Bef├╝llen aus CO2-Flaschen

Am 22.12.2012 01:02, schrieb M.Dinsch:


Ich kenne eine solche Pauschalregel nicht. Wenn es eine gibt, dann die das die zu f├╝llende Flasche m├Âglichst nicht w├Ąrmer sein darf als die Mutterflasche. Das fl├╝ssigkeitsfreie Totvolumen zw. beiden mu├č m├Âglichst gering sein. Z.B. keine meterlangen F├╝lleitungen mit gro├čem Querschnitt verwenden.
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Am Sun, 23 Dec 2012 15:51:17 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

Ja klar. Wenn man ohne Pumpe/Kompressor um-/bef├╝llt, mu├č der Druckunterschied m├Âglichst lange m├Âglichst hoch sein, weswegen man die zu bef├╝llenden Beh├Ąlter ordentlich tiefk├╝hlt.

Ja, darauf habe ich geachtet bztw. auch versucht das zu optimieren. es ist nur so, da├č man gelegentlich im Netz lesen kann, da├č f├╝r ein erfolgreiches Umf├╝llen der Druckunterschied mindestens 20 bar betragen m├╝sse. Eine Quelle f├╝r diese Behauptung habe ich nicht gefunden und ich sehe bei aller Unkenntnis aus den bekannten Tatsachen auch keine Grundlage daf├╝r: Solange auch nur irgendein Druckunterschied besteht wandert bei einer ausreichend vollen Steigrohrfalsche fl├╝ssiges CO2 r├╝ber.
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Am 23.12.2012 16:05, schrieb M.Dinsch:

Mit der K├╝hlung wirk man aber auch der kompressionsw├Ąrme in der leeren Kartusche entgegen. Ob diese relevant ist h├Ąngt allerdings vom gesamten (Um-)F├╝llstand ab.

Im Grunde ja. Wie hier aber schon an andere Stelle angesprochen wurde kann Dir die Steigrohrl├Ąnge und das kleine Volumen der Kartusche einen Streich spielen. Wichtig ist deshalb das die Kartusche bis zum Ende des F├╝llvorgangs keine Temperatur gleich/├╝ber der Steigrohrflasche und den F├╝lleitungen erreicht.
Besser sind eigentlich F├╝llst├Ąnde in "Kopf├╝bertechnik". Also Fl├╝ssigflasche _ohne_ Steigrohr, kurzer Entnahmestutzen mit Abspeer- und Bypassventil (Entspannung, Sp├╝lung). Allerdings sollte man so bef├╝llte Flaschen/Kartuschen definitiv vorher/nacher wiegen um ├ťberf├╝llung zu vermeiden.
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Am Sun, 23 Dec 2012 16:16:04 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

Das habe/hatte ich nicht verstanden.

Daher darf das F├╝llen nicht zu lange dauern.

Noch ein Absperrventil?
Tja, aber daf├╝r braucht man eine wirklch sichere/feste Wandhalterung ... ich f├╝hle mich mit einer auf eigenen "F├╝├čen" stehenden Flasche sicherer ...
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Am 24.12.2012 03:24, schrieb M.Dinsch:

Na haben wir den keine Anspr├╝che ;-)

Don't panik. Sicher habt ihr im Verein irgendwo einen f├Ąhigen Schlosser herumlaufen der eine Wandhalterung bauen kann. Unten eine offene B├╝gelauflage wo das F-Ventil herausragt. Die Flasche liegt mit Ihren Schultern auf den B├╝geln auf. Nat├╝rlich m├╝ssen noch Fangb├Ąnder /b├╝gel dran damit die Flasche nicht herunter kippt.
Ich habe lieber eine Flasche verspannt an der Wand h├Ąngen als vielleicht damit zw. den F├╝├čen jonglieren.
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Am Mon, 24 Dec 2012 12:18:18 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

Anspr├╝che schon, aber warum? Ich w├╝rde es gerne verstehen. Mir erscheint ein Adapter, der lediglich ein Entl├╝ftungsventil besitzt, v├Âllig ausreichend. Die Flasche hat ja bereits ein Absperrventil ...

