Při jaké teplotě plyn v láhvi zamrzá a jak tomu lze zabránit? — UralCryoGas | články

«Může plyn ve válci zamrznout, a pokud ano, jak tomu zabránit?“- tato otázka obvykle vyvstává u lidí, kteří používají zkapalněný uhlovodíkový plyn pro domácí účely. Plynové lahve jsou plněny směsí propanu a butanu. Specifikace pro takové plyny jsou regulovány GOST R 52087-2018.

GOST poskytuje následující třídy uhlovodíkových zkapalněných plynů: technický a automobilový propan, technický a automobilový propan-butan a technický butan.

Bod tuhnutí těchto plynných směsí je určen procentem čistých plynů v nich obsažených – propanu a butanu. Pokud jde o čisté plyny používané v palivových směsích, bod tuhnutí butanu je -138 °C, u propanu -188 °C.

Ale to jsou teploty, při kterých odpovídající plyn zcela zamrzne. Spotřebitele zkapalněného plynu však zajímá především teplota, při které plyn ještě zůstane v plynném stavu, tedy ve stavu vhodném pro práci. Pro propan je to přibližně: -40 °C a pro butan: -1 °C. Plynová láhev tak může být držena v nevytápěné místnosti nebo dokonce na ulici, pokud to neplatí pro Dálný sever, kde teplota v zimě klesá pod tuto značku.

Příčiny zamrzání plynu v lahvích

Plyn v tlakové nádobě je v kapalném stavu. Když přejde do plynného stavu, zkapalněný plyn částečně zamrzne. Zde jsou důvody tohoto jevu:

• Nízká teplota vzduchu. Praxe používání plynových lahví ukazuje, že optimální teplota pro normální provoz zařízení není nižší než -10 °C, a když teplota klesne na hodnotu řádově -15 °C . -20 °C , plyn v lahvích začíná hůř hořet.
• Vysoký obsah butanu ve směsi. Bod tuhnutí butanu je mnohem vyšší než u propanu. Čím větší je tedy podíl tohoto plynu v palivové směsi, tím vyšší je teplota, při které začíná mrznout. Pro provoz plynových zařízení je tedy třeba dodržet správný poměr butanu a propanu. To zajistí normální provoz při záporných okolních teplotách.
• Zvýšená spotřeba plynu. Vezměte prosím na vědomí, že láhev je pokryta námrazou pouze tam, kde je plyn v kapalném stavu. Jakékoli zařízení poháněné plynovou lahví používá plynnou fázi. Při přechodu z kapalného do plynného skupenství zůstává kapalná frakce na dně a plynná frakce stoupá. V tomto případě se kapalný plyn ochladí. S rostoucí spotřebou paliva se kapalný plyn ochlazuje rychleji a silněji. Část válce, kde se nachází, je pokryta námrazou. Současně se zpomalí proces odpařování, zařízení začne pracovat nestabilně.

Jak zabránit zamrznutí plynu

K tomu je nutné vyloučit nebo snížit pravděpodobnost výše uvedených faktorů.

V první řadě potřebujete dodržujte doporučení pro poměr butanu a propanu v použité směsi. V důsledku studie byly stanoveny optimální poměry složek směsi pro práci v chladném a teplém období:

• V teplé sezóně: ​​propan – 40%, butan – 60%;
• V chladném období: propan – 60%, butan – 40%.

Takové poměry jsou považovány za optimální. V některých případech se však používá směs, kde množství propanu dosahuje 80%, ale protože cena propanu je mnohem vyšší, bude takové palivo dražší.

Pokud zařízení začalo pracovat hůře a na povrchu válce se objevila námraza, pak nejprve přesuňte balón do teplé místnosti. Po určité době se obnoví podmínky pro správný provoz, dodávka plynu se obnoví v předchozím režimu.

Pokud není možné balónem pohnout, zahřát na místě. Majitelé plynových lahví často používají oheň k zahřívání, což je přísně zakázáno. Při takto intenzivním zahřívání plyn z kapalného skupenství velmi rychle přechází do plynného skupenství, tlak uvnitř nádoby prudce stoupá a to může vést až k explozi.

Pokud se vaše zařízení nachází v místnosti s vytápěním, neměli byste těmto indikátorům věnovat pozornost.

Pokud je chlazení způsobeno intenzivní spotřebou plynu, měli byste snížit jeho spotřebu nebo nainstalovat další válec.

Pokud v zimě nepoužíváte plyn, může být válec ponechán v nevytápěné místnosti až do jara – nic se mu nestane.

S lahvemi na plyn se zabývají všichni uživatelé plynových spotřebičů na zkapalněný propan-butan. A někdy se stane, že válec pokryje námraza nebo jinovatka a plyn uvnitř láhve zamrzne a přestane proudit do zařízení. V důsledku toho váš gril nebo topné těleso jednoduše přestane fungovat nebo nefunguje správně – kouří, vzplane nebo nepracuje na plný výkon.

