Wie niedrig ist die Temperatur des Mediums innerhalb des Cryogentanks, wenn es das Druckmessgerät erreicht?
Quanto è bassa la temperatura del fluido criogenico contenuto nel serbatoio quando raggiunge il manometro?
Ein Cryo-Gas ist ein Gas, welches bei Umgebungstemperatur und -druck gasförmig ist und sich aufgrund von Kühlung und Komprimierung verflüssigt. Wird das Gas gekühlt und komprimiert, lässt sich das Gasvolumen reduzieren, was die Lagerung großer Mengen innerhalb eines Behälters ermöglicht. Typische flüssige Gase, die in geschlossenen Behältern aufbewahrt werden, sind Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlenstoffdioxid, Flüssigerdgas (LNG) und Distickstoffoxid. Die folgende Tabelle zeigt den Siedepunkt dieser Gase bei Umgebungsdruck und bei einem Druck von 20 bar im Tank: Umgebungsdruck 20 bar Stickstoff -196°C -157°C Sauerstoff -183°C -140°C Argon -186°C -143°C Kohlenstoffdioxid Nicht flüssig -19°C Flüssigerdgas -162°C -107°C Distickstoffoxid -88°C -16°C Die niedrigste Temperatur für flüssige technische Gase in einem Behälter beträgt -196°C bei flüssigem Stickstoff, wenn etwa 1 bar Druck im Behälter vorherrscht. Wenn die Temperatur des flüssigen Gases im Behälter steigt, so steigt auch der Druck im Behälter. Ein Tank für flüssige Gase besteht immer aus zwei Behältern: einem Inneren und einem Äußeren. Die Behälter sind mit Stahlstäben verbunden und durch ein Vakuum getrennt. Das Vakuum isoliert den inneren Behälter von der Außentemperatur so dass die Temperatur des Mediums im Inneren des Behälters so wenig wie möglich von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird. Zwei Rohrleitungen verbinden den inneren Behälter mit dem an der Außenseite des Behälters montierten Druckmessgerät. Eine Leitung verbindet den oberen Teil des Behälters (Gas-Phase) mit dem Messgerät und die andere den unteren Teil des Behälters (Flüssigphase) mit dem Messgerät. Sobald das Gas in der Leitung den Bereich des äußeren Behälters verlässt (den isolierten Bereich), wird es gasförmig. Innerhalb der Rohrleitung erreicht das Medium die Umgebungstemperatur noch bevor es das Messgerät erreicht. Somit kann die Messstofftemperatur innerhalb der Rohrleitung, außerhalb des Tanks, nie niedriger sein als die Umgebungstemperatur. Die niedrigste zulässige Umgebungstemperatur für WIKA Cryo-Geräte ist -40°C. Das Medium ist immer gasförmig, wenn es das Druckmessgerät erreicht.
Un fluido (gas) criogenico è in stato gassoso a temperatura e pressione ambiente e diventa liquido a causa dei processi di raffreddamento e di compressione. Questi processi causano la riduzione del volume del fluido consentendone così lo stoccaggio in grande quantità nei serbatoi. I gas liquidi tipici che sono immagazzinati in serbatoi chiusi sono azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica, gas naturale liquefatto (GNL) e ossido di azoto. La seguente tabella mostra il punto di ebollizione di questi gas alla pressione ambiente ed alla pressione di 20 bar all'interno del serbatoio: Temperatura ambiente 20 bar Azoto -196°C -157°C Ossigeno -183°C -140°C Argon -186°C -143°C Anidride carbonica Non liquido -19°C Gas naturale liquefatto -162°C -107°C Protossido di azoto -88°C -16°C La temperatura più bassa per gas tecnici liquidi all'interno di un serbatoio è -196 °C della fase liquida dell'azoto, con circa 1 bar di pressione. Se la temperatura del gas liquido all'interno del recipiente aumenta, anche la pressione aumenta. Un serbatoio criogenico comprende sempre un serbatoio interno e uno esterno. Tra i recipienti, collegati da barre d'acciaio, si crea il vuoto. Il vuoto che viene creato tra i due serbatoi, isola quello interno dalla temperatura esterna, rendendo così il gas meno dipendente dalla temperatura ambiente. Due tubi collegano il serbatoio interno con il manometro montato all'esterno. Uno mette in comunicazione la parte superiore del serbatoio (fase gassosa) con il manometro mentre l'altro lo mette in comunicazione con la parte inferiore (fase liquida). Non appena il gas nel tubo lascia il serbatoio esterno, cioè la zona isolata, diventa gassoso. All'interno del tubo, il fluido raggiungerà la temperatura ambiente prima che raggiunga il manometro. Di conseguenza, la più bassa temperatura del fluido al di fuori del serbatoio è la temperatura ambiente. Per i nostri manometri Cryo, la temperatura più bassa ammissibile è di -40 °C. Il fluido è sempre gassoso quando raggiunge il manometro.