Внимание! Осторожнее с Баллонами СО2!
История из жизни. Люди осторожнее с баллонами
Хочу напомнить неприятную, но благополучно закончившуюся историю, о которой я уже как-то писал
Все кто имел дело с баллонами CO2 знают, что газ в баллоне сжиженный и находится под давлением насыщенных паров, которое в зависимости от температуры в квартире может варьироваться от 50 до 70 атмосфер. Давление держится таким все время, пока в баллоне есть жидкость.
Так вот, один раз я заправил баллон на станции, и затем около месяца не подключал его, поскольку не доходили руки. Все это время он спокойно валялся под моей кроватью. Когда наконец я решил его использовать и подключил к редуктору, то с ужасом обнаружил, что давление зашкаливает за 200 атмосфер! Ситуацию мне тогда разъяснил один очень опытный человек (Евгений).
Оказывается, на станции горе-заправщики залили сжиженый газ под краник, целиком, причем температура в помещении была уличной. По- нормальному же положено заправлять баллон не полностью, так чтобы над жидкостью оставалась газовая подушка.
Сначала я не совсем согласился с Евгением, поскольку довольно длительное стравливание газа не приводило к падению давления до требуемых 70 атмосфер. Выпустив значительное количество газа, я получил около 100 атмосфер, и решил, что мне заправили нечистый газ, а с воздухом, и что жидкости там нет вообще, а давление так и будет постепенно падать до нуля. Однако я все же решил подключить баллон к системе, поскольку большой процент CO2 в баллоне очевидно присутствовал. И в течение недели, давление действительно падало, но остановилось на требуемом значении 70 атмосфер и держится таким уже несколько месяцев. Т.е. теперь все так, как и должно быть для правильно заправленного баллона. Евгений действительно оказался прав: баллон содержал пережатую жидкость.
Резюме: когда заправляете баллон, обязательно:
1) Убедитесь, что его не залили до самого верха.
2) Измерьте давление на станции.
3) Когда приносите баллон с холода, обязательно сразу подключите редуктор и следите за изменением давлением. Если становится больше 70-80 атмосфер, то несите назад на улицу и стравливайте часть газа.
Как получить максимум от газового баллона
25 октября 2017 | Перевод оригинальной статьи Kade Krichko с сайта www.thesummitregister.com
Газовый баллон не самый приметный элемент снаряжения, но, безусловно, один из самых важных. Небольшой газовый баллон значительно упростил приготовление и разогрев пищи в походе, избавив нас от траты времени на розжиг топливных горелок или разведение костра.
В этой статье разбираемся, как по максимуму использовать газовые баллоны и контролировать запасы газа в походе.
Особенно актуально в преддверии зимнего сезона и низких температур.
Ben Griffin и Crystal Presnell перекусывают на вершине горы Уилсон, Теллерайд, Колорадо. Фото: Kennan Harvey.
Какие факторы влияют на работу газовых баллонов
Чтобы получить от баллона максимум, нужно понимать, что влияет на его работу. Возможно, самый важный фактор здесь — температура. Баллоны содержат в себе смесь газов — как правило, пропана и бутана или пропана и изобутана — под таким давлением, при котором большая часть смеси находится в жидкой форме, а оставшаяся испаряется в виде газа. Когда мы подключаем баллон к горелке и открываем подачу, газ выходит наружу, и при поджигании запускается процесс горения.
Чтобы всё работало, внутреннее давление баллона должно быть больше внешнего. Если баллон слишком холодный, жидкая часть смеси перестаёт испаряться — и всё, никакого горячего кофе с утра.
На температуру баллона, конечно, влияет температура окружающей среды.
Но помимо этого баллон остывает по мере работы горелки: его температура и, соответственно, давление в баллоне падают, а вслед за ними снижается и тепловая мощность горелки. Так что в условиях действительно низких температур горячую еду можно вычёркивать из меню.
Испарение газа в бутановых баллонах прекращается при температуре около нуля, в изобутановых — примерно при -12°C. Тем не менее, эффективность может заметно снизиться, и не достигая этих показателей.
Ещё один фактор, влияющий на расход газа, — высота. Она может компенсировать влияние температуры, потому что пониженное атмосферное давление в горах корректирует баланс между внешним давлением и давлением внутри баллона. Тем не менее, чем выше вы поднимаетесь, тем ниже этот эффект — его «перевешивает» холод на больших высотах.
Как сделать работу горелки более эффективной и продолжительной
Держите газовые баллоны в тепле
Самое простое, что можно сделать, не допускать переохлаждения баллона.
Проверенный метод — согревать баллон перед использованием. Например, класть на ночь в спальный мешок или хранить укутанным в тёплую одежду. Ещё одна хитрость — согреть несколько баллонов (хотя бы два), и когда один начнёт остывать, заменить его на тёплый и продолжать готовить.
