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Dampfdruckkurven für Mischungen P/B 95-5 bis 30-70
Hallo Gaser,
habe mir mal die Mühe gemacht und Dampfdruckkurven erstellt.
Damit ist man in der Lage aufgrund der "geschätzten Lagertemperatur" des LPG´s (oder Magnetthermometer auf Tank auflegen :D und ablesen!!!) und des statischen Tankdrucks (Siehe Druckanzeige vor dem Einschalten der Pumpe) das LPG Gemisch zu ermitteln.
Hier Teil 1:
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12 Antworten
Hier noch Teil 2:
Damit sollte das Rätselraten ein Ende finden!!!!
:)
LG
Stefan
Re: Dampfdruckkurven für Mischungen P/B 95-5 bis 30-70
Zitat:
Original geschrieben von guzzidriver
Hallo Gaser,
habe mir mal die Mühe gemacht und Dampfdruckkurven erstellt.
Damit ist man in der Lage aufgrund der "geschätzten Lagertemperatur" des LPG´s (oder Magnetthermometer auf Tank auflegen :D und ablesen!!!) und des statischen Tankdrucks (Siehe Druckanzeige vor dem Einschalten der Pumpe) das LPG Gemisch zu ermitteln.
Hier Teil 1:
Sehr ordentlich!
Die Werte hauen nach einem ersten groben Überblick aus meiner Praxis hin.
Eine ganz wichtige Anmerkung:
Das Monometer an der Zapfsäule, welches den Pumpendruck anzeigt, reagiert sehr träge. Wenn jemand in den letzten 30 Minuten getankt hat, wird hier ein höherer Druck angezeigt.
Ich habe 2 Manometer für den Kunden sichtbar. Beide Manometer gehen bei der Befüllung auf 12 bar. Das Manometer im Zulauf zur Säule fällt nach Abschalten der Pumpe direkt auf den Ruhedruck zurück. Bei dem Manometer an der Zapfsäule direkt neben der Zapfpistole kann dies bis zu einer Stunde dauern.
Also genau hinschauen!
Mein Manometer für den Ruhedruck zeigt momentan 4,5 bar bei 16°C Außentemperatur an. Meine Mischung dürfte momentan 50/50 sein. Gestern wurde erstmals nach der Winterzeit 40B/60P angeliefert. :)
Gruß Andi
Was die PDFs angeht - Bei Sourceforge gibts den PDFCreator, der macht saubere PDFs ohne diese seltsamen Shareware-Hinweise.
Danke für die Info!
@GaryK
Hab schon runtergeladen!
@andi
Das mit dem Manometer stimmt!
Man kann jedoch vor den Einschalten der Pumpe durch mehrmaliges Betätigen der Zapfpistole den zu hohen, statischen Druck im Schlauch abbauen und somit dem Tankdruck anpassen.
@guzzidriver
kannst du auch berechnen um wie viel % sich LPG bei einer bestimmten Temperatur anzeige ausdehnt?
@andixc90
Mal ne Frage wenn ich LPG Tanke wird an der Tankanzeige die L Angabe über eine Berechnung immer angepasst?
Es geht mir darum, wenn ich bei -5 Grad Tanke was im Winter des öfteren vorkommt sollte auf den L mehr Energiegehalt entfallen als im Sommer bei +30Grad da sich das Gas bei Erwärmung ausdehnt.
Jetzt ist meine Frage passt die Tankstelle dies an, also erkennt die Tankstelle es ist wärmer deswegen muss ich jetzt 1,05L reinpumpen aber nur 1L abrechnen? Oder geht die Tanke intern eh mit Kg also das sie misst wie viel Kg sie reinpumpt und dann die Anzeige einfach auf L umrechnet für den Kunden?
Wenn sie beides nicht macht würde das heißen ich bekomme für den L bei Kühlen Temperaturen mehr Energie als bei Warmentemperaturen?
Nein, es wird nichts angepasst. Der Kolbenmesser erfasst zudem Litereinheiten.
Sicher ergeben sich rechnerische Differenzen im Volumen zwischen kalten und warmen Temperaturen auch bei LPG, jedoch glaube ich nicht, dass diese eine wesentliche Größenordung erreichen. Leute vom Fach dürften dies sicher beantworten können.
Getankt wird das Gas ja im flüssigen Zustand! Deshalb heisst es ja auch Flüssiggas! Vielen Kunden ist das nicht bewusst. Das Flüssiggas wird ja erst ohne Druck wieder in den gasförmigen Zustand versetzt. 1 Liter Flüssiggas sind "gasförmig" ca. 260 Liter!
Nach meinem Verständnis wird flüssiges Gas weniger sein Volumen verändern bei unterschiedlichen Temperaturen als im gasförmigen Zustand. Ähnlich wie bei Wasser. Auch dürften sich verschiedene Temperaturen eher auf den Eigendruck des Gases auswirken.
Zudem haben unterschiedliche Mischungen (Propan-Butan)hier deutlich größere Relevanz hinsichtlich des Energiegehaltes.
