Якщо замерзає газ в газовому балоні при низьких температурах

02.06.2017 г.

Всі користувачі газових приладів, що працюють на скрапленому пропан-бутані, мають справу з газовими балонами. І іноді трапляється так, що балон покривається памороззю або інеєм, а газ усередині балона замерзає і перестає надходити в обладнання. Отже, ваш гриль або обігрівач просто припиняє працювати або працює неправильно – чадить, спалахує або працює не на повну потужність.

Що ж робити в такій ситуації?

Для початку – розібратися в причинах, з яких виникає це явище.

Відомо, що газ в балоні – скраплений і знаходиться під тиском. Коли газ надходить в прилад, він знову переходить з скрапленого в газоподібний стан. Цей процес може відбуватися у вигляді пароутворення або кипіння.

Шкільний курс фізики говорить нам про те, що при випаровуванні з поверхні рідини першими вилітають швидші молекули, чия кінетична енергія перевищує енергію їх сили тяжіння (зв’язок) з іншими молекулами рідини. В кінцевому рахунку, за рахунок вивільнення більш швидких частинок, що мають більшу кінетичну енергію, сама рідина, що залишилася (в нашому випадку скраплений газ) зменшує загальний показник своєї кінетичної енергії і просто  остигає (якщо немає зовнішнього джерела енергії для її підігріву). І чим швидше відбувається процес випаровування, тим менше залишається молекул, здатних від’єднатися і подолати силу зчеплення між молекулами для виходу з рідини.

В результаті температура знижується до такого ступеня, а рівень випаровування стає настільки низьким, що газ повністю перестає надходити з балону (критично низька температура залежить від % співвідношення пропану і бутану у газової суміші у балоні). Тому, чим інтенсивніше буде витрата газу, тим швидше буде знижуватися температура залишкової рідкої фази в газовому балоні.

Іншими словами, чим більше газу споживає обладнання, тим інтенсивніше буде знижуватися температура рідкої газової фракції в балоні.

І протилежно, при підвищенні температури швидкість випаровування рідини зростає, у зв’язку зі зростанням загальної кінетичної енергії її молекул, а значить, зростає і кількість молекул, кінетичної енергії яких досить для випаровування.

В такому випадку є два логічних вирішення цього завдання.

Перше – підігрів балона. Друге – зниження інтенсивності споживання палива. Є ще третя, не така очевидна, але технологічна відповідь – підбирати паливо відповідно до кліматичних умов або сезону зима-літо. Зараз розберемо кожену пораду детально.

Обігрів балону

Способів реалізації тут безліч. Один з них – покривати балон спеціальними термочохлами та зігріваючими “сорочками”.

Зауваження: обертати балони в будь-який теплоізоляційний матеріал неможна, оскільки температура знижується зсередини балона, а не зовні. Загорнувши балон в неправильну термоізоляцію, ви лише зупините теплообмін і створите «термос».

Як знизити витрати на регулярну заправку і транспортування балонів

Цього ефекту можна досягти, використовуючи кілька балонів одночасно для одного пристрою. Як? Використовуючи спеціальні рампи для балонів. Арифметика така: підключили два балони – споживання знизилося в два рази. Якщо приєднати чотири – тоді інтенсивність впаде в чотири рази. При чому, на кожному конкретному балоні. Ті самі рампи, які з’єднують балони, завжди мають манометр і спеціальні клапани безпеки. Манометр показує рівень тиску, а клапан запобігає неполадкам – в разі підвищення рівня тиску або різкого нагріву просто стравлює надлишок газу.

Важливе зауваження: якщо ви використовуєте кілька балонів, то всі вентилі (на них і на рампі) мають бути відкритими. В такому випадку споживання палива буде розподілено між всіма балонами рівномірно. І можна бути впевненим в правильній роботі спускного клапана безпеки.

Підбір палива на різні сезони

Цей спосіб тримати в «робочому тонусі» ваш пристрій заснований на фізичних можливостях різних газів. Адже різні гази киплять і замерзають при різних умовах. А їх суміші набувають інших можливостей. Експериментально були виведені дві формули оптимальних газових сумішей – для літа і для зими.

Літня суміш характерна тим, що в ній кількість бутану перевищує пропан. У процентному співвідношенні – %60 (бутан) на %40 (пропан). Така пропорція ефективна у використанні і порівняно недорога у виробництві. У зимовій суміші навпаки більше пропану. Співвідношення у відсотках – %60 (пропан) на %40 (бутан). Буває і %70 на %30 або навіть %80 на %20. Пов’язано це з тим, що температура кипіння пропану -42 ° С (переходу з рідкого в газоподібний стан), в той час як бутану всього -0,5 ° С.

Використання правильної газової суміші відповідно до сезону – ефективний інструмент для правильної роботи будь-якого пристрою. Але крім нього також важливо не забувати про правила зберігання газових балонів і неодмінно їх дотримуватися.