YT Is Proses Tezli YL

YT Is Proses Tezli YLAIRI SOUTMA TEKN

KROYEJENK AKIKANLARIN DEPOLANMASI,TAINMASI ve YALITIMI

Abdullah Tekin BARDAKCI 12522102Kroyejenide Yaltm Gazlarn saflatrlmasnda, svlatrlmasnda yada ayrtrlmas gibi kriyojenik sistemlerde, rnein sv metan iin 112 K, sv helyum iin 4,2 K vs vs gibi scaklklarla uralr. Is kazancn minumum seviyelerde tutmak iin tasarm mhendislerinin optimum yaltm salamas gerekmektedir. Yksek scaklktaki ortamdan bu kroyejenik akkanlarn depoland ve tand tanklara ve borulara olan s kazanc, soutma iin harcanan enerjiye eit anlamna gelir. Eer yaltm yaplmazsa, istenilen artlarda akkanlar saklamak iin dardan yaplan soutmann, kompresrlerin harcad enerjinin, mekanik soutma nitelerinin maliyeti yaplmayan yaltmn maliyetinden daha fazla olur, bu da istenmeyen bir durumdur.

Bu nedenlerle s kazancn drmek iin ve bylece prosesimizin yada kroyejenik akkanlarn depolanmas iin daha dk enerji harcanmas salanm olur. Kroyejenik Depolarn Yaltm Kroyojenik ekipmanlarn yaltmnda eitli methotlar vardr. Bunlar: Genlemeli KpklerTozlu ve elyaf MalzemelerVakum YaltmVakumlanm(boaltlm) tozlar ve elyaf malzemelerOpaklatrlm Tozlarokkatmanl Yaltm Methotu

Bu yntemler, 1 6 ya kadar yaltm performanlarnn ve maliyetlerinin artna gre listelenmitir. zel bir uygulama iin hangisinin uygulanaca:Uygulamann kolayl, sistemin arl(density), salaml ve maliyeti arasndaki optimizasyonla belirlenir.

1- Genlemeli Kpk Yaltm (Expanded Foams) Geniletilmi kpkler, kpk imalat esnasnda gelien gaz tarafndan oluturulan bir hcresel bir yapya sahiptir.Kpk yaltm rnekleri arasnda-Poliretan kpk, -polistren kpk, kauuk, -Silikon ve cam kp gsterilebilir.=> Kpkler homojen olmad iin sl iletkenlii; ktle younluuna, yaltm ortalama scaklna, kpk izolasyonu iin kullanlan gaza baldr.

=> ekil 1 ve II de kpk younluu ve ortalama scaklyla sl iletkenliin deiimi gsterilmitit.

ekil 1 Poliestren kpn younluu ile sl iletkenliinin deiimi

ekil II Sabit Younluktaki bilinen bir poliestrenin ortalama yaltm scaklyla sl iletkenliinin deiimi

ou genlemeli kpk iin kullanlan gaz, sv azot scaklklarnda dk buhar basncna da sahip olan CO2dir.

Balangta, sv azot scaklklarna soutulurken, CO2in ounun youmasndna dolay, taze kpn sl iletkenlii azalr. Kpn belirli bir zaman ortam havasna maruz kalmasyla, gzeneklere CO2 yerine hava dolar. Ama kp, Hidrojen ve Heliumdan oluan bir ortamda daha uzun sreli bir periyotta tutarsak, bu sefer bu gazlar voidlerin (gap, boluklarn) iine difze olurlar ki sl iletkenlii 3 kat 4 kat daha artrlabilir.

nk, H2 ve He gazlarnn sl iletkenlikleri daha fazladr.

Sert kpklerin ciddi dezavantajlarndan biri byk sl genleme katsaylardr. -22 ile +86 F scaklklar arasnda, poliestren kpk 4x10-5 F-1 sl genleme katsaysna sahipken, oysaki ayn scaklk aral iin Carbon eliinin genleme katsays 0,64x10-5 F-1 dir. Yani; Kpk, sv azot tankna ok yakn monte edilirse, souma esnasnda iteki tanktan daha ok bzleceinden dolay krlr, atlar. Su buhar ve hava bu atlaklardan akarak, izolasyon performansn ciddi oranda drr. Sert kpkler; kpk iinde bzlme derzleri ve derzlere buhar ve hava difze olmasn engellemek iin kullanlan Mylar gibi plastik klf iinde olursa, izolasyon olarak kullanlabilir.

