Почему сжатые газы содержат в специальных баллонах?

Баллоны для пронан-бутана

Баллоны для пропан-бутана изготовляют согласно ГОСТ 15860-84 сварными из листовой углеродистой стали. Основное применение нашли баллоны вместимостью 40 и 50 дм3. Балонны для пропан-бутана окрашиваются в красный цвет с белой надписью «пропан».

Баллон для пропан-бутана представляет собой цилиндрический сосуд 1, к верхней части которого приваривается горловина 5, а к нижней — днище 2 и башмак 3. В горловину ввертывается латунный вентиль 6. На корпус баллона напрессовываются подкладные кольца 4. Для защиты вентиля баллона служит колпак 7.

Баллоны рассчитаны на максимальное давление 1,6 МПа. Из-за большого коэффициента объемного расширения баллоны для сжиженных газов заполняют на 85-90% от общего объема. Норма заполнения баллонов для пропана — 0,425 кг сжиженного газа на 1 дм3 вместимости баллона. В баллон вместимостью 55 дм3 наливается 24 кг жидкого пропан-бутана. Максимальный отбор газа не должен превышать 1,25 м3/ч.

Вариант 2

1. Почему резиновый мяч, деформированный при сжатии, опять приобретает шарообразную форму?

2. Плохо накачанный мяч положили на солнце. Что произойдёт с давлением газа?

3. Почему сжатые газы хранят в специальных баллонах? Почему опасно в летнее время оставлять их на балконе?

4. До какого давления необходимо зимой накачивать шины, если вы делаете это в тёплом гараже?

5. Пустые ёмкости от дезодорантов нельзя бросать в огонь. Почему?

Ответы на самостоятельную работа по физике Давление газа 7 классВариант 1
1. Из бутылки с газированной водой иногда вылетает пробка, так как если бутылка находится в теплом месте, давление газа увеличивается и выбивает пробку.
2. На улице температура воздуха ниже, поэтому скорость молекул уменьшается, они реже ударяются о стенки шарика, и давление воздуха в шарике падает.
3. Если некоторое количество газа выпустить из сосуда, то давление в сосуде понизится.
4. Небольшие вмятины на поверхности шарика для настольного тенниса устраняют простым способом: опускают его в горячую воду, температура газа в шарике увеличивается, газ расширяется и выравнивает поверхность.
5. Давление в шинах при разгрузке автомобиля уменьшается, так как вес автомобиля уменьшается.Вариант 2
1. При сжатии резинового мяча увеличивается давление на стенки, которое стремится вернуть мяч в первоначальную форму.
2. Если плохо накачанный мяч положить на солнце, температура газа повысится, давление газа повысится, и мяч станет хорошо накачанным.
3. Если баллон с газом летом оставить на балконе, под действием солнца температура газа будет возрастать, он будет расширяться, давление на стенки баллона будет расти, и он может взорваться. Чтобы это предотвратить, газы хранятся в специальных баллонах.
4. Зимой в теплом гараже необходимо накачать шины немного сильнее, чем обычно, так как на холодном воздухе давление газа уменьшится.
5. Пустые емкости от дезодорантов нельзя бросать в огонь, так как баллон находится под давлением, и при повышении температуры давление увеличится и разорвет баллон.

Правила заправки бытовых газовых баллонов

Заправка осуществляется на специально оборудованных станциях при обязательном автоматическом взвешивании и отсекании газа дозатором. Это позволяет контролировать степень наполненности с высокой точностью.

Баллоны не допускаются к заправке в следующих случаях:

  • неисправные вентиль или клапан;
  • отсутствует остаточное давление;
  • срок освидетельствования просрочен;
  • имеются дефекты на поверхности;
  • маркировка и окраска не соответствуют ГОСТ.

На автомобильных газозаправочных станциях, не имеющих отдельной лицензии и соответствующего оборудования, заправка бытовых баллонов запрещена на законодательном уровне.

