گاز مايع چيست!؟

گازهاي نفتي مايع شده از چند نوع هيدرو كربن تشكيل يافته اند ولي مهمتر از همه بوتان و پروپان مي باشند. مواد ديگري كه ممكن است با بوتان و يا پروپان مخلوط باشند عبارتند از پروپيلن ايزوبوتان و بوتيلن ها.

ملكولهاي تشكيل دهندة گازهاي نفتي مايع شده بطور نسبي داراي تعداد كمي اتم هيدروژن و كربن مي باشند – تعداد اتمهاي كربن و هيدوژن ملكول اين گازها از تعداد اتمهاي مشابه موجود در گاز طبيعي بيشتر ولي از تعداد اتمهاي مشابه در تركيبات نفتي مايع و جامد كمتر مي باشند.

شكل زير تعداد اتمهاي كربن و هيدروژن موجود در ملكولهاي دو نوع گاز مايع شده را نشان مي دهد.

هيدور كربنهائيكه تحت نام گاز نفتي مايع شده ناميده مي شود از بعضي لحاظ با هم مشابه هستند.

(1) مي توان آنها را در محفظه هاي سر بسته و تحت فشار مخصوص مدتها نگاهداري كرد و حمل و نقل نمود.

(2) در تحت درجه حرارت معمولي محيط وقتي كه فشار موجود در روي مايع كاهش يابد مايع به گاز تبديل مي شود.

(3) در حالت گازي اين نوع گازها از هوا سنگين تر هستند. قابل توجه است كه وقتي اين گازها در هوا آزاد شوند به سرعت در هوا نفوذ كرده و منتشر مي شوند.

(4) اين گازها بي رنگ مي باشند.

(5) هنگامي كه يك چنين گازي بصورت مايع از محفظه خارج شود سريعاً تبخير مي شود و اين خود باغث سرد كردن محيط مي گردد در نتيجه اين برودت بخار آب موجود در هوا تقطير گشته به صورت مايع يخ زده و قابل رؤيت در مي آيد.

(6) اين گازها معمولاً بطور خالص بدون بو مي باشند ولي همواره مواد بوداري به آنها اضافه مي كنند تا در موقعيكه در هوا پخش مي شود از وجود آنها به كمك بوي موجود اطلاع حاصل شود.

(7) زمانيكه با مقدار متناسب هوا (كه محتوي اكسيژن مي باشد) مخلوط شوند به آساني مشتعل مي گردند.

(8) گازهاي نفتي مايع شده قدرت حل كردن لاستيك طبيعي و بعضي از محصولات نفتي را دارند.

چند نكته در مورد گاز مايع

قدرت ايجاد حرارت

(B.T.U)

مهمترين خاصيت يك گاز از نظر مصرف كننده اين است كه قدرت ايجاد حرارت آن گاز چه اندازه مي باشد و اين خصوصيت را در مورد اين نوع گازها مانند ساير مواد سوختني توسط واحدي بنام Brtish Thermal Unit اندازه گيري مي كنند – علامت اختصاري اين واحد بي تي يو مي باشد و اين واحد حرارتي عبارتست از مقدار حرارتي كه درجه حرارت يك پوند آب را به اندازه يك درجه فارنهايت افزايش دهد.

فشار بخار

براي اينكه كار با گازهاي LP خالي از خطر باشد بايستي از فشار بخار اينگونه گازها مطلع باشيم. بطور كلي در موقع ساختن ظروف مخصوص اين گازها. محاسبات اوليه براساس ميزان فشار بخار گاز مربوطه انجام مي گيرد. وقتي اين گازها را بصورت مايع در يك ظرف نگاهداري مي كنند همواره توجه مي شود كه تمام فضاي موجود را مايع اشغال نكرده باشد. و مقداري فضاي خالي در قسمت فوقاني دستگاه همواره براي جلوگيري از تأثيرات انبساط پيش بيني مي شود.

بخار و يا گازي كه در روي قسمت مايع قرار دارد از يك تعداد ملكولهائي تشكيل يافته كه با سرعت بسيار زيادي در حركت مي باشند و در اثر برخوردهاي متوالي با مايع و نيز جدار محفظه نيروي قابل ملاحظه اي بر آنها وارد مي كنند. نيرو مزبور فشار بخار ناميده مي شودو معمولاً بر حسب پوند بر اينچ مربع اندازه گيري مي شود. ميزان فشار بخار بستگي به دو عامل دارد.

اول نوع گاز و دوم درجه حرارت محيط (ازدياد درجه حرارت باعث ازدياد فشار فشار بخار مي گردد) اين فشار بخار ايجاد شده در تمام جهات بطور مساوي بر روي سطح داخلي مخزن وارد مي آيد.

… حدود قابليت اشتعال

هر چند كه گازهاي مايع قابل اشتعال هستند. براي جلوگيري از اتلاف انرژي و استفاده بهينه از اين منبع انرژي ميزان درصد هوا و گاز در مخلوط بايد كنترل شود.

هر نوع گاز مايع داراي يك حدود قابليت اشتعال مي باشد كه نشان مي دهد كه چه مقدار هوا بايستي با گاز مخلوط شود كه ايجاد يك مخلوط قابل اشتعال بنمايد.

اين حدود به صورت اعدادي كه بر حسب درصد ميزان گاز در مخلوط گاز و هوا مي باشد بيان مي شود.

