液氮冻结管内沸腾段分布特征的试验研究

为获得液氮冻结管内沸腾段的分布特征,采用在供液管上开孔的冻结管结构,进行了现场冻结试验,通过布置在冻结管内的测温管,测试了液氮冻结过程中冻结管内的温度,获得了冻结管内沸腾段的分布特征,得出以下基本结论:采用供液管上开孔的冻结管结构,冻结管内出现液氮沸腾状态时,冻结管出口氮气温度较传统液氮冻结的出口温度低。随着液氮灌注量的增加,在供液管开孔段上部位置首先出现液氮沸腾段,并逐渐向下延伸,直至下部冻结管全部进入沸腾段,而上部未开孔的范围内较难获得液氮沸腾状态。由于不同位置液氮气化量的差异,造成液氮沸腾段内形成的冻结壁均匀性较差。研究结果表明,调节供液管上的开孔范围和液氮供应量,可以有效控制冻结管内沸腾段分布范围,提高液氮利用效率,发挥液氮快速冻结的优势。

液氮冻结管壁温度的分布规律

分析了冻结管的材质、结构、布置方式、串联方式等不同条件下液氮冻结试验中的管壁温度数据.结果表明:采用传统冻结管结构的液氮冻结中,冻结管口与管底的管壁温度差别较大,在冻结管长度方向上管壁温度成近线性分布;采用在供液管上开孔的冻结管结构,可以有效减少冻结管壁的温差,特别是在供液管底部封堵后,采用较小的开孔间距时,冻结管壁温度分布基本是均匀的;在冻结管串联时,相同深度位置进液管壁温度都低于出气管壁温度,且两者的温差基本一致.液氮灌入量、冻结管材料、结构和连接方式是影响冻结管壁温度分布的主要因素.