Статьи

18.12.2012

Бизнес как искусство! Работа с Гелием!

Гелий - инертный газ. Не горюч. Не взрывоопасен. Не токсичен. Без вкуса, цвета и запаха. Не оказывает влияния на окружающую среду, экологически безопасен. Опасности для живых организмов не представляет. Нельзя вдыхать гелий без примеси кислорода - это может привести к кислородному голоданию и потере сознания. Запрещены сильные удары по гелиевому баллону и нагревание свыше 60 градусов по Цельсию. 
Сам по себе гелий безвреден, но высокое давление в баллоне все-таки представляет собой некоторую опасность. Следует предохранять вентиль баллона от сильных ударов; транспортировать баллон лучше с защитным колпаком

Перед бизнесменами, работающими с гелием, возникает ряд технических и экономических вопросов, связанных с тем, что этот газ, в отличие от других, не содержится в природе везде. Поэтому давайте рассмотрим немного технической информации, цифр, табличных данных, расчетов… в связи с необходимостью учитывать расход гелия.


Информация о гелиевых баллонах

Емкость баллона, литры

Объем газа при полной заправке баллона (150 А),

м куб.

Вес* баллона, кг

Длина* баллона, м

Диаметр баллона, м

Можно надуть шаров (приблизительно)

9”

(23 см)

12”

(30 см)

14”

(38 см)

16”

(60 см)

5

0, 75

10

0,55

0,14

100

50

27

8

10

1, 5

17

0,9

0,14

220

110

54

17

20

3

30

1,4

0,24

450

225

110

33

40

6

70

1,6

0,24

900

450

215

67

 

*Вес и длинна баллона могут в небольшой степени варьироваться.

Гелий содержится в специальных баллонах под давлением. Под давлением – для того чтобы газа в баллон вошло больше. Давление измеряется в атмосферах: 1 Атмосфера = 1 кг/см. кв. Номинальное давление (давление, с которым заправляют баллоны на заводе) -150 атмосфер, в таком баллоне газ сжат в 150 раз, а значит его там в 150 раз больше. В 40 литровом баллоне при полной заправке (150 А) содержится: 40 * 150 = 6000 литров гелия. По сути, сами гелиевые баллоны отличаются от других (например, кислородных, азотных, углекислотных) газовых баллонов только цветом – они красятся в коричневый цвет, специальный в них только вентиль, ведь гелий очень текуч, а значит, баллон должен закрываться очень плотно.
При надувании шаров мы расходуем гелий, и давление в баллоне понижается, пока не дойдет до нуля. Для того чтобы определить, сколько в баллоне осталось гелия, нужно замерить давление манометром и перемножить количество атмосфер на емкость баллона:
Пример: Баллон 5 литров. Давление 60 атмосфер. 5 * 60 = 300 литров гелия (0,3 м. куб.)

Информация о количестве гелия в баллоне нам нужна, чтобы знать хватит ли нам газа для выполнения работы. Однако для этого нам еще нужно знать расход газа на один шар:

Расход газа на 1 шар

Тип шара

Объем газа в надутом шаре

м куб.

литров

9” (23 см) круглый латексный

0,007

7

12” (30 см) круглый латексный

0,014

14

14” (38 см) круглый латексный

0,028

28

16” (60 см) круглый латексный

0,9

90

10” (25 см) сердце латексное

0,007

7

 

Продолжая пример, и используя данные таблицы, мы можем сказать, что, имея 300 литров гелия, мы можем надуть:
300 / 7 = 42 шара 9”
или    300 / 14 = 21 шар 12”
или    300 / 28 = 10 шаров 14”
или    300 / 90 = 3 шара 16”
или    300 / 7 = 42 шара 10” сердечко

Из таблицы мы видим, что 12” шар вмещает в себя 14 литров гелия. Так много, не ошибка ли это? Конечно же, объем шара значительно меньше 14-ти литров, но гелий в шаре находится также в сжатом состоянии (стенки шара давят на газ). Гелий в  шаре сжат примерно в 1,5 раза, т.е. давление составляет 1,5 атмосферы.  Таким образом, объем 12” шара составляет около 9 литров, а гелия в нем около 14 литров.

Следует знать, что при минусовой температуре газ в баллоне сжимается – уменьшается в объеме, следовательно, понижается давление. Например, при температуре -20С° в полном 40-литровом баллоне давление газа будет не 150 атмосфер, а около 120 (газ сжался на 20%).

