Система подачи азота в криотерапевтический комплекс. Трубопровод для подачи азота

4.Система подачи азота в криотерапевтический комплекс. Трубопровод для подачи азота.

Концепция развития системы подачи жидкого азота в криотерапевтические установки предполагает широкое вовлечение в эксплуатацию емкостного оборудования выработавшего свой ресурс. Это позволит значительно снизить затраты на приобретение емкостей, что очень важно, так как цена нового емкостного оборудования неоправданно завышена. Анализ стоимости емкостей показывает, что для цистерн серии ЦТК объемом от 0.5 до 2.5 м³ стоимость единицы объема составляет 1000 руб./литр, в то время как в сосуде малого объема этот показатель составляет 600 руб./литр.

            В результате рентабельным является только использование емкостей вторичного рынка, у которых цена единицы объема не превышает

200 руб./литр.

            Однако эти емкости в большинстве своем выработали свой ресурс, поэтому их эксплуатация возможна лишь при значительном снижении рабочего давления. Снижение давления до 0.02-0.04 МПа выводит емкость объемом до 1.0 м³ из числа объектов котлонадзора.

            Однако для работы криосауны необходимо обеспечить импульсную подачу криоагента. При пуске необходимо в течение 20 секунд подать из емкости в систему охлаждения не менее 1 кг жидкости. Из-за испарения части криоагента степень сухости потока на дальнем конце трубопровода:

Xn ≤ 0,1

На входе в трубопровод:

Xi ≤ 0,15

Средняя степень сухости:

Плотность жидкого азота при МПА:

 =807

Плотность жиров:

Удельный объем пара:

Удельный объем жидкости:

Удельный объем двухфазного потока при X=0,075

Расход криоагента с учетом испаряемости:

G*=G_a (1+X_п) = 1(1+0,1) = 1,1

Расход криоагента при пуске:

Объемный расход при пуске:

Учитывая ограниченное давление в емкости P ≤ 0,4 скорость двухфазного потока не должна превышать 5.

Площадь проходного сечения трубопровода:

Условный диаметр трубопровода:

Определим значения F_y и D_y для разных значений

Таблица 1

Расчет диаметра магистрали

Принимаем условный диаметр магистрали равным D_y= 20 мм

Для прокладки магистрали используется алюминиевая труба 22×1.5 мм,      d_вн= 19 мм.

 В соответствии с данными таблицы 1 скорость потока не более 4 м/c.

          Магистраль состоит из алюминиевой трубы 22×1.5, пенополиуретановой изоляции 40×9 и внешнего защитного кожуха 50×4.5 (см. рис. 4) из полиэтилена низкого давления.

Рис.4

Схема криогенного трубопровода

для подачи азота в криосауну.

1. Внешний защитный кожух

2. Пенополиуретановая изоляция

3. Алюминиевая труба

Криоагент подается через трубопровод в импульсном режиме. Общее время подачи составляет не более 60 секунд.

Коэффициент продолжительности включения: