Tweet
+ + +
Zahvaljujući svim pošiljaocima postova i njihovim razmatranjima, tema se odvija upravo kako bi se iskoristile sve prednosti ovakvog forumskog rada. Cenim da je plemenita namera svih učesnika da posle ovakvih rasprava izađemo bogatiji za nova saznanja.
(Po meni najlepša vrlina tehničkih lica jeste
istinoljubivost – uvek, svuda i po svaku cenu.)
#
Mislim da je i principski i praktično važno da se stvar oko zavisnosti ili nezavisnosti pritiska u rezervoaru od količine tečne faze TNG-a ''istera na čistinu''.
Najviše zahvaljujući sw.brick-ovom ukazivanju na vazdušni čep koji se formira prilikom prvog punjenja TNG rezervoara u motornim vozilima, rekao bih da se mogu izdvojiti četiri moguća slučaja, kao četiri različita ponašanja pritiska u rezervoaru.
1. slučaj:
Posle prvog punjenja, u rezervoaru se nalaze tri supstance: tečna faza TNG-a, isparenja te tečne faze (tzv. parna faza TNG-a), i vazdušni čep iznad svega, kao sabijeni prvobitni vazduh.
E taj vazduh nam ''kvari teoriju'', to je taj ''uljez u našim redovima''.
On utiče na to da su dešavanja u rezervoaru različita od TNG smeše. Kako? Pretpostavljam da se brick-ov izveštaj temelji na proverenim podacima i da upravo zbog vazdušnog čepa pritisak opada kako se TNG troši i njegova količina se smanjuje.
Međutim, kako reče zoranbg, prvi put kada se desi da se rezervoar isprazni, tako što motor potroši sav TNG, parna faza koja tada bude otišla prema isparivaču povući će sa sobom i taj vazduh.
Dalja punjenja i ispražnjavanja rezervoara će praktično sve više razblaživati sav prvobitni vazduh iz rezervoara. Sve ćemo biti bliži drugom slučaju:
2. slučaj:
U rezervoaru se nalazi samo mešavina tečne i parne faze TNG-a.
Vazduh smo proterali. Pritisak ove mešavine ne zavisi od količine tečne faze.
Obrazloženje bi bilo sledeće.
Kako se kroz potisnu cev (čiji je vrh pri dnu rezervoara) tečna faza transportuje do isparivača i tamo troši, tako je u rezervoaru ima sve manje. Ovim se oslobađa prostor preostaloj količini tečne faze za njeno olakšano delimično isparavanje u rezervoaru, i po tom osnovu za podizanje pritiska u rezervoaru na predhodnu vrednost – na pritisak zasićenja svojstven datoj temperaturi. Tako pritisak ostaje sve vreme jedan isti sve dok ima šta da isparava u rezervoaru.
Ako bi se temperatura povećala, sve bi se događalo isto ali na višem pritisku, tečna faza u rezervoaru bi dodatno isparavala, sve dok ne dostigne napon pare svojstven toj novoj temperaturi kada bi se to dodatno isparavanje zaustavilo.
Ako bi se temperatura smanjila, sve bi se događalo isto ali na nižem pritisku, tečna faza u rezervoaru bi se sada kondenzovala (utečnjavala), sve dok ne se dostigne napon pare svojstven toj novoj nižoj temperaturi kada bi se kondenzovanje zaustavilo.
*
Čak i kada se vozilo ne koristi, ova transformacija, kao dva neumorna procesa - živo smenjivanje isparavanja i kondenzovanja unutar rezervoara sa TNG smešom, odvija se neprestano, spontano i naizmenično (slično svojevrsnom disajnom procesu), kako se menja spoljna temperatura, u toku dana, od dnevne (veće) do noćne (manje).
Zimi, grejanje kabine vozila doprinosi i zagrevanju rezervoara, i po ovom osnovu imamo koristi za sve veći pritisak u rezervoaru.
*
Punjenje rezervoara u vozilu, usled većeg ili manjeg pritiska pumpe, ima značaja na pritisak u rezervoaru samo u toku prelaznog procesa tj. punjenja.