II- Gaz dolu Tozlar ve Elyaf Malzemeler(Gas-filled powders and fibrous insulations) Gzenekli- delikli (porous) izolasyonlar ;- fiberglass, - tozlatrlm mantar, - ta yn, perlite (incita), santocel vb gibi malzemeleri kapsar. Gaz dolu tozlu ve elyaf izolasyonlarn ana mekanizmas, materyal iindeki mevcut kk gaz boluklar nedeniyle oluan konveksiyonun ortadan kaldrlmas yada azaltlmasdr.Ek olarak bu malzemelerin sl iletkenlii, s iletim yollarnn dolambal ve sreksiz olmamas nedeniyle, genlemeli kpklere oranla biraz daha azdr. ekil IIIde eitli trlerine gre scaklkla sl iletkenliin deiimleri gsterilmitir.

ekil III- Dk scaklklarda eitli toz ve elyaf malzemelerin sl iletkenlii

Nusselt, gas dolu tozlar ve elyaf malzemeler iin s iletkenliini aadaki formlle ifade etmi :

Vr , kat hacminin/ toplam hacme oranks, kat malzemenin sl iletkenliikg , Yaltm iindeki gazn sl iletkenlii, Stefan Boltzman Sabiti (0,1714 x 10-8 Btu/hr.ft2. R4)

Kroyejenik scaklklarda T3 n olduu ifade kg yi ieren terimden daha byk olduu iin:

Ve hatta:

Neden dnt?( Kat materyalin sl iletkenlii, izolasyon iindeki gazdan daha byk )

Son denklemden de gryoruz ki gas dolu tozlar ve elyaflarn sl iletkenlii, izolasyon gazn iletkenliine yaklayor. Ama bu aklamann, toz partiklleri arasndaki uzakln, gazn ortalama serbest yolundan daha da kk olduu ok ince tozlar iin bir istisnas var. Gazlarn sl iletkenlii molekllerin ortalama uzaklklaryla orantll olduu iin, efektive gaz sl iletkenlii azalr. Gazla doldurulmu elyaf malzemelerin bir dezavantaj da, buhar bariyeri (vapor barrier) kullanlmazsa, nem ve havann izolasyon malzemesinden souk yzeye difze olmasdr.Sv- Hidrojen tanklar iin, helyum tasviye gaz (purge gas) olarak kullanlabilir. Ama helyumun yksek sl iletkenlii, boluk oran helyum molekllerinin ortalama serbest yolundan dk olmadka, izolasyonun da iletekenliini de artrr.

III- Vakum Yaltm (Vacuum Alone) 20. yy balarnda Dewar adl bilim insan, kryojenik tanklarn izolasyonu olarak yksek vakumu nermitir. Vakum izolasyonunun kullanlmas, temel olarak s transferinin 2 bileenini ortadan kaldrr:Kat s iletimi ve Gaz tanm.Is, scak d ceketten souk i kaba radyasyon ile vakum izolasyonlu kabn halka eklindeki boluu boyunca aktarlr. (Termodinamik Analizi incelenecektir.)

Vakum izolasyon (vakum alone), kk boyutlu laboratuvar dewarlarnda kullanlr.

T Bilim ve Teknoloji Park

T Bilim ve Teknoloji Park LaboratuvarVakum yaltml 100 L dewar

ekil 4 Prex ve Metal Vakum kaplar

Vakum Yaltmda Radyasyonla Is Transferi Stefan Boltzman Inm eitlii: ............... (4)

Fe , yayclk faktr (emissitivity factor)T1 ve T2 scaklklar srasyla souk ve scak yzeyler,F1-2 , konfigrasyon faktr ( kabn d kap tarafndan mahfaza edildii kroyejenik sv tanklarnda 1 e eittir.)

