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#76 05-03-2020 08:42:44

raphus
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

oli_v_ier a écrit :

#558928seb0b0 et Raphus, vous seriez d'accord de partager vos feuilles de calcul ? Dans la barre d'outil de la fenêtre d'édition, cliquez sur l’icône lien en forme de "planète", il y a la partie "Envoyer un document" (notice).

Hello,

Pas de soucis, je partage donc 2 fichiers (soyez indulgent pour la mise en forme, je n'utilise jamais de tableur...) :

- un premier très simple qui calcule simplement la pression à l'équilibre d'un mélange de gaz en fonction de la température (loi de Raoult)
pression cartouche en fonction température

- un deuxième pour calculer l'évolution de pression et compositions des phases liquides et gazeuses en fonction du remplissage de la cartouche (à température fixe):
pression cartouche gaz en fonction de son remplissage

Pour la méthodologie, ce sont de simples calculs thermodynamiques d'équilibre liquide-vapeur. En gros, à partir d'une composition massique du liquide, on calcule la pression et la composition massique de la vapeur (et donc des gaz brulés). Après avoir brûlé une petite partie de la masse initiale (1% dans mon tableur), on recalcule la nouvelle composition massique du liquide, et ensuite sa pression et la nouvelle composition de la vapeur, et ainsi de suite.
Ces calculs sont donc indépendants de la masse initiale de gaz ou du volume de la cartouche.

Ces 2 fichiers vous permettront aisément de reproduire tous les graphes du message #39 pour le mélange de votre choix !

edit: ajout du 2eme tableur et reformulation

Dernière modification par raphus (05-03-2020 14:42:57)

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#77 05-03-2020 14:37:50

ith
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

seb0b0 a écrit :

#558838

ith a écrit :

#558705Merci pour le taf!  smile

Deux remarques :

1. Les cartouches Primus Winter Gas ont en plus dans la cartouche un buvard sensé faciliter la diffusion du gaz (en augmentant la surface d'échange je suppose). Je ne sais pas si cela a un intérêt, ou un intérêt pratique.
...
ici : https://www.primus.eu/product-guide/primus-gas/

et là : https://hikinginfinland.com/2015/02/pri … r-gas.html

https://farm8.staticflickr.com/7411/165 … 4be5_b.jpg

Ça sert à favoriser la vaporisation du liquide, càd le retour à l'équilibre liquide-vapeur au sein de la cartouche (cf.mon message précédent) en augmentant la surface d'échange du liquide (le buvard absorbe du liquide) avec la vapeur.

Si je soutire du gaz trop rapidement (réchaud puissant ou valve ouverte au max) ou trop longtemps, le liquide n'a plus le temps de se vaporiser assez rapidement et la pression est trop basse. Si je ferme la valve, attends plusieurs minutes, on reviendra à l'équilibre liquide-vapeur au sein de la cartouche par absorption de chaleur provenant de l'extérieur.

Avec le buvard, je pourrai maintenir un débit plus important ou plus longtemps avant que le réchaud crachote -> on améliore le soutirage.
Cela ne permet en aucun cas de démarrer mon réchaud par température plus basse.

Merci pour ta réponse (et le gros taf explicatif).


J'en conclue que l