Оборудование АГЗС предназначено только для автомобильных баллонов, оснащенных отсекателями (мультиклапанами), которые не допускают заполнения свыше нормы.


Для заправки бытовых газовых баллонов требуется специальное оборудование, которое отличается от оснащения обычной АГЗС

Следует помнить: если при отрицательных температурах заправить баллон пропан-бутаном более чем на 85%, а затем занести его в теплое помещение, возможен взрыв.

При перемещении баллоны оберегают от падений и ударов, не переворачивают вниз колпаками. Погрузка и выгрузка с автомобиля выполняется при выключенном двигателе.

Очистка газов

Чаще всего газ очищают от примесей, пропуская его через поглотительные сосуды, содержащие соответствующие жидкие и твердые поглотители. Эффективность поглощения компонентов газовой смеси жидкими поглотителями существенно зависит от поверхности и времени соприкосновения газа с поглотителем. Для увеличения поверхности соприкосновения используют центробежную мешалку, через отверстие в оси которой подводится газ, распределяющийся в жидкости.

Особенно тесный контакт между жидкостью и газом достигается при проведении тонкого вспенивания. Газ продавливают через газопромыватель со стеклянной пористой пластинкой в жидкость, содержащую пенообразователь (0,1% раствор натриевой соли желчной или гидрокоричной кислоты, 0,1% раствор NaOH, 0,1% раствор СН3СООН). Подбором пенообразователя и его концентрации можно изменить устойчивость пены.

При анализе газов в качестве поглотительных сосудов применяют пипетки Гемпеля (рис. 146) с двумя и четырьмя шарами (для жидких поглотителей), с одним и тремя шарами (для твердых поглотителей). Пользуясь уравнительной склянкой 2, набирают в газовую бюретку 1 пробу газа, отмеряют объем взятой пробы, затем газ переводят в пипетку Гемпеля. Непоглощенную часть газовой пробы возвращают в бюретку, где измеряют ее объем. По разности объемов до и после поглощения находят объем поглощенного компонента.

Для очистки газов пропусканием через слой твердого поглотителя применяют те же устройства, что и для осушения газов.

Кислородные баллоны

Для газовой и резки доставляют в стальных кислородных баллонах типа 150 и 150 Л. Кислородный баллон представляет собой стальной цельнотянутый цилиндрический сосуд 3, имеющий выпуклое днище 1, на которое напрессовывается башмак 2; вверху баллон заканчивается горловиной 4. В горловине имеется конусное отверстие, куда ввертывается запорный 5. На горловину для защиты вентиля навертывается предохранительный колпак 6.

Наибольшее распространение при газовой сварке и резке получили баллоны вместимостью 40 дм3. Эти баллоны имеют размеры: наружный диаметр — 219 мм, толщина стенки — 7 мм, высота — 1390 мм. Масса баллона без газа 67 кг. Они рассчитаны на 15 МПа, а испытательное — 22,5 МПа.

Чтобы определить количество кислорода, находящегося в баллоне, нужно вместимость баллона (дм3) умножить на давление (МПа). Например, если вместимость баллона 40 дм3 (0,04 м3), давлением 15 МПа, то количество кислорода в баллоне равно 0,04х15=6 м3.

Рисунок 1 — Кислородный баллон

На сварочном посту кислородный баллон устанавливают в вертикальном положении и закрепляют цепью или хомутом

Для подготовки кислородного баллона к работе отвертывают колпак и заглушку штуцера, осматривают вентиль, чтобы установить, нет ли на нем жира или масла, осторожно открывают вентиль баллона и продувают его штуцер, после чего перекрывают вентиль, осматривают накидную гайку редуктора, присоединяют редуктор к вентилю баллона, устанавливают рабочее давление кислорода регулировочным винтом редуктора. При окончании отбора газа из баллона необходимо следить, чтобы остаточное давление в нем было не меньше 0,05-0,1 МПа

При обращении с кислородными баллонами необходимо строго соблюдать правила эксплуатации и техники безопасности, что обусловлено высокой химической активностью кислорода и высоким давлением. При транспортировке баллонов к месту сварки необходимо твердо помнить, что запрещается перевозить кислородные баллоны вместе о баллонами горючих газов. При замерзании вентиля кислородного баллона отогревать его надо ветошью, смоченной в горячей воде.

