Position du tank à gaz: horizontal ou vertical?

  Bonjour à Vous !
Une p'tite question me turlupine le neurone   
Ont parle de tank à gaz avec prise en phase liquide ou gazeuse; Mais l'on sais que la mutation de l'état liquide à l'état gazeuse change en fonction du ciel du dit tank   
Alor , si nous utilisions des réservoirs tanks cylindrique en position vertical   Non ?

Quelle que soit la position du réservoir en haut c'est le gaz et en bas le liquide. Je me trompe ?
Si tu veux du gaz tu prends en haut, si tu veux du liquide tu prends en bas.
Si tu retournes ton réservoir pour avoir le liquide en haut ça va pas aller !

Considérant le seul équilibre gaz/liquide, il est uniquement déterminé par la pression et la température.
Si on soutire le gaz il faut gérer le refroidissement du réservoir. Donc avoir une surface d'échange suffisante.
Si on soutire le liquide il faut gérer le refroidissement au niveau de la vaporisation. C'est plus facile car on est en extérieur et plus près de la source de chaleur disponible.
Si j'en crois mes essais au chalumeau il n'est pas facile de réguler l'arrivée directe de liquide...

Lagaffe a écrit:Si j'en crois mes essais au chalumeau il n'est pas facile de réguler l'arrivée directe de liquide...

Je crois qu'il y a confusion. Quand on dit fonctionner en phase liquide, c'est simplement soutirer le butane en bas du réservoir, le vaporiser en gaz à l'extérieur du tank et ensuite réguler ce gaz pour l'envoyer au brûleur.
Essayer d'envoyer le liquide dans le gicleur du chalumeau et tenter de stabiliser la flamme c'est une acrobatie ingérable dans un bateau.

Pour revenir à la position du réservoir, je sais que d'autres ont une théorie différente de la mienne. Je considère que quelle que soit la forme du tank, si on laisse un vide (raisonnable) au dessus du liquide (1 ou 2 cm), c'est suffisant. Après, la pression du gaz dépend seulement de la température. C'est la décompression qui la fait chuter. Si on décomprime à l'extérieur (phase liquide), la chute de température est hors réservoir, il ne givre pas et c'est la raison du serpentin autour du brûleur (c'est l'intérêt de soutire le liquide plutôt que le gaz).
Quand un réservoir givre, c'est l'humidité extérieure qui vient condenser puis geler dessus, le gaz est toujours liquide à l'intérieur (fusion du butane = -140°), mais avec une pression trop infime pour le faire sortir.

My two cents,

Sur mon bateau j'ai un tank cylindrique en position horizontale, je pense que c'est une erreur de ma part car en début de navigation le ciel est de petite taille et s'agrandi durant la navigation.
Avec du gaz dans un cylindre vertical le ciel aura une surface constante ,le débit sera surement plus constant.

Ce sera pour le prochain bateau.

Eric

scyllias91 a écrit:le ciel aura une surface constante ,le débit sera surement plus constant

Non. C'est la pression (à température constante) qui donne le débit. La pression baisse quand le réservoir le réservoir se vide, c'est normal. Quand on dégonfle un pneu, il y a beaucoup de débit (pression) au début et cela va en diminuant : moins de pression = moins de débit et il n'est pas question de ciel.
Prenons par exemple un réservoir de 2 litres remplit à moitié d'eau (1L) et gonflé à l'air à 4 bars. On ouvre un robinet au bas du réservoir, l'eau se vide, il reste 2 bars de pression d'air quand il n'y a plus d'eau. Quelle que soit la forme et la position du réservoir !

Malevthi a écrit:

scyllias91 a écrit:le ciel aura une surface constante ,le débit sera surement plus constant

Non. C'est la pression (à température constante) qui donne le débit. La pression baisse quand le réservoir le réservoir se vide, c'est normal. Quand on dégonfle un pneu, il y a beaucoup de débit (pression) au début et cela va en diminuant : moins de pression = moins de débit et il n'est pas question de ciel.
Prenons par exemple un réservoir de 2 litres remplit à moitié d'eau (1L) et gonflé à l'air à 4 bars. On ouvre un robinet au bas du réservoir, l'eau se vide, il reste 2 bars de pression d'air quand il n'y a plus d'eau. Quelle que soit la forme et la position du réservoir !