Maksimalni pritisak u rezervoaru tada može biti najviše jednak pritisku pumpe, koji možemo očitati na manometru distributivnog stuba (točećeg mesta) – npr. 10 bara. On se dostiže samo ako nivo ventil ne vrši svoju funkciju. Inače nivo ventil prekida proces pri znatno nižem pritisku u rezervoaru. Koliko, teško je reći. (Možda da neko izmeri posebnim ispitnim manometrom namontiranim.)
Nemoguće je da se posle potpunog punjenja ispražnjenog rezervoara crevo odpoji (i tako prekine veza ta dva spojena suda), a da u rezervoaru tada bude npr. 15 bara.
Ne može se manjim pritiskom ni započeti punjenje niti napuniti neki sud na veći pritisak. Jer, onog trenutka kada bi se ta dva pritiska izjednačila prestalo bi utakanje.
Kada se stanje stabiliše i ustali, kada uliveni TNG poprimi temperaturu svoje nove okoline (rezervoara), u rezervoaru se ustanovi pritisak koji je precizno definisan:
- sastavom TNG-a (tj. njegovom isparljivošću) i
- temperaturom pod kojom se nalazi.
Na primer:
Sve do donošenja standarda SRPS EN 589:2005 (''Goriva za motorna vozila - TNG - Zahtevi i metode ispitivanja''), naša standardna TNG smeša za sve sezone je bila smeša nazivnog sastava: 35 % propana i 65 % butana. (Ko ne poštuje novi SRPS, dužan je da poštuje taj stari. U praksi – daj Bože da i takvu smešu nađemo, ali to je predmet svakodnevnih jadikovki gasadžija i njihovih potraga za dobrom pumpom. (One loše neumorno treba oglašavati na ''pumpe za izbegavanje ili za pohvalu...''.)
Smeša sastava 35:65 realizuje sledeće manometarske pritiske u rezervoaru vozila, na različitim temperaturama.
Temperatura TNG smeše 35:65, u °C -10 / 0 / 20 / 40 / 70 °C
Manometarski pritisak u rezervoaru, u barima 0,8 / 1,6 / 3,7 / 6,8 / 14,9 bar
Navedene vrednosti su izračunate prema preciznim podacima iz SRPS-a o parcijalnim pritiscima propana i butana, smatrajući da je udeo trećih komponenata zanemarljiv.
Može biti da nam izgleda nelogično, možda nam se i po vuči vozila čini da ovako ne može biti, ali tako je.
3. slučaj:
U sudu je samo tečna faza TNG-a.
Njen pritisak zavisi od temperature i od koeficijenta temperaturnog širenja tečne faze TNG-a.
Bilo koji zatvoreni sud za lako isparljivu tečnost ne sme da se puni tečnošću 100 %, kako bi postojao amortizacioni prostor u kome se isparenja (ili parna faza) mogu širiti sa znatno blažim posledicama nego da se u njemu širi tečna faza.
Za tečnu fazu TNG-a je simptomatično da ima veliku vrednost tog koeficijenta termičkog širenja (oko 15 puta veću nego što je ima voda). Ovo je posebno važno za rezervoare TNG-a u motornim vozilima, pa se punjenje rezervoara ograničava na 80 % zapremine.
U suprotnom, ako bi se ignorisalo ograničavanje (blokirao nivo ventil i rezervoar punio do vrha), dešavalo bi se veliko zamaranje konstrukcije rezervoara.
Na primer, naknadno povećavanje temperature rezervoara 100 % napunjenog tečnom fazom TNG-a, od svega 1 °C, povisilo bi pritisak u tom rezervoaru čak za oko 7,5 bara. Ukoliko, nekim slučajem, sigurnosni ventil ne bi reagovao i olakšao stanje, rezervoar bi mogao i da se deformiše u okviru svog garantovanog veka trajanja (10 godina) pa čak i da prsne.
[Ispitni tipski pritisak rasprskavanja TNG rezervoara za motorna vozila je 67,5 bar (prema evropskom pravilniku ECE 67 R-01).]
Zbog navedenog je prepunjavanje rezervoara opasno.
Ovaj slučaj za TNG ne bismo smeli da dozvolimo.
4. slučaj:
U zatvorenom sudu je samo parna faza.