Причинами взрыва кислородных баллонов могут быть попадания на вентиль жира или масла, падения или удары баллонов, появление искры при слишком большом отборе газа (электризуется горловина баллона) баллона каким-либо источником тепла, в результате чего давление газа в баллоне станет выше допустимого.

Таблица 1 — Типы баллонов для сжиженных газов

Тип баллона Давление, МПа Предел прочности, МН/м2 , %
условное гидравлическое пневматическое
100 10 15,0 10 650 15
150 15 22,5 15 650 15
200 20 30,0 20 650 15
150Л 15 22,5 15 900 10
200Л 20 30,0 20 900 10

Сосуды Дьюара

Сосуды Дьюара предназначены для хранения и транспортировки сжиженных газов, работ с охлаждающими смесями, хранения веществ при низких температурах, выполнения различных исследований в области низких температур.

Сосуды Дьюара представляют собой двухстенные сосуды цилиндрической или шаровой формы, стеклянные или металлические, у которых пространство между стенками вакуумировано. Теплообмен в сосудах Дьюара, в основном, происходит за счет теплопроводности вдоль стенок сосуда и лучеиспускания. Теплообмен за счет теплопроводности можно снизить, применяя сосуды с узким горлом и высоковакуумную изоляцию, а также уменьшая остаточное давление в межстеночном пространстве. Снижение теплообмена за счет лучеиспускания в стеклянных сосудах достигается тем, что внутренние стенки сосудов посеребрены или покрыты медной пленкой, чтобы зеркальная поверхность отражала лучи.

Сосуды Дьюара бывают цилиндрические и шаровой формы, узко- и широкогорлые, различной вместимости.

Цилиндрические стеклянные сосуды лабораторного назначения выпускаются на деревянной или пластмассовой подставке, вместимостью от 250 до 3700 см3, шарообразные — в защитном проволочном или металлическом кожухе, вместимостью от 500 до 5000 см3. Вместимость металлических сосудов 5, 15, 25 и 50 л.

Металлические сосуды Дьюара имеют на средней части круговую полосу: для азота — черную, с надписью желтого цвета «Азот»; для кислорода — голубую с надписью черного цвета «Кислород»; для аргона — черную с надписью желтого цвета «Аргон»; для воздуха — черную с надписью белого цвета «Воздух».

При работе с металлическими сосудами Дьюара следует руководствоваться действующей «Инструкцией по эксплуатации и хранению металлических сосудов Дьюара».

Металлические сосуды Дьюара наполняют жидкими газами через металлическую воронку с трубкой, которая должна быть значительно длиннее горловины сосуда. В сосуде не должно быть влаги и посторонних предметов

Сжиженный газ необходимо заливать осторожно во избежание выброса жидкости из горловины

Запрещается: закрывать пробками горловины сосудов Дьюара, протирать внутреннюю поверхность горловины ветошью и другими обтирочными материалами, а также использовать сосуды в качестве тары для других веществ; хранить органические вещества вблизи сосуда Дьюара, в котором содержится жидкий кислород; проводить операции с жидкими воздухом и кислородом руками, загрязненными маслом; курить и пользоваться открытым огнем в помещении, где находятся заполненные жидким кислородом сосуды Дьюара; применять для охлаждения чистый жидкий кислород, не разбавленный жидким азотом в объемном соотношении 1:3.

Жидкие газы при попадании на тело человека вызывают обморожение. При работе с сжиженными газами необходимо пользоваться прорезиненными или кожаными рукавицами.

Ссылка на основную публикацию