Ещё один совет. Если под рукой есть небольшое количество воды, можно поставить баллон в кастрюлю или другую ёмкость с водой, тогда температура баллона будет не ниже 0°C, что также позволит использовать его в экстремальных условиях.
Используйте смеси с изобутаном
Фото: OnLocation.
Изобутан испаряется, сохраняя давление в баллоне, при температурах примерно на 20 градусов ниже, чем бутан. И когда другие баллоны сдадутся, ваша горелка на изобутане продолжит работать.Действительно ли чистый изобутан в составе газа обеспечивает горение при минусовых температурах и позволяет использовать баллон четыре сезона, как обещает производитель? Мы протестировали газовый баллон MSR Iso Pro, в составе которого 80% чистого изобутана и 20% пропана.
Используйте горелку в режиме подачи жидкого газа
Некоторые горелки, например, MSR WindPro II и WhisperLite Universal, позволяют устанавливать баллон в перевёрнутом положении. Благодаря этому в горелку будет подаваться сжиженный газ, а необходимость в испарении пропадёт. (Прежде чем пробовать, убедитесь, что ваша горелка имеет такую функцию!)
Сделайте защиту от ветра
Порывы ветра могут сбить пламя горелки. Даже небольшой ветер 5 км/ч способен в три раза увеличить расход газа за единицу времени. Для защиты от ветра вокруг горелки можно соорудить ограду из камней. (Имейте в виду, современные металлические ветрозащиты не рекомендуется использовать с пропановыми баллонами, это увеличивает вероятность взрыва!)
Изолируйте баллон от земли
Подкладка из невоспламеняющегося материала между баллоном и холодной почвой позволит баллону лучше сохранять тепло, а значит эффективнее подавать газ в горелку.
Фото: Kennan Harvey.
Не доводите до кипения
На самом деле, нет необходимости кипятить воду, если вы готовите напитки. Вряд ли кто-то будет пить крутой кипяток. Более того, попробуйте разбавлять горячую воду холодной. Например, если вам нужен литр горячей воды, нагрейте две трети и добавьте треть холодной. Так у вас будет горячая вода, а газа израсходуется гораздо меньше.
Дайте макаронам и рису дойти
Макароны и рис не требуют постоянной варки. Достаточно дать им покипеть несколько минут, а потом выключить газ и оставить под крышкой. Еда дойдёт до состояния готовности, а вам удастся сэкономить топливо.
Регулируйте пламя
Наконец, чтобы выжать из баллона всё по максимуму, убавляйте пламя горелки. Звучит просто, но производительность практически не изменится, а количество потребляемого газа снизится значительно — это позволит повысить срок службы и эффективность баллона.
Рассмотрите как вариант системы для приготовления пищи
Фото: Eric Larsen.
Для приготовления горячей еды в условиях низких температур идеально подходят системы для приготовления пищи Reactor и WindBurner. Они исключительно быстро нагревают воду и расходуют газ эффективнее, чем обычные горелки. Ветрозащита и регулировка силы пламени обеспечивают высокую производительность, даже когда давление в баллоне снижается. Так что из системы для приготовления пищи можно выжать максимум в самых разных условиях.
Контролируйте количество газа в походе
Неважно, какая у вас модель горелки и что и как вы готовите, в любом случае вам нужно знать, сколько газа осталось в запасе. Обратите внимание на баллоны MSR IsoPro — они оснащены системой контроля уровня газа. В этом видео подробная инструкция, как проверить с её помощью запасы топлива в полевых условиях.
Оригинальная статья Kade Krichko опубликована на сайте www.thesummitregister.
com.
Перевод Елены Гагариновой.
Давление в баллонах — Справочник химика 21
Определите массу кислорода в баллоне объемом 40 л. Давление в баллоне при 20° С равно 150 атм. [c.32]П р И м ер 2. В баллоне находится 12 кг кислорода под давлением 120 ата. Когда часть газа была взята для работы, давление в баллоне понизилось до 30 ата. Какое количество кислорода осталось в баллоне, если температура во время отбора не изменилась [c.58]
Имеются два баллона один с азотом, другой с аммиаком. Объем первого баллона 10 л, второго — 12. Давление газа в первом баллоне 220 мм рт. ст., во втором — 880. Температура газов одинакова. Каково будет давление в баллонах при той же температуре, если их соединить друг с другом [c.152]
Насколько уменьшается объем газа при увеличении давления Вы уже знаете правильный ответ.