Einen Schlosser .... nicht da├č ich w├╝├čte ... aber das ist nicht f├╝r den Verein (die hatten da fr├╝her, als dort noch mit CO2 geschossen wurde, auch eine Standflasche), das ist f├╝r mich, im Heimgebrauch, und da tue ich mir mit so einer Konstruktion schon schwer.

:-)) Der Gedanke ist schon richtig, nur habe ich meine Flasche vorsorglich angekettet - die kann nicht ohne weiteres umfallen.
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Am 25.12.2012 10:46, schrieb M.Dinsch:

Achso - und verst├Ąndlich.

Nunja, ich habe schon viel gesehen und gemacht.
> Der Gedanke ist schon richtig, nur habe ich meine Flasche

Korrekt.
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Am 20.12.2012 22:02, schrieb M.Dinsch:

Ist nur noch die Frage ob die Taramasse mit oder ohne Ventil bestimmt wurde.

oder die Flasche wird k├╝hl gelagert, dann geht der Druck auch rapide nach unten obwohl sie voll ist.

Wie erw├Ąhnt, evtl. ist die Taramasse sogar noch ohne Ventil eingepr├Ągt worden.
Fakt ist, bei 21 ┬░C und 5.36L Volumen und knapp 60bar zu erwartenden Dampfdruck sind in der Gasphase schon rund 1 bis 1,1kg CO2. Wenn die Taramasse incl. Ventil ist, dann hast Du noch max. 0,3kg fl├╝ssiges CO2 in der Flasche. Macht 0,4L entsprechend 7% Volumen. Da wird das Steigrohr schon ├╝ber der Fl├╝ssigkeit enden.
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Am Fri, 21 Dec 2012 20:22:07 +0100, meinte Bodo Mysliwietz
Habe mich korrigiert: Die richtig Tara sind 7,76g kg.

Richtig. Deswegen - weil mir einen Pumpe/Kompressor haben, k├╝hlen wir die Kartuschen vor dem Bef├╝llen auch sehr herunter. Sonst w├╝rden wir kaum etwas rein und sie nie voll bekommen.

Das ist der Knackpunkt, genau die Frage, die ich (mir) stelle (bzw. die Antwort darauf): Woher nimmst Du diesen "Fakt"? Dann w├╝rde aber bei jeder Entnahme der Druck mehr und mehr fallen.

Tara ist ja in Wahrheit 7,76 - hatte die falsche Gewichtszahl in Erinnerung. Das w├Ąren dann ca. 0,8kg CO2 und Deiner Meinung nach zu wenig f├╝r fl├╝ssiges CO2.
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Am 22.12.2012 00:58, schrieb M.Dinsch:

Hmm, von einem Kompressor war bisher nicht die Rede. Ist der zu diesem Zweck gedacht? Welchen Sekund├Ąrdruck bringt dieser?

Nein, entnommenes Fl├╝ssigvolumen wird durch verdampfendes CO2 ersetzt. Der (Dampf-)Druck wird ├╝berwiegend durch die Temperatur bestimmt. Das heisst jede Fl├╝ssigkeit entwickelt in Abnh├Ąngikeit von der Temperatur einen "Gasdruck". Wasser z.B. bei 20 ┬░C ca. 0,024 bar. Bei 100 ┬░C 1,013 bar - und alles Wasser kann in den gasf├Ârmigen Zustand ├╝bergehen.
Wenn Du des englischen ein wenig m├Ąchtig bist, k├Ânntest Du Dich mal hier versuchen.
http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/
CO2 --> Carbon dioxide
Willst Du den Druck ├╝ber einen bestimmten Temperaturbereich wissen w├Ąhlst Du als Einheit z.B. Celcius und f├╝r Druck z.B. bar und dann "Saturation properties ? temperature increments" aus --> press continue. Auf der n├Ąchsten Seite gibst Du dann z.B. 15 ┬░C und 30 ┬░C sowie einen Temperaturschritt von 0.5 ┬░C an. Wenn Du in der GRafik auf "View table" dr├╝ckst bekommst Du sch├Âne Tabellendaten. Z.B. f├╝r 21,5 ┬░C: - Fl├╝ssigdichte (liquid) 756,67kg/m┬│ - Gasphasendichte (vapor) 206,61 kg/m┬│ (oder 0,206kg/L)

Dann rechnen wir mal mit den obigen Zahlen nach. Gehen wir mal davon aus das Flasche gerade noch 60bar bei rund 21 bis 22 ┬░C hat.
5,36L*0,206kg/L = 1,1(04) kg.
hast Du also gleich/weniger als 1,1kg in der Flasche, existiert nur noch Gasphase.
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Am Sun, 23 Dec 2012 16:37:18 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

:-)) sorry, Tippfehler. Das "k" fehlt: "Weil wir keinen Kompressor haben ..."