Gruß Andi
@andixc90
das würde dann aber heißen das die 80% Füllstopp totaler quatsch sind, wenn 30Grad Temo unterschied meinetwegen nur 2 oder 3% ausmacht dann könnte ich auch nen Füllstopp von 95% haben und wäre immer noch im grünen Bereich. Naja aber in Deutschland muss halt alles zu sehr geregelt sein.
Oh, oh, ich glaube jetztz läuft hier etwas aus dem Lot!!
Das mit dem Füllstop bei 80% ist schon ok und kein Quatsch.
Das alles zu berechen bei allen, möglichen Temperaturen und Mischungen wäre enorm viel Aufwand. Also lassen wir das und nehmen die 80% als Grenzwert hin.
Diese sind sowieso mit ca. 5% Differenz durch Fahrzeuglage und Anzeigenungenauigkeit ausgelegt.
Dann noch Worst Case Betrachtung bei den Temperaturen unjd die 80% sind nachvollziehbar.
Was jeder damit macht ist seine Sache!!!!
LG
Stefan
Also so sinnlos ist die Ausdehungsreserve nicht.
Beispiel: reines Propan bei 10 bar, Daten dem CRC Handbook of Physics & Chemistry entnommen, 2002er Ausgabe 6-21 falls jemand nachschlagen will.
-23°C 558 g/l
2°C 526 g/l
27°C 488 g/l
Das sind etwa 7% alle 25 Grad und je höher die Temperaturen werden desto stärker wird der Effekt. 7% ist wenig verglichen mit 20% Ausdehungsreserve. Betrachtet man den Preis ab Zapfsäule sind in Cent etwa 4 Cent/l alle 25 Grad solange sich der Preis mit der Jahreszeit nicht ändert. Der Steuer ist es übrigens egal, die rechnet in Kilogramm ab. Es freut sich ggf. der, der in Kilo kauft und in Litern abrechnet ;-)
Mal sehen wann die erste Tankheizung verbaut wird *g*
Hier wird mir momentan ein wenig viel vermengt. Deshalb noch mal ein paar grundlegende Dinge, da u.a. die Sinnhaftigkeit eines Füllstops angesprochen wird.
Wir haben es beim Autogas mit 4 maßgeblichen Dingen zu tun, die die Eigenschaften des Gases beeinflussen:
- Dichte
- Dampfdruck
- Temperatur
- Mischungsverhältnis Propan/Butan
Dichte
Die Dichte ist bei Flüssigkeiten und Gasen druck- und temperaturabhängig.
Bei Flüssiggas muss man zusätzlich zwischen der Flüssigphase und der Gasphase unterscheiden: Im Lagertank und Fahrzeugtank finden sich beide Aggregatzustände: die Gasphase und die Flüssigphase.
Bezüglich der Veränderung der Dichte verlasse ich mich hier mal auf die Angaben von GaryK. Im Internet habe ich leicht abweichende Angaben gefunden, wobei die Temperaturen auch nicht identisch waren. Bei 20°C weist Propan 510g/l und Butan 580g/l aus. Jedenfalls verändern sich nach GaryK´s Angaben die Werte bei Propan alle 25°C etwa um 7 Prozent. Wie sich dies bei Butan verhält, entzieht sich meiner Kenntnis. Fraglich auch, ob sich die Mischungen der Gase entsprechend linear verhalten.
Flüssiggasbehälter und -flaschen dürfen nie vollständig gefüllt werden, sondern müssen einen vorgeschriebenen Gasraum besitzen. Dieser Gasraum dient als Puffer, da der Druckanstieg in einem nahezu vollständig mit Flüssiggas gefüllten Behälter pro Grad Temperaturerhöhung überproportional ansteigt. Im Internet habe ich Werte pro Grad Temperaturzunahme von bis zu 7bar gefunden. Genau deshalb ist auch ein Füllstop bei 80% absolut sinnvoll.
Dampfdruck
Die Dampfdruckkurve zeigt den Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur im Siedezustand, sie gilt nur bei gleichzeitigem Vorhandensein der flüssigen und gasförmigen Phase. Unter dem Dampfdruck bzw. Sättigungsdruck versteht man den Druck, bei dem der Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand erfolgt. Genau diesen Zustand haben wir im Lagertank und Fahrzeugtank. Wie hoch der Dampfdruck ist, hängt von der Temperatur und der Zusammensetzung des Gases aus Propan- und Butananteilen ab.
Der Dampfdruck von Flüssiggas in einem geschlossenen Behälter ist nur von der Zusammensetzung des Gases und der Temperatur abhängig, nicht vom Füllungsgrad. Jedenfalls solange ein gewisser Gasraum verbleibt.
Wird aus einem Flüssiggasbehälter Gas entnommen, so versucht das Flüssiggas seinen Gleichgewichtszustand durch Nachverdampfen der Flüssiggasphase wieder herzustellen. Erst wenn die Entnahmemenge höher als die Verdampfungsleistung des Behälters ist, erfolgt ein Absinken des Druckes. Aus den Tabellen von guzzidriver ist schön zu ersehen, welchen Dampfdruck welche Mischung bei bestimmten Temperaturen aufweist.