E merkezli silindir ve kreler iin Fe :

TN, en dtaki yzeyin mutlak scakl, T1, en iteki yzeyin mutlak scakl

Inmla s tranferi, scak ile souk yzey arasna sabit olmayan / yzer radyosyon kalkan konarak azaltlabilir. rnein, en dtaki ve en iteki yzeylerin yayclklarnn e0 olduunu dnn ve bylece e1=e0=eN Radyasyon kalkan olmakszn, paralel dz plakalarn yaycl: Fe (kalkan yok) = e0/2-e0 olur (Ai=A1)

Ns adet kalkan iin yada Ns+2 adet yzey iin eitlik:

e0= 0,90 ve es=0,05 olduunu dnelim, Yayclk faktr : Fe (kalkansz) = 0,889 Fe (kalkanl) =1/ (1,2 + 39.Ns)

10 adet kalkan (shield) kullanld dnrsek;Fe (kalkansz) / Fe (kalkanl) =348 kar

Bunun anlam; 10 adet dk yayclkta kalkan (shileds) kullanlmasyla radyasyonla s transferi 348 kat azaltlabilir.Vakum Yaltmda Gaz iletimi ile Is transferiRadyosyonla olan s transferine ek olarak, bir dewar iindeki vakum alanndan (vacuum space) gas iletimiyle de enerji iletilebilir. ekil - 5

Gaz basnc, gaz molekllerinin sertbest ortalama yolu iki yzey arasndaki uzaklktan daha byk olacak ekilde dkse, s iletimin tipi deiir.Sabit sl iletkenlikteki sradan iletimde, transfer olan s duvar iinde lineer scaklk gradyeni olutururdu. Ama burdaki serbest molekler iletimde , gas moleklleri birbirlerine nadiren arpar, nk bamsz bir gaz molekl, dier gaz molekllerine enerjisini transfer etmeksizin gaz alan zerinden hareket eder, nk onlarla arpmadn sylyor. ekil 5 de gsterilen srasyla T1 ve T2 scaklklarnda tutulan parelel 2 levha dnelim. Bir gas molekl T1 scaklndaki souk yzeye arptnda enerjinin bir ksmn duvara transfer eder. Molekl duvar zerinde enerji eitliini kuracak kadar uzun kalmadndan dolay, T1den az daha yksek T1 scaklnda kinetik enerjiyle ayrlr. Bu T1 scaklndaki molekl vakum alannda hareket eder ve scak T2 duvarna arpar.Ayn ekilde molekl s dengesini kuracak kadar uzun sre kalmadndan dolay molekl T2den az daha kk T2 scaklnda, kinetik enerjiyle dner. arpma srasnda, molekllerin sl dengeye yaklam derecesi konaklama katsays ile ifade edilir:

Konaklama Derecesi(accommodation coefficient)

Gerek transfer olan s / Maksimum transfer olabilecek sya orandr. Konaklama katsays, yzey scaklna ek olarak, gaz-yzey birleimine de baldr. Tablo 1de baz konaklama katsaylar gsterilmitir.

Tablo 1 Konaklama Katsaylar

Fa , konaklama faktrdr, yayclk faktr formunda ifade edilir.

Duvara arpan molekldeki birim ktle bana toplam enerji deiimi, yzeye arpma anndaki i enerji deiimi ile yzeye dik hareket edenki kinetik enerji deiimlerinin toplamdr:

R= Spesfik Gaz sabitiCv= Gazn zgl ss = zgl s oran

Gazlarn kinetik teorisinden, birim alan bana molekllerin ktle ak hz : m/A= * p* v Burada:P = gazn younluudur. P= P/R*Tv: ortalama molekl hz v = ((8*gc*R*T)/) ^(0,5)

Bu ifadeyi bulduktan sonra molekler iletkenlikle transfer edilen miktar bulunur:

-Molekler iletimin olabilmesi iin, gaz molekllerinin ortalama serbest yolu, iki duvar arasndaki mesafeden fazla olmas gerektiini slemitik. -Bu formlle kontrol edilir:

Yani bylece,

ile toplam s transferi hesaplanr.

Uygulama 1:D kabuk ap 7 ft, i kabuk apnn 5 ft olduu kresel bir dewarda, dtan ie doru toplan s transferini hesaplyacaz.

D kabuk zellikleri: Yze scakl 80 F, yayclk 0,10, konaklama katsays 0,90

kabuk ise : 140 R, yayclk 0,05, konaklama katsays ise 1 dir. Halka eklindeki boluktaki gaz, 10-5 mmHg basncndaki havadr ve 80 Fdir. Dewar, vakumlu izolasyon yntemiyle izole edilmitir.ncelikle nmla olan s transferi iin yayclk faktr :

kabuk alan = A1= 75.8 ft2Radyosyonla Is transferi

Konaklama Faktr (Fa)

G:

Gaz basnc 10-5 mmHg, 2,79*10-5 psfa eit.

imdi de molekler gaz iletimi ile s transfer:

Toplam Is Transferi de:

Q = Qr + Q g =463+8 = 471 btu/hr

Ortalama serbest yoluda hesaplayalm ki iki cidar arasndaki uzaklktan ok olup olmadn kontrol edelim:

= 25 ft kar... ki cidar arasndaki fark = 7-5 /2 =1 ft 25 ft > 1 ft olduu iin molekler iletimin olduunu ispat ettik.

