remplissage1

REMPLISSAGE BALLON (2) 

  

REMPLISSAGE BALLON HELIUM

photo : Alain F6AGV

Cas où la bouteille est à une pression quelconque :   

Exemple :  une bouteille B15 est disponible mais elle a déjà été utilisée pour un gonflage de ballon hélium. Le manomètre indique 150 bars. L'hélium à 180 bars occupe la totalité du volume interne de la bouteille :  0,015  m3   ou  15  litres. L'hélium à  150 bars occupe le même volume. On peut écrire : 

P1 .  v  =  p  .  V1    et     P2  .  v   =   p  .  V2      si la pression extérieure est constante, le volume disponible ne sera pas le même. 

150 . 15  =  1  .  V1      d' où   V1  =   2250  litres  ou  2,25   m3   disponibles pour gonfler un ballon.   Il y a  15  litres dans la bouteille pour une B15. 

Règle :   Le volume de gaz hélium disponible est égal  à l'indication du manomètre  x  indice de la bouteille  :   P  .  Bi   =   V       en litres ou   dm3   

et    V  =   ( P . Bi ) / 1000  en    m3   

Cas où il y a plusieurs bouteilles à des pressions quelconques :  

Toutes les bouteilles sont entamées, il y a des fonds de bouteille et des bouteilles bien remplies disponibles.

Le volume total disponible sera :  

V =   P1 . Bi  /  1000   +   P2  .  Bi  / 1000  +  P3  . Bj  /  1000 ............ utiliser le tableau Excel pour chaque bouteille et faire la somme :

Exemples de cas bien précis :   

Remplissage du ballon hélium avec plusieurs bouteilles de type différent :   B15, B20 ou B50  ( la B50 est à éviter vu son poids de 70 kg )

Il faut utiliser un manomètre à deux cadrans HP et BP,  en bon état et correctement étalonné.  

CAS 1 :  La quantité souhaitée  pour le volume est  6  m3 .

On dispose d'une B15 et d'une B20.  Le tableau page précédente indique  respectivement  2,7 et 3,6  m3   :   total  :   6,3  m3  donc gonflage possible mais un seul gonflage. 

SOLUTION A :   

on utilise  la B15  180 2,7  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 6 - 2,7   3,3  m3
on utilise la   B20 180 3,6  m3 disponible 
reste  dans la B20  3,6 - 3,3   0,3  m3 
pression finale   (  0,3  /  3,6  ) .  180   15    indication MANOMETRE

SOLUTION B : 

on utilise  la B20        180   3,6  m3  disponible
reste à injecter dans le ballon 6 - 3,6   2,4  m3
on utilise la   B15 180  2,7  m3 disponible
reste  dans la B15 2,7 -  2,4   0,3  m3   
pression finale   (  0,3  /  2,7  ) .  180   20    indication MANOMETRE

Les solutions sont équivalentes puisqu'il reste le même volume, mais la bouteille devrait être la B15  car elle est plus légère pour le transport. 

Utilisation des feuilles Excel pour tenir compte de la température et de la pression atmosphérique :  .   

CAS 2 :  La quantité d'hélium souhaitée est de 5,3 m3     :   

Il faut prévoir 2 bouteilles B15  de  2,7  m3 :    total  :   5,4  m3

 

on utilise la B15 180    2,7  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 5,3 - 2,7   2,6  m3
on utilise la  B15 180  2,7  m3  disponible 
reste dans la B15 2,7 - 2,6  0,1  m3
pression finale   (  0,1  /  2,7  ) .  180   6,7 # 7    indication MANOMETRE

CAS 3  :   La quantité d'hélium souhaitée est de 5,3 m3   :   on dispose de  2  B15,  et d'une  B20.    total  2 x 2,7  +  1 x 3,6  =  9 disponibles.

Mais la B20 n'est pas pleine, son manomètre indique 160 bars au lieu de 180 bars. Le volume disponible est de  : 

160 .  20  =  1  . x            d'où   x  =   3200 litres  ou  3,2  m3   

 

on utilise  la B20  160   3,2  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 5,3 - 3,2   2,1  m3
on utilise la  B15 / 1   140 2,1  m3 disponible 
reste  dans la B15 / 1 0 0
on utilise pas  la  B15 / 2  180 2,7  m3  disponible 
reste  dans la B15 / 2 2,7  -  0    2,7  m3
pression finale   (  2,7  /  2,7  ) .  180   180   indication MANOMETRE

CAS 4  :   La quantité d'hélium demandée est de 5,3 m3    :   on dispose d'une  B50  de  9   m3  

Mais le manomètre indique 74  bars, quel volume reste dans la bouteille ?  