Ako se u sudu, iz bilo kog razloga, našla samo parna faza, zbivanja u njemu podležu fizičkom zakonu koji je bitno različit od zakona za mešavinu tečne i parne faze, kako je opisano pod 1. Tada se primenjuje tzv. jednačina stanja gasova (PV = n R T).
Ako posmatramo rezervoar TNG-a iz koga smo potrošili svu tečnu fazu, pritisak preostale parne faze u njemu zavisi i od temperature i od količine te parne faze.
#
Ovo je slučaj rezervoara KPG-a. Komprimovani Prirodni Gas se puni na oko 200 bara i kako se troši postepeno mu se smanjuje pritisak. Da bi motor na KPG svo to vreme radio ispravno, brine se regulator pritiska koji ga uvek održava na jednoj niskoj ali stabilnoj vrednosti.
* * *
Zaključci:
- Pritisak u rezervoaru delimično napunjenom tečnom fazom TNG-a, u kome se u vidu vazdušnog čepa ili jastuka, nalazi i prvobitni vazduh, zavisi od količine tečne faze tako što opada sa smanjivanjem količine.
- Pritisak TNG-a u rezervoaru delimično napunjenom isključivo tečnom fazom ne zavisi od njene količine. On ostaje na višljoj vrednosti nego u predhodno opisanom slučaju.
Dakle, posle prvog (probnog i delimičnog, radioničkog) punjenja rezervoara, preporučuje se njegovo potpuno iscrpljivanje zaostalim parnim sadržajem rezervoara, kako bi se ''otarasili'' vazduha u rezervoaru.
- Pritisak u ''krcatom'' rezervoaru veoma zavisi od temperature i to je razlog što se od takve situacije plašimo i od nje se udaljujemo barem 20 %, dozvolivši stepen napunjenosti rezervoara od svega 80 %.
- Pritisak u TNG rezervoaru iz koga je upravo evakuisana i poslednja kap tečne faze TNG-a ponaša se najlogičnije (najbliskije našem svakodnevnom iskustvu) – kako se (ubrzano) troši parna faza tako i njen pritisak vrlo brzo opada.
- - -
Zahvaljujući svim pošiljaocima postova i njihovim razmatranjima, tema se odvija upravo kako bi se iskoristile sve prednosti ovakvog forumskog rada. Cenim da je plemenita namera svih učesnika da posle ovakvih rasprava izađemo bogatiji za nova saznanja.
(Po meni najlepša vrlina tehničkih lica jeste
istinoljubivost – uvek, svuda i po svaku cenu.)
#
Mislim da je i principski i praktično važno da se stvar oko zavisnosti ili nezavisnosti pritiska u rezervoaru od količine tečne faze TNG-a ''istera na čistinu''.
Najviše zahvaljujući sw.brick-ovom ukazivanju na vazdušni čep koji se formira prilikom prvog punjenja TNG rezervoara u motornim vozilima, rekao bih da se mogu izdvojiti četiri moguća slučaja, kao četiri različita ponašanja pritiska u rezervoaru.
1. slučaj:
Posle prvog punjenja, u rezervoaru se nalaze tri supstance: tečna faza TNG-a, isparenja te tečne faze (tzv. parna faza TNG-a), i vazdušni čep iznad svega, kao sabijeni prvobitni vazduh.
E taj vazduh nam ''kvari teoriju'', to je taj ''uljez u našim redovima''.
On utiče na to da su dešavanja u rezervoaru različita od TNG smeše. Kako? Pretpostavljam da se brick-ov izveštaj temelji na proverenim podacima i da upravo zbog vazdušnog čepa pritisak opada kako se TNG troši i njegova količina se smanjuje.
Međutim, kako reče zoranbg, prvi put kada se desi da se rezervoar isprazni, tako što motor potroši sav TNG, parna faza koja tada bude otišla prema isparivaču povući će sa sobom i taj vazduh.
Dalja punjenja i ispražnjavanja rezervoara će praktično sve više razblaživati sav prvobitni vazduh iz rezervoara. Sve ćemo biti bliži drugom slučaju:
2. slučaj:
U rezervoaru se nalazi samo mešavina tečne i parne faze TNG-a.
