какое давление в газовом баллончике для горелки

Об использовании газовых горелок и оптимальном выборе газового баллона в холодное время года.

Множество друзей и знакомых имеют хобби связанное с пребыванием на природе. Охота, рыбалка, туризм, экспедиционные поездки разного формата. Технический прогресс уже очень плотно вошел в наш туристический быт и приготовление пищи и разогрев воды с использованием газовых горелок уже очень плотно вошел в наш обиход. В плюсах использования газа можно отметить доступность (большое количество производителей горелок, газовых ламп и баллонов к ним, наличие отечественных производителей), отсутствие копоти, маленький вес оборудования и разумная стоимость оборудования (по сравнению, например, с мультитопливными горелками). Минус, по сути, только один — использование газового оборудования в холодное время года — вот тут и начинаются сложности.
Эту заметку побудил написать опыт очередного выезда на природу с ночевкой, пришедшегося на 3 января 2017 года и январские морозы, которые только-только начинались (тем не менее температура при ночевке в неотапливаемом шатре составила (-)18). До этого я ночевал на открытом воздухе при температуре не превышающей (-) 7-8 градусов в пике и это, по видимому, некая переходная граница, за которой могут начаться реальные проблемы.

Для начала немножко теории (взятой с просторов интернета).

Почему моя газовая горелка не работает зимой?

Чтоб такой вопрос не возник в походе, лучше прочитайте эту заметку до выхода в горы:)
Итак, газовые горелки питаются смесью газов в газообразном состоянии (без тавтологии тут не обойтись). В баллоне эта смесь находится в жидком. Встряхните баллон. Чувствуете? Внутри плещется жидкость. Вспомним уроки физики: жидкость начинает испаряться, когда температура вещества превышает температуру его кипения.
Теперь давайте разберемся, что же происходит летом и зимой.
Лето. Воздух нагревает баллон до относительно высоких температур, выше температуры кипения газа – газ кипит – испарения создают в баллоне избыточное давление – из-за давления часть испарений вырывается из баллона в горелку, по пути смешиваясь с воздухом – на выходе из горелки происходит эффективное сгорание газа. А мы получаем горячий обед.

Зима. На улице холодно, баллон в рюкзаке остыл до температуры ниже необходимой для кипения газовой смеси – газ остается в жидком состоянии – давления нет – газ в горелку не поступает – горелка не работает. А мы мерзнем от холода, облизывая замерзшую еду.

Еще один факт, который играет против нашего горячего обеда зимой – это природа самого процесса испарения. При испарении вещество теряет большое количество тепла (сильно охлаждается). Газ испаряется очень интенсивно, поэтому и охлаждается очень сильно. Летом это не сказывается на работе горелки, потому что баллон снова нагревается от горячего воздуха. А зимой баллон только остывает. Когда баллон полный, то это не так заметно, так как потери тепла распределяются на большее количество топлива. А если баллон почти пуст, то температура газовой смеси может быстро упасть ниже температуры ее кипения.

До какой температуры можно использовать газовую горелку?
Делая выводы из вышесказанного, нам нужно, чтоб газ в баллоне был нагрет выше температуры кипения. Но, на самом деле, этого мало. Если мы хотим полакомиться горячим обедом, то нам просто необходимо, чтоб давление внутри баллона было достаточное для выхода большого количества газа в горелку. Для этого нам нужен зазор в несколько градусов.

Газы из нашего баллона кипят при температурах:
бутан (нормальный бутан, н-бутан)…-0,5°С
изобутан …-11,73°С
пропан…-42,09°С

Как сохранить работоспособность газового баллона при низких температурах?

Если для своей походной кухни вы выбрали газовую горелку, то эти советы специально для вас.

Немного физики.
Движение газовой смеси из баллона к горелке обусловлено избыточным давлением внутри баллона. Избыточное давление образуется из-за того, что температура газовой смеси в баллоне выше температуры ее кипения.
Когда температура баллона опуститься ниже температуры кипения (или даже будет примерно такой-же), то испарение газа прекратиться и ваша любимая горелка перестанет работать.

Чтоб избежать этого в холодную погоду следуйте простым и надежным советам.

Совет 2.
Чтоб быстрее запустить горелку, держите баллон в теплом месте. Днем, за час до трапезы, положите во внутренний карман куртки. На ночь заберите баллон к себе в спальник. Да, звучит очень странно – спать с баллоном, но этим вы обеспечите себе горячий завтрак.

Совет 3.
Используйте ветрозащитный экран. Даже если ветра нет. Окружите горелку с трех сторон на расстоянии 10-15 см, четвертую оставьте для притока кислорода. Снизу под баллон положите изоляцию, например, кусочек коврика. Ветроэкран удержит тепло и баллон будет лучше прогреваться. Не придвигайте экран ближе к горелке и контролируйте нагрев баллона рукой. Если руке становиться очень тепло или горячо – выключите горелку, дайте баллону остыть. А перед следующим запуском отодвиньте экран дальше.
Перегревать баллон опасно – БА-БАХ!
Для облегчения рюкзака, в качестве ветроэкрана используйте подручные средства, например, ваш не надувной коврик.