So wird es dann wohl sein und entgegen meiner anf├Ąnglichen Annahme und "Bauchgef├╝hl" ist unter 25% F├╝llung Schlo├č mit dem lustigen Fl├╝ssigbef├╝llen.
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Am 24.12.2012 03:28, schrieb M.Dinsch:

Naja, jetzt im Winter k├Ânnte man die k├╝hle Jahreszeit prima dazu nutzen noch etwas mehr herauszuquetschen. Die Flasche/Adaptor k├╝hlst Du evtl. im K├╝hlschrank auf +5 ┬░C, die Kartuschen wie gehabt auf -18. Wenn Du nun draussen bei k├╝hlem Wetter umf├╝llst (so das der Adaptor nicht warm wird) bekommst Du nochmal ein paar 100g raus.
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Am Mon, 24 Dec 2012 12:22:19 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

Hm. Verstehe ich nicht. Ich habe die Flasche schon vorsorglich vot einigen Tagen rausgestellt, und auch bei 0 Grad (jetzt ist es ja w├Ąrmen) kam kein fl├╝ssiges CO2 raus. Das zweite tool von peacesoftware wirft f├╝r 0 Grad rund 35 bar sowie rund 930 kg/m^3 fl├╝ssig und rund 100 kg/m^3 gasf├Ârmig aus. Ob das stimmt .... jedenfalls w├Ąren das dann 540g, wenn nur noch gasf├Ârmiges CO2 in der Flasche w├Ąre, d.h. es m├╝├čten ca. 5,1 l = 510 g gasf├Ârmiges und ca. 0,3 l = 290 g fl├╝ssiges CO2 in der Flasche sein ... plusminus irgendwas. Die Flasche hat die Au├čenma├če von 14,5cm Durchmesser und einer H├Âhe von gemittelt 45 (der obere Teil verl├Ąuft ja flaschenf├Ârmig, da messe ich vereinfacht nur bis zur H├Ąlfte) und unten steht ein "Standrand" von ca. 2cm ├╝ber. Bei einem gesch├Ątzten Innendurchmesser von 13cm und einer gemittelten Innenh├Âhe von 41cm ergibt dies ungef├Ąhr das Flaschenvolumen. Die Bodenfl├Ąche liegt also irgendwo bei 130 bis 135 cm^2, woraus eine H├Âhe des Fl├╝ssigkeitspegels von etwas ├╝ber 2cm folgt. Das ist so wenig, da├č auch mir plausibel erscheint, da├č das Standrohr nicht bis dahin reicht. Bei -10 Grad sind es nur noch 26,5 bar sowie rund 980 kg/m^3 fl├╝ssig und rund 70 kg/m^3 gasf├Ârmig. Das ergibt ca. 4,95 l = 350 g Gas und 0,45 l = 450 g Fl├╝ssigkeit - plusminus irgendwas - und damit einen Fl├╝ssigkeitspegel von vielleicht 3,5cm. Ob das reicht ....
Also, allein aus der Fl├╝ssigphase gen├╝gen selbst 0 Grad nicht.
Aber warum soll der Adapter kalt sein? Was bringt dies?
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X-No-Archive: Yes
begin quoting, "M.Dinsch" schrieb:

Der Druck stimmt, die Dichte nicht: <http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide_data#Vapor_pressure_of_solid_and_liquid . Der Dichteunterschied ist ca. 10:1.