В разд. Б.2 два последних из четырех наблюдений показывают когда давление в баллоне удваивалось, его объем уменьшался в два раза. [c.386] Рассчитывая давление в баллоне по уравнению состояния идеального газа (VI-16), мы нашли бы
Ацетилен выпускается в баллонах белого цвета с надписью красными буквами ацетилен . Сжатый ацетилен легко взрывается, поэтому, чтобы уменьшить опасность взрыва, баллон заполняют пористой массой (пемзой, активированным углем и т. п.). Пористый наполнитель пропитывают ацетоном, в котором растворяется ацетилен. Максимальное давление в баллоне 20-25 атм. При использовании баллон обычно находится в вертикальном положении, в [c.203]
Рабочее давление в баллонах с ацетиленом составляет 1,6 МПа (16 кгс/см ). [c.309]
Из баллона вместимостью 900 л сжатый воздух выпускают в атмосферу. Начальная температура 27°С, а давление в баллоне 9,32-10 Па. Определить массу выпущенного воздуха, если после выпуска давление стало 4,22-10 Па, а температура воздуха снизилась до 17° С.
[c.12]
Изменение давления в баллоне вызывает изменение теплопроводности газа внутри него и соответственно меняются потери тепла, подводимого нагретой нитью. Регулированием температуры нити компенсируют имеющиеся теплопотери и по гальванометру, градуированному в единицах давления, определяют соответствующее давление в системе. При этом очень важно поддерживать постоянную температуру баллона. [c.36]
Регуляторы высокого давления, как правило, снабжают манометрами, позволяющими учитывать значительные колебания давления в баллоне. Диафрагменная пружина может время от времени перенастраиваться для того, чтобы выдерживать постоянным заданное выходное давление. Регуляторы давления могут также применяться для переключения с пустых баллонов на полные в автоматических системах коллекторов, когда выходное давление перестает оказывать воздействие. [c.187]
Пример 11.1. Из баллона со сжиженной смесью 25 мол. % пропана и 75 мол.
% к-бутана, находящейся при температуре 25 -С, за счет поннжения давления непрерывно отводится образующаяся газовая фаза. Как будет меняться давление в баллоне и состав отводимого газа в зависимости от степени отгона исходной смеси, если считать, что температура системы сохраняется постоянной, равной 25 С [c.71]
Баллоны для сжиженного газа отечественного производства полностью не заполняют, 10% емкости баллона оставляют для образующейся паровой подушкт . Если баллон полностью заполнить сжиженным газом, то при небольшом повышении температуры газа давление в баллоне резко возрастает. Исследования показывают, что на каждый градус повышения температуры газа давление в баллоне увеличивается в среднем на 7 кгс/см . Например, плотность сжиженного пропана при 0° С составляет 0,53 кг/л, а при -1-50 С снижается до 0,46 кг/л, объем газа возрастает на 15,4%. [c.22]
Способ введения образца в систему напуска определяется его агрегатным состоянием.
Наиболее просто решается задача введения газообразных веществ при комнатной температуре. Системы напуска, существующие на отечественных приборах МХ-1302, МХ-1303, отвечают перечисленным выше требованиям. Общим для них недостатком является отсутствие возможности измерения давления в баллоне напуска с помощью микроманометра. В ряде случаев применяется система двойного впуска (МХ-1304), которая, благодаря непрерывному сравнению с эталонным образцом, повышает точность анали- [c.38]
С кг фосгена, нагрет до 673 К. Давление в баллоне при этом установилось 10,133 10 Па. Рассчитайте степень диссоциации фосгена по уравнению реакции O lj = СО-f ia и константу равновесия Кр и Кс при этих условиях. [c.237]
Допустим, что стальной баллон может быть наполнен сжиженным газом только частично, и доля пара X никак не может быть меньше Xi. При случайном разогревании баллона до температуры T a в нем всегда остается газовая фаза. Давление в баллоне достигнет при этом умеренного значения ри равного давлению пара при температуре 7г.
При чрезмерном заполнении баллона жидкостью может оказаться, что X[c.228]
При 15 °С давление в баллоне с азотом равно [c.22]
Так, в показанной на рнс. 9.1 схеме аэродинамической трубы эжектор выполняет роль насоса, позволяюш его подать большое количество газа сравнительно невысокого давления за счет энергии небольшого количества газа высокого давления. В баллоне 1 содержится воздух более высокого давления, чем необходимо для работы трубы. Однако количество сжатого воздуха невелико, и [c.492]
Кислород, азот, водород и другие сжатые газы отбирают из баллона с помощью редуктора. Редуктор — это прибор, позволяющий отбирать газ из баллона при нужном давлении, намного ниже давления в баллоне. Редукторы делают металлическими и используют только для газов, не вызывающих коррозию данного металла. [c.226]
Па. Температура газа одинакова. Каким станет давление в баллонах при той же температуре, если открыть кран Объемом трубки пренебречь.