مثلاً وقتي گفته مي شود كه حد پائين قابليت اشتعال X درصد مي باشد اين است كه از مخلوط كلي گاز و هوا كه معادل 100 درصد و يا 100 قسمت مساوي محسوب مي شود بايستي حد اقل X درصد از گاز (يا مخلوط گازهاي) LP و 100_ X درصد بقيه هوا باشد (براي پيدا كردن حدود قابليت اشتعال گازهاي مختلف بايد به جدول مخصوص مراجعه كرد).

چگالي

چگالي يعني وزن نسبي گاز نسبت به هوا يا آب.

وقتي كه وزن گاز LP در حالت گازي نسبت به وزن هوا سنجيده شود در اين حالت فرض مي شود كه وزن هوا " 1 " باشد ـ در اين صورت اگر وزن حجم معيني از گاز وزن هم حجمش هوا بيشتر باشد در اين صورت چگالي گاز از يك بيشتر خواهد بود ولي اگر وزن گاز از وزن هم حجم هوا كمتر باشد در اين صورت چگالي گاز از يك كمتر خواهد بود. اين عدد معرف چگالي گاز نسبت به هواخواهد بود به همين ترتيب اگر وزن گاز LP در حالت مايع (يعني وقتي به صورت مايع تبديل شده باشد) نسبت به آب اندازه گيري شود چگالي نسبت به آب بدست آمد. البته در حالت اخير وزن آب معادل "1" محسوب مي شود. مثلاً چگالي پروپان مايع تقريباً 5% مي باشد يعني اينكه وزن پروپان نصف وزن آب مي باشد ( در حجم هاي مساوي) در حاليكه وزن آب معادل "1" فرض شده است.

همچنين چگالي بوتان بصورت گاز 5/2 مي باشد كه نشان مي دهد كه گاز بوتان دو مرتبه سنگين تر از هوا است در اين حالت سنگيني هوا "1" محسوب مي شود بطور كلي تمام گازهاي از هوا سنگين تر هستند وقتي بصورت مايع باشند از آب سبكتر مي باشند.

نقطه جوش

يكي ديگر از اختلافات گازهاي LP نقطه جوش آنها مي باشد، كه عبارتست از درجه حرارتيكه در آن درجه حرارت گاز مايع شده از صورت مايع به صورت گاز در مي آيد. نقطه جوش يك گاز معين در تحت فشار معين ثابت بوده ولي وقتي فشار موجود بر روي گاز مايع تغيير نمايد درجه حرارت جوش آن هم نيز تغيير خواهد كرد. هر چه فشار موجود بر روي مايع بيشتر باشد ـ درجه حرارت تغيير حالت مايع به گاز بيشتر خواهد بود.

جدول زير شامل مختصري از مهمترين خصوصيات دو گاز مهم LP يعني پروپان و بوتان را عرضه ميدارد.

تابلو 1 خصوصيات نسبي دو گاز نفتي مايع شده(1)

خصوصيت پروپان بوتان

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

تعداد BTU بازاء هر گالون از مايع (در F 65) 91300 103000

تعداد BTU بازاء هر پوند گاز 21600 21000

تعداد BTU بازاء هر متر مكعب گاز (در F 65) 2520 3270

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

حدود قابليت اشتعال % 5/9 تا% 4/2 % 4/8 تا % 8/1

درصد گاز در مخلوط گاز و هوا

كه معادل % 100 محصوب مي شود

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

فشار بخار (بر حسب پوند بر اينچ مربع اضافي

در 60 درجه فارنهايت 92 12

در 100 درجه فارنهايت 172 37

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

چگالي مايع در 60 درجه فارنهايت

(چگالي آب معادل 11000 است) 509/0 584/0

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

چگالي گاز در 60 درجه فارنهايت و فشار آتمسفر

(چگالي هوا معادل 11000 است) 523/1 006/1

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

نقطه جوش مايع در فشار آتمسفري 44 درجه فارنهايت 32 درجه فارنهايت

(موقعيكه تبديل مي شود) زير صفر فارنهايت بالاي صفر فارنهايت

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

اعداد موجود در تابلوي يك مقايسه است از خواص مهم دو گاز اصلي، عملاً وجود هيدروكربنها ديگر در هر يك از اين دو نوع گاز مايع و يا مخلوط آنها باعث مي شود كه خواص آن گاز عيناً با آنجه در اين جدول داده شده است تطبيق ننموده و مقداري اختلاف داشت باشد.

خلاصه مطالب مذكور جدول يك

(1) اين دو نوع گاز LP تقريباً مقادير مساوي حرارت بازاء هر كيلو مايع در موقع سوختن توليد مي نمايد. ارزش حرارتي بازاء هر متر مكعب گاز و يا بازاء هر ليتر مايع در مورد دو گاز بوتان و پروپان قدري از هم اختلاف دارند.

(2) حدود قابليت اشتعال دو محصول تقريباً مثل هم مي باشد.

(3) فشار بخار دو محصول كاملاً متفاوت است. فشار بخار پروپان در هر درجه حرارتي بيشتر از فشار بخار بوتان و در همان درجه حرارت مي باشد.

(4) هر دو محصول به حالت مايع از آب سبك تر مي باشند.

(5) هر دو محصول به حالت گاز از هوا سنگين تر مي باشند.

(6) نقطه جوش دو محصول با يكديگر اختلاف دارد ـ پروپان در درجه حرارتي خيلي پائين تر از صفر درجه حرارت فارنهايت مي جوشد ولي بوتان در درجه حرارتي كاملا باتر از صفر درجه فارنهايت مي جوشد.