Aha.
Gru├č aus Bremen Ralf
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R60: Substantive werden gro├č geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosph├Ąre Autor bi├čchen Ellipse Emission
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Am Tue, 25 Dec 2012 12:21:57 +0100, meinte "Ralf . K u s m i e r z"

Ahh, endlich eine Seite mit fertiger Tabelle. Aus http://webbook.nist.gov/cgi/fluid.cgi?TLow=0&THigh%&TInc=1&Applet=on&Digits=5&ID ┴24389&Action=Load&Type=SatP&TUnit=C&PUnit║r&DUnit=kg%2Fm3&HUnit=kcal%2Fg&WUnit=m%2Fs&VisUnit=uPa*s&STUnit=N%2Fm&RefStateŮF folgen 927 und 97 (Nachkommazahlen ignoriert). Stimmt mit den (zugegebenerma├ęn sehr gro├čz├╝gig gerundeten) Werten von peacesoftare ├╝berein. Die wikipedia-Tabelle wirft interpoliert und 912 und 96 aus. Pa├čt doch in etwa ....

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Am 25.12.2012 12:21, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

<http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide_data#Vapor_pressure_of_solid_and_liquid .

Du hast entweder das Postings oder die Tabellen nicht richtig gelesen. Die Angabe von M.D. war richtig.
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Am 25.12.2012 11:41, schrieb M.Dinsch:

Deswegen ja meine Idee mit der steigrohrfreien Flasche ├╝ber Kopf. Da liegt lCO2 dann am Flaschenventil an.

Bei den rel. kleinen Umf├╝llvolumina vermeidet man Erw├Ąrmung des ├╝berfliessenden CO2, damit auch dessen Verdampfung.
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Am Tue, 25 Dec 2012 18:58:37 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

Ich gebe zu, da├č ich mich mangels eigener Erfahrungen "blind" an die allseitigen Empfehlungen gehalten habe, die eben besagten, eine Steigrohrflasche zu verwenden; hinsichtlich der Benutzung/"Montage" halte ich das auch nach wie vor f├╝r besser. Allerdings ging ich stillschweigend davon aus, da├č das Steigrohr bis nahe zum Boden gehen w├╝rde und vor allem hatte ich nicht dar├╝ber nachgedacht, ab/unter welcher F├╝llmenge nur noch gasf├Ârmiges CO2 vorhanden sei. Klar, nachdem ihr mir so freundlich auf die Spr├╝nge geholfen habt und die Eckdaten bekannt sind, wei├č ich das nun besser. F├╝r mich ist als bessere Alternative zur steigrohrlosen Flasche aber, das gasf├Ârmige CO2 in eine deutlich kleinere (steigrohrlose) Flasche umzuf├╝llen. Das dauert wegen des dauernden Tiefk├╝hlens zwar auch etwas, aber dann lassen sich wieder einige Kartuschen je nach Bedarf ad hoc bef├╝llen und die kleine Flasche l├Ą├čt sich dabei problemlos in der Hand halten.

Hm. Ich hatte gelegentlich auch schon daran gedacht, dann aber den Gedanken, da├č es besser w├Ąre, wenn im Adapter nur CO2-Gas vorhanden ist und bei der Entl├╝ftung verlorengeht - und nicht fl├╝ssiges CO2, also wesentlich mehr Schwund erfolgt. Aber es ist doch so, da├č bei der beschriebenen Anordnung (am Adapter "h├Ąngende" Kartusche") dies - Kartusche und Adapter - insofern als Gesamtsystem anzusehen ist, d.h. der in jedem Fall vorhandene gasf├Ârmige Anteil eben oben und damit in jedem Fall auch im Adapter ist? M├╝├čte insofern ein Adapter, der jedenfalls dann, wenn das Bef├╝llen nicht zu lange dauert, w├Ąrmer ist als die Kartusche, von Vorteil sein? Oder zielst Du damit auf den Moment ab, in dem das CO2 aus dem Ventil in den Adapter eintritt und dann gasf├Ârmig wird und zun├Ąchst gasf├Ârmig in die Kartusche gelangt? Aber w├╝rde das nicht ohnehin nicht schon deswegen geschehen, weil das Flaschenventil ohnehin Zimmentemperatur hat? ├ťberhaupt: Was geschieht eigentlich ganz genau beim ├ľffnen des Ventils bei angeschlossenem Adapter und Kartusche?
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Am 26.12.2012 11:04, schrieb M.Dinsch:

Ich w├╝rde da f├╝r den Heimgebrauch auch nicht gegensprechen wollen. Im gewerblichen legt man dann, schon wegen Routinegebrauch und Kostendruck, andere Ma├čst├Ąbe an.
> Allerdings ging ich

Aus mehreren Gr├╝nden braucht man schon ein paar mm Toleranz. Das f├Ąngt bei der L├Ąngenpr├Ązision der Flasche an, geht ├╝ber das abschneiden des Rohrs, ├╝ber die Reproduzierbarkeit beim einzapfen des Rohrs ins Flaschenventil und schlu├čendlich das eindichten des Flaschenventils in den Flaschenkragen.
> und vor allem hatte ich nicht dar├╝ber nachgedacht, ab/unter

Ist doch mal was erfreuliches.