[c.22]
Давление в баллоне с рабочим газом при 20 °С для всех порошковых огнетушителей должно составлять 15 2,5 МПа. [c.90]
Запрещается выпускать полностью газ из баллонов. Расходовать газ из баллонов можно до тех пор, пока давление в нем не снизится до 0.5— 1,0 атм. После этого необходимо на горловину навернуть колпак и на баллоне сделать мелом надпись Пустой . При работе с кимородно-раздаточных рамп остаточное давление в баллонах должно быть не менее 4—5 атм. [c.207]
Задача системы напуска заключается в переводе в паровую фазу такого количества вещества, которое обеспечивало бы заданное давление в ионном источнике. Исследуемые образцы с относительно высоким давлением пара (жидкости, относительно легколетучие твердые вещества) предварительно испаряют в баллон напуска, из которого газообразная проба через натека-тель с почти постоянной скоростью вводится в ионный источник (непрямой ввод пробы). Давление в баллоне напуска можно устанавливать, варьируя температуру испарения или дозировку пробы.
[c.285]
Вентиль подачи кислорода к прибору должен быть закрыт. Открывают вентиль на самом баллоне и проверяют давление в баллоне по манометру, затем осторожно открывают вентиль на линии подачи кислорода к прибору и устанавливают расход кислорода по реометру 0,25 л мин. [c.165]
Коррозия меди. Полированная полоска меди на 1 ч погружается в жидкую фазу СНГ с температурой 37,8 °С, залитую под давлением в баллон из нержавеющей стали вместимостью 100 мл. По прошествии времени испытания полоску меди извлекают. Затем ее сравнивают с контрольной полоской (состояние, цвет). Обработанную полоску можно проанализировать также по методике, изложенной в А5ТМ (табл. 27). [c.87]
Баллон вместимостью 3,4 10″ м , в котором находитс я 5 10 кг фосгена, нагрет до 673 К. Давление в баллоне при этом установилось 10,133 10 Па. Рассчитайте степень диссоциации фосгена по уравнению реакции O I2 = СО + I2 и константу равновесия Кр и Кс при этих условиях.
[c.264]
Давление в баллонах со сжатыми газами составляет 15 МПа (150 кгс/см ) и поскольку обычно такого высокого давления для производственных целей не требуется, газ от-бир. ют нз баллона через редуктор, снижающий давление до рабочего в аппарате или приборе (рис. 25.4). Редукторы можно npиveнять только для того газа, для которого онн предназна-чень , что определяется по окраске редуктора, которая должна соо зетствовать окраске баллона. В баллоне оставляется остаточное давление не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см ) для того, чтобы на заводе-наполнителе было легче проверить, какой газ фаь ически находился в баллоне. [c.309]
Высокочастотные безэлектродные лампы. При определении таких элементов, как мышьяк, висмут, сурьма, селен, теллур, таллий, свинец, хорошие результаты были получены при использовании безэлектродных ламп с высокочастотным (ВЧ) возбуждением. Спектральные высокочастотные безэлектродные лампы представляют собой сферические (рис.
8.6, а, б) или цилиндрические (рис. 8.6, в, г) баллоны из стекла или кварца, нанолненные инертным -азом при низком давлении. В баллон, снабженный отростком, помещается небольшое количество чистого металла либо его соли. Имея более низкую температуру, чем остальной баллон, отросток стабилизирует раснределение температуры в ламие и устраняет перемещение металла по внутренней ее но-верхности, уменьшая релаксационные колебания интенсивности излучения. Копструкцин, изображенные на рис. 8.6, а, б, предназначены для применения в ВЧ-генераторах (20—200 МГц), а конструкции, представленные на рис. 8.6, в, г, — в СВЧ-геиераторах [c.146]
После выпуска газа до остаточного давления в баллоне ] —1,5 атм, вентиль плотно закрывают, снимают редуктор. [c.28]
Баллон емкостью 3,4-10 м (3,4 л), в котором находится 5-10 кг (5 г) фосгена, нагрет до 673 К- Давление в баллоне при этом установилось 10,133-10 (1 атм.). Рассчитать степень диссоциации фосгена (С0СЬ С0 + С12) и константы равновесия Кр и Кс при этих условиях.
[c.240]
Если после 1—1,5 ч величина дрейфа нуля все же будет недопустимой, то устранить дрейф моя но поворотом влево или вправо оси потенциометра Корректор дрейфа нуля . Для того чтобы установить заданный расход газа-носителя, надо открыть вентиль высокого давления на баллоне с газом-носителем (манометр высокого давления покажет давление в баллоне) редуктором на баллоне установить выходное давление (по манометру низкого давления) 1,5—Зат редуктором, находящимся на панели блока колонки, у1 тановить по манометру давление 2—3 ат и переменным дроссе.хем установить по ротаметру необходимый расход газа-носит( ля. Выждать 5—10 мин и, если обнаружится отклонение, вновь восстановить заданный расход при помощи того же дросселя. Постоянный расход газа-носителя монпостоянном давлении его, которое показывает манометр, установленный на нйнели блока колонки. [c.65]
Балон вместимостью 10 л с метаном при 298 К содержит 1 л воды. Обще давление в баллоне равно 9,866 10 Па.