4- Vakumlanm (boaltlm) Tozlar ve elyafl malzemeler(Evacuated-powder and fibrous insulations)II. Ksmda, lifli ve tozlu izolasyon malzemelerinin sl iletkenliklerinin, dk scaklklardaki izolasyonlarda gazlarn sl iletkenliine yaklatn grdk. Bu blmde, s transferini da daha da azaltmak iin belirgin dier bir yntem de, yaltm malzemesi iinden gaz boaltmaktr.

ekil 6 - ekilen gazn basnc Evacuated powder sl iletkenliinin deiimi

Yukardaki grafikte; Tipik bir toz izolasyonunun sl iletkenliinin deiimi gsterilmektedir. zolasyon malzemesi iindeki gazn basnc atmosfer basncndan 10mmHg mertebelerine dtnde, sl iletkenliinde kk bir deime olur.Bu basn aralklarnda, izolasyon iindeki gazn sl iletkenlii, ok ince tozlar haricinde basntan bamszdr,Basn daha da drlrse, sl iletkenliin basnla neredeyse lineer bir ekil 7 de deitii II.blgeye ulalr.

Gaz basncnn daha da azaltlmas zerine, gaz halindeki s transferinin nemi, radyosyon ve kat iletimle olan transferden daha da az nemli olmaya balar. Bu noktada, izolasyon sl iletkenlii basncn azalmasyla yatayda sabit kalmaya balar ve sl iletkenliklii, nmla ve kat iletimiyle olan deerlere yaklamaya balar.Sv Azot, sv hidrojen ve helyum scaklklarnda nmla olan katk, kat iletiminden daha da azdr. Bu nedenle, vakumlanm (boaltlm) tozlar (evacuated powders) sv Azot ile evre arasndaki s transferi iin, vakumlu yaltmdan (vacuum alone) daha stndr. nk dk scaklklarda kat iletimi daha etkin olur, bylece sv zot, sv hidrojen ve sv Helyum scaklklar arasnda vacumla yaltm kullanmak daha avantajldr.Vakumlanm Toz ve Lifli yaltm zerinden s transfer hz Fourier Eitliinden hesaplayabiliriz:Fourier Is iletim denklemi:

x, yaltm kalnl .Th, Tc , yaltm scak ve souk yzeyleriAm, ortalama yaltm yzeyi alanA1 i kabn yzeyi (A2 d kabn yzeyidir.

E merkezli Silindir ve kreler iin srasyla;

ASMEnin verdii torisferik bal silindirler iin:

A= 0.264 x x D2 D, ban dz flannn apdr. Eliptik balar iin alan ifadesi:

Buradaki D, ban byk ap D1 , elipsin kk ap

yzey alan bulunur.

5- Opaklatrlm Toz zolasyonlar (Opacified- powder insulation)Vakumlanm (boaltlm) toz yaltm iine bakr yada aliminyum pul ekleyerek performans artm gerekletirilebilir. (Yani radyasyonla s transferini azaltarak) ekil 8 de iki adet opaklatrc maddenin sl iletkenliinin, opaklatrc maddenin arlka yzdesiyle deiimi gsterimitir.

ekil 8 ki adet opaklatrc maddenin sl iletkenliinin, opaklatrc maddenin arlka yzdesiyle deiimi

ekilden de grld zere arlka oranlarnn 40-50 aras olduu karm, optimum performans vermektedir.

Optimum opaklatrc miktar kullanarak, bir boaltlm toz izolasyon malzemesi kullanarak, 10x10-4 den yaklak 2x10-4 e kadar sl iletkenlii azaltrz.

Gvenlik asndan, bakr pullarn (copper flakes) aliminyuma gre tercih edilebilir olduu ispatlanmtr, nk aliminyumun oksijen ile kombinasyonuyla yanma ss byktr. Sv oksijen konteynrlarnda aliminyum opakl toz kullanlrsa, vakum alanna doru kk Oksijen szntlarnda srekli bir tehlike oluturur. Bakr opakl izolasyonlar, tamamen gvenli bir ekilde kullanlabilir.Opaklatrlm tozlarn, titreimin metal pullara (yapraklara) zarar vermesi gibi dezvantajlar vardr. Birden fazla pul birlikte paketlenirse, termik ksa devre oluur ve bu da yaltmn sl iletkenliini artrr.

