Как упоминалось ранее, точка замерзания бутана отличается от точки замерзания пропана. Оптимальные соотношения для работы приборов зимой и летом были определены на основе практических исследований.
Почему замерзает газовый баллон: Причины замерзания газа и способы его предотвращения
Одна из самых распространенных проблем с пропан-бутановыми газовыми приборами – образование инея на поверхности газового баллона. Это свидетельствует о том, что газ замерзает внутри металлического контейнера. Эта проблема приводит к сбоям в работе газовых приборов или полному отключению подачи газа.
Почему же газовый баллон покрывается инеем и как избежать этой проблемы? В этой статье представлена исчерпывающая информация о причинах образования инея и способах его предотвращения, чтобы вы могли обеспечить нормальную работу своего прибора.
Причины образования инея на баллоне
Давайте попробуем выяснить, почему газ во внешнем баллоне замерзает при понижении температуры воздуха.
Для начала нам нужно понять, что охлаждение частиц происходит, когда газ интенсивно выпускается из баллона. Когда газ внутри баллона закачивается под давлением, он концентрируется в жидком состоянии. Следовательно, во время выпуска жидкого газа происходит частичное замерзание газа.
Газовые баллоны должны быть заполнены примерно на 80%. Это необходимо для обеспечения безопасной работы газовых приборов. Поскольку газ имеет тенденцию к расширению, это может привести к разрыву баллона из-за избыточного давления. Расширение газа внутри баллона происходит за счет нагрева газа независимо от источника тепла. Процесс расширения начинается даже после воздействия прямых солнечных лучей или другого нагревательного элемента.
Причина № 1 – низкая температура воздуха
Исходя из практики использования баллонов, оптимальная температура, при которой оборудование будет нормально работать, составляет около 10 градусов, при понижении этой температуры возникнут проблемы с подачей газа в систему.
Если оборудование находится в помещении с отоплением, не стоит обращать внимание на эти значения. Вам также не стоит беспокоиться о том, что газовый баллон замерзнет и выйдет из строя, если вы оставите его зимой в помещении без отопления. Зимние температуры слишком низкие, чтобы топливо полностью замерзло.
Чтобы газовый баллон не замерз, температура не должна опускаться ниже 10-15 градусов Цельсия, поэтому переместите устройство в более теплое место или установите электрический обогреватель.
Конструкция и работа термоодеяла
Баллон содержит газ в жидком состоянии и под высоким давлением. Баллон заполнен примерно на 80%. Если топливо расширится, например, из-за нагрева, взрыва не произойдет.
Во время работы в основном используется паровая фаза газа, которая поднимается вверх. Жидкая фаза превращается в паровую по мере расходования топлива. Этот процесс сопровождается истощением так называемых быстрых молекул.
В результате этого процесса жидкость теряет энергию и охлаждается. Скорость снижения температуры зависит от испарения и наличия жидкости в баллоне. Подача газа прекращается в точке критической температуры. Чтобы предотвратить это, пользователи используют специальные нагревательные устройства, называемые термоодеялами. Более подробно их особенности будут рассмотрены ниже.
Запрещается оборачивать газовые баллоны теплоизоляционным материалом. Такой вид изоляции останавливает теплообмен и дает лишь "эффект термоса".
Когда необходим дополнительный обогрев?
Одеяла для бытовых газовых баллонов необходимо использовать при температуре, близкой к -15 градусам Цельсия. Как только термометр достигнет отметки -30 градусов, эксплуатация баллона без термоодеяла становится невозможной. Зимой этот процесс становится особенно сложным, поскольку при понижении температуры воздуха баллон замерзает быстрее.
Даже в помещении с температурой воздуха ниже нуля бутан в баллоне не испаряется. Сгорание пропана приводит к тому, что котел, конвектор и другие газовые приборы гаснут. Остатки бутана можно сжечь, но только при температуре выше нуля, иначе баллон придется заменить на заправленный.
Иней может образоваться на поверхности баллона и из-за плохого качества топлива, особенно если на заправочной станции не используется специальный вид пропан-бутана, рассчитанный на низкие температуры. В такой ("зимней") смеси должен преобладать пропан, так как это газ, который испаряется даже при отрицательных температурах.