Рассчитайте, сколько граммов метана растворено в воде. [c.195]
Перевести переключатель 22 в положение анализ , а ручками /7 и 20 нуль детектора установить перо регистратора в начале мил-ливольтовой шкалы. Второй переключатель 16, служащий для установления пределов измерения, поставить на наименьшую шкалу Ю мв. Возможно монотонное смещение (дрейф) нуля влево или вправо, если температура детектора недостаточно стабилизировалась и требуется дополнительное время для ее стабилизации. Чтобы установить заданный методикой анализа расход газа-носителя, надо открыть вентиль высокого давления на баллоне с газом-носителем (манометр высокого давления покажет давление в баллоне) редуктором на баллоне установить выходное давление (по манометру низкого давления) 1,5—3 кг см редуктором 7 на панели блока колонки установить по манометру 6 давление 2—3 кг см переменным дросселем 8 установить по ротаметру 5 необходимый расход газа-носителя. Выждать 5—10 мин и, если нужно, вновь установить заданный расход тем же дросселем.
Постоянство расхода газа-носителя может быть при постоянном давлении его, которое показывает манометр 6 на панели блока колонки. После пуска газа-носителя нулевая линия регистратора может сместиться ее следует восстановить заново тумблером установка нуля . [c.167]
Нельзя выпускать весь газ из баллона Отбор газа прекращают, когда остаточиое давление в баллоне составляет 1—1,5 атм. [c.27]
Пружины выбраны таким образом, что при изменении давления в баллоне от 0,4 до 16 кГ1см давление под малой мембраной (на выходе первой ступени редуцирования) изменяется в пределах 0,4—1,2 кГ/см . Давление из-под малой мембраны через щель, между седлом и накладкой передается в рабочую ка- [c.131]
Кислород
Кислород – газ без цвета и запаха, активно поддерживает горение. Плотность газообразного кислорода 1.43 кг/м3 (при температуре 0 градусов по Цельсию и давлении 760 мм рт. ст.), что в 1.11 раз тяжелее воздуха, поэтому газообразный кислород, выпущенный из баллона, скапливается в нижней части помещения, заполняет все приямки и траншеи и надолго там задерживается, образуя закислороженную зону.
Максимально допустимое содержание кислорода 23%. По своим химическим свойствам кислород является сильным окислителем. Масло в среде кислорода взрывается, поэтому все детали, работающие в среде кислорода, должны быть чистыми от масла.
Примечание: во избежание переполнения баллонов, в соответствии с «Правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением», допускается заполнять баллон на 1-2 атм. ниже величин, указанных в таблице.
На долю кислорода приходится около 47% массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 88%, в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20% по объему, либо 23% по массе. Элемент входит в состав более 1500 соединений.
Газообразный кислород получают путем газификации из жидкого кислорода.
Сырье для газификации – жидкий кислород — получают из атмосферного воздуха с помощью устройств для сжижения воздуха – турбодетандеров. Далее жидкий кислород перевозят к месту его применения в криогенных емкостях типа термос-цистерна. Станция по закачке кислорода в баллоны представляет из себя наполнительный пункт, состоящий из резервных и рабочих емкостей, криогенного насоса, испарителя и устройства непосредственного распределения газа по баллонам – наполнительной рампы. Кислород закачивается в баллон под давлением 150 атм при температуре 20 градусов Цельсия. Кислород применяют в промышленности и медицине. Технический кислород ГОСТ 5583-78 используют при автогенной резке и газовой сварке, металлургии, химической промышленности, металлообработке, в качестве компонента топлива в жидкостных ракетных двигателях.
Кислородные баллоны ГОСТ 949-73 принимаются под наполнение объемом 40, 10 и 5л. Баллоны изготавливают из стали методом горячей прокатки. Обычно корпуса баллонов для всех технических газов объемом 40 литров производят двух типов – с рабочим давлением 150 или 125 атм.
Баллоны под кислород должны быть выкрашены в голубой цвет и иметь надпись «кислород» черного цвета. Баллоны оснащаются вентилями марки ВК-86 или ВК-94. Не принимаются под наполнение кислородом баллоны с рабочим давлением мене 150 атмосфер, без башмаков, замасленные, заправленные раньше другими газами, со следами механических повреждений или коррозии. Один раз в пять лет проводится аттестация баллона.