6- okkatmanl Yaltmlar(Multilayer Insulations)ok katl izolasyonlar, Yksek yanstc malzemelerden (reflecting materials): rnein aliminyum folyo, bakr folyo yada Aliminyumlu Mylar Dk iletkenlikli ayrc malzemelerden: (spacer material) rnein fiber glas hasr veya kat, cam elyafl dokuma (glass fabric), naylon tl (nylon net)gibi alternatif malzemelerden yaplr.

Multilayer izolasyonlar doru uyguland taktirde, 10-5 btu/hr.ft.F gibi dk sl iletkenlikler elde edilebilir.

Bu yaltm yntemi, 1951 ylnda Peterson tarafndan svede gelitirildi. O zamandan beri aratrmaclar, izolasyon performansn artrmak iin eitli okkatmanl malzemelerden oluan teknikler zerinde almalar yapmaktadr.Multilayer izolasyonlarn etkili olmas iin 10-4 mmHg altndaki basnlara kadar vakumlanmal, ileri boaltlmaldr (evacuate edilmelidir). ekil 9 da tipik bir multilayer izolasyonun atk gaz basncna sl iletkenliinin bamll gsterilmektedir.

ekil 9 Tipik bir multilayer izolasyonun atk gaz basncna sl iletkenliinin bamll

- Radyasyon (yanstc) kalkanlar: radyasyon azaltmak iin.- Ayrc (spacer): kat iletim azaltmak iin.- Tahliye (evacuation): gaz iletim azaltmak iin.

Multilayer izolasyonlarn ktlesel younluu bir dizi faktre baldr:Yanstc kalkanlarn younluuna ve kalnlnaKullanlan ayrc malzemenin tipineBirim kalnlk bana katman kalnlna ve katman saysna bald

ms, ayrc malzemenin (spacer material) ktlesi,r , kalkan malzemesinin (shield material) younluutr, radyasyon kalkannn (shield material) kalnlN/X, birim kalnlk bana izolasyon katman says- younluu

Younluk, daha ince folyo kullanarak yada daha az youn ayrc malzeme kullanarak azaltlabilir.

Tipik bir multilayer izolasyon younluklar, 2 20 lb/ft3 arasnda deiebilir.

yi vakumlanm (well-evacuated) multilayer yaltmda, s ncelikle ayrc tabakadan radyasyon ve kat iletimiyle transfer edilir. Bu durum iin, aadaki denklemden sl iletkenlik katsays hesaplanabilir:

hs, ayrc malzeme iin kat iletkenliini, , Stefan Boltzman sabiti,e, kalkan malzemesinin efektilf yayclT1 ve T2, izalosyon malzemesinin srasyla souk ve scak tarafndaki mutlak scaklk

Yukardaki denkleme bakarak, katman younluunu (layer density) artrarak, multilayer izolasyonun iletkenliinin azalacan gryoruz.

Uygulama 2 Niendorf tarafndan, speryaltm uygulamalarnda esnek- elastik vakum ceketi- klf kullanm aratrlmtr. 1) Esnek ceket, mylar filmin, aliminyum folyonun ve balant yerlerinin bir yapkan ile contalanmasndan oluur.II) Multilayer katman zerine 15 PSA yk uygulanmasyla, sv hidrojen scaklklarnda grnr sl iletkenlik 30-40 misli kadar artt gzlemledi. Ama yk kaldrldnda, iletkenlik elde edilen deere ger dt gzlemledi.

Uygulama IIIElimizde souk ve scak yzeyleri 140 R ve 530 R derece arasnda grnr sl iletkenlii 2,5x10-5 btu/hr.ft.F, N/x (katman younluu) 60 katman/inch (720 layers per foot) olan bir multilayer izolasyonumuz var.Kalkan malzemesinin (shield material) yaycl e=0,05 ise, scak taraf 560 R dereceye ykseldiinde ayn katman younluu iin grnr sl iletkenlik katsaysn hesaplaynz.?

zm:1)ncelikle;

denkleminde hs yi eker ve inc- ft birim dnmn de yaparsak:

2) Scak taraf 560 R dereceye ykseldiinde:

olarak hesaplanr.Grld gibi, s iletkenlik katsays 2,5x10-5 den 2,7x10-5 Btu/hr-ft-F e dmtr.

