Почему картриджи для аварийного надувания заполнены CO2?

Почему их не наполняют атмосферным воздухом с помощью воздушных компрессоров? Разве сжатие окружающего воздуха не дешевле, чем производство CO2? Если это так, то эти картриджи будут иметь два преимущества:

  • Дешевле в производстве
  • Шины, заполненные CO2, сдуваются сами по себе намного быстрее, чем окружающий воздух, поэтому использование воздуха будет означать, что после того, как вы накачаете шину с помощью картриджа, вам не придется накачивать ее снова, когда вы вернетесь домой.
Получение воды из обычного воздуха - сука и требует большого количества оборудования. Загляните в любой дайв-центр.
Технически нецелесообразно (если вообще возможно) сжимать достаточное количество обычного воздуха в картридже размером/весом картриджа CO2. CO2 гораздо более сжимаем, чем обычный воздух.
@Aganju - Получить воду из воздуха на самом деле не так уж и сложно. Проблема с водой заключается в том, что если люди, заполняющие бак, не позаботятся о нем должным образом, они могут наполнить бак водой, а не воздухом.
@DanielRHicks «CO2 гораздо более сжимаем, чем обычный воздух», что все объясняет. Ваш комментарий должен был быть ответом.
Сжатый воздух будет просачиваться. Co2 превращается в жидкость в этих канистрах, поэтому он не будет протекать.

Ответы (3)

Зарядные картриджи CO2 используются для накачки велосипедных шин, потому что они являются распространенным и недорогим продуктом, который существует с 1950-х годов. Другие их применения включают в себя приведение в действие пневматического оружия и надувание спасательных жилетов.

Первоначально они были разработаны корпорацией Crosman и продавались под названием Powerlet.

Картриджи Powerlet заполнены CO2, предположительно, потому что это наиболее подходящий газ. Причины, о которых я могу думать, следующие:

  • CO2 превращается в жидкость при относительно низком давлении по сравнению с другими газами — жидкости намного плотнее газов, поэтому полезное количество CO2 может поместиться в небольшой контейнер.
  • Контейнеры просты и дешевы в изготовлении, чтобы выдерживать требуемое давление.
  • CO2 дешев и прост в производстве (хотя, вероятно, не очень безопасен для окружающей среды).
  • CO2 инертен, не вступает в реакцию с материалом контейнера. Он не воспламеняется, но нагревать картридж, вероятно, не очень хорошая идея.

Обновления моего ответа, поскольку он по какой-то причине снова появился на главной странице.

Картриджи CO2 заполнены не сжатым CO2, а жидким CO2. Это нужно сделать, чтобы получить достаточно материала в картридже, чтобы он был полезен. Однако картридж заполнен не полностью, и давление газа в пространстве практически постоянно (давление пара), пока остается некоторое количество жидкого CO2.

Вы не можете поместить жидкий воздух в картридж, потому что он состоит из азота, кислорода, водяного пара и CO2, которые имеют разные точки кипения. Фактически, CO2 превращается в твердое вещество раньше, чем азот превращается в жидкость.

1, 2 и 4 — веские причины, но дешевле ли производить CO2, чем приводить в действие воздушные компрессоры для сжатия воздуха в картриджи?
Как показывает нынешнее состояние климатической инженерии, извлечь из атмосферы в больших масштабах непросто. (Это сделало бы его одной из мифических «технологий с отрицательными выбросами», которых не существует, но которые до сих пор составляют основу многих сценариев моделирования климата, на которых основано Парижское соглашение.)
Очевидно, что использование атмосферного воздуха не подходит, поскольку мы не видим никаких «консервированных» продуктов сжатого воздуха (подумайте о баллончиках со сжатым газом для удаления пыли с клавиатур, которые на самом деле заполнены хладагентом). возможно, вам следует задать этот вопрос в Physics Stack Exchange. сайт.
Но я предполагаю, что нужно достичь гораздо более высоких давлений, чтобы кислород или азот превратились в жидкость, и водяной пар должен быть удален.
Существует также проблема замерзания водяного пара в сжатом воздухе при разгерметизации баллона.
@Tooniis Картридж выдерживает около 5 атмосфер. Этого воздуха недостаточно, чтобы накачать шину.
Подобные картриджи с CO2 уже давно используются для газирования напитков, для которых другие газы не подходят (сифонные картриджи для содовой).
FWIW это означает , что почти во всех случаях углекислый газ, улавливаемый и очищаемый для коммерческого применения, будет выбрасываться в атмосферу в точке производства, если он не рекуперируется для транспортировки и полезного использования в других местах. (Относительно пункта № 3 в скобках.)
@Paparazzi Давление газа в баллончиках с СО2 составляет около 60 атмосфер, в зависимости от температуры.
Превращение CO2 в жидкость при относительно низком давлении придает ему своего рода эффект саморегуляции. Давление газа на жидкость остается постоянным до тех пор, пока жидкость не исчезнет. Это не объясняет напрямую, почему они используются для шин, но объясняет, почему они используются в пневматическом оружии, что сделало их дешевыми и широко распространенными для других целей.
@KevinKrumwiede Не покупаю
@Paparazzi «Пока баллон с CO2 находится при разумной постоянной температуре, поскольку газ (медленно) используется из баллона, жидкий CO2 «выкипает» в виде газообразного CO2 при давлении паров CO2 при этой температуре. Это около 860 фунтов на квадратный дюйм при нормальной комнатной температуре или около 72 градусов по Фаренгейту. Этот процесс испарения продолжается до тех пор, пока весь жидкий CO2 не исчезнет». Ссылка Многие другие источники дают аналогичные цифры.
@KevinKrumwiede И мы используем CO2 для этих целей вместо азота, потому что давление паров CO2 при комнатной температуре 800-900 фунтов на квадратный дюйм является чрезвычайно управляемым, в то время как давление паров LN2 в 60 000-70 000 фунтов на квадратный дюйм определенно не является.
@Папарацци Ну, я не знаю, что тебе сказать. Я призываю вас найти единственный источник, подтверждающий ваше утверждение. Я думаю, вы путаете давление пара CO2 в его тройной точке (-56,6°C) с давлением пара при комнатной температуре.
«CO2 инертен и поэтому безопасен при пожаре». Конечно, CO2 не воспламеняется... но подвергать любой контейнер под давлением воздействию огня обычно считается плохой идеей.
@NPSF3000 - правда, я внес правку.
СО2 не инертен. Если у кого-то должны быть причудливые магниевые диски, есть нетривиальная вероятность того, что в какой-то аварии или столкновении может произойти взрыв, в результате которого колесо разорвется и вылетят искры.