Давление в полном кислородном баллоне в зависимости от температуры окружающей среды:
| Температура окр. среды С | -30 | -20 | -10 | 0 | 10 | 20 | 30 |
|
Давление в баллоне не более Р кг/см |
110 | 120 | 130 | 135 | 140 | 145 | 150 |
Минимизация эффекта нагнетаемого давления (SPE) в редукторе | Справочно-информационный ресурс
Минимизация эффекта нагнетаемого давления (SPE) в редукторе
Джон Кестнер (Jon Kestner), менеджер по продукту
Оператор жидкостной или газовой системы, контролирующий технологическую линию от источника (газового баллона) иногда может наблюдать явление, при котором на выходе редуктора без видимых причин повышается давление.
По мере опустошения баллона давление на входе редуктора падает. Часто даже опытным техническим специалистам кажется, что давление на выходе должно соответствующим образом снижаться, но вместо этого оно растет. Такое явление называют эффектом нагнетаемого давления (SPE).
Что такое эффект нагнетаемого давления (SPE)
Эффект нагнетаемого давления, также называемый зависимостью, — это изменение давления на выходе вследствие изменения давления на входе (со стороны нагнетания). Данное явление характеризуется обратно пропорциональным изменением значений давления на входе и выходе. При снижении давления на входе соответствующим образом увеличивается давление на выходе. Аналогичным образом, при повышении давления на входе снижается давление на выходе.
Эффект нагнетаемого давления в редукторе обычно указывается производителем. Как правило, его представляют как коэффициент или процентную долю, выражающие величину изменения давления на выходе по отношению к изменению давления на входе.
Например, если для редуктора указан SPE, равный 1:100 или 1%, это значит, что при снижении давления на входе на 100 фунтов на кв. дюйм давление на выходе увеличится на 1 фунт на кв. дюйм. Степень колебания давления на выходе редуктора определяется по следующей формуле:
∆P (выход) = ∆P (вход) x SPE
Уравновешенная и неуравновешенная конструкция золотника в подпружиненных редукторах
Один из наиболее распространенных типов редукторов—подпружиненный редуктор давления. Пружина передает усилие на чувствительный элемент—мембрану или поршень,—управляющий золотником через условный проход и регулирующий таким образом давление на выходе.
Неуравновешенная конструкция подразумевает, что входное давление подпирает золотник и оказывает воздействие на его область, равную площади седла. Вследствие этого снижение давления на входе приводит к уменьшению силы, воздействующей на золотник, и позволяет тугой пружине отодвинуть золотник немного дальше от седла, что повышает давление на выходе.
Возникшее в результате повышение давления на выходе недостаточно велико, чтобы полностью скомпенсировать силу упругости пружины и переместить золотник в исходное положение. В итоге давление на выходе повышается благодаря эффекту нагнетаемого давления.
Работа редукторов обеспечивается равновесием сил, поэтому величину SPE можно определить как отношение площадей золотника и чувствительного элемента, на которые действует давление. Таким образом, редукторы с большим чувствительным элементом и малым золотником будут иметь самое низкое значение SPE, а редукторы с малым чувствительным элементом и большим золотником — самое высокое.
Чтобы продемонстрировать влияние неуравновешенной конструкции золотника на эффект нагнетаемого давления, необходимо постепенно уменьшать входное давление. При давлении на входе, составляющем 1160 фунтов на кв. дюйм, ман. (80 бар), давление на выходе составит 43,5 фунта на кв. дюйм, ман. (3 бара). Однако если давление на входе снизится до 870 фунтов на кв.
дюйм, ман. (60 бар), давление на выходе вырастет до 53,7 фунта на кв. дюйм, ман. (3,7 бара). Поскольку входное давление воздействует на всю поверхность неуравновешенного золотника, любое изменение входного давления влечет за собой значительное изменение величины силы и равновесие сил в редукторе тоже существенно смещается.
Распространенным методом снижения эффекта нагнетаемого давления, особенно в условиях высокого расхода, где золотники обычно больше, — применение редуктора с уравновешенной конструкцией золотника. Назначение такой конструкции — минимизация площади возможного воздействия высокого входного давления. Эта цель достигается, когда относительно низкое выходное давление достигает участка нижней стороны золотника через условный проход, проходящий вертикально вдоль золотника и герметизированный уплотнительным кольцом вокруг нижнего штока золотника. С точки зрения эффекта нагнетаемого давления получится, что любое изменение входного давления произведет меньшее изменение в силе, поскольку давление воздействует уже на гораздо меньшую площадь.
Чтобы продемонстрировать, как эффект нагнетаемого давления влияет на редуктор с уравновешенным золотником, представьте себе постепенное снижение входного давления в представленном выше примере с неуравновешенной конструкцией золотника. Как и раньше, при давлении на входе, составляющем 1160 фунтов на кв. дюйм, ман. (80 бар), давление на выходе составит 43,5 фунта на кв. дюйм, ман. (3 бара). Однако если давление на входе снизится до 870 фунтов на кв. дюйм, ман. (60 бар), давление на выходе вырастет лишь до 46,4 фунта на кв. дюйм, ман. (3,2 бара). Причем даже при значении давления на входе 725 фунтов на кв. дюйм, ман. (50 бар) давление на выходе будет по-прежнему держаться на уровне 46,4 фунта на кв. дюйм, ман. (3,2 бара).
