Войти
Баллонов для хранения водорода в системе каскадного заполнения A Система каскадного заполнения представляет собой систему хранения газовых баллонов высокого давления , которая используется для заправки небольших баллонов со сжатым газом. В некоторых случаях каждый из больших цилиндров заполняется компрессором , в противном случае они могут заполняться удаленно и заменяться, когда давление слишком низкое для эффективной передачи. Каскадная система позволяет заполнять небольшие цилиндры без компрессора. Кроме того, каскадная система полезна в качестве резервуара, позволяющего компрессору малой мощности удовлетворять потребность в заполнении нескольких небольших баллонов в тесной последовательности с более длительными промежуточными периодами, в течение которых баллоны для хранения могут перезаряжаться.
Когда газ, содержащийся в баллоне под высоким давлением, может течь в другой баллон, содержащий газ под более низким давлением, давления выравниваются до значения где-то между двумя начальные давления. На равновесное давление влияет скорость переноса, так как на него влияет температура, но при постоянной температуре равновесное давление описывается законом Дальтона парциальных давлений и законом Бойля для идеальных газов.
Формула для равновесного давления:
Примером может быть 100-литровый (внутренний объем) баллон (V 1) с давлением 200 бар (P 1), заполняющий 10-литровый (внутренний объем) баллон (V 2) без давления (P 2 = 1 бар) (что приводит к выравниванию давления в обоих цилиндрах до примерно 180 бар (P 3). Если другой 100-литровый цилиндр на этот раз под давлением до 250 бар, затем использовались для «дозаправки» 10-литрового баллона, оба этих баллона уравняли бы примерно 240 бар. Однако, если бы сначала был использован 100-литровый баллон с более высоким давлением, 10-литровый баллон выровнялся бы. примерно до 225 бар, а 100-литровый баллон с более низким давлением нельзя было использовать для его пополнения. В каскадной системе хранения несколько больших баллонов используются для доведите небольшой цилиндр до желаемого давления, всегда используя сначала цилиндр подачи с самым низким допустимым давлением, затем цилиндр со следующим самым низким давлением и так далее.
На практике теоретические переходы могут быть достигнуты только в том случае, если газам позволяют достичь температурного равновесия перед отключением. Это требует значительного времени, и для экономии времени можно согласиться с более низкой эффективностью. Фактический перенос может быть рассчитан с использованием общего уравнения состояния газа, если температура газа в баллоне точно измерена.
Баллон с дыхательным комплектом можно заполнить до рабочего давления путем переливания из больших (часто 50 литровых) цилиндров. (Чтобы упростить эту задачу, горловина баллона ребризера Siebe Gorman Salvus имела ту же резьбу, что и баллон для хранения кислорода, но противоположного пола, для прямого слива.) Доступны баллоны различных размеров, как правило, от 50 литров внутренней емкости до более 100 литров.
В более общем случае шланг высокого давления, известный как заправочный венчик, используется для соединения заправочной панели или хранилища цилиндр к приемному цилиндру.
Каскадное заполнение часто используется для смешивания парциального давления дыхательных газов смесей для дайвинга, чтобы сэкономить на относительно дорогом кислороде для найтрокса, и еще более дорогой гелий в смесях тримикс или гелиокс.
Каскадное хранилище используется в сжатых заправочные станции природного газа (КПГ). Обычно используются три бака для сжатого природного газа, и автомобиль сначала будет заправляться топливом из одного из них, что приведет к неполному заполнению, возможно, до 2000 фунтов на квадратный дюйм для бака 3000 фунтов на квадратный дюйм. Второй и третий баки приблизят танк машины к 3000 фунтов на квадратный дюйм. На станции обычно есть компрессор, который наполняет резервуары станции природным газом из коммуникационной сети. Это предотвращает случайное переполнение бака, которое может произойти в системе, использующей один топливный бак при более высоком давлении, чем целевое давление для автомобиля.
В каскадных системах хранения для хранения водорода, например, на водородных станциях, ТРК A забирает водород из бака A, а ТРК B забирает топливо из бака с водородом B. Если дозатор A перегружен, резервуар A истощится раньше, чем резервуар B. В этот момент дозатор A переключается на резервуар C. Затем резервуар C будет подавать в дозатор A и B и резервуар A до тех пор, пока резервуар A не будет заполнен до того же давления. при отключении резервуара B и ТРК, после чего система управления закроет регулирующие клапаны, чтобы перейти в прежнее состояние.
Принципиальная схема простой системы каскадного заполнения баллоны для хранения могут использоваться независимо друг от друга в последовательности с использованием переносного переносного устройства с манометром и ручным спускным клапаном для перелива принимающего баллона до тех пор, пока не будет достигнуто соответствующее давление заполнения, или баллоны для хранения могут быть подключены к системе коллектора и наполнению панель управления с одним или несколькими венчиками для наполнения.
В идеале каждый накопительный баллон должен иметь независимое соединение с заправочной панелью с манометром содержимого и клапаном подачи, предназначенным для этого баллона, а также манометр, подключенный к заправочной головке, чтобы оператор мог сразу увидеть следующее более высокое давление в накопительном баллоне по сравнению с давлением в принимающем баллоне.
Накопительные баллоны могут наполняться дистанционно и подключаться к коллектору с помощью гибкого шланга при использовании или могут быть постоянно подключены и наполняться компрессором через специальную систему наполнения, которая может быть автоматизирована или управляется вручную.
Предохранительный клапан избыточного давления обычно устанавливается на линии между компрессором и блоками хранения для защиты цилиндров от переполнения, и каждый цилиндр также может быть защищен разрывной мембраной.
СМИ, относящиеся к Cascade fill system на Wikimedia Commons