Hola, encontré tu pregunta como “por accidente”, y pensé que trataría de ayudarte a responderla.
Parte de la respuesta a su pregunta es que el oxígeno líquido y los fluidos de hidrógeno líquido (se llaman fluidos ‘criogénicos’, que significan ‘muy frío’) en un tanque de almacenamiento en condiciones normales está en un estado de ebullición constante. Parte del líquido produce vapor, al igual que el agua líquida que hierve para producir vapor en su estufa. La parte del líquido criogénico que todavía es líquido permanecerá fría, sin importar qué más esté sucediendo. Nuevamente, piense en su estufa. Si hierve agua en la estufa, puede ‘subir el calor’ tanto como desee, y el agua hirviendo se mantendrá a 212 grados F. Todo lo que sucede cuando ‘sube el calor’ es que el agua produce vapor Más rápido. El líquido permanece a la temperatura de ebullición. Es lo mismo con la criogenia en el sol de Florida (o casi en cualquier otro lugar).
Entonces, la siguiente pregunta es ‘¿cómo minimizamos la ebullición del oxígeno líquido o el hidrógeno?’. Esto se hace aislando el tanque en el que se almacena el fluido. A medida que usamos más (o mejor) aislamiento, la tasa de ebullición del líquido (denominada ‘tasa de ebullición’) se hace más pequeña. Al final, tenemos que usar suficiente aislamiento para mantener suficiente líquido en estado líquido hasta que podamos usar ese líquido para el propósito que queramos.
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En el caso de una carga de oxígeno líquido o hidrógeno líquido a bordo de un transbordador espacial o un Saturno 5, la masa del fluido criogénico es bastante alta. Esto es fundamentalmente favorable desde un punto de vista de “evaporación”. Luego, podríamos prestar atención a la forma del tanque en el que está almacenado. Cuanto más pequeña es la superficie del tanque, menos calor externo ingresa al tanque. Los tanques de combustible de cohete a menudo se ven bastante cerca de esta forma óptima por sí solos (no siempre, pero a menudo). Además, los tanques que contienen hidrógeno líquido (como las etapas superiores del Saturno 5 o el tanque externo Shuttle) deben aislarse, y esto se tiene en cuenta en su diseño. Los grandes tanques de oxígeno líquido a menudo no necesitan aislamiento propio, ya que tienden a formar hielo / escarcha en su exterior, y este hielo / escarcha es un aislante relativamente bueno por sí solo.
También debo mencionar que los fluidos criogénicos en un vehículo de lanzamiento ciertamente tienen una ‘tasa de ebullición’ propia, y puede ver esto al observar las ‘nubes de vapor’ que produce la ventilación de oxígeno líquido. Los tanques que contienen el oxígeno líquido o el hidrógeno tienen válvulas de ventilación en ellos que se mantienen abiertas durante casi todo el tiempo que el vehículo se sienta en la plataforma con propulsor dentro. Si no fuera por estos respiraderos, el oxígeno o el hidrógeno en ebullición elevarían la presión en el tanque y, en algún momento, el tanque del vehículo explotaría. Para el vehículo de lanzamiento, la instalación de la plataforma de lanzamiento normalmente tiene un sistema bastante elaborado que bombea oxígeno líquido o hidrógeno desde la instalación al tanque del vehículo para compensar el fluido que se ha evaporado. Las cantidades adecuadas de oxígeno y / o hidrógeno se mantienen de esa manera.
Además, tenga en cuenta que cuando un Saturn 5 o Shuttle estaba sentado en la plataforma en espera de lanzamiento, el oxígeno líquido y el hidrógeno se almacenaban en los tanques del vehículo a una presión de aproximadamente 15 a 20 psia.
Muchas gracias.