Остаточное давление

При обмене пустого баллона на полный на предприятиях, реализующих гелий, необходимым условием является наличие остаточного давления в баллоне. Проще говоря – ваш баллон не должен быть совсем пустым, хотя бы 1,5 – 2 атмосферы в нем должно остаться, баллон должен шипеть. Иначе придется доплачивать за «промывку» баллона от возможно попавшего воздуха. Для того, чтобы не платить дополнительные деньги, всегда, когда вы видите, что шар с этого баллона уже не надувается, немедленно закройте и больше не открывайте вентиль. Для предотвращения случайного открывания пустого баллона, его лучше сразу пометить, например, можно натянуть на вентиль ненадутый шарик. 

Специфика работы с малолитражными гелиевыми баллонами

Используя стандартный 40 литровый гелиевый баллон, мы можем надуть около 450 шаров 12”. Однако, вес такого баллона составляет порядка 70 кг, а длина – порядка 1,6 м. Понятно, что погрузка, транспортировка и прочие перемещения такого предмета - дело трудоемкое и затратное. Учитывая то, что на некоторых оформлениях не требуется надувать большие количества гелиевых шаров, оформители используют баллоны меньшего объема, которые значительно легче по весу, а значит – проще транспортируются. Например, 5 литровый баллон (при полной заправке мы можем надуть с него 50 шаров 12”) весит всего 10 кг и может уместиться в сумке. Однако и расходуются такие баллоны быстрее, а значит встает вопрос об их заправке. Не все предприятия, реализующие гелий, обеспечивают заправку малолитражных гелиевых баллонов. К тому же, если вы не обладаете огромным количеством малолитражных баллонов, то вам придется очень часто ездить на заправочные предприятия – это не рентабельно.
- Можно ли самостоятельно заправлять малолитражный баллон, присоединив его к полному 40 литровому баллону?
- Нет! Заправка баллонов должна выполняться только на соответствующих предприятиях, при помощи специального оборудования, квалифицированным персоналом. Во избежание трагедии, не осуществляйте самостоятельно заправку баллонов! Именно при таких действиях может проявить себя опасность высокого давления.
Не пользуясь этой порочной практикой,  давайте, однако, рассмотрим теорию…
Допустим, мы имеем пустой 5 литровый баллон (давление - 1 Атмосфера) и полный 40 литровый баллон (давление - 150 Атмосфер). Что мы получим, если соединим оба баллона при помощи шланга высокого давления и герметических прокладок, откроем оба вентиля, подождем, пока часть газа перетечет в пустой баллон,  закроем вентили и аккуратно отсоединим шланг?
Путем сложных вычислений и недюжинной интуиции мы приходим к выводу, что:
1.    Давление в обоих баллонах будет одинаково.
2.    Оно будет меньше, чем было в полном баллоне.
3.    При соединении двух баллонов совокупный объем резервуаров увеличился на 5 литров, т.е. – на 1/8 = 0,125, при неизменном количестве газа. Давление уменьшится в 1,125 раз и составит:  150 / 1,125 = 133,33 Атмосферы.

Коэффициент уменьшения давления (КУД) зависит от соотношения объемов баллонов и является константой. После каждой заправки давление будет уменьшаться в 1,125 раз. После второй заправки величина давления составит: 133,33 / 1,125 = 118,52 А.

Итак, коэффициент уменьшения давления при заправке 5 литрового баллона от 40 литрового = 1,125. КУД 10 литрового баллона при заправке от 40 литрового = 1,25.

Величина давления в баллоне после заправки от 40 литрового баллона с начальным давлением 150 А

1 заправка

2 заправка

3 заправка

4 заправка

5 заправка

6 заправка

7 заправка

8 заправка

5 литровый,

КУД = 1,125

133 А

118 А

105 А

94 А

83 А

74 А

66 А

58 А

10 литровый,

КУД = 1,25

120 А

96 А

77 А

61 А

50 А

40 А

31 А

25 А

 

Из таблицы мы видим, что эффективно заправить малолитражный баллон можно только с достаточно полного 40 литрового баллона. Например, после 5-ой заправки в 5 литровом баллоне мы получим давление 83 Атмосферы, а значит, сможем надуть с такого баллона  не более 30 шаров 12”. Заправляя 10 литровый баллон от 40 литрового, после 5-ой заправки мы получим 50 Атмосфер – это около 35 шаров 12”.

________________

Статья подготовлена на основе книги "Воздушные шары: искусство и бизнес." Юрий Трофимов, 2005 год.


Возврат к списку