Vazduh smo proterali. Pritisak ove mešavine ne zavisi od količine tečne faze.
Obrazloženje bi bilo sledeće.
Kako se kroz potisnu cev (čiji je vrh pri dnu rezervoara) tečna faza transportuje do isparivača i tamo troši, tako je u rezervoaru ima sve manje. Ovim se oslobađa prostor preostaloj količini tečne faze za njeno olakšano delimično isparavanje u rezervoaru, i po tom osnovu za podizanje pritiska u rezervoaru na predhodnu vrednost – na pritisak zasićenja svojstven datoj temperaturi. Tako pritisak ostaje sve vreme jedan isti sve dok ima šta da isparava u rezervoaru.
Ako bi se temperatura povećala, sve bi se događalo isto ali na višem pritisku, tečna faza u rezervoaru bi dodatno isparavala, sve dok ne dostigne napon pare svojstven toj novoj temperaturi kada bi se to dodatno isparavanje zaustavilo.
Ako bi se temperatura smanjila, sve bi se događalo isto ali na nižem pritisku, tečna faza u rezervoaru bi se sada kondenzovala (utečnjavala), sve dok ne se dostigne napon pare svojstven toj novoj nižoj temperaturi kada bi se kondenzovanje zaustavilo.
*
Čak i kada se vozilo ne koristi, ova transformacija, kao dva neumorna procesa - živo smenjivanje isparavanja i kondenzovanja unutar rezervoara sa TNG smešom, odvija se neprestano, spontano i naizmenično (slično svojevrsnom disajnom procesu), kako se menja spoljna temperatura, u toku dana, od dnevne (veće) do noćne (manje).
Zimi, grejanje kabine vozila doprinosi i zagrevanju rezervoara, i po ovom osnovu imamo koristi za sve veći pritisak u rezervoaru.
*
Punjenje rezervoara u vozilu, usled većeg ili manjeg pritiska pumpe, ima značaja na pritisak u rezervoaru samo u toku prelaznog procesa tj. punjenja.
Maksimalni pritisak u rezervoaru tada može biti najviše jednak pritisku pumpe, koji možemo očitati na manometru distributivnog stuba (točećeg mesta) – npr. 10 bara. On se dostiže samo ako nivo ventil ne vrši svoju funkciju. Inače nivo ventil prekida proces pri znatno nižem pritisku u rezervoaru. Koliko, teško je reći. (Možda da neko izmeri posebnim ispitnim manometrom namontiranim.)
Nemoguće je da se posle potpunog punjenja ispražnjenog rezervoara crevo odpoji (i tako prekine veza ta dva spojena suda), a da u rezervoaru tada bude npr. 15 bara.
Ne može se manjim pritiskom ni započeti punjenje niti napuniti neki sud na veći pritisak. Jer, onog trenutka kada bi se ta dva pritiska izjednačila prestalo bi utakanje.
Kada se stanje stabiliše i ustali, kada uliveni TNG poprimi temperaturu svoje nove okoline (rezervoara), u rezervoaru se ustanovi pritisak koji je precizno definisan:
- sastavom TNG-a (tj. njegovom isparljivošću) i
- temperaturom pod kojom se nalazi.
Na primer:
Sve do donošenja standarda SRPS EN 589:2005 (''Goriva za motorna vozila - TNG - Zahtevi i metode ispitivanja''), naša standardna TNG smeša za sve sezone je bila smeša nazivnog sastava: 35 % propana i 65 % butana. (Ko ne poštuje novi SRPS, dužan je da poštuje taj stari. U praksi – daj Bože da i takvu smešu nađemo, ali to je predmet svakodnevnih jadikovki gasadžija i njihovih potraga za dobrom pumpom. (One loše neumorno treba oglašavati na ''pumpe za izbegavanje ili za pohvalu...''.)
Smeša sastava 35:65 realizuje sledeće manometarske pritiske u rezervoaru vozila, na različitim temperaturama.
Temperatura TNG smeše 35:65, u °C -10 / 0 / 20 / 40 / 70 °C
Manometarski pritisak u rezervoaru, u barima 0,8 / 1,6 / 3,7 / 6,8 / 14,9 bar
Navedene vrednosti su izračunate prema preciznim podacima iz SRPS-a o parcijalnim pritiscima propana i butana, smatrajući da je udeo trećih komponenata zanemarljiv.