Рекомендации по использованию обогревателя
Мы рассмотрели, как оно работает и что такое термоодеяло для газового баллона. Теперь поговорим о том, как правильно его использовать.
Перед использованием термоодеяла необходимо проверить герметичность баллона, а также оборудования, в котором используется газ. Если обнаружена непроницаемость, ее следует устранить. Если имеются какие-либо внешние признаки неисправности нагревателя, в том числе поврежденный кабель питания, устройство следует отключить.
Рекомендуется также ознакомиться с правилами безопасного использования баллона в вашем доме.
В зависимости от ваших потребностей термоодеяло может быть подключено к сети на весь период эксплуатации или использоваться время от времени.
При использовании термоодеяло оборачивается вокруг баллона. Термоодеяло покрывает всю поверхность баллона и фиксируется липучкой. Стяжка в верхней части обеспечивает доступ к крану. Чтобы начать работу, просто подключите устройство к электрической розетке.
Газовые баллоны должны находиться на расстоянии не менее одного метра от радиаторов и других нагревательных приборов. Для источников тепла с открытым пламенем это расстояние увеличивается до 5 метров.
Запрещается использовать обогреватель, если обнаружены искры, запах дыма или повреждение изоляции соединительного кабеля. Запрещается использовать прибор в сложенном или скомканном состоянии, а также мыть изделие.
Состав газовых смесей
Если вы сравните состав различных баллонов, то заметите, что в газовых смесях всего три компонента: бутан, изобутан и пропан.
Согласно школьному учебнику химии, эти газы являются органические вещества класса алканов.. При горении они выделяют много тепла и разлагаются на воду и углекислый газ. Однако их объединяет одна общая черта – температура кипения. Их температура кипения.и это важно для нас. Учитывая это и зная прогноз погоды, мы можем купить перед рыбалкой "правильные баллоны" – с которыми обогреватель будет работать стабильно.
Рассмотрим подробнее каждое вещество.
Бутан
Бесцветный, легковоспламеняющийся газ [3] Не путать с одноименным королевством! Он легко конденсируется при повышении давления или понижении температуры ниже нуля, после чего появляется в виде бесцветной летучей жидкости. В небольших количествах он оказывает наркотическое действие на организм, в больших – очень ядовит.
Вы не поверите, но его используют не только для заправки газовых баллонов и зажигалок, но и в качестве… пищевая добавка (E943a)!
Бутан добывается из природного газа, дистилляции сырой нефти и крекинга нефтепродуктов.
Температура кипения: -0,5 °C.
Да… Этот газ определенно не подходит для наших зим. Бутан – самый распространенный ингредиент в одноразовых газовых баллонах.
Изобутан
Изомер бутана, альтернативное название – "2-метилпропан". Он отличается от своего предшественника более симметричным расположением атомов углерода и некоторыми свойствами. Как и бутан, это бесцветный горючий газ, не менее токсичный. В основном он используется в качестве топлива (в том числе в газовых смесях для двигателей внутреннего сгорания). Кроме того, он является хорошим хладагентом – не разрушает озоновый слой и обеспечивает меньшее потребление энергии в холодильных системах. Как и бутан – зарегистрирован в качестве пищевой добавки (E943b).
Применение
Понятно, что баллоны на основе бутана подходят только для температур оттаивания, когда термометр поднимается выше нуля. Для температур замерзания до -12 °C предпочтительнее изобутан. И чем больше в смеси пропана, тем ниже температура ее применения.
Компоненты газовой смеси испаряются не все сразу, а по отдельности, причем самые летучие из них – в первую очередь. Предположим, что мы используем баллон, содержащий 30% пропана и 70% бутана. Пропан начнет гореть первым, и было бы хорошо, если бы воздух в палатке прогрелся до плюсовой температуры, прежде чем он будет израсходован. Также нужно учитывать, что наш баллон всегда на несколько градусов холоднее окружающей среды – из-за постоянного испарения смеси внутри. Получается, что если к этому моменту температура цилиндра будет выше нуля, то нагреватель продолжит нормальную работу, в противном случае он начнет гаснуть.
