Пропан - удивительно распространенный источник топлива. Кузнецы и литейщики металла используют пропан для питания факелов; художники и создатели используют его для создания эффектов пламени, таких как факелы, огненные пушки, трубки Рубенса и другие визуальные эффекты. Он доступен почти везде, нетоксичен и, при соблюдении простых мер предосторожности, с ним очень безопасно обращаться.
Но когда я проверяю проекты людей по пропану в качестве лицензированного оператора по эффектам пламени (FEO) на мероприятиях, я часто заканчиваю тем, что объясняю людям, почему их проект, устройство или эффект небезопасны. В большинстве случаев это происходит потому, что у них нет базового понимания того, что такое пропан и как он взаимодействует с миром.
Вам не нужны глубокие знания в области химии или инженерии. Моя книга Make: Fire предоставит вам все, что вам нужно знать, чтобы безопасно использовать это удивительно полезное топливо.
Вот как построить простой источник пропана низкого давления для всех видов забавных пожарных проектов, а также обзор основного оборудования и некоторых критических ошибок, которых следует избегать.
Свойства пропана
Химически пропан чрезвычайно безопасен - нетоксичен и неканцерогенен. Он бесцветен и не имеет запаха. Если вам кажется, что вы чувствуете запах пропана, на самом деле вы чувствуете запах присадки, такой как этилмеркаптан, помещенной туда для обнаружения утечек.
С механической точки зрения пропан чрезвычайно опасен из-за давления и температуры. Аварии, связанные с пропаном, могут привести к взрывам, ожогам, обморожениям и удушью. Но по сравнению с другими видами топлива, этих аварий относительно легко избежать, если соблюдать правила техники безопасности.
Топливно-воздушная смесь
При нормальной температуре и давлении жидкий пропан расширится в 270 раз и превратится в пар (рис. A). Однако этот пар будет смешиваться с воздухом (горючая смесь состоит примерно из 5% пропана и 95% воздуха), так что количество горючих паров намного больше, чем паров одного пропана (рис. B).
Жидкость и пар
При нормальном давлении пропан кипит при –44°F (–42,2°C). Поэтому обычно вы встречаете пропан без давления только в виде пара. Внутри баллона при комнатной температуре пропан кипит до тех пор, пока он не заполнит пустое свободное пространство достаточным количеством пара, чтобы создать давление в системе и сохранить остальную часть пропана в жидком виде.
Тяжелее воздуха
Пары пропана в 1,5 раза тяжелее воздуха. Это заставляет его опускаться, а не подниматься. Это важно. Если пропановая система в помещении дает течь, пропан скапливается внизу помещения, что может привести к удушению людей или возникновению опасности взрыва.
Сильный растворитель
Жидкий пропан - превосходный растворитель нефтяных фракций, растительных масел и жиров, натурального каучука, органических соединений серы, кислорода и азота. Ацетиленовый красный сварочный шланг и другой шланг из натурального каучука не подходят для использования с пропаном из-за его состава, как и любое оборудование с резиновыми уплотнительными кольцами или уплотнениями.
Пропан не разъедает и не растворяет металлы, поливинилхлорид (ПВХ) или полиэтилен (ПЭ), но его давление и температура могут привести к разрушению этих материалов (возможно, катастрофическому).
Возгорание
Для большинства читателей смысл работы с пропаном - сжечь его!
» Пропандля воспламенения требуется искрана воздухе, если температура не превышает 920°F (493°C).
» Пропангорит только при определенном процентном соотношении пропана к воздуху, обычно от 2,1% до 10,1%.
» Чтобы пропанмог гореть чисто, его содержание должно составлять 4,2% по отношению к воздуху. Это полное сгорание, при котором в качестве побочных продуктов образуются только углекислый газ и вода (или стехиометрическое сгорание для вас, химиков и любителей слов).
Меньшее количество пропана приводит к бедному горению, когда пламя отрывается от горелки и пытается погаснуть. Это окислительное пламя, которое выделяет в атмосферу дополнительный кислород.
Больше пропана дает более интенсивное горение, образующее большое желтое пламя. Это восстановительное пламя, которое вытягивает кислород из воздуха, образуя окись углерода (CO) и, возможно, сажу (углерод).
Наклеивание и затягивание резьбовых фитингов
Склеивание стыков
Я наркоман, а не наркоман. Поэтому большинство соединений в моей книге, за исключением раструбных фитингов, для обеспечения газонепроницаемости используют желтую тефлоновую ленту. Правильно заклеить стык несложно. Четыре обертывания ленты по часовой стрелке вокруг фитингов сделают всю работу. Большим пальцем прижмите первый виток, чтобы он не соскользнул. Обматывайте с достаточным натяжением, чтобы нити образовали резкую складку (но не переусердствуйте), и не позволяйте ленте нависать над внутренним проходом фитинга. Когда наматывание будет завершено, потяните ленту до тех пор, пока она не оборвется в задней части нитей.
Если вы разбираете проклеенное лентой соединение, используйте проволочную щетку, чтобы удалить всю старую ленту с резьбы (как с наружной, так и с внутренней стороны соединения). Никогда не переклеивайте старую ленту. Лента относительно дешевая. Раздвиньте сустав и при необходимости переклейте его скотчем; лучше использовать немного больше ленты, чем получить небезопасное соединение.
Затяжка
Насколько сильно следует затягивать резьбовые соединения? К сожалению, ответ таков: «Достаточно герметично, чтобы предотвратить утечку газа». Обычно это не описывают с точки зрения крутящего момента - это то, что вы начинаете чувствовать. Обычно я затягиваю фитинг NPT, проклеенный лентой, до тех пор, пока не почувствую, что он больше не будет поворачиваться, а затем поворачиваю его еще раз или два. Это расплывчато, потому что сложность сильно различается в зависимости от приспособлений (и представлений людей о сложности). Так что затяните его, а затем проверьте на герметичность под давлением, чтобы почувствовать это.
Важный совет: всегда используйте гаечный ключ, чтобы зафиксировать деталь, которую вы не хотите перемещать. Вторым ключом затяните следующую деталь.
ВНИМАНИЕ – НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ:
-
БЕЛАЯ ТЕФЛОНОВАЯ ЛЕНТА. Он слишком тонкий, поэтому измельчает и забивает клапаны и фитинги. Используйте желтую тефлоновую ленту, рассчитанную на газ.
Изображение -
ЧУГУННЫЕ ВТУЛКИ. Они слишком хрупкие; они треснут под действием крутящего момента, а затем пропустят газ. Используйте латунные втулки.
Изображение - ХОМУТЫ ДЛЯ ШЛАНГА. Они не рассчитаны на давление газа. Вместо этого используйте предварительно установленный шланг, рассчитанный на пропан.
-
ПЛАСТИКОВЫЕ КЛАПАНЫ. Обычно предназначен для воды или других жидкостей при давлении, значительно ниже номинального давления газа. Пластмассы также могут подвергаться коррозии пропаном. Используйте латунные клапаны.
Изображение - ФИТИНГИ ДЛЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА. Они не рассчитаны на давление газа и часто имеют резиновые уплотнения, которые подвергаются коррозии при контакте с пропаном. Используйте газовые фитинги с соответствующими уплотнениями.