Može biti da nam izgleda nelogično, možda nam se i po vuči vozila čini da ovako ne može biti, ali tako je.
3. slučaj:
U sudu je samo tečna faza TNG-a.
Njen pritisak zavisi od temperature i od koeficijenta temperaturnog širenja tečne faze TNG-a.
Bilo koji zatvoreni sud za lako isparljivu tečnost ne sme da se puni tečnošću 100 %, kako bi postojao amortizacioni prostor u kome se isparenja (ili parna faza) mogu širiti sa znatno blažim posledicama nego da se u njemu širi tečna faza.
Za tečnu fazu TNG-a je simptomatično da ima veliku vrednost tog koeficijenta termičkog širenja (oko 15 puta veću nego što je ima voda). Ovo je posebno važno za rezervoare TNG-a u motornim vozilima, pa se punjenje rezervoara ograničava na 80 % zapremine.
U suprotnom, ako bi se ignorisalo ograničavanje (blokirao nivo ventil i rezervoar punio do vrha), dešavalo bi se veliko zamaranje konstrukcije rezervoara.
Na primer, naknadno povećavanje temperature rezervoara 100 % napunjenog tečnom fazom TNG-a, od svega 1 °C, povisilo bi pritisak u tom rezervoaru čak za oko 7,5 bara. Ukoliko, nekim slučajem, sigurnosni ventil ne bi reagovao i olakšao stanje, rezervoar bi mogao i da se deformiše u okviru svog garantovanog veka trajanja (10 godina) pa čak i da prsne.
[Ispitni tipski pritisak rasprskavanja TNG rezervoara za motorna vozila je 67,5 bar (prema evropskom pravilniku ECE 67 R-01).]
Zbog navedenog je prepunjavanje rezervoara opasno.
Ovaj slučaj za TNG ne bismo smeli da dozvolimo.
4. slučaj:
U zatvorenom sudu je samo parna faza.
Ako se u sudu, iz bilo kog razloga, našla samo parna faza, zbivanja u njemu podležu fizičkom zakonu koji je bitno različit od zakona za mešavinu tečne i parne faze, kako je opisano pod 1. Tada se primenjuje tzv. jednačina stanja gasova (PV = n R T).
Ako posmatramo rezervoar TNG-a iz koga smo potrošili svu tečnu fazu, pritisak preostale parne faze u njemu zavisi i od temperature i od količine te parne faze.
#
Ovo je slučaj rezervoara KPG-a. Komprimovani Prirodni Gas se puni na oko 200 bara i kako se troši postepeno mu se smanjuje pritisak. Da bi motor na KPG svo to vreme radio ispravno, brine se regulator pritiska koji ga uvek održava na jednoj niskoj ali stabilnoj vrednosti.
* * *
Zaključci:
- Pritisak u rezervoaru delimično napunjenom tečnom fazom TNG-a, u kome se u vidu vazdušnog čepa ili jastuka, nalazi i prvobitni vazduh, zavisi od količine tečne faze tako što opada sa smanjivanjem količine.
- Pritisak TNG-a u rezervoaru delimično napunjenom isključivo tečnom fazom ne zavisi od njene količine. On ostaje na višljoj vrednosti nego u predhodno opisanom slučaju.
Dakle, posle prvog (probnog i delimičnog, radioničkog) punjenja rezervoara, preporučuje se njegovo potpuno iscrpljivanje zaostalim parnim sadržajem rezervoara, kako bi se ''otarasili'' vazduha u rezervoaru.
- Pritisak u ''krcatom'' rezervoaru veoma zavisi od temperature i to je razlog što se od takve situacije plašimo i od nje se udaljujemo barem 20 %, dozvolivši stepen napunjenosti rezervoara od svega 80 %.
- Pritisak u TNG rezervoaru iz koga je upravo evakuisana i poslednja kap tečne faze TNG-a ponaša se najlogičnije (najbliskije našem svakodnevnom iskustvu) – kako se (ubrzano) troši parna faza tako i njen pritisak vrlo brzo opada.
- - -
Comment