Обратите внимание, что в редукторе с уравновешенным золотником влияние выходного давления ниже, чем в предыдущей рассмотренной конструкции. Еще одним преимуществом конструкции с уравновешенным золотником является способность снижать эффект замыкания, то есть исключать вероятность скачков давления на выходе при резком закрытии золотника.
Сравнение одно- и двухступенчатых редукторов
В областях применения с низким расходом, например в аналитических контрольно-измерительных системах, существует альтернативный способ минимизировать эффект нагнетаемого давления—использование двухступенчатых редукторов давления. Для этого нужно установить два одноступенчатых редуктора последовательно или объединить их в один узел. Каждый редуктор по отдельности контролирует колебания входного давления лишь в определенных пределах, но вместе они удерживают давление на выходе весьма близко к исходной уставке.
Чтобы определить колебание выходного давления в двухступенчатом редукторе, разницу во входном давлении умножают на SPE каждого редуктора. Используется следующее уравнение:
∆P (выход) = ∆P (вход) x SPE1 x SPE2
Следует помнить, что SPE — это обратная зависимость между значениями входного и выходного давления. По мере опустошения газового баллона и снижения входного давления в редукторе первой ступени возникнет повышение выходного давления.
Данное повышенное давление передается на редуктор второй ступени, где приводит к последующему снижению давления на его выходе. Поскольку в редукторе первой ступени происходит значительное изменение давления на входе и меньшее изменение давления на выходе, редуктор второй ступени реагирует только на малое изменение давления на своем входе от первой ступени и осуществляет минимальное снижение давления на своем выходе.
Для демонстрации эффекта нагнетаемого давления в приведенном ниже примере используется редуктор давления модели KCY. По мере опустошения газового баллона давление в нем снижается с 2500 фунтов на кв. дюйм, ман. (172 бар) до 500 фунтов на кв. дюйм (34 бар). Допустим, SPE каждого редуктора равен 1%. При снижении входного давления редуктора первой ступени на 2000 фунтов на кв. дюйм, ман. (137 бар) давление на его выходе увеличится на 20 фунтов на кв. дюйм, ман. (1,3 бара). В результате этого давление на выходе редуктора второй ступени снизится лишь на 0,20 фунта на кв. дюйм, ман.
(0,01 бара). Обратите внимание, что в данном случае изменение выходного давления существенно ниже, чем в предыдущей рассмотренной конструкции редуктора.
С точки зрения минимизации эффекта нагнетаемого давления двухступенчатая конструкция редуктора, как правило, позволяет получить улучшенные результаты по сравнению с одноступенчатой конструкцией и уравновешенным золотником. В условиях, когда один газовый баллон используется в качестве источника для выполнения нескольких операций с одним и тем же выходным давлением, может быть достаточно любого из этих двух вариантов.
С другой стороны, если газовый баллон является источником для выполнения нескольких операций с разным давлением, придется организовать двухступенчатую редукторную систему из двух одноступенчатых редукторов. В таком случае редуктор первой ступени нужно расположить у газового баллона, а редуктор второй ступени — на каждой технологической линии. Зачастую, для минимизации SPE используют системы, в которых двухступенчатый редуктор расположен у источника подачи газа, а одноступенчатый редуктор — в точке применения.
Такой избыточный подход соответствует трехступенчатой редукторной системе и не требуется в большинстве областей применения. Два одноступенчатых редуктора, расположенные последовательно, позволят добиться минимального значения SPE при низких затратах.
Выводы
В случаях, когда редуктор регулирует выходное давление газового баллона, всегда следует учитывать эффект нагнетаемого давления. Изменение давления на входе будет вызывать соответствующее изменение величины давления на выходе. Во многих системах эффект нагнетаемого давления можно минимизировать благодаря применению одноступенчатого редуктора с уравновешенным золотником или двухступенчатого редуктора. Однако если источник газа используется для подачи на несколько направлений с различными значениями требуемого давления, то возможно, понадобится несколько одноступенчатых редукторов — один у источника газа и по одному на каждой технологической линии.
Нужна помощь в выборе подходящего редуктора для вашей жидкостной или газовой системы? Компания Swagelok поможет вам определиться с решениями, которые увеличат эффективность работы ваших уникальных систем.
Чтобы узнать подробнее, ознакомьтесь с нашей видеотекой технических рекомендаций по организации подачи на редукторе и спрямлению кривых регулирования.
ОЗНАКОМЬТЕСЬ С ТЕХНИЧЕСКИМИ ВИДЕОРЕКОМЕНДАЦИЯМИ ПО РЕДУКТОРАМ
Установка ГБО — бомба замедленного действия или миф?
