مخازن برودتی همانطور که از نامشان پیداست برای نگهداری مواد در دمای بسیار پایین طراحی شده اند. اما در این تانک ها چیزهای بیشتری از آنچه به نظر می رسد وجود دارد. یکی از جذاب ترین جنبه ها این است که آیا آنها تحت فشار هستند یا خیر. برای پاسخ به این سوال، بیایید به پیچیدگی های طراحی و عملیات مخزن برودتی بپردازیم.
مخازن برودتی برای نگهداری مواد در دماهای بسیار کمتر از انجماد، اغلب در دمای نیتروژن مایع ({0}} درجه) یا حتی کمتر استفاده می شود. آنها بسته به کاربرد در اشکال و اندازه های مختلفی وجود دارند. اما در مورد فشار آنها چطور؟
پاسخ به اینکه آیا مخازن برودتی تحت فشار هستند تا حد زیادی به طراحی خاص و کاربرد مورد نظر بستگی دارد. برای درک بهتر این موضوع، دو نوع اصلی مخازن برودتی را بررسی می کنیم.
مخازن برودتی با تهویه: این مخازن تحت فشار نیستند. آنها طوری طراحی شده اند که به سیال برودتی اجازه می دهند تا به آرامی تبخیر شود و گاز را از طریق دریچه آزاد کند. این فرآیند تهویه به حفظ دمای مورد نظر در داخل مخزن با حذف کرایوژن تبخیر شده کمک می کند. فشار داخل این مخازن با خروج گاز نزدیک به فشار اتمسفر باقی می ماند.
مخازن برودتی تحت فشار: برخلاف مخازن دارای تهویه، این مخازن برای کار در فشارهای بالاتر طراحی شده اند. آنها مجهز به پوشش های مقاوم در برابر فشار و سازه های تقویت شده برای مقاومت در برابر فشار داخلی هستند. مخازن برودتی تحت فشار معمولاً زمانی استفاده می شوند که برودت دارای فشار بخار کم باشد یا زمانی که نیاز به ذخیره گازهایی وجود دارد که به راحتی در فشار اتمسفر مایع نمی شوند.
چرا اختلاف فشار؟
تفاوت فشار بین مخازن برودتی دارای تهویه و تحت فشار ناشی از خواص کرایوژن و نیازهای ذخیره سازی خاص است. مخازن تهویه شده برای کرایوژن هایی با فشار بخار بالاتر مانند نیتروژن مایع یا هلیوم مایع مناسب هستند. این کرایوژن ها تمایل طبیعی به تبخیر در دماهای پایین دارند و باعث ایجاد فشار در داخل مخزن می شوند. با تخلیه این گاز، مخزن می تواند دمای پایدار را بدون فشار بیش از حد حفظ کند.
از سوی دیگر، مخازن تحت فشار هنگام ذخیره سازی کرایوژن ها با فشار بخار کم یا گازهایی که برای ذخیره سازی نیاز به فشار بالاتری دارند، ضروری هستند. به عنوان مثال، اکسیژن مایع یا آرگون مایع تحت فشار در مخازن برودتی ذخیره می شوند تا حالت مایع خود را حفظ کنند. این کرایوژن ها فشار بخار کمتری دارند، بنابراین برای اطمینان از پایداری خود در دماهای پایین، نیاز به فشار دارند.
مخازن برودتی صرف نظر از اینکه دارای هواکش باشند یا تحت فشار، نقش مهمی در کاربردهای مختلف علمی، صنعتی و پزشکی دارند. آنها محققان و متخصصان صنعت را قادر می سازند تا مواد را در دماهای فوق سرد برای طیف وسیعی از مصارف، از ذخیره واکسن ها و نمونه های پزشکی گرفته تا حفظ آثار تاریخی و حتی نیرو دادن به موشک ها در اکتشافات فضایی، ذخیره و نگهداری کنند.
در نتیجه، پاسخ به اینکه آیا مخازن برودتی تحت فشار هستند یا خیر به طراحی خاص و کاربرد مورد نظر آنها بستگی دارد. مخازن تهویه شده نزدیک به فشار اتمسفر عمل می کنند، در حالی که مخازن تحت فشار برای تحمل فشارهای داخلی بالاتر برای کاربردهای تخصصی طراحی شده اند. درک نیازهای فشار مخازن برودتی برای اطمینان از عملکرد ایمن و موثر آنها در سناریوهای مختلف ذخیره سازی در دمای سرد بسیار مهم است.