180 / 9  =  74 / x           x   =  (  74 / 180  )  .   9   =  3,7   m3  

CAS 5  :  La quantité d'hélium demandée est de 5,3 m3    :   on dispose de  deux  B50  de  9   m3   

La première B50 / 1  indique  60  bars   et la seconde  B50 / 2  indique  80  bars. 

Volume disponible  dans la B50 / 1   :  (  60 / 180 ) .  9   =   3   m3        

Volume disponible dans la  B50 / 2   :  (  80 / 180 ) . 9  =  4   m3   

 

on utilise la B50 /1 80    4  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 5,3 - 4   1,3  m3
on utilise la  B50 /2 60  3  m3  disponible 
reste dans la B50 /2 3 - 1,3  1,7  m3
pression finale   (  1,7  /  3  ) .  60   34    indication MANOMETRE

Avec l'autre solution il restera également  1,7 m3  et l'indication du manomètre sera la même. 

CAS 6 :  La quantité d'hélium demandée est 6,11  m3   :   on dispose de  :  

 

1 B15 30 bars 0,45  disponible
2 B20 100 bars 2  disponible
3 B15 180 bars 2,7 disponible
4 B15 180 bars 2,7 disponible

Les volumes disponibles sont  :    voir  colonne à droite   (  établir avec la feuille Excel :    ) 

 

on utilise  la B15 /1  30 --->30 . 15 0,45  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 6,11 - 0,45   5,66  m3
on utilise la  B20 100 --> 100 . 20 2  m3 disponible 
reste  dans la B20 0 0
reste à injecter dans le ballon 5,66  -  2   3,66 m3  
on utilise la  B15 / 2  180 --> 180 . 15 2,7  m3  disponible 
reste  dans la B15 / 2 0 0
reste à injecter dans le ballon 3,66 - 2,7      0,96  m3
on utilise la  B15 / 3 180--> 180 . 15 2,7  m3  disponible 
reste  dans la B15 / 3 2,7 - 0,96  1,74  m3
pression finale   (  1,74  /  2,7  ) .  180   116   indication MANOMETRE

CAS 1  retour :   on avait trouvé une indication 15  sur le manomètre avec la B20 et la solution A. 

L'indication 15  se trouve en appliquant  :     180   -   ( volume à injecter en litres )/ (indice du type de bouteille)

Exemple :    180  -  (  3300 ) / 20  =   15 

CAS 7  :     La quantité d'hélium demandée est 6  m3   :   on dispose de  B15  pleine et B20  à  170 bars

 

on utilise  la B15  180-->  180 . 15 2,7  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 6 - 2,7   3,3  m3
on utilise la   B20 170-->  150 . 20   3,4  m3 disponible 
reste  dans la B20  3,4 - 3,3   0,1  m3 
pression finale   170  -  ( 3300/20 ) 5    indication MANOMETRE

CAS 8 :    La quantité d'hélium demandée est 6  m3   :   on dispose de  B15  pleine et B20  à  150 bars

 

on utilise  la B15  180--> 180 . 15 2,7  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 6 - 2,7   3,3  m3
on utilise la   B20 150--> 150 . 20 3,0  m3 disponible 
reste  dans la B20  3,0 - 3,3   -0,3  m3 
pression finale   150  -  ( 3300/20 ) -15    indication MANOMETRE

La B20 est utilisée mais elle n'est pas suffisante. Une B15 remplie à 150 bars est trouvée.  

 

on utilise  la B15  180--> 180 . 15 2,7  m3 disponible
reste à injecter dans le ballon 6 - 2,7   3,3  m3
on utilise la  B20 150--> 150 . 20 3,0  m3 disponible 
reste  dans la B20  0   0
reste à injecter dans le ballon 3,3 - 3,0  0,3 m3 
on utilise la  B15 / 2 140--> 140 . 15 2,1 m3 
reste  dans la B15 / 2  2,1 - 0,3  1,8  m3  
pression finale   140  -  ( 300/15 ) 120    indication MANOMETRE

photo : Alain F6AGV

 

téléchargez la feuille de calcul Excel  :       remplissage.xls   version 1.0

 

 

documentation, bibliographie, ouvrages, livres et articles utilisés pour établir les pages :      

 

 

©2006. page mise à jour le 25/12/2013