Pas si simple je pense,il me semble avoir lu que la surface influe sur le débit de gaz. Dans ton exemple il y a 2 éléments qui ne changent pas d'état .
Dans notre cas le passage de l'état liquide à gazeux nécessite une certaine surface d'échange. Le même bruleur alimenté par le tank de mon bateau ou une bouteille de 13kg n' pas le même fonctionnement.

Eric

  Re !
   Donc , que le tank soit coucher ou debout il n'y aurait pas de variation ( tant en débit quand pression ) dans l'une ou l'autre phase d'utilisation du gaz ?
Donc je pourrais installer un réservoir de forme X en ne rencontrant pas de problème, quelque soit la forme de puisage du gaz; Ou      

 Salut.
Je ne sais pas si j’ai bien tout compris , mais je viens encore rajouter à la confusion.  
Attention a ne pas mélanger la Température du point de fusion ,ou de congélation (-140°C pour le butane) qui est pratiquement identique dans la plus part des cas. Et la température d’ébullition .
Fort heureusement pour nous, seule la température d’ébullition nous intéresse ==> +/- 0°C dans le cas du Butane. Prés de 20°C @ 2 bar. Dans un réservoir de gaz, plus la température monte et plus la pression monte (et pas l'inverse!). C’est ce qu’on appelle la “Tension de vapeur” ou “pression de vapeur saturante” .
Mais là c’est le boulot de Rookie ou de Bobino de vous expliquer ça.Trop compliqué pour moi de faire la différence entre les deux!  
Quand le butane liquide se vaporise , nous exploitons la phase gazeuse. Jamais nous n’avons de liquide au bruleur! Ou alors c'est une erreur et on s’en aperçoit très vite.  

La raison pour laquelle, Scyllias a un meilleur débit et plus constant , avec sa bouteille de butane plutôt qu’avec son tank est tout simplement du au fait que la réserve en phase gazeuse dans la bouteille (le ciel) est  beaucoup plus importante que dans son tank. Comme dit Malevthi, on pourrait dire que le sac se vide moins vite dans la bouteille.
Et tout à fait d’accord avec lui encore, , la forme du “ciel” (et donc du tank) importe peu . Son volume par contre: oui.
Bien sur, la vaporisation est fonction de la surface d’échange entre l’extérieur et l’intérieur, la forme du tank , n’ayant pas une importance primordiale avec un petit débit.Raison pour laquelle, on se satisfait très bien d’une phase gazeuse classique avec un petit gicleur.
Encore que dans un tank vertical, la surface d’échange diminue avec le niveau qui baisse, alors que dans un tank horizontal la surface d’échange varie beaucoup moins vite à volume  (ou débit) égal.
Donc, Scyllias, je susi persuadé que ton tank horizontal a certainement un meilleur rendement dans ta configuration actuelle .
Pour répondre à NouNoursk, la pression diminue dans un tank en fonction du soutirage (voir : Tension de vapeur).
Si le débit est plus important que la surface d’échange ne permet la “gazéification” , ça n'a pas le temps de se réchauffer, ça condense , ça refroidit, la tension de vapeur diminue et la flamme ramollit! L’interface entre le liquide et le gaz n’ayant pratiquement aucune influence puisqu’à +/- même température.
“quelque soit la forme de puisage du gaz”   = Plouf!  

C’est intéressant, non?   
Et encore on ne comprend pas tout!  
Cordialement. 

La surface influe sur le débit ? Par quelle loi physique ?
Quand on fournit au liquide une certaine quantité de chaleur il dégage nécessairement une certaine quantité de gaz. Sans que ce soit fonction de la surface.
Maintenant que le passage à l'état gazeux soit fonction de la surface d'échange avec la source chaude c'est évident.

Ce que je pensais est écrit par KBIO:

Si le débit est plus important que la surface d’échange ne permet la “gazéification” , ça n'a pas le temps de se réchauffer, ça condense , ça refroidit, la tension de vapeur diminue et la flamme ramollit! L’interface entre le liquide et le gaz n’ayant pratiquement aucune influence puisqu’à +/- même température.
“quelque soit la forme de puisage du gaz”   = Plouf!  
.

Donc il faut donc bien concevoir un Tank ou quelque soit le niveau la surface d'échange soit constante,ou au moins suffisante pour que le bruleur soit alimenter correctement.