Оговорка
Эта информация полезна для горелок без системы подогрева топлива. Для горелок, оборудованных системой подогрева топлива (на фото ниже), состав смеси и температура баллона играют меньшую роль. Об этом я расскажу в другой заметке.

Итак, возвращаемся к моему личному опыту. Года с 2003 мы уже использовали в поездках газовые горелки и лампы:

Тогда на рынке туристического оборудования было не так много предложений и одним из ведущих производителей на эту тему, была французская фирма Campingaz: www.campingaz.com/RU/default.aspx
Компактные горелки не занимавшие много места и баллоны, продававшиеся в любом туристическом магазине Москвы и МО определили популярность данного бренда. Шли годы, существенно изменилась стоимость валюты по отношению к нашему рублю и французские баллоны стали уже не были так доступны, как раньше, Кроме того, оказалось, что пока другие производители выпускали новые модели оборудования, заточенные для использования в мороз, Campingaz лениво чесал пузо почивал на лаврах былой популярности и ничего не делал.

Ночевка на открытом воздухе в январские морозы 2017 года принесла мне важное открытие — при температуре ниже 5 градусов мороза с Campingaz вы останетесь без горячей еды и питья по двум причинам:
1. Ни одна из моделей газовых горелок компании Campingaz не оборудована системой предварительного подогрева топлива, холода французским конструкторам неведомы и в горы они тоже не ходят.
2. Состав газа в баллонах компании Campingaz затруднительно использовать при температуре ниже (+) 5 градусов Цельсия:
Баллон газовый Campingaz CV470, розничная стоимость 470 руб.

Газовый картридж клапанного типа для газового оборудования Campingaz®
Содержит 450 гр пропан (20%)-бутана(80%).
Помните теорию — при температуре ниже (+) 5 градусов Цельсия мы доблестно выжгли из баллона весь пропан и остались с замерзшим бутаном, который идти в горелку и, вообще гореть, гордо отказался (баллона кстати, у нас было два, но горячего чая от этого больше не стало) 🙁

***
Кто виноват — понятно, что делать?

1. Замена горелки на модель, предназначенную для эксплуатации в холодное время года, оборудованную системой подогрева топлива. Об это напишу в отдельной заметке 😉
2. Подбор газового баллона, оптимального для использования в холодное время года.
Не берем в расчет всякую экзотику и посмотрим на модели двух производителей, широко представленных в продаже: MSR и Kovea:

Баллон газовый MSR ISO PRO, розничная стоимость 725 руб.

ОСОБЕННОСТИ:
— Топливо: 80/20 изобутан/ пропан
— Встроенный поплавковый датчик для определения остатка кол-ва топлива
— Высокая производительность при низких температурах
— Обеспечение поддержания горения до полного окончания топливного остатка
— Вес топлива: 450 гр.
ОПИСАНИЕ:
Высококачественное топливо, разработанное компанией MSR, с соотношением изобутана и пропана 80/20, повышает эффективность горелок. Топливо имеет отличные рабочие характеристики при низких температурах, горит чище, уменьшается количество копоти. Встроенный поплавковый датчик поможет определить, при помощи погружения баллона в емкость с водой, сколько топлива осталось ( изображение на баллоне).
Страна бренда: США
Страна производства: ЮЖНАЯ КОРЕЯ

Баллон газовый Kovea 450, розничная стоимость 360 руб.

ОСОБЕННОСТИ:
— Состав: изобутан 72%, пропан 22%, бутан 6%.
— Габариты упаковки: 110 x 110 x 150 мм.
— Тип клапана: резьбовой.
— Вес газовой смеси: 450 г.
ОПИСАНИЕ:
Резьбовой газовый баллон наполнен высокопроизводительной газовой изопропановой смесью составом: изобутан 72%, пропан 22%, бутан 6%. Газовый баллон возможно использовать со всеми типами газовых приборов Kovea и приборами других производителей резьбового стандарта epi-gas. Температура использования до минус 23 град.
Страна бренда: Южная Корея
Страна производства: КОРЕЯ, РЕСПУБЛИКА

Ну как бы вывод напрашивается следующий:
— баллоны Kovea имеют оптимальное соотношение цены-качества. Можно использовать всепогодно, весна-лето-осень с горелками обычного типа, зимой с горелками со встроенной системой подогрева топлива (до (-)23 градусов Цельсия);
— «брендовый» баллон американской компании MSR, по внешнему виду и стране-производителю, делается так же на заводе Kovea. Нет никакого смысла платить дороже за содержание пропана больше на 5%, чем у Kovea, с учетом 2-х кратной разницы в цене. Актуален только для плановых поездок в запредельные холода (более 23 градусов мороза).

