Чому картриджі з аварійною інфляцією наповнені CO2?

Чому їх не заповнюють навколишнім повітрям, використовуючи повітряні компресори? Чи не стискання атмосферного повітря дешевше, ніж генерування CO2? Якщо це так, то ці картриджі мали б дві переваги:

Дешевша у виробництві
Шини, наповнені СО2, деформуються самостійно набагато швидше, ніж навколишнє повітря, тому використання повітря означатиме, що коли ви надуєте шину картриджем, вам не доведеться надувати її знову, коли ви повернетесь додому.

— Tooniis
джерело

Виведення води з нормального повітря - сука і потребує великої кількості обладнання. Перевірте будь-який магазин занурень.

— серпня 1717 року

Технічно недоцільно (якщо не неможливо) стискати достатню кількість звичайного повітря в картридж розміром / вагою картриджа з CO2. CO2 набагато більш стисливий, ніж звичайний повітря.

— Daniel R Hicks

@Aganju - Виведення води з повітря насправді не така вже й велика справа. Проблема з водою полягає в тому, що якщо люди, які займаються наповненням резервуарів, не доглядають належним чином, вони можуть наповнити ємність водою, а не повітрям.

— Даніель Р Хікс

@DanielRHicks "CO2 набагато більш стисливий, ніж звичайне повітря", що це все пояснює. Ваш коментар повинен був відповісти.

— Tooniis

Повітря під тиском просочиться. У цих каністрах Co2 перетворюється на рідину, тому він не просочиться.

— SurpriseDog

Відповіді:

Картриджі із зарядними пристроями для CO2 використовуються для накачування велосипедних шин, оскільки вони є звичайним, недорогим продуктом, який існує приблизно з 1950-х років. Інші їх використання включають живлення пневматичних гармат та надуття рятувальних жилетів.

Вони спочатку були розроблені корпорацією Crosman і продавалися під назвою "Powerlet".

Патрони з силовим наповненням наповнюються CO2, мабуть, тому що це найбільш підходящий газ. Я можу придумати такі причини:

CO2 перетворюється на рідину при відносно низькому тиску порівняно з іншими газами - рідини значно густіші, ніж гази, тому корисна кількість СО2 може вміститися у невеликій ємності.
Контейнери легко і дешево виготовити, щоб витримати необхідний тиск
CO2 дешевий і простий у виробництві (хоча, мабуть, не дуже екологічно чистий).
СО2 є інертним, не реагуватиме з матеріалом контейнера. Це не горюче, але нагрівання картриджа, ймовірно, не є хорошою ідеєю.

Оновлення моєї відповіді, бачачи, як вона чомусь спливає на головній сторінці.

Касети з CO2 не наповнені стисненим СО2, вони заповнені рідким СО2. Це потрібно зробити, щоб отримати достатню кількість речей у картриджі, щоб бути корисним. Однак картридж повністю не заповнений, і тиск газу в просторі є по суті постійним (тиск пари) до тих пір, поки залишився якийсь рідкий СО2.

Не можна ставити рідке повітря в картридж, оскільки він складається з азоту, кисню, водяної пари та СО2, які мають різні точки кипіння. Фактично, C02 перетворюється на тверде тіло до того, як азот перетвориться на рідину.

— Апарат Аргенті
джерело

1,2 і 4 є вагомими причинами, але чи робить CO2 дешевше, ніж живлення повітряних компресорів для стискання повітря в картриджі?

— Tooniis

Очевидно, що використання атмосферного повітря є неприйнятним, оскільки ми не бачимо жодної «консервованої» продукції під тиском повітря (мислите баночки стисненого газу для видалення пилу з клавіатур, які фактично заповнені холодоагентом), можливо, вам слід задати це запитання в Physics Stack Exchange сайт.

— Argenti Apparat

Існує також питання випаровування водяної пари при замерзанні стисненого повітря при зниженні тиску ємності.