Eric

  Bonne journée à Vous !
   Ben avec tout ça , je ne sais toujours pas quelle forme donner un mon p'tit tank   

  Donc je vais prendre mon problème d'une autre façon !
J'ais une p'tite coque de Goliath ( pas beaucoup de place )
Une petite chaudière Kindon ( pas bien grosse )
Un moteur de n'avion qu'y marche à la vapeur ( pour le moment il manque de souffle .
Ma chaudière chauffe avec un bruleur standard de camping gaz ( champignon non hallucinogène )
Une bière bien fraiche dans la main   
  
Ma question était : quelle forme le tank ( sans chenilles bien sûr )  Et là je   

pif. a écrit:
Un moteur de n'avion qu'y marche à la vapeur ( pour le moment il manque de souffle .

Ciel, un avion à vapeur ? J'Ader !

 Salut!
Je crois qu'il va être intéressant de se payer un petit exposé sur la question.
Dans lequel, on verra qu'entre un tank à gaz et une chaudière , il n'y a pas tant de différence que ça. Le principe est pratiquement le m^me,...............avec des températures différentes.   
Pour répondre à PIF, s'il veut un tank très performant je lui conseillerais (puisqu'il veut une réponse) de faire un tank à gaz sphérique ou en forme d’œuf (encore que ça ne serve à rien) et de lui adjoindre un vaporisateur dans le bas. Tout comme sa chaudière Kindon.
Mais attention à ne réchauffer que le liquide. Pour le gaz , on s'en fout, puisqu'il est déjà gazeux. Et que froid ou pas, il brûlera. Il faut juste le pousser au cul.
En cryogénie, dans le pompage de l'azote à haut débit , afin de soutenir dans le tank, une pression positive pour alimenter la pompe, on fait passer le liquide dans un serpentin muni d'ailettes tout le long. L'échange thermique se fait à ce niveau et permet une augmentation ou un maintien de la pression dans le tank.
Rien ne sert de chercher un échange thermique sur le coté gazeux en augmentant le ciel ou autre.
Comme dans une chaudière. Le "ciel de vapeur" est à considérer, seulement,  pour éviter le primage, (comme dans un tank à gaz) mais une petite chaudière avec un petit volume , avec une pompe d'alimentation et un bon brûleur qui génère plus de vapeur que la machine en demande et le tour est joué.
Pareil dans un tank à gaz. Si le gicleur soutire plus vite que le température extérieure n'apporte de chaleur sur la surface du liquide. Ça se dégonfle.  
C'est pas le tout, mais j'ai de la route à faire aujourd'hui!
Et quelque chose me dit qu'on va encore aprler "VAPEUR"!   
Bonne journée!  

Je me relis et je me dis que je devrais être plus précis, mais on verra ça plus tard!

Hello

Et quelque chose me dit qu'on va encore aprler "VAPEUR"!

Je ne comprends pas tout ce que vous écrivez mais c'est vrais que la langage vapeur a son patois.
J'ai déjà du mal avec le Français...................

 

Bonjour à tous
Lorsque on prélève le gaz liquéfié en phase gazeuse, la chaleur de vaporisation est fournie , au début ,par le liquide qui se refroidit ( et fait baisser la pression ), il refroidit la paroi du tank , à partir de ce moment là , la chaleur extérieure entre principalement par la partie en contact avec le liquide (celle ou l'eau de l'atmosphère se condense , c'est un détecteur de niveau du combustible ), cette surface diminue ce qui accélère la baisse de pression , d'où le grand intérêt du soutirage en liquide .

 
Je viens apporter mon témoignage de béotien   
Quand je regarde une casserole d'eau commencer à bouillir, je vois que la vaporisation se fait là où il y a échange de chaleur donc sur le fond. En effet comme le dit Lagaffe, les bulles ne se forment pas en surface. Après, la chaleur se propage à tout le liquide et il est difficile de dire où se forme la vapeur.
Je pense tester un réchaud avec une cartouche posée verticalement puis horizontalement (sans passer en phase liquide) et voir s'il y a une différence (petit ciel puis grand ciel) comme ça je me ferai ma propre opinion.
D'ailleurs pour ceux qui pensent que la surface du ciel a son importance, la position horizontale devrait leur paraître plus efficace puisque plus grande, sauf qu'au début elle augmente pour ensuite rediminuer.
Pour KBIO: quand je parlais de température de liquéfaction du butane au dessus de -140° je parlais bien du passage de l'état solide à l'état liquide, il n'y avait pas confusion avec sa vaporisation aux alentours de -1°.
Et je partage tout à fait ce que vient de dire Bobino  

