Почему картриджи для экстренной накачки заполнены CO2?

Почему они не заполняются окружающим воздухом с помощью воздушных компрессоров? Разве сжатие окружающего воздуха не дешевле, чем генерация CO2? Если это так, то эти картриджи будут иметь два преимущества:

Дешевле в производстве
Шины, заполненные углекислым газом, спускаются сами по себе гораздо быстрее, чем окружающий воздух, поэтому использование воздуха будет означать, что, как только вы накачаете свою шину картриджем, вам не придется снова ее надувать, когда вы вернетесь домой.

tire-pressure inflation physics co2 emergency Tooniis
источник

Извлечение воды из обычного воздуха - это сука и требует много оборудования. Проверьте любой магазин дайвинга.

Аганю

Технически нецелесообразно (если не невозможно) сжимать достаточное количество обычного воздуха в картридж размером / вес картриджа CO2. CO2 гораздо более сжимаем, чем обычный воздух.

Даниэль Р Хикс

@Aganju - Вытащить воду из воздуха не так уж и сложно. Проблема с водой заключается в том, что если люди, занимающиеся наполнением резервуара, не принимают должного ухода, они могут заполнить резервуар водой, а не воздухом.

Даниэль Р Хикс

@DanielRHicks «CO2 гораздо более сжимаем, чем обычный воздух», что объясняет все это. Ваш комментарий должен был быть ответом.

Tooniis

Воздух под давлением будет вытекать. В этих канистрах СО2 превращается в жидкость, поэтому он не протекает.

SurpriseDog

Ответы:

Зарядные картриджи CO2 используются для накачки шин для велосипедов, потому что они являются распространенным недорогим продуктом, который существует с 1950-х годов. Их другое использование включает в себя пневматическое оружие и надувные спасательные жилеты.

Они были первоначально разработаны Crosman Corporation и продаются под названием «Powerlet».

Патроны Powerlet заполнены CO2, предположительно, потому что это самый подходящий газ. Причины, которые я могу придумать:

CO2 превращается в жидкость при относительно низком давлении по сравнению с другими газами - жидкости намного плотнее газов, поэтому полезное количество CO2 может поместиться в небольшом контейнере.
Контейнеры легко и дешево изготовить, чтобы выдержать необходимое давление
CO2 дешевый и легкий в изготовлении (хотя, вероятно, не очень экологичный).
CO2 инертен, не вступает в реакцию с материалом контейнера. Это не огнеопасно, но нагрев картриджа, вероятно, не очень хорошая идея.

Обновления в моем ответе, которые почему-то всплыли на главной странице.

CO2 картриджи не заполнены сжатым CO2, они заполнены жидким CO2. Это должно быть сделано, чтобы получить достаточно материала в картридже, чтобы быть полезным. Однако картридж заполнен не полностью, и давление газа в пространстве остается постоянным (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, каждый из которых имеет различные точки кипения. Фактически, СО2 превращается в твердое вещество до того, как азот превращается в жидкость.

Ардженти Аппарат
источник

1,2 и 4 - веские причины, но делает ли CO2 дешевле, чем приводить в действие воздушные компрессоры для сжатия воздуха в картриджи?

Tooniis

Очевидно, что использование атмосферного воздуха не подходит, так как мы не видим никаких «консервированных» продуктов под давлением (например, баллончики 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.

Аппарат Argenti

Существует также проблема замерзания водяного пара в сжатом воздухе при разгерметизации контейнера.

Майкс

FWIW это говорит Почти во всех случаях, диоксид углерода , который захватывается и очищает для коммерческих приложений будет выпущен в атмосферу в месте производства , если он не был восстановлен для транспортировки и полезного использования в других местах. (Относительно пункта №3 в скобках.)

Мистер Волшебник

CO2, превращающийся в жидкость при относительно низком давлении, дает ему своего рода саморегулирующийся эффект. Давление газа в верхней части жидкости остается постоянным до тех пор, пока жидкость не исчезнет. Это не объясняет напрямую, почему они используются для шин, но объясняет, почему они используются в пневматических ружьях, что делает их дешевыми и обильными для других целей.

Кевин Крумвиде,

Я считаю, 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. Для выполнения той же функции вам понадобится бутылка большего размера, более прочная, более тяжелая, для подачи воздуха высокого давления с регулятором (и связанные с этим затраты и сложность).

Это делает CO ₂ гораздо более подходящим для ремонтного комплекта велосипеда благодаря:

маленький размер
низкий вес
бюджетный
надежность (простота)

Это видео о сверхкритическом углекислом газе предоставляет интересное окно (в прямом и переносном смысле) в фазовое поведение, описанное в статьях выше:

Mr.Wizard
источник

Означает ли это, что картриджи с CO2 не работают должным образом при температуре выше 31 ° C? Это не очень высокая температура.

Дэвид Ричерби

@ Давид Это означает, что давление начинает существенно увеличиваться вокруг этой точки. Для накачивания шин это не должно быть проблемой, если предположить, что сам надувной насос хорошо спроектирован, однако существует предел температуры окружающей среды, которой может безопасно подвергаться картридж, который, как я полагаю, дан как 120 ° F (цитируется во втором разделе). статья). На нем также показана фотография взрывного картриджа с надписью «Powerlet, разорванный под воздействием температуры 180 ° F в ходе испытаний изготовителя», поэтому я предполагаю, что в эту спецификацию 120 ° F заложен здоровый запас безопасности.

Мистер Волшебник

@ Дэвид Практически говоря, холодные температуры, вероятно, являются более серьезной проблемой, так как картридж будет очень медленным в холодном состоянии. Простым решением было бы держать один рядом с вашим телом.

Мистер Волшебник

Да, практически говоря, я буду более серьезно поврежден воздействием температур выше 120 ° F, чем картридж. :-D

Дэвид Ричерби

@Swifty Into Tri - это британская организация, и в такой пасмурный день температура не будет выше 25C / 75F, и такие события обычно бывают утром, когда температура как минимум на несколько градусов ниже. Предполагая, что видео недавно, температура достигла 33C / 91F пару выходных назад, но это был солнечный день, поэтому, когда видео было снято. Великобритания никогда не приближалась к 120F: рекорд 101F (38C). Короче говоря, понятия не имею, почему этот картридж сработал, но это не было жарой (На самом деле, поток пара предполагает, что он протекает, а не взрывается.)

Дэвид Ричерби

Это объясняет часть причины, которая может быть слишком подробной: http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch4/deviation5.html Если вы собираетесь прочитать что-либо из этого, прочитайте материал, начинающийся после таблицы со списком «Константы Ван-дер-Ваальса для различных газов». Он рассчитывает, 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 СО ₂(при 0 ° C) «Уравнение Ван-дер-Ваальса, однако, предсказывает, что давление должно будет только возрасти 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 стандарта. объем воздуха. Экономически и безопасно, это не просто.

redrubberball
источник