Co dělat v této situaci?

Nejprve pochopte důvody, proč k tomuto jevu dochází. Je známo, že plyn ve válci je zkapalněný a je pod tlakem. Když plyn vstoupí do zařízení, opět přejde ze zkapalněného do plynného skupenství. Tento proces může probíhat ve formě odpařování nebo varu.

Školní kurz fyziky nám říká, že při vypařování vylétají z povrchu kapaliny nejdříve rychlejší molekuly, jejichž kinetická energie převyšuje energii jejich přitažlivé síly (vazby) se zbytkem molekul kapaliny.
Výsledkem je, že vlivem uvolňování rychlejších částic s větší kinetickou energií samotná zbývající kapalina (v našem případě zkapalněný plyn) snižuje celkový ukazatel své kinetické energie a jednoduše se ochlazuje (pokud není externí zdroj energie na jeho ohřev). A čím rychleji dojde k procesu odpařování, tím méně molekul zůstane, které se mohou oddělit a překonat adhezní sílu mezi molekulami, aby opustily kapalinu.

V důsledku toho teplota klesne natolik a úroveň odpařování se sníží natolik, že plyn z láhve zcela přestane proudit (kriticky nízká teplota závisí na % poměru propanu a butanu ve směsi plynů v láhvi). Čím intenzivnější je tedy spotřeba plynu, tím rychleji bude klesat teplota zbytkové kapalné fáze v plynové láhvi.

Jinými slovy, čím více plynu zařízení spotřebuje, tím intenzivněji se bude snižovat teplota frakce kapalného plynu v láhvi.

A naopak se zvyšující se teplotou se zvyšuje rychlost vypařování kapaliny, a to díky nárůstu celkové kinetické energie jejích molekul, což znamená, že se zvyšuje i počet molekul, jejichž kinetická energie je dostatečná k vypařování.

V tomto případě existují dvě logická řešení tohoto problému

Prvním je ohřev válce. Druhým je snížení intenzity spotřeby paliva. Existuje třetí, ne tak zřejmá, ale technologická odpověď – vybrat palivo v souladu s klimatickými podmínkami nebo zimním a letním obdobím. Nyní si každý tip podrobně rozebereme.

Vyhřívání válce

Existuje mnoho způsobů, jak to implementovat. Jedním z nich je zakrytí válce speciálními termokryty a topnými plášti.

Poznámka: Není možné obalit láhve žádným tepelně izolačním materiálem, protože teplota klesá zevnitř láhve a ne zvenčí. Obalením válce do špatné tepelné izolace pouze zastavíte výměnu tepla a vytvoříte „termosku“.

Jak snížit náklady na pravidelné tankování a přepravu tlakových lahví

Tohoto efektu lze dosáhnout použitím několika válců současně pro jedno zařízení. Jak? Použití speciálních ramp pro válce. Aritmetika je následující: zapojili jsme dva válce – spotřeba klesla na polovinu. Pokud přidáte čtyři, intenzita klesne čtyřikrát. Navíc na každém konkrétním válci. Stejné rampy, které spojují lahve, mají vždy manometr a speciální pojistné ventily. Tlakoměr ukazuje úroveň tlaku a ventil zabraňuje problémům – v případě zvýšení úrovně tlaku nebo náhlého zahřátí – jednoduše vypustí přebytečný plyn.

Důležitá poznámka: pokud používáte několik válců, pak musí být všechny ventily (na nich a na rampě) otevřené. V tomto případě bude spotřeba paliva rozdělena rovnoměrně mezi všechny válce. A můžete si být jisti, že bezpečnostní vypouštěcí ventil funguje správně.

Výběr paliva pro různá roční období

Tento způsob udržování vašeho zařízení v „pracovním tónu“ je založen na fyzických schopnostech různých plynů. Různé plyny se totiž vaří a zamrzají za různých podmínek. A jejich směsi získávají další možnosti. Experimentálně byly odvozeny dva vzorce pro optimální směsi plynů – pro léto a pro zimu.

Letní směs se vyznačuje tím, že množství butanu v ní převyšuje propan. V procentech – %60 (butan) na %40 (propan). Tento podíl je účinný při použití a jeho výroba je relativně levná. Naopak zimní směs obsahuje více propanu. Procentuální poměr je %60 (propan) ku %40 (butan). Stává se to také %70 až %30 nebo dokonce %80 až %20. Je to dáno tím, že bod varu propanu je -42 °C (přechod z kapalného do plynného skupenství), zatímco butanu pouze -0,5 °C.

Použití správné směsi plynů podle ročního období je účinným nástrojem pro správný chod jakéhokoli zařízení. Kromě toho je však také důležité nezapomenout na pravidla pro skladování plynových lahví a bezpodmínečně je dodržovat.