Comment fonctionne une bouteille de gaz butane ou propane ?

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Comment fonctionne le mécanisme d'évaporation du gaz GPL dans une petite bouteille de gazde 13 kg ? Pourquoi les parois d'un récipient de gaz bouteille de gaz ou citerne de gaz se recouvrent-elles de glace ? Quel est le poids idéal d'une charge de bouteille de gaz pour éviter le givrage ?


Comprendre le gaz liquéfié

Beaucoup de personnes nous posent la question concernant le gaz liquéfié et la glace qui se forme sur la paroi d'un récipient froid.

Lorsque l'on ouvre le robinet de la bouteille de gaz pour l'utilisation, le produit passe d'un état liquide à une phase gazeuse dans la zone appeléeciel gazeux en se refroidissant.
Lorsque la température extérieure ne permet plus l'échange thermique par les parois du récipient, celui gèle et le gaz ne sort plus. Ce phénomène démontre qu'un récipient de gaz doit être adapté à l'usage, ainsi lorsque l'on utilise une petite bouteille sur un appareil trop puissant, le gaz ne peut plus se vaporiser entraînant l'arrêt du fonctionnement du dispositif. (chauffe-eau, barbecue, chauffage d'appoint, trépied pour cuisson, etc.).

Les facteurs qui influent sur l'évaporation du gaz :

  • La nature du gaz employé
  • Le niveau de remplissage du récipient
  • La puissance du ou des brûleur (s)
  • Le temps de fonctionnement
  • La température extérieure.

L'évaporation d'une bouteille de gaz

Le mécanisme d'évaporation d'une bouteille de gaz est très simple.

Une bouteille de gaz est remplie avec du gaz liquéfié appelé GPL. Ce gaz passe de l'état liquide à l'état gazeux lorsque l'on ouvre le robinet. Cette phase s'appelle l'évaporation, c'est-à-dire la transformation du gaz liquide en forme gazeuse utilisable pour les différents usages.

Si la bouteille était transparente lors de l'ouverture du robinet, il serait possible d'apercevoir des bulles dans le liquide : le gaz bout lors de l'évaporation et produit du froid. Pour que cette phase soit possible, le gaz liquide doit récupérer suffisamment de calories par les parois de la bouteille de gaz sinon les parois se recouvrent de glace, le récipient gèle et le gaz ne s'échappe plus.

Sur ce schéma, l'éclaté d'une bouteille de gaz montre le ciel gazeux (1).

Evaporation-gaz-liquéfié-bouteille-13-kg-GPL -propane-butane-Picbleu.png

Le ciel gazeux

  • Le ciel gazeux est la partie située au-dessus du gaz liquide.
  • Lorsque l'on ouvre le robinet (2) pour l'utilisation, le gaz passe de la phase liquide à une phase gazeuse dans la zone (1) appelée ciel gazeux.

Le robinet de gaz

Robinet manuel pour bouteilles à gaz.

L'ouverture et la fermeture du passage du gaz sont réglés suivant le sens contraire des aiguilles d'une montre pour l'ouverture et au sens des aiguilles d'une montre pour la fermeture.
Une partie en caoutchouc située en bas du robinetsert de limiteur de débit. Il peut arriver qu'elle se coince empêchant le départ du gaz. Il faut rapporter la bouteille au revendeur.

Robinet de gaz vissé sur une bouteille de gaz.

Almeca-SA-robinet-de-gaz


La partie mouillée gaz

La partie mouillée (1) c'est-à-dire le niveau de remplissage de gaz liquéfié à 85 % en contact avec la paroi du récipient (4).

Le gaz liquide butane ou propane se détend en passant de liquide à gazeux, il produit du froid et la paroi mouillée sert d'échange thermique entre intérieur et extérieur.
Un niveau de température suffisant extérieur (4) est nécessaire pour assurer cette transformation appelée ébullition (zéro degré pour le butane et -42 ° pour le propane).

Débit d'une bouteille de gaz

Le débit d'une petite bouteille de gaz est limité.

  • Le débit d'une bouteille de gaz est limité suivant la température extérieure, le temps de soutirage, le volume restant de gaz, la taille du récipient et le type de gaz.
  • Les bouteilles de gaz ont un débit de gaz limité qui ne permet pas leur emploi lorsque le débit est important ou lorsque la température est basse.
  • Plus la surface d'échange est importante et plus le gaz pourra se vaporiser, c'est la raison pour laquelle des réservoirs de gaz sont utilisés en raison de leur taille qui augmente la surface mouillée (1).

La capacité d'évaporation

Elle dépend de plusieurs facteurs

Le débit d'un récipient de gaz se fait en fonction desa surface d'échange, de la température extérieure et du débit de gaz exprimé en grammes/heure ou kg/heure demandé par l'appareil de service (chaudière, réchaud, barbecue, désherbeur, etc.).

L'usage du gaz propane

Le gaz propane plus puissant permet une utilisation plus large.

En raison de ses caractéristiques physico-chimiques, le gaz propane peut se vaporiser en théorie jusqu'à des températures basses (-44 °) lui permettant un usage hivernal.

Alimenter une chaudière

Est-t-il possible d'alimenter une chaudière avec une petite bouteille de gaz ?

Cette question nous est fréquemment posée. Il n’est pas possible malheureusement de mettre des petites bouteilles de gaz pour alimenter une chaudière destinée au chauffage de locaux.

  • En dépannage, pour des besoins ponctuels qui se produiront forcément au moment où la température est la plus basse, une bouteille de gaz fonctionnera pendant quelques heures puis givrera.
  • En cause la capacité d’évaporation du gaz très limitée pour des petits récipients.
  • Les bouteilles pourront alimenter une chaudière double usage, mais uniquement pour la production d'eau chaude sanitaire.

Débit d'une citerne de gaz enterrée

Ci-dessous le tableau montre le nombre de kg qu'une citerne enterrée de 1000 kg peut délivrer pendant 4 heures. La pression relative minimale admise en fin de soutirage dans le stockage est de 1,5 bar, ce qui correspond à une température de produit de - 20°.

Soutirage pendant 4 heures en kilo par heure (kg/h)

%
Température extérieure
jauge
0°C
5°C
10°C
15°C
15 %
8,7
10,9
13,1
15,3
25 %
13,2
16,5
19,8
23,1
50 %
23,9
29,9
35,9
41,9

Soutirage pendant 8 heures

%
Température extérieure
jauge
0°C
5°C
10°C
15°C
15 %
5,2
6,6
7,9
9,2
25 %
7,8
9,8
11,7
13,7
50 %
13,8
17,3
20,8
24,2

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