一种液氮射流状态稳定流量的调控方法技术

本发明专利技术一种液氮射流状态稳定流量的调控方法属于低温工程领域，涉及一种液氮射流状态稳定流量的调控方法。该方法对液氮射流状态稳定流量的调节是利用绝热管路降低漏热，使两相流气体质量分数调控在一定的范围内，降低液氮在输送过程中的气化比例，获得允许范围内的稳定输出结果；通过实时监测液氮输送流量，利用PID调控方法实现液氮流量调节及稳定输出。该方法对低温介质加工中的低温流体进行有效的稳定调控，降低了液氮在管路输送中的干度，提高了液氮超低温切削时流体的利用率。液氮输送装置结构紧凑，采用真空管路，降低了管路中的热损失；减小了液氮气化速率，降低了两相流气体质量分数，稳定了液氮射流状态，实现了液氮流量的精确调控。

A steady flow control method for liquid nitrogen jet flow

The present invention relates to a method for controlling the steady flow of liquid nitrogen jet flow, belonging to the field of cryogenic engineering, and relates to a method for controlling the steady flow of liquid nitrogen jet flow. The method of adjusting the liquid nitrogen jet flow is stable by adiabatic pipeline reduce heat leakage, the two-phase flow of gas concentration control in a certain range, reduce the liquid nitrogen in the conveying process of gasification ratio allowed stable output range; conveying flow through the real-time monitoring of liquid nitrogen, liquid nitrogen to achieve flow control and stability output using PID control method. The method can effectively control the low temperature fluid in cryogenic medium processing, reduce the dryness of liquid nitrogen in pipeline transportation, and improve the utilization rate of liquid in cryogenic liquid nitrogen cutting. The liquid nitrogen conveying device is compact in structure, uses vacuum pipeline to reduce the heat loss in the pipeline, reduces the gasification rate of liquid nitrogen, reduces the gas mass fraction of two-phase flow, stabilizes the liquid nitrogen jet state, and realizes the accurate regulation of liquid nitrogen flow rate.

【技术实现步骤摘要】
一种液氮射流状态稳定流量的调控方法
本专利技术属于低温工程领域，特别涉及一种液氮射流状态稳定流量的调控方法。
技术介绍
近年来，液氮在超导磁体的冷却、低温微创手术、超低温冷却加工等领域被广泛应用。特别地，以液氮作为冷却介质实施超低温冷却加工，在延长刀具寿命、提高加工质量与加工效率等方面具有独特优势，亦对输送至刀具-工件交互作用区域的低温介质(两相氮)流量、气体质量分数等提出了极高的要求。液相氮的含量越高即气体质量分数越低，低温介质的冷却和润滑效果越好，对加工有利。液氮可控输送对超低温冷却加工研究及实用推广都是必不可少的。液氮是一种低温流体，其储存、运输、使用方法等都与常规切削液有很大的不同。液氮沸点低(-196℃)，气化潜热较小(水的1/8)，是一种极易气化的低温介质。这对输送系统的输送压力、管路系统的绝热性能、管路系统的结构设计提出了较高的要求。液氮在输送过程中，不可避免地会出现气化现象，呈现气液两相流，同时考虑系统漏热等复杂问题，致使流量调控十分困难。为了获得更加直接的冷却效果、提高低温介质的使用效率，国内外学者提出了多种超低温冷却的施加方式，对液氮的输送、喷射以及低温介质状态的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液氮射流状态稳定流量的调控方法，其特征是，该方法对液氮射流状态稳定流量的调节是利用绝热管路降低漏热，使两相流气体质量分数调控在一定的范围内，降低液氮在输送过程中的气化比例，获得允许范围内的稳定输出结果；通过实时监测液氮输送流量，利用PID调控方法实现液氮流量调节及稳定输出；方法的具体步骤如下：第一步，组装液氮输送装置液氮输送装置由液氮输送管路系统和液氮流量调控单元组成；先组装液氮输送管路系统，系统由自增压杜瓦罐(1)、真空绝热管(2)、法兰(3)、液氮流量计(4)、喷头(5)和超低温调节阀(7)构成；用于提供液氮的自增压杜瓦罐(1)上部的出液口(a)通过螺纹与真空绝热管(2)连接；真空绝热...

【技术特征摘要】
1.一种液氮射流状态稳定流量的调控方法，其特征是，该方法对液氮射流状态稳定流量的调节是利用绝热管路降低漏热，使两相流气体质量分数调控在一定的范围内，降低液氮在输送过程中的气化比例，获得允许范围内的稳定输出结果；通过实时监测液氮输送流量，利用PID调控方法实现液氮流量调节及稳定输出；方法的具体步骤如下：第一步，组装液氮输送装置液氮输送装置由液氮输送管路系统和液氮流量调控单元组成；先组装液氮输送管路系统，系统由自增压杜瓦罐(1)、真空绝热管(2)、法兰(3)、液氮流量计(4)、喷头(5)和超低温调节阀(7)构成；用于提供液氮的自增压杜瓦罐(1)上部的出液口(a)通过螺纹与真空绝热管(2)连接；真空绝热管(2)通过法兰(3)与液氮流量计(4)连接；液氮流量计(4)须垂直安装；超低温调节阀(7)须水平安装，且液氮流量计(4)须位于超低温调节阀(7)的液氮流入一侧，以满足相应功能需求；液氮流量计(4)和超低温调节阀(7)尽量靠近喷头(5)；喷头(5)安装在水平真空绝热管(2)的最右端，再组...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永青，刘海波，王晋宇，韩灵生，袁凯，袭萌萌，郭立杰，任斐，郭东明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21