Wszyscy znamy gaz płynny (LPG) zamknięty w butlach lub zbiornikach stosowany w gospodarstwach domowych do zasilania kuchenek czy piecyków, w turystyce do gotowania, a także w budownictwie i przemyśle do zasilania np. palników do papy czy lutowania. LPG wykorzystywany jest także jako paliwo do samochodów.

Butla z gazem płynnym

Gaz płynny jest to mieszanina propanu i butanu lub tylko jednego z tych gazów, sprężona pod ciśnieniem w butli lub zbiorniku. Gazy te mają taką właściwość, że pod zwiększonym ciśnieniem zamieniają się w ciecz nie zmieniając swojego składu chemicznego.

Podczas dużego poboru gazu z butli często występuje zjawisko ochładzania jej powierzchni. Nie zauważymy tego podczas przygotowywania posiłku na kuchence turystycznej ale już podczas grzania papy termozgrzewalnej palnikiem można zaobserwować w chłodniejsze dni nawet oszronienie butli. Palniki do grzania papy pobierają znacznie więcej gazu niż kuchenka turystyczna.

Dlaczego butla z gazem płynnym podczas jego dużego poboru ochładza się?

Przyjmijmy, że mamy butlę wypełniona propanem i znajduje się ona w pomieszczeniu, w którym panuje stała temperatura. W punktach napełniania butle są napełniane do tak, że 85% jej pojemności zajmuje gaz w postaci płynnej natomiast pozostałe 15% to w postaci gazowej. Obie te fazy, płynna i gazowa znajdują się oczywiście pod takim samym ciśnieniem, około 5 – 6 bar. Gdy pobieramy z butli pewną ilość gazu pobieramy gaz z poduszki gazowej. W butli zmniejsza się ilość gazu ale nie zmniejsza się ciśnienie. Dzieje się tak ponieważ pewna ilość propanu przechodzi z fazy płynnej do poduszki gazowej. Ta zmiana postaci z płynnej na gazową potrzebuje energii w postaci ciepła. Niezbędne ciepło pobierane jest z pozostałej, w butli objętości gazu płynnego. Prowadzi to do obniżenia temperatury gazu. Obniżenie temperatury gazu w butli powoduje, że pobiera on ciepło od ścianek butli a te z kolei pobierają ciepło od otaczającego powietrza.

Pobieranie ciepła przy przechodzeniu z fazy ciekłej do gazowej nie jest niczym niezwykłym. Dokładnie tak samo zachowuje się woda przechodząc w stan gazowy czyli parę. Woda pobiera ciepło na przykład od palnika kuchenki. Parowanie, a właściwie wrzenie wody i propanu są to dokładnie te same zjawiska ale zachodzące w różnych przedziałach temperatur. W termodynamice wrzenie nie oznacza doprowadzenie płynu do wysokiej temperatury aby mógł odparować. Dla różnych substancji wrzenie odbywa się w różnych temperaturach, czasami bardzo niskich. Aby w normalnych warunkach, doprowadzić wodę do wrzenia, musimy ogrzać ją do 100oC. Propan natomiast wrze już w temperaturze -43oC. W rozpatrywanym przypadku każde ciało znajdujące się w otoczeniu propanu może dostarczać mu niezbędne do wrzenia ciepło, ponieważ każde ciało ma temperaturę wyższą niż -43oC. Nie potrzeba tu palnika kuchenki tak jak w wypadku wody.

Szron na butli z gazem płynnym

Szron na butli z gazem płynnym

W wypadku, kiedy w butli znajduje się mieszanina propanu i butanu, sytuacja jest bardziej skomplikowana. Podczas poboru gazu propan odparowuje w większej ilości niż butan i proporcje tych gazów w mieszaninie zmieniają się. Co więcej, inaczej zmieniają się proporcje propanu i butanu w fazie ciekłej inaczej w fazie gazowej. Tutaj ciśnienie w zbiorniku nie utrzymuje się już na stałym poziomie ponieważ każdy z gazów ma inne ciśnienie wrzenia i przy zmianie ich proporcji w mieszaninie wypadkowe ciśnienie mieszaniny też się zmienia. Kiedy w butli jest już resztka mieszaniny możemy być pewni, że jest w niej dużo więcej butanu niż propanu. Butan odparowuje w temperaturze +0,5oC, więc czasami może się okazać, że chociaż w butli coś „chlupie” to nie wydobywa się z niej żaden gaz. To butan, który pozostał w butli w mroźny dzień zimowy. Nie zdołał odparować ponieważ temperatura otoczenia ma akurat niższą temperaturę niż temperatura wrzenia butanu i nie ma skąd pobrać energii cieplnej niezbędnej do odparowania.

Z opisanego zjawiska, pewne grupy zawodowe wykorzystujące LPG już dawno wyciągnęły wnioski praktyczne. Przy zastosowaniach przemysłowych, kiedy przewiduje się duży pobór gazu można zastosować baterię kilku butli. Kiedy na skutek dużego poboru gazu temperatura mieszaniny lub ciśnienie zmniejszy się do takiego poziomu, że uniemożliwia pobór gazu z butli roboczej system uruchamia następną butlę, dając czas na ogrzanie się pierwszej od otoczenia i gaz znowu może odparowywać.

Zbiorniki podziemne LPG mają tą przewagę nad zbiornikami nadziemnymi, że te pierwsze mają zawsze zapewniony dopływ energii cieplnej. Na głębokości poniżej 1 m temperatura gruntu nawet podczas mroźnej zimy jest zawsze dodatnia a duża masa ziemi otaczającej zbiornik zapewnia dostarczenie ciepła.

j

Nasza strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celach statystycznych, reklamowych oraz funkcjonalnych. Dzięki nim możemy indywidualnie dostosować stronę do twoich potrzeb. Każdy może zaakceptować pliki cookies albo ma możliwość wyłączenia ich w przeglądarce, dzięki czemu nie będą zbierane żadne informacje. Dowiedz się jak wyłączyć...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close