Salut

A mon humble avis, plein de choses justes et moins justes dans ce fil... Si l'on veut juste répondre à la question de départ, "Quelle position est préférable, tank couché ou debout?" sans se lancer dans des calculs démentiels, je pense que l'on peut répondre assez simplement comme suit:

Effectivement, le principe de nos tanks à gaz est le même que celui de nos chaudières, à celà près que nous n'avons pas de brûleur...
Le changement de phase liquide/vapeur implique une consommation de "chaleur". Dans des conditions de pression/température stables, le débit en phase gazeuse dépendra de la quantité de chaleur disponible pour la transformation. C'est ce que l'on appelle la "capacité d'évaporation".
A noter que dans des limites raisonnables, cette capacité d'évaporation ne dépend pas ou très peu de la surface d'évaporation (interface liquide/gaz).
Puisqu'il n'y a pas de brûleur, cette quantité de chaleur n'a que deux sources possibles:
1 - La chaleur contenue dans le gaz liquide.
2 - La chaleur apportée au liquide par transmission depuis le milieu ambiant à travers les parois du tank.

"1" a pour conséquence de baisser la température du système, de moins en moins de chaleur disponible, tank qui givre, etc... Il faut donc privilégier les solutions qui assurent le meilleur apport de chaleur à partir du milieu ambiant.

Un gaz (quel qu'il soit) étant un très mauvais conducteur de la chaleur, la transmission se fera par conduction à travers la partie de la paroi du tank en contact avec le gaz en phase liquide. On appelle cette partie de la paroi du tank "Surface humide". Et à température ambiante constante, la quantité de chaleur transmise au gaz en phase liquide sera directement proportionnelle à la surface humide.
Notre question devient: Quelle position du tank assure la plus grande surface humide? Comment varie cette surface durant la baisse progressive de niveau?

Les deux solutions possibles, "tank couché (horizontal)" et  "tank debout (vertical)" ainsi que la notion de "surface humide"sont résumées sur le schéma suivant:



Le calcul de la "surface humide" en fonction du niveau est très simple pour le tank debout, beaucoup plus compliquée pour le tank couché. Je vous fait grâce des calculs...     

J' ai pris l'exemple d'un tank de Ø6cm et 10cm de long, mais même chose quelque soient les dimensions. Les résultats des calculs sont sur le graphique suivant. Il donne la valeur de la surface mouillée (axe Y) en fonction du niveau de remplissage en % (Axe X):



On constate que la position "couchée" offre une surface humide moindre (Max 10%) lorsque le niveau de remplissage est au-dessus de 50% mais nettement meilleure (jusqu' à 30%!!) lorsque le niveau de remplissage passe en dessous de 50%.

Alors, quel compromis? Lorsque le tank est plein, on a une quantité de chaleur maximum contenue dans le gaz en phase liquide. Cette quantité de chaleur diminue avec la masse de gaz liquide. Plus la masse de gaz liquide est faible et plus il est important d'assurer un bon transfert du milieu ambiant et donc d'avoir la surface humide la plus grande possible pour récupérer un max de calories. Et de ce point de vue, la position "couchée" est de loin la plus favorable.

Donc, privilégier la position couchée... Qui est ce qui ce fait en général...

Marcel.
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  Re !!!
   à Marcel pour son explication   

Donc mon tank ira faire dodo au fond du Goliath   

Je présente mes plus plates excuses aux membres éminent de se forum:honn:  pour leur avoir fai perdre le temps sur une question ou j'avais la raiponce   

Mais pas du tout cher Pif ! Cet échange de points de vue permet de donner des réponses à ceux qui pourraient relire le sujet. C'est toujours positif (si on ne s’étripe pas avant la fin bien sûr        )
Merci à Rookie78 pour cette conclusion très constructive et à tous ceux qui ont apporté leurs connaissances dans le domaine.  

Alors là Rookie chapeau, explication clarinette, calculs à l'appui !
Juste une correction à apporter, bien que ce soit passée à tort dans le langage courant:
l'expression "gaz liquide" c'est un peu comme "glace liquide" ou "vapeur solide"... C'est soit gaz, soit liquide, soit solide.