Источник

Кое-что о заправке одноразовых газовых баллонов

Вспоминается времечко (начало нулевых), когда китайские газовые плитки и прилагающиеся к ним поллитровые баллоны (в простонародье — «дихлофосы») стали появляться в рыболовных и туристических лавках. В ту пору за один подобный баллон торговцы просили около ста рубчиков, что для не совсем доходных слоёв населения — было, мягко выражаясь — совсем не по карману. И тогда хитрая на выдумку голь научилась их — оные баллончики — заправлять от бытовых газовых баллонов.

Неизвестно имя того пионера, кто первый воздвиг мост в виде шланга между могучим 50-литровым гигантом и малюткой-поллитровкой, но сие событие стало эпохальным, ибо с него и началась Великая Эра Халявного Газа.

Мы сотоварищи этим делом душеньку в своё время тоже хорошо отвели. Столько баллонов перезаправили — счёт потеряли! И продолжалось бы всё так и дальше, покуда не обнаружился неприятный изъян у одного уже не единожды перезаправленного баллона. Он, этот баллон — дал течь, и начал медленно, но верно — спускать своё драгоценное содержимое в атмосферу.

Не сразу, но появилось у нас подозрение, что давление газа, закачанного в баллон — явно не соответствует давлению, которое тот обязан держать. Это подозрение также было подкреплено одним замечательным событием, произошедшим с совершенно другим перезаправленным баллоном.

Сей баллон был вставлен в портативный газовый агрегат, располагавшийся в только что установленном (на хорошем морозе) мобильном пристанище рыболова. И покамест в палатке царил дубак — агрегат исправно излучал калории, постепенно повышая температурку. И когда таковая достигла значения, при котором перестали мёрзнуть лунки (а также грабли рыболова) — в агрегате сию же секунду сработал клапан аварийного давления, враз отключивший подачу газа в систему. Оный клапан — ежели верить бумажке с иероглифами — нужен дабы предотвратить перегрев баллона. Но баллон-то был прохладен! Аки пиво из холодильника!

Стало ясно, что опосля кустарной перезаправки с баллонами происходит что-то не то, и газу внутри их явно некомфортно.

Таки да, но ведь оригинальный газ, закачанный в баллоны фирмой-изготовителем — спокойно себе плескался внутри, не делая при этом никаких поползновений слинять наружу.

Впоследствии выяснилось, что изначально в баллоны был залит жидкий бутан, либо изобутан, мы же по простоте душевной «надували» их техническим пропаном. Нижеследующая таблица красноречиво показывает, чем пропан отличается от своих братьев бутана и изобутана.

Таблица 1. Давление (в атмосферах) насыщенных паров предельных углеводородов.

Как сообщил нам агент парагвайской разведки, работающий под прикрытием в Южной Корее — все «дихлофосы» рассчитаны на давление до 6,4 атмосфер. Исходя из вышенарисованной таблички можно легко понять, почему изготовители баллонов запрещают греть свою продукцию выше 40-45°C — именно при сей температурке давление изобутана начинает уже по-настоящему проверять на прочность тонкие стенки баллона. А вот баллон с бутаном, как видно из таблицы — теоретически можно ещё на пару десятков градусов подогреть, но — фирма сказала низя, значит низя! Почему — есть одна версия, но о ней ниже.

Не стоит забывать, что кроме стенок, которые, вероятно и справятся с давлением, несколько превышающим заявленную норму, в баллоне есть и такая интимная часть, как клапан. Сколько он выдержит — вопрос интересный, ведь в конструкции сего «органа», помимо металлических частей, имеются и пластмассовые детали. Его могли попросту «наджабить» при перезаправке, посему в одном баллоне он и начал травить.

Какие же выводы из всего вышесказанного можно сделать?

А вывод тут напрашивается единственный: не уверен — не заправляй.

Конечно, при исправном оборудовании, прямых руках и трезвой голове это вполне осуществимо. И ведь не обязательно чистый пропан в баллоны лить, можно и пропан-бутановую смесь, где оного пропана всего треть.

С чистым же пропаном остаётся единственное — держать баллоны на холоде и там же их эксплуатировать, не допуская даже малейшего нагрева.

Ну и самое главное — любая перезаправка одноразового баллона осуществляется перезаправщиком на свой страх и риск, и в случае каких-либо неприятных последствий — вся ответственность за произошедшее будет лежать исключительно на нём.

Между прочим, в последнее время газ в баллончиках существенно подешевел, и возникает закономерный вопрос: а нужна ли она вообще — вся эта возня со шлангами? Может, таки проще купить новый баллон, чем возиться с перезаправкой старого?

Источник