Я верю, что вы найдете эти статьи информативными:

При комнатной температуре (ниже критической температуры 31°C/87,8°F) баллон с CO 2 практически саморегулируется. Это невозможно с простым сжатым воздухом. Вам понадобится большая, прочная и тяжелая бутылка с воздухом высокого давления с регулятором (и связанная с этим стоимость и сложность), чтобы выполнять ту же функцию.

Это делает CO 2 гораздо более подходящим для ремонтного комплекта велосипеда из-за:

  • маленький размер
  • низкий вес
  • бюджетный
  • надежность (простота)

Это видео о сверхкритическом диоксиде углерода дает интересное представление (как в прямом, так и в переносном смысле) фазового поведения, описанного в статьях выше:

Означает ли это, что картриджи CO2 не работают должным образом при температуре выше 31°C? Это не очень высокая температура.
@David Это означает, что давление начинает существенно увеличиваться примерно в этой точке. Для накачки шин это не должно быть проблемой, если предположить, что сам нагнетатель хорошо сконструирован, однако существует предел температуры окружающей среды, при которой картридж может безопасно подвергаться воздействию, который, как я полагаю, составляет 120 ° F (цитируется во втором статья). На нем также показана фотография разрывного картриджа с подписью «Powerlet разорвался из-за воздействия температуры 180 ° F в ходе испытаний производителя», поэтому я предполагаю, что в эту спецификацию на 120 ° F включен здоровый запас прочности.
@David Практически говоря, низкие температуры, вероятно, являются большей проблемой, поскольку картридж будет очень медленным в холодном состоянии. Простым решением было бы держать один рядом с вашим телом.
Да, практически говоря, воздействие температуры свыше 120°F повредит мне больше, чем картриджу. :-D
Однако не оставляйте его на панели инструментов в Фениксе в июле. :^) @Дэвид
@DavidRicherby Я бы предпочел 120F, чем быть рядом с одним из этих взрывающихся цилиндров. Хотя я никогда не был в 120F, я был близок к этому несколько раз (только в этом году мы установили наш рекорд на 117F) - жарко, но не вредно, пока у вас достаточно воды.
Взрыв картриджа на видео, см. Going Full Gas здесь . Я сомневаюсь, что температура была выше 120F, похоже на игровое поле английской школы, хотя во время плавания оно могло припекать на солнце (привязано к раме). @David не забудьте положить их в сумку или коробку в следующий раз, когда будете заниматься триатлоном ;)
@Swifty Into Tri — британская организация, и в такой пасмурный день температура не поднимается выше 25C/75F, а такие события обычно происходят утром, когда по крайней мере на несколько градусов прохладнее. Предполагая, что видео недавнее, температура достигла 33C/91F пару выходных назад, но это был солнечный день, так что не тогда, когда было снято видео. Великобритания никогда не приближалась к 120F: рекорд 101F (38C). Короче говоря, я понятия не имею, почему этот патрон взорвался, но это было не тепло. (На самом деле шлейф пара предполагает, что он протекал, а не взорвался.)

Это объясняет часть причины, которая может быть слишком подробной: http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch4/deviation5.html . материал, начинающийся после таблицы со списком «Константы Ван-дер-Ваальса для различных газов». Он подсчитал, что при сжатии CO 2 с 1 литра до 0,2 литра с использованием закона идеального газа (который будет почти правильным для воздуха) «давление должно быть увеличено до 112 атм», но для CO 2(при 0 ° C) «Уравнение Ван-дер-Ваальса, однако, предсказывает, что давление должно возрасти только до 52,6 атм». Это намного меньше давления для того же объема газа (при нормальном атмосферном давлении). Подумайте об аспектах безопасности: контейнер для этого не должен быть почти таким же прочным (и дорогим), как контейнер для того же стандартного. объем воздуха. С точки зрения экономики и безопасности это не проблема.

Почему картриджи для аварийного надувания заполнены CO2?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v