Salut Lagaffe,

Tu as raison "gaz liquide" ça fait un peu bizarre... Mais j'ai gardé cette expression pour faire simple, "gaz" signifiant dans ce cas et comme très souvent dans le langage courant le "combustible" utilisé... Ca aurait été moins choquant de dire par exemple "Propane gaz" & "Propane liquide"... Je voulais juste pour la bonne compréhension insister sur les phases liquides et gazeuses de la chose...

Marcel.

hello,
Une idée pour améliorer l'échange thermique du tank à gaz avec l'air en rajoutant  des ailettes en cuivre brassées sur le pourtour de la chaudière. La tache demande de l'attention pour avoir une symétrie des pièces.
Des bandes de 6mm de hauteur épaisseur 1.5mm longueur la dimension du tank.
Ou une autre idée la technique de hérisson; placer des tétons en cuivre de 8mm de diamètre avec un petit épaulement de 3 mm longueur du téton 8mm. Mise œuvre percer des trous de 3mm sur le corps de la chaudière, ensuite placer les épaulement de 3mm dans les trous et braser les tétons en une seule fois.
Plus la surface d'échange de tank est importante plus nous récupérons un échange thermique plus performant.
Le cuivre reste la matière idéale.
Peut être que mon idée demande de la préparation et une parfaite étanchéité des brasures, mais pourquoi pas !
a+

 Salut!
Mais c'est une excellente idée Vap38!   
Nous en parlions justement avec un éminent collègue de ce forum ( il n'y a que ça sur le Bleu!  ) et peut être est-il temps de s’oxygéner les neurones et de sortir des sentier battus et rebattus et innover ou pour le moins oser.
Les ailettes pour augmenter la surface d'échange autour du tank, c'est très bon. Une boucle ou deux : thermosiphon sur la surface mouillée en dessous du tank, aussi. Avec des ailettes en sus. Des tubes qui longent le dessous du tank sur le même principe. Un serpentin de vaporisation.  
Bref, il y a d'autres méthodes (et plus douces) pour augmenter la pression de nos tanks sans pour autant le coller contre la chaudière.
Les picots et tétons=   Quand je disais que la thématique du tank à gaz , c'est la même que la chaudière!    
En cherchant un peu, on va trouver autre chose!    
Bien cordialement. 

oui évidemment l'idée du tube est très bonne, le smilblick avance doucement c'est bien.
Il y a plus ka   je pense qu'il faut réaliser un montage pour test !
a+ qui si colle ????

Bonjour à tous
Il faut clairement poser le problème
1° On parle du fonctionnement en régime permanent c.a.dire. lorsque toute la chaleur de vaporisation est apportée de l'extérieur, après
"l'euphorie " du démarrage et l'abaissement de la température du liquide
2° Il n'y a pas de système de chauffage extérieur : conduction ( type lampe à souder ) ou serpentin parcouru par de la vapeur .
Toute la chaleur vient de l' ambiance : convection de l'air et rayonnement des parois du bateau
ROOKIE a mieux que moi montré la zone efficace du tank
L'idée de VAP 38 de mettre des ailettes est excellente , il faut toutefois tenir compte du fait que la convection naturelle de l'air ambiant le fait circuler verticalement et est proportionnelle à la forme et surtout la hauteur de la paroi , les radiateurs de chauffage lisses sont d'autant plus efficaces qu'ils sont hauts , les radiateurs bas ou horizontaux sont munis de nombreuses ailettes
Dans notre cas ,la hauteur est très faible Pour procurer "l'effet de contre-tirage " ( vers le bas ) de l'air, il y a donc intérêt
- à ne pas enfermer le tank mais permettre une bonne circulation d'air autour , un petit ventilateur pourrait sans résoudre un cas limite.
-, le peindre en noir car une partie non négligeable de chaleur provient des rayonnements surtout si le bateau est ponté.
Avant d'adopter le soutirage en phase liquide la meilleure solution simple et sans risques est de mettre le tank dans une "baignoire "
remplie d'eau que l'on peut de réchauffer légèrement ( en commande manuelle ) avec un serpentin immergé dès l'apparition de la vapeur ..
Je maintiens , après pourtant l'avoir utilisé sans problème que l'automatisation du réchauffage du tank présente un grand risque