Ich denke Gesamtphysikalisch ist das als Komplex anzusehen. Ich versuche mich mal:
Zun├Ąchst steht ein hoher Druckgradient 0 vs. 60 bar an. Bei schnellem ├ľffnen des Flaschenventils (oder zwischengeschaltetem V1) schiesst die Fl├╝ssigs├Ąule nach oben. In dem Verlauf m├╝sste aufgrund des Druckgef├Ąlles antlang des Weges (damit Druckgradient) etwas CO2 verdampfen dabei auch gleichzeitig innen im System einen Temperaturabfall verursachen das CO2 verdampft. Gleichzeitig wird aber zum Ende des System (bis in die Kartusche) auch Gas komprimiert. Ein solche Vorgang f├╝hrt dort zur Erw├Ąrmung (Kompressionsw├Ąrme, Luftpumpeneffekt). In welchen Teilen des Systems es zur partiellen und schnellen Abk├╝hlung kommt und an welchen Teilen die Kompressionsw├Ąrme ├╝berwiegt ist nicht pauschal zu sagen.
Insofern sollte man einfach sicherstellen das z.B. Adaptor und Kartusche von vornherein nicht nennenswert w├Ąrmer als die Flasche sind.
Wer schonmal aufmerksam durchsichtige Gasfeuerzeuge bef├╝llt hat hat evtl. folgendes gesehen: - Butangasflasche hat Raumtemp., Feuerzeug Hosentaschentemp.: wenig Fl├╝ssig├╝bergang
- Feuerzeug hat Raumtemp, Butangasflasche Handtemp.*: mehr Fl├╝ssig├╝bergang
*: Ja, habe ich schon so gemacht. Flasche einfach mal leicht erw├Ąrmt und gesch├╝ttelt.
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Am Wed, 26 Dec 2012 13:48:47 +0100, meinte Bodo Mysliwietz

Ja, das ist klar, mit ein paar mm habe ich gerechnet, aber hier m├╝ssen es je nach Berechnungsweise und Dicke der Wandung zwischen 2,5 und 3 cm sein, da auch bei 0 Grad nichts Fl├╝ssiges rauskommt.

Und was geschieht bei langsamen ├ľffnen? Ist langsames ├ľffnen einem nur teilweise ├ľffnen des Ventils gleichzusetzen? Ich frage, weil am Eingang des Adapters eine Querschnittsverengung auf 2mm Durchmesser ist und auch das Kartuschenventil nur einen sehr engen Durchla├č hat. Da es daher vom "Durchsatz" her nichts bringt, das Flaschenventil voll aufzukurbeln, begn├╝ge ich mich mit 1/4 oder 1/2 Umdrehung, das geht rapido aus dem Handgelenk. Wenn das kontraproduktiv sein sollte ...

Kann ich insofern best├Ątigen als der Adapter k├╝hl wird (bzw. wurde, also noch fl├╝ssiges CO2 rauskam).

Auch das kann ich best├Ątigen. Die Kartusche ist nach dem Bef├╝llen sp├╝rbar w├Ąrmer als vorher. Das gilt auch f├╝r die sehr tiefgek├╝hlte Kartusche bei Nur-Gas-Bef├╝llung.

Der Adapter ist normalerweise immer drauf, also immer gleich temperiert. Der Gedanke, die Verluste durch das Entl├╝ften zu minimieren, indem der Adaptor vorgew├Ąrmt wird, weil sich dann dort weniger fl├╝ssiges sondern nur gasf├Ârmiges CO2 sammelt, also beim Entl├╝ften weniger verlorengeht, ist also falsch ...?
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