Temperatur und Mischungsverhältnisse
Als grobe Regel kann man aus den Tabellen von guzzidriver ersehen, dass sich der Dampfdruck bei einer Erhöhung der Temperatur um 25°C etwa verdoppelt. Hinsichtlich der Dichte haben wir lediglich eine Veränderung von ca. 7%. Bei 40/60 liegen bei 35°C knapp unter 7,5bar an. Gerade bei 95/5 liegt der Dampfdruck bei 35°C schon bei knappen 12 bar. Ist der Tank nahezu vollständig befüllt, fehlt der Gasraum zum Ausgleich. 7bar pro Grad mehr würden bei 37°C einen Dampfdruck von 26bar ergeben. Das Sicherheitsventil des Tanks würde öffnen. Dass im Hochsommer im Innenraum eines Fahrzeuges deutlich höhere Temperaturen auftreten, brauche ich nicht zu erwähnen. Der Füllstop hat also definitiv seine Berechtigung!
Fakt ist, dass das Zusammenspiel der obigen Faktoren eine große Rolle spielt und nicht losgelöst voneinander betrachtet werden sollte. Das führt unwillkürlich zu einer möglichen falschen Betrachtungsweise.
Den Einfluss der Temperaturen auf die Dichte des Flüssiggases hätte ich persönlich nicht so hoch eingeschätzt. Aber man lernt nicht aus. :)
Noch eine Anmerkung zur Besteuerung:
Autogas wird in Kilogramm versteuert. Das ist soweit richtig. Die Abführung der (Energie-)Steuern übernimmt der Lieferant, bzw. Mischbetrieb. Die Tankstelle verrechnet nur mit dem Endkunden. Die (Energie-)Steuer auf das Gas geht 1:1 auf den Einkaufspreis des Gases. Lediglich die Mehrwertsteuer wird von mir direkt an das Finanzamt abgeführt.
Die Anlieferung an einer Tankstelle mit dem Tankwagen erfolgt jedoch ebenso wie die Abgabe an den Endkunden in Litern. Insofern wird so gut wie kein Tankstellenbetreiber hier irgendwelche Vorteile erzielen können. Nebenbei bemerkt, wäre mir ein Feuerchen unterm Tank etwas zu riskant, auch wenn es verlockend erscheint… :D
Gruß Andi
Mensch Andy,
da hast Du ja wieder kräftig in die Tasten gehauen!
Aber dem kann ich nur zustimmen! :)
Dann werde ich das nun für die absoluten Laien jetzt auch mal versuchen.
Also:
Der Dampfdruck ist der statische Druck in unserem Tank, der aufgrund der Lagertemperatur des Gases ein Gleichgewicht zwischen dem verdampfenden, flüssigen Gas und dem gasförmigen Inhalt des Tanks entsteht.
Wie funktioniert das!
Das flüssige Gas würde an der Atmosphäre einfach in der Luft verdampfen (gasförmig werden), indem es sich in einer Nebelwolke auflöst (Kondensation von Wasser).
Grund: weil der Gegendruck!
Zum Verdampfen benötigt das Gas jedoch Energie, die es aus der Flüssigkeit selber bezieht, nämlich aus der Wärme (Lagertempearatur) des Gases.
Deswegen kühlt die Flüssigkeit während des Verdampfens aus (z.B Eisbildung an der Aussenseite einer Propangasflasche bei der Verwendung).
Entnimmt man nun zuviel Gas aus dem Tank kühlt die Flüssigkeit herunter und damit sinkt auch der Dampfdruck im Tank (Abhängigkeit der Lagertemperatur).
Ebenso geschieht das beim Verdampfer. Auch dieser vereist bei zu hoher Abnahmemenge (oder im Gegenzug bei zu wenig unterstützender Vorwärmung durch den Motorkreislauf).
Also (eis)kalter Tank im Kofferaum (oder Verdampfer im Motorraum), der erst wieder mehr Druck aufbaut, wenn er sich wieder erwärmen kann (Energiezufuhr).
Somit erklärt sich auch, das es bei geringem Tankinhalt schnell zu Druckeinbrüchen (Umschalten auf Benzin) kommt, da die (Wärme-)Energiereserven zum Verdampfen nicht mehr groß genug sind.
Ich hoffe das diese Darstellung einigermaßen zu verstehen ist.
Für denjenigen der sich damit auskennt ist es leider meist so einfach, das es wieder schwerfällt dieses niederzuschreiben.
In diesem Sinne :)
LG
Stefan
Hallo Gasergemeinde,
ich bin gar kein Gaser und nur durch Zufall über den Thread gestolpert. Auch wenn das letzte Posting schon eine Zeit lang her ist dürfte der Inhalt daueraktuell sein.
Weil ich gerade Spaß hatte (initiiert durch eine anderes Posting) habe ich mal nach bestem Wissen und gewissen einen Dampfdruck-Flüssigdichterechner erstellt (Excel).
Der Rechner lässt zu für Propan, n- bzw. i-Butan die Konzentration in allen Freiheitsgraden von 0 bis 100Massen% einzugeben. Das Temperaturfeld geht von -50 °C (in jedem Fall Unterdruck) bis +60°C.
Feedback welcome :p