7- Yaltm eitlerinin Kyaslanmas Aadaki tabloda eitli kroyejenik yaltmlarndan s aklarnn (heat flux) kyaslanmas verilmitir.

Hepsinin Avantaj ve dezavantajlarn u ekilde yazabiliriz:

Genlemeli Kpkler (Expanded foams) : Dk maliyet, kat vakum ceketlerine ihtiyac olmamas avantajlardr. Yksek sl bzlme, zamanla iletkenliin deimesi, dier izolasyon malzemelerine gre yksek sl iletkenlii olmas da dezavantajlardr.Gas-filled Powders and fibrous (Gaz doldurulmu tozlar ve lifli malzemeler): Dk maliyet, yamuk ekilli yzeylere uygulayabilme kolayl avantajlardr. Buhar bariyeriyle kuru tutma zorunluluu dezavantajdr.Vacuum Malzeme (Vacuum alone) : Kk kalnlklarda ou izolasyondan daha az s aks, dk souma kayb avantajlardr. Srekli bir yksek vakum ihtiyac, snr yzeylerinin dk yayclkta olmasnn istenmesi dezavanjlardr.

Vakumlanm (boaltlm) Tozlar ve elyaf malzemeler:+ 4 inchten daha kaln vacuum alonea gre daha dk s aks salamas, vakum seviyesinin vacuum alone ve multilayer yaltmlara gre daha az olmas, kark ekillere kolayca monte edilebilmesi avantajlardr. - Titreim altnda tozlarn sklamas , vakum sistemine ulaan tozun nlenmesi iin vakum filtrelerinin kullanlmas da dezavantajlardr.

Opaklatrlm toz yaltm: + Sadece vakumlanm (evacuated powders) tozlardan daha iyi bir performansnn olmas, Vakum ihtiyacnn sadece vakum alone ve multilayer yaltmlardaki gibi ok olmamas (vakum iin harcanan g) Karmak ekillerde kullanlabilmesi avantajlardr.- Al /Oksijen etkileiminden patlama riski, Evacuated powderslardan yksek maliyetli olmas, Metal pullarn yerletirilmesi gibi problemler de dezavantajdr.

Multilayer yaltm: + Tm yaltm yntemlerine gre en iyi performans vermesi, Evacuated powder yaltmlarna gre daha dk arlkta olmas ve daha dk souma kayplar, Tozlu yntemlere gre daha kararl-stabil olmas (ambalajlama sorunlarnn olmamas) avantajlardr- Birim hacim bana en yksek maliyeti olmas, karmak ekilli kaplara uygulamasnn zor olmas, Evacuated powder yaltmna gre daha ok vakum ihtiyacnn olmas da dezavantajlardr.

Sv-kalkanl Kaplar ( Liquid- shielded vessels)

ekilde de grld gibi sv helyum ve sv fluorine gibi pahal ve tehlikeli akkanlarn buharlama kaybn nlemek iin, ortam scaklklarnda ana svy korumak amacyla yardmc bir akkan kullanlr (rnein sv-azot gibi). rn svs i kaba yerletilir, yardmc sv orta konteyner iidedir ve her iki kab da bir vakum ceketi tarafndan evrelenmitir. Sv-azot kalkanl dewarlar, daha ok kk lekli sv-He depolanmasnda kullanlr (25-50 litre). Kk boyutlu dewarlarda vakum alone yaltm daha yaygn kullanlr. Bu nedenle, sv-azot kalkanl (korumal) kullanlmasyla buharlama kaybndaki azalma, yzey scaklklarnn 4. kuvvetlerinin farkna bamldr:

Korumal buharlama kayb ile korumasz kaybn oran:

ile ifade edilebilir.T1, i kab (inner) yzey scaklT2, d kap (outer) yzey scaklTs, kalkan (shield) yzey scakl

rnein, T2 = 530 R ve T1 = 7,8 R (sv-He scakl)Ts yardmc yzey de 139 R yani sv-Azot scakl olsun:

Yani; kalkan kullanlmasyla s kayb 47/10000orannda azalmtr.