ГБО — бомба замедленного действия или миф?
Сеть Интернета пестрит множеством видео, в которых засняты взрывы автомобилей с установленным ГБО. По этому вопрос об безопасности ГБО поднимается довольно часто. Многие установщики отвечают, что это все враньё и ГБО безопасно, но не могут аргументировать своё мнение. Конечно, сомнения остаются, так как если установщик ГБО и знает о проблемах, то сообщать про них их не в его интересах.
Давайте же вместе разберёмся в этой теме, основываясь на законы физики и научные факты.
Есть два вида газа для работы автомобилей на газе — метан или пропан-бутан.
Метан — природный газ, который хранится в баллонах в сжатом состоянии.
Рабочее давление в баллоне для метана составляет 200-250 атмосфер.
Пропан-бутан — газ, который получают с нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Рабочее давление в баллоне с пропан-бутаном 16 атмосфер.
Почувствовали разницу рабочего давления? Больше чем в 10 раз.
В основном «печальные» видео связаны именно с метаном из-за высокого давление при котором он хранится.
Наша сеть по установке ГБО занимается переоборудование автомобилей для работы на пропан-бутане. Давайте рассмотрим эту смесь газов поподробней:
Давайте рассмотрим что происходит с баллоном в случае ДТП. Немецкая компания, которая занимается краш-тестами автомобилей, сделала краш-тест автомобиля с установленным ГБО
Если Вы все еще сомневаетесь в надежности баллона, то предоставляем Вашему вниманию Краш-тест непосредственно баллона заполненного водой
Как видите толщина стенки баллона достаточная что бы выдержать выстрел из пистолета в отличии от бензинового бака.
Так что в этом вопросе газ даже безопасней бензина. Но стоит забывать что баллоны не долговечны. Всегда присутствует такой фактор как усталость материала (ссылка на wikipedia). По европейских нормам срок эксплуатации баллона для пропан-бутана 10 лет, далее баллон необходимо утилизировать. Но утилизация стоит денег и всегда находятся «бизнесмены» с менее развитых стран, которые готовы купить списанные баллоны для перепродажи на рынке своей странны. К сожалению, в Украине тоже находятся такие «бизнесмены», которые слегка реставрируют такие баллоны и закидывают на местный рынок. Прочность таких баллонов сомнительна, так как срок рекомендуемый заводом-производителем они уже отходили и дальнейшая эксплуатация ложится на страх и риск владельца автомобиля. В нашей сети СТО мы устанавливаем только новые баллоны, что подтверждают сертификаты качества, которые мы выдаём вместе с пакетом документов после установки ГБО.
Вернёмся к нашим баллонам. Многие, кто уже эксплуатируют автомобили с ГБО знают что заправлять баллон полностью запрещено и необходимо оставлять 20% объема баллона для паров пропан-бутана.
Это делается для того, по тому что при нагреве баллона пропан-бутан начнёт испаряться и ему надо для этого место. К сожалению, некоторые установщики ГБО могут предлагать убирать «отсекатель», который отвечает за эту функцию, чтоб при заправке в баллон заходило больше газа. Человек, который не в курсе для чего это нужно обычно соглашается, так как он слышит только положительный эффект что при заправке будет заходить больше газа и на заправку можно будет ездить реже и вроде бы это ничем не чревато(по тому что о темной стороне ему никто не говорит). В нашей сети СТО безопасность клиента стоит на первом месте, по этому таких манипуляций с мультиклапаном мы не проводим, даже по желанию самого клиента.
Вернемся к тому для чего нужно паровая подушка и что может случиться если баллон сильно нагреется(ДТП с возгоранием вокруг баллона) и 20% объема не хватит для испарения пропан-бутана и внутреннее давление начнёт расти? В этом случае надо вспомнить, что в баллон устанавливается мультиклапан.
Главным узлом в ГБО, который отвечает за безопасность является мультиклапан. Давайте рассмотрим его подробней — в нем встроено много клапанов и у каждого своя функция:
скоростной клапан, в случае обрыва магистрали перекрывает подачу газа
обратный клапан наполнительного канала, предотвращает выход газа через заправочный канал
поплавок, не даёт заправить баллон больше чем на 80% от объема баллона
аварийный клапан при превышении допустимого давления, периодически сбрасывает небольшую дозу паровой фазы
аварийный клапан при превышении допустимой температуры выпускает небольшую постоянную дозу паровой фазы для того что бы уменьшить давление в баллоне
электромагнитный клапан, перекрывает подачу газа при отключении системы ГБО или при выключении зажигания. Данный клапан есть не на всех мультиклапанах (в нашей сети СТО устанавливают мультиклапана, только с такой катушкой).
Как правильно отрабатывает мультиклапан при пожаре Вы можете увидеть на следующем видео, продолжении краш теста немецкой компании