— майки

Про це говорить FWIW Практично у всіх випадках діоксид вуглецю, який захоплюється та очищається для комерційних застосувань, виводиться в атмосферу на виробничій точці, якби його не було відновлено для транспортування та корисного використання в інших місцях. (Щодо пункту №3 в дужках.)

— Mr.Wizard

Перетворення СО2 в рідину при відносно низькому тиску надає їй свого роду саморегулюючу дію. Тиск газу поверх рідини залишається стійким, поки рідина не піде. Це прямо не пояснює, чому вони використовуються для шин, але пояснює, чому вони використовуються в пневматичних гарматах, і саме це робить їх дешевими та рясними для інших цілей.

— Кевін Крумвієде

Я вірю, що ви знайдете ці статті інформативними:

При кімнатній температурі (нижче критичної температури 31 ° C / 87,8 ° F) пляшка CO ₂ практично не є саморегулюючою. Це неможливо при простому стисненому повітрі. Вам знадобиться більша, міцніша, більш важка пляшка "повітря високого тиску" з регулятором (і пов'язаними з цим витратами та складністю), щоб виконувати ту саму функцію.

Це робить CO ₂ набагато більш придатним до комплекту ремонту велосипедів завдяки:

малий розмір
мала вага
низька вартість
надійність (простота)

Це відео надкритичного діоксиду вуглецю дає цікаве вікно (як буквальне, так і образне) у фазовому поведінці, описаному в статтях вище:

— МістерWizard
джерело

Чи означає це, що картриджі з CO2 не працюють належним чином вище 31 ° C? Це не дуже висока температура.

— Девід Річербі

@David Це означає, що тиск починає істотно зростати навколо цієї точки. Для інфляції в шинах це не повинно бути проблемою, якщо сама інфляція добре розроблена, проте існує обмеження температури навколишнього середовища, до якої картридж може бути безпечно підданий, який, на мою думку, задається як 120 ° F (цитується у другому стаття). На ньому також показано фотографії лопнувшого картриджа із написом "Powerlet, що розірвався під впливом температури 180 ° F в тесті виробника", тому я припускаю, що в специфікацію 120 ° F є здоровий запас міцності.

— Mr.Wizard

@David Практично кажучи, холодні температури, ймовірно, є більшою проблемою, оскільки картридж буде дуже повільним, коли холодний. Простим рішенням буде тримати його поруч із тілом.

— Mr.Wizard

Так, практично кажучи, я зазнаю більшого пошкодження від впливу температури понад 120 ° F, ніж картридж. :-D

— Девід Річербі

@Swifty Into Tri - це організація у Великобританії, і в такий хмарний день температура не буде вище 25С / 75F, і ці події, як правило, вранці, коли хоч на кілька градусів прохолодніше. Якщо припустити, що відео нещодавнє, температура досягла 33C / 91F пару вихідних тому, але це був сонячний день, тому не тоді, коли відео було знято. Великобританія ніколи не наближалася до 120F: рекорд 101F (38C). Довга коротка історія, поняття не маю, чому цей картридж вийшов, але це не було тепло. (Насправді, шматочок пари говорить про те, що він просочився, а не вибухнув.)

— Девід Річербі,

Це пояснює частину причини в тому, що може бути занадто багато деталей: http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch4/deviation5.html Якщо ви збираєтесь прочитати будь-яку з них, прочитайте матеріал, що починається після таблиці, в якій перелічено "Константи ван дер Ваальса для різних газів". Він підраховує, що при стисненні CO ₂ від 1 літрів до 0,2 літра за допомогою закону про ідеальний газ (який буде майже правильним для повітря) "тиск повинен бути збільшений до 112 атм", але для CO ₂(при 0 ° C) "Однак рівняння ван дер Ваальса передбачає, що тиск повинен буде лише зрости до 52,6 атм". Це набагато менший тиск для одного і того ж обсягу газу (при нормальному атмосферному тиску). Подумайте про аспекти безпеки: контейнер для цього не повинен бути майже таким же міцним (таким же дорогим), як контейнер для тієї ж самої версії. об’єм повітря. Економічно та безпечно, це не маніпулятор.

— червоний баскетбол
джерело