криогенный резервуар Советский патент 1991 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к устройствам низкотемпературной техники, а именно к резервуарам для хранения и транспортирования криогенных жидкостей, и может быть использовано- в различных отраслях промышленности, на транспорте и других объектах народного хозяйства

Цель изобретения - повышение эффективности путем ликвидации температурного расслоения криожидкости.

На чертеже схематически изображен криогенный резервуар, продольный разрез.

Криогенный резервуар состоит из теплоизолированного корпуса 1, в котором размещен смесительный орган 2, выполненный в виде пластины из пористого материала и взаимодействующий при помощи штока 3 с приводом, выполненным в виде теплоизолированного цилиндра 4 с поршнем 5.

Резервуар работает следующим образом.

В процессе длительного хранения жидкости с закрытым газосбросом в результате

теплопритоков через теплоизоляцию около стенок резервуара образуется конвективный слой, толщина которого увеличивается по высоте Значительная доля теплопритоков аккумулируется этим слоем и выносится в виде прогретой жидкости к поверхности раздела фаз Верхний теплоприток, вызывая прогрев верхнего слоя жидкости, не создает условий для ее конвективного перемешивания и тем самым способствует температурному расслоению, которое вызывает быстрый рост давления в сравнении с равномерным прогревом

При повышении давления в газовой полости резервуара поршень 5 двигаясь в цилиндре 4, обеспечивает при помощи штока 3 перемещение пластины 2 из пористого материала При этом происходит перемешивание жидкости в резервуаре с интенсификацией индуктивного теплообмена и перенос массы жидкости в пористой пластине 2 из одного слоя в другой При этом давление в газовой полости падает и порсл

с

а

Ч)

сл о

to VI

ю

шень 5 под воздействием силы тяжести перемещается вниз, опуская пластину 2 и обеспечивая дальнейшее перемешивание и перенос массы жидкости.

Таким образом, при ликвидации температурного расслоения в резервуаре происходит перенос количества теплоты (холода) от менее нагретого центрального слоя жидкости к более нагретому поверхностному слога.

ДО ACh+ ДОа + ДОз,

где Д QI - количество холода, перенесенного в верхние слои жидкости путем перемешивания жидкости при движении поршня и пластины за счет повышения давления в газовой полости резервуара;

Д02 - количество холода, перенесенного от менее нагретых нижних слоев жидкости под пластиной к более теплым над пластиной за счет капиллярных сил пористой структуры и теплопроводности жидкости в пластине;

Д Оз - количество холода, перенесенного при переносе массы жидкости, находящейся в порах пластины, при ее движении. тД t, где с - удельная теплоемкость

жидкости; m - масса жидкости в порах пластины; At- разность температур между поверхностным слоем жидкости в резервуаре и ее глубинным слоем.

В сравнении с прототипом изобретение позволяет повысить эффективность хранения за счет дополнительных коли-, честв холода, равных Д02+ Д Оз и, еледовательно.позволяет уменьшить температурное расслоение жидкости и способствует тем самым увеличению времени ее хранения с закрытым газосбросом. Формула изобретения Криогенный резервуар по авт. св. № 1469238, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности за счет ликвидации температурного расслоения криогенной жидкости, смесительный орган выполнен в виде пластины из пористого материала.

Изобретение относится к криогенной технике и решает задачи повышения эффективности за счет уменьшения температурной стратификации криогенной жидкости при хранении и транспортировании. Для этого размещенный в резервуаре смесительный орган 2 выполнен в виде пластины из пористого материала. При повышении давления в газовой полости резервуара поршень 5, двигаясь в цилиндре 4 при помощи штока 3, перемещает пластину 2 из пористого материала, что обеспечивает перемешивание жидкости в резервуаре и перенос массы жидкости в пластине 2 из одного слоя в другой. В результате перемешивания жидкости и подъема более холодных ее слоев в порах пластины 2 к поверхности раздела фаз происходит конденсация пара, вследствие чего падает давление в газовой полости 1 ил

W//M/M