Без подогреваемой пластины цилиндра нам придется самим заботиться о его нормальной температуре, о чем пойдет речь в следующей статье.
| Я знаю рыболовов, которые, насмотревшись на подобные фокусы, отказались от газа и перешли на бензин. |
| Особенно это касается плит и обогревателей, у которых нет нагревательного элемента в баллоне. |
| Не путать с одноименным царством! |
Нагрев баллона
Предположим, что нам удалось запустить нагреватель, но со временем его пламя стало уменьшаться. Это означает, что температура внутри баллона достигла той точки, когда газ перестал испаряться. Пришло время обзавестись дополнительным источником тепла, чтобы нагреть баллон.
Для плит и обогревателей, где баллон соединен шлангом, пригодится следующий метод. Баллон помещается в кювету, в которую наливается вода из колодца.
Если смесь в баллоне основана на изобутане, это прекрасно работает, поскольку температура ледяной воды около нуля, что более чем достаточно для испарения этого газа: его температура кипения составляет -11,73 °C. В случае с бутаном срабатывает тот же трюк, поскольку его температура кипения составляет -0,5 °C, что не намного, но ниже температуры ледяной воды, однако – по мнению некоторых удильщиков – газ все равно замерзает, поскольку баллон быстро охлаждается. Похоже, что его нужно нагревать другим способом, как в случае с гаджетами, конструкция которых не позволяет поместить кювету под газовый баллон.
В последнее время в магазинах появились дешевые одноразовые химические грелки в виде палочек или пластинок с самоклеющейся стороной, состав которых окисляется при контакте с кислородом воздуха и выделяет тепло. Они нагреваются до 35-40°C (это максимально допустимая температура для одноразовых баллонов). Почему бы не использовать их для нагрева баллонов? Тем более что время работы нагревателей составляет 6-7 часов.
Некоторые рыболовы и туристы используют многоразовые нагреватели для разогрева баллонов. Упоминания об этом можно найти на форумах. Однако рабочая температура солевых грелок составляет около 50°C, поэтому риск перегрева баллона невелик.
Вообще говоря, такой риск существует всегда, если источник тепла, используемый для нагрева газа, нагревается выше допустимой температуры, указанной на этикетке баллона (обычно 40-45°C, в зависимости от газовой смеси). Конечно, пока воздух в палатке не нагревается, риск перегрева баллона минимален. Однако стабильно работающий обогреватель может значительно повысить температуру замкнутого пространства, что приведет к повышению температуры баллона. Конечно – никто не станет нагревать зимнюю палатку до +30°C и выше, ведь такая температура вряд ли будет комфортной для тепло одетого рыболова. А постоянное испарение газа охлаждает баллон, делая его немного прохладнее, чем окружающая среда. Однако если источник тепла, используемый для нагрева баллона, достаточно сильный – можно достичь опасных температур.
Немного о теплоизоляции палатки
Не только нагрев исключает замерзание газа в баллоне. Как известно, обычные однослойные палатки держат тепло "так себе". Но можно легко обить внутреннюю часть синтетическими волокнами и еще одним слоем ткани. После такой обработки палатка будет быстрее нагреваться и дольше удерживать тепло, но она будет тяжелее.
Помимо стенок палатки, большая часть тепла поглощается льдом. Теплопроводность замерзшей воды намного выше, чем у жидкой, и при температуре -20°C равна теплопроводности гранита (2,4 Вт/м*К). Забавно, что снег здесь может играть роль теплоизолятора, поскольку его теплопроводность примерно такая же, как у дерева (0,15 Вт/м*К). Поэтому, если лед покрыть слоем снега – потери тепла в палатке уменьшатся.
Однако снег всегда имеет отрицательную температуру, поэтому не стоит полагаться на его изоляционные свойства. Лучше оборудовать палатку импровизированным полом, который можно вырезать из полутора метров толстого изоляционного материала. Это не только утеплит убежище рыболова, но и предотвратит таяние льда и снега под ним.