Sv-Flor, periyodik cetveldeki en reaktif elementtir; oksijenle ve hatta asal gazlarla bile tepkimeye girmesinden dolay transfer ve depolama srasndaki tehlikeleri en aza indirmek iin sv-azot kalkanl (korumal) 3l duvarl kaplarda depolanr.Ama akas; multilayer katmanl yaltm tekniinin gelimesyle birlikte, sv-kalkanl kaplar kullanm popliritesini kaybediyor. Genellikle, multilayer yaltm, 3. bir kab olarak hareket eden kalkan (shield) dan daha da az maliyetlidir. Genellikle, multilayer yaltm, 3. bir kab olarak hareket eden kalkan (shield) dan daha da az maliyetlidir. Bu yzden, sv-kalkanl kaplar yerine, mevcut dewara ok katmanl yaltm yaplabilir.

Buhar-kalkanl Kaplar (Vapor-shielded vessesls)Kroyejenik depolama kabndan s szmasnazaltmak iin dier bir yntem de ortakalkan (intermadiate shield) soutmak iinsouk gaz (cold vent gas) kullanmaktr.

ekil- Buhar- kalkanl kapn izimi

evreden buhar kalkanna doru s transfer hz: Q2-s = U2 x (T2 Ts) = U2 x [( T2 T1) ] = U2 x [(T2 T1) (Ts T1) ]

Buradaki U2 toplam s transfer katsays;

kt, izolasyonun, desteklerin (yataklarn) ve ya borulamann sl iletkenlii,

A, herbir birleenin alan

x, yaltm kalnl, kap yataklarnn desteklerinin uzunluu, ve borulama kalnl

Yine, kalkan ile rnn olduu kap arasndaki s transferi de:

Buradaki: mg , buharlaan kayp debi, hfg , rn svsnn buharlama ss,

-Ventilasyon gaznn, kalkan scaklna kadar sndnd varsayarsak, ektii s:

- Kalkana enerji dengesi uygularsak:

Bu iki denklemden mg den kurtulursak:

Yukardaki ifadeden boyutsuz saylar tretirsek:

kalkann (shield) boyutsuz ifadesin elde ederiz:

Bu tablodan, buhar-kalkanl korumann sv- he kaplar iin en verimli olduu gryoruz.

Eer kalkandan olan geen mg debisi sfr olsayd, kalkan scakl:

olacakt.

Buhar-kalkanl s kayb ile kalkansz kaybn oran:

Grafikte gsterildii gibi, seilen 1 deeri iin 2 ile kalkan scakl deiimini grebiliriz...

Kalkan scaklndaki azalmann en byk olduu yer, duyulur snn gizli sya orannn byk deerler ald yerdedir.

Bu ifadesinin, duyulur snn gizli sya oranyla olan deiimi de aadaki grafikte gsterilmitir.

Yukardaki grafikten, sv-helyum depolama tankndaki (1 =73) s aksnn, buhar-kalkan kullanarak 4-5 kat nasl azaldn grebiliyoruz. Sv- helyumun ok pahal olmasndan dolay, kaaklarn nlenmesiyle birlikte, ekstradan taklan buhar-kalkan ksa srede amorti edecektir.Dier taraftan, sv-Azot depolama srasndaki buharlama kaybndaki azalma (1 =1,14) sadece 1,2 kadardr. Sv azotun greceli olarak daha ucuz olmas, buhar-kalkan kullanm gibi ekstradan maliyet ve sorunlara demeyebilir.

KAYNAKLAR1 - The book, Cryogenic Systems, BARRON RANDALMcgraw-Hill Series in Mechanical EngineeringT Ktphanesi Yer No: TP 482 B37 1966

2 - The book, Cryogenic Heat Transfer, BARRON RANDALT Ktphanesi Yer No: TJ260 B37 1999

3 - The book, Cryogenic Technology, VANCE, Robert W.University of CaliforniaT Ktphanesi Yer No: TP482 C79 1963

4 - E- magasine: Cryogenics, TU Library http://divit.library.itu.edu.tr/search~S0*tur?/tCryonic+insulation/tcryonic+insulation/-3,0,0,B/l856~b1430254&FF=tcryogenics&1,,2,1,0/indexsort=-

5- The book, Cryogenics: Theory, Process, ApplicationsT Ktphanesi Yer No: QC278,4 C79 2011

6- E-kaynak, T Ktphanesi Cryogenic Engineering, Second Edition, Revised and Expanded Thomas M . Flynn Sayfa: 445535 http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9780203026991.ch7?prevSearch=%255BFulltext%253A%2Binsulation%255D&searchHistoryKey=