Γέμισμα φιάλης και θερμοκρασία.

[Χρηστος Ευθυμιου]

Όλοι μας γνωρίζουμε ότι όταν γεμίζουμε την φιάλη μας ανεβαίνει η θεοκρασία "Χ" βαθμούς και μετά από μερικές ώρες η θερμοκρασία υποχωρεί σταδιακά ισορροπώντας με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Ταυτόχρονα όμως μειώνεται και η πίεση. Την πίεση μπορώ να την μετρήσω, μια φόρα αμέσως μετά το γέμισμα που σε αυτή την περίπτωση ήταν 230 bar και μία φορά αφού η φιάλη μου έχει πάρει την θερμοκρασία του περιβάλλοντος περίπου 20°C στο υπόγειο μετά από μερικές ώρες. Στην δεύτερη μέτρηση διαπίστωσα πως η πίεση είχε πέσει στα 200 bar. Αναρωτήθηκα λοιπόν ποια ήταν η θερμοκρασία αμέσως μετά το γέμισμα, αφού όταν την έπιασα από το κλείστρο να την μεταφέρω 30 μέτρα μέχρι το αυτοκίνητο έπρεπε να κάνω διάλειμμα διότι μου έκαιγαν έντονα τα χέρια (2 φίαλες). Με λίγα μαθηματικά και λίγη φυσική υπολόγισα την θερμοκρασία και έμεινα έκπληκτος.

Εσείς τι λετε, ποια ήταν η θερμοκρασία αμέσως μετά το γέμισμα??

[Σώτος Χριστοδούλου]

Αρχικό μήνυμα απο Χρηστος Ευθυμιου

Όλοι μας γνωρίζουμε ότι όταν γεμίζουμε την φιάλη μας ανεβαίνει η θεοκρασία "Χ" βαθμούς και μετά από μερικές ώρες η θερμοκρασία υποχωρεί σταδιακά ισορροπώντας με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Ταυτόχρονα όμως μειώνεται και η πίεση. Την πίεση μπορώ να την μετρήσω, μια φόρα αμέσως μετά το γέμισμα που σε αυτή την περίπτωση ήταν 230 bar και μία φορά αφού η φιάλη μου έχει πάρει την θερμοκρασία του περιβάλλοντος περίπου 20°C στο υπόγειο μετά από μερικές ώρες. Στην δεύτερη μέτρηση διαπίστωσα πως η πίεση είχε πέσει στα 200 bar. Αναρωτήθηκα λοιπόν ποια ήταν η θερμοκρασία αμέσως μετά το γέμισμα, αφού όταν την έπιασα από το κλείστρο να την μεταφέρω 30 μέτρα μέχρι το αυτοκίνητο έπρεπε να κάνω διάλειμμα διότι μου έκαιγαν έντονα τα χέρια (2 φίαλες). Με λίγα μαθηματικά και λίγη φυσική υπολόγισα την θερμοκρασία και έμεινα έκπληκτος.

Εσείς τι λετε, ποια ήταν η θερμοκρασία αμέσως μετά το γέμισμα??

Χρήστο δεν είναι σπάνιο η θερμοκρασία στο γέμισμα να ανεβαίνει στους 64 βαθμούς κελσίου, αν το γέμισμα είναι γρήγορο και ειδικά όταν το κλίμα είναι θερμό. Η καλύτερη λύση είναι να γεμίζονται πολλές φιάλες μαζί. Η ψηλή θερμοκρασία αυξάνει την πίεση και καταπονεί τη φιάλη αρκετά. Ψηλές θερμοκρασίες όμως δεν έχουμε μόνο στο γέμισμα. Έχω αφήσει ένα θερμόμετρο έτσι για πείραμα, στο αυτοκίνητο όταν είχα κατέβει για φαγητό το καταμεσήμερο στην παραλία Λάρνακας με θερμοκρασία υπό σκιάν 35 βαθμούς κελσίου. Το αυτοκίνητο ήταν παρκαρισμένο στον ήλιο επειδή δεν βρήκα σκιά . Δύο ώρες μετά μέτρησα θερμοκρασία 73 βαθμούς κελσίου μέσα στο αυτοκίνητο.

[Χρηστος Ευθυμιου]

Αρχικό μήνυμα απο Σώτος Χριστοδούλου

Χρήστο δεν είναι σπάνιο η θερμοκρασία στο γέμισμα να ανεβαίνει στους 64 βαθμούς κελσίου, αν το γέμισμα είναι γρήγορο και ειδικά όταν το κλίμα είναι θερμό. Η καλύτερη λύση είναι να γεμίζονται πολλές φιάλες μαζί. Η ψηλή θερμοκρασία αυξάνει την πίεση και καταπονεί τη φιάλη αρκετά. Ψηλές θερμοκρασίες όμως δεν έχουμε μόνο στο γέμισμα. Έχω αφήσει ένα θερμόμετρο έτσι για πείραμα, στο αυτοκίνητο όταν είχα κατέβει για φαγητό το καταμεσήμερο στην παραλία Λάρνακας με θερμοκρασία υπό σκιάν 35 βαθμούς κελσίου. Το αυτοκίνητο ήταν παρκαρισμένο στον ήλιο επειδή δεν βρήκα σκιά . Δύο ώρες μετά μέτρησα θερμοκρασία 73 βαθμούς κελσίου μέσα στο αυτοκίνητο.

Σώτο πολύ σωστά είναι όντως 64°C και είναι όπως το λες πολύ γρήγορο γέμισμα. Για αυτόν τον λόγο έθεσα έτσι την ερώτηση για να “ψαχτούμε” λίγο και να βγουν τα χρήσιμα συμπεράσματα που ήδη μας ανέφερες. Μήπως θα μπορούσες να δώσεις τα στοιχεία για να το “ψαξουμε” διαφορετικά. Πόση θα είναι η πίεση στην φιάλη αν θερμανθεί 73 °C μέσα στο αυτοκίνητο που ανέφερες στο παράδειγμα σου??

Υ.Γ. Τι να σου κάνω, το υπολόγισες πολύ γρήγορα.
Ευχαριστώ

[Σώτος Χριστοδούλου]

Παραθέτω λοιπόν τη γενική εμπειρική μέθοδο υπολογισμού για τους υπόλοιπους φίλους.

Έστω ότι γεμίζω τη φιάλη μου στους 20 βαθμούς κελσίου στα 200 bar (την άφησα να κρυώσει και ακολούθως την ξαναγέμισα ).

Αφήνω τη φιάλη στο αυτοκίνητο μέσα στο οποίο η θερμοκρασία ανεβαίνει στους 73 βαθμούς. Αν υποθέσουμε ότι η φιάλη παραμένει για αρκετή ώρα ώστε και στη φιάλη η θερμοκρασία να γίνει 73 βαθμούς πόση θα είναι η πίεση της?

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να μετατρέψουμε τη θερμοκρασία σε απόλυτη θερμοκρασία Κέλβιν.

Απλώς προσθέτουμε +273 στους βαθμούς κελσίου και έχουμε Κέλβιν.

Άρα 20 βαθμοί κελσίου ισοδυναμούν με 293 βαθμούς Κέλβιν
73 βαθμοί κελσίου ισοδυναμούν με 346 βαθμούς Κέλβιν.

Θεωρούμε ότι η μεταβολή του όγκου στη φιάλη είναι αμελητέα για σκοπούς απλούστευσης.

Η πίεση είναι ανάλογη της θερμοκρασίας (σε Κέλβιν) σε σταθερό όγκο.

Άρα έχουμε αύξηση θερμοκρασίας 346 / 293 = 1,268 φορές.

Θα έχουμε και αύξηση πίεσης κατά 1,268 φορές.

Η αρχική πίεση ήταν 200 bar.

200 bar X 1,268 = 254 bar (μην το δοκιμάσετε στο σπίτι ).

[Σώτος Χριστοδούλου]

Μπορεί κανείς να φανταστεί και εκτός από τις συνέπειες στη γρήγορη γήρανση της φιάλης και τις συνέπειες όταν επιχειρήσει να τοποθετήσει τον ρυθμιστή του (με Yoke σύστημα) σε φιάλη με 254 bar μόλις ανοίξει τη βαλβίδα?

[fivos]

Αρχικό μήνυμα απο Σώτος Χριστοδούλου

Άρα έχουμε αύξηση θερμοκρασίας 346 / 293 = 1,268 φορές.

Θα έχουμε και αύξηση πίεσης κατά 1,268 φορές.
Η αρχική πίεση ήταν 200 bar.
200 bar X 1,268 = 254 bar (μην το δοκιμάσετε στο σπίτι ).

Σώτο μάλλον έχεις ένα μικρό λαθάκι στους υπολογισμούς:
346 / 293 = 1,181 φορές.
Οπότε:
200 bar X 1,181 = 236,2 bar

Επειδή όμως το μαγαζί που γεμίζω έχει τη μανία να γεμίζει στα 240-250, για να πέσει όταν κρυώσει στα 220-230 (λες και θα του κάνει κανένας παράπονα ότι μας έκλεψε στο ζύγι) έκανα κι έναν υπολογισμό για τα 230:

230 bar X 1,181 = 271,6

κι αν το συνδυάσεις με το γεγονός ότι εγώ τις μπουκάλες τις αφήνω μόνιμα στο αμάξι (μερικές φορές και γεμάτες) γιατί βαριέμαι να τις κουβαλάω το συμπέρασμα είναι ότι πάω ΤΩΡΑ τρέχοντας να βγάλω τις μπουκάλες απ' το αμάξι

Ήξερα ότι υπάρχει κάποια αύξηση πίεσης αλλά δεν είχα μπει στον κόπο να κάνω τον υπολογισμό

Όσο για ρυθμιστή Yoke μου έχει τύχει να σκάσει το λαστιχάκι δίπλα μου και δεν είναι καθόλου καλή εμπειρία. Ο φίλος δε που ήταν ακριβώς πάνω απ' το ρυθμιστή, είχε για κάμποση ώρα ένα βουητό στο αυτί του...

ΥΓ: Υπάρχει περίπτωση να πάθει μόνιμη βλάβη ένας ρυθμιστής από τέτοια διαφορά πίεσης ή ακόμη χειρότερα: Να δείχνει κανονικός και να παρουσιάσει πρόβλημα στη βουτιά?

[Σώτος Χριστοδούλου]

Αρχικό μήνυμα απο fivos

Σώτο μάλλον έχεις ένα μικρό λαθάκι στους υπολογισμούς:
346 / 293 = 1,181 φορές.
Οπότε:
200 bar X 1,181 = 236,2 bar

Επειδή όμως το μαγαζί που γεμίζω έχει τη μανία να γεμίζει στα 240-250, για να πέσει όταν κρυώσει στα 220-230 (λες και θα του κάνει κανένας παράπονα ότι μας έκλεψε στο ζύγι) έκανα κι έναν υπολογισμό για τα 230:

230 bar X 1,181 = 271,6

κι αν το συνδυάσεις με το γεγονός ότι εγώ τις μπουκάλες τις αφήνω μόνιμα στο αμάξι (μερικές φορές και γεμάτες) γιατί βαριέμαι να τις κουβαλάω το συμπέρασμα είναι ότι πάω ΤΩΡΑ τρέχοντας να βγάλω τις μπουκάλες απ' το αμάξι

Ήξερα ότι υπάρχει κάποια αύξηση πίεσης αλλά δεν είχα μπει στον κόπο να κάνω τον υπολογισμό

Όσο για ρυθμιστή Yoke μου έχει τύχει να σκάσει το λαστιχάκι δίπλα μου και δεν είναι καθόλου καλή εμπειρία. Ο φίλος δε που ήταν ακριβώς πάνω απ' το ρυθμιστή, είχε για κάμποση ώρα ένα βουητό στο αυτί του...

Ευχαριστώ για τη διόρθωση. Σωστός ο Φοίβος! Δεν ήμουν ποτέ καλός στην γρήγορη / πρόχειρη αριθμιτική!

Άρα ποτέ φιάλη στο αμάξι. Ακόμα και 230 bar όταν ο κατασκευαστής προτείνει 200, είναι μεγάλη πίεση και προκαλεί αδιακιολόγητη καταπόνηση.

Εϊναι γεγονός πως τα περισσότερα λαστιχάκια σκάνε στα γεμίσματα. Το έχω δει αρκετές φορές. Μέχρι και φιάλη να χορεύει μπρέικ ντανς έχω δει. . Έχω όμως δει αρκετά σκασίματα με το άνοιγμα της βαλβίδας λίγο πριν την είσοδο στο νερό. Αυτά σε ρυθμιστές Yoke. Η μέγιστη πίεση που εισηγούνται οι περισσότεροι κατασκευαστές για τις βαλβίδες τύπου Yoke είναι τα 232 bar (ίσως από το αμερικανικό 3400 psi?). Στους DIN δεν συμβαίνει σε τόσο μεγάλο βαθμό. Έχω δει αρκετούς ρυθμιστές DIN με σχεδόν λυωμένα λαστιχάκια να μην χάνουν ούτε φυσαλίδα.

[Σώτος Χριστοδούλου]

Αρχικό μήνυμα απο fivos

ΥΓ: Υπάρχει περίπτωση να πάθει μόνιμη βλάβη ένας ρυθμιστής από τέτοια διαφορά πίεσης ή ακόμη χειρότερα: Να δείχνει κανονικός και να παρουσιάσει πρόβλημα στη βουτιά?

Το προβλημα με την εκρηκτική συμπίεση του συστήματος είναι υπαρκτό!. Έχουμε μια αδιακιολόγητη καταπόνηση σε βαλβίδες, ελατήρια, έδρες τοιχώματα πρώτου σταδίου κλπ.

Οι κατασκευαστές όμως μεριμνούν ώστε η ύπαρξη μεγάλης πίεσης στον θάλαμο ενδιάμεσης πίεσης (και όχι τόσο στο θάλαμο της ψηλής πίεσης) να εκτονώνεται. Σε μια συγκεκριμένη μάρκα ρυθμιστών έχω δει να κάνουν ΠΑΦ ΠΑΦ από το δεύτερο στάδιο σε κάπως ψηλές πιέσεις μπουκάλας και κάπως ζεστό καιρό. Άρα ενδέχεται σε κάποιους ρυθμιστές η ενδιάμεση πίεση να αυξηθεί σε σημείο που να ανοίγει την βαλβίδα εκτόνωσης που δεν είναι άλλη από τη βαλβίδα του δευτέρου σταδίου. Επίσης κάποιοι κατασκευαστές έχουν OPV (Over Pressure Valves) που τοποθετούνται σε μία έξοδο ψηλής πίεσης στο πρώτο στάδιο. Δεν έχω χρησιμοποιήσει ποτέ μου καμιά τέτοια.

Να παρουσιαστεί πρόβλημα υποβρυχίως μετέπειτα δεν το βλέπω να έχει και πολλές πιθανότητες.

[Χρηστος Ευθυμιου]

Αρχικό μήνυμα απο Σώτος Χριστοδούλου

Χρήστο δεν είναι σπάνιο η θερμοκρασία στο γέμισμα να ανεβαίνει στους 64 βαθμούς κελσίου, αν το γέμισμα είναι γρήγορο και ειδικά όταν το κλίμα είναι θερμό. Η καλύτερη λύση είναι να γεμίζονται πολλές φιάλες μαζί. Η ψηλή θερμοκρασία αυξάνει την πίεση και καταπονεί τη φιάλη αρκετά. Ψηλές θερμοκρασίες όμως δεν έχουμε μόνο στο γέμισμα. Έχω αφήσει ένα θερμόμετρο έτσι για πείραμα, στο αυτοκίνητο όταν είχα κατέβει για φαγητό το καταμεσήμερο στην παραλία Λάρνακας με θερμοκρασία υπό σκιάν 35 βαθμούς κελσίου. Το αυτοκίνητο ήταν παρκαρισμένο στον ήλιο επειδή δεν βρήκα σκιά . Δύο ώρες μετά μέτρησα θερμοκρασία 73 βαθμούς κελσίου μέσα στο αυτοκίνητο.

Ο Σώτος μας έδωσε πολύ γρήγορα την σωστή απάντηση μαζί με τις εύστοχες παρατηρήσεις του που είναι 64°C.

Ας δούμε όμως και πως το υπολογίζουμε.

Τ1 = Θερμοκρασία περιβάλλοντος στο Υπόγειο 20°C
Τ2 = Είναι η ζητούμενη θερμοκρασία αμέσως μετά το γέμισμα
P1 = Η πίεση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 20°C 200 bar
P2 = η πίεση αμέσως μετά τοπ γέμισμα 230 bar


T2 = [P2 * (T1+273)] / P1

T2 = 67390 / 200 = 336,95 K

T2 = 336,95 – 273 = 63,95°C

Για τους υπολογισμούς προσθέτουμε στους βαθμούς Κελσίου τους βαθμούς Κέλβιν +273 και στο τέλος για να έχουμε βαθμούς Κελσίου αφερούμε -273 βαθμούς Κέλβιν.

[akef]

Μήπως γι' αυτό ακριβώς το λόγο παλιά τις μπουκάλες τις γεμίζανε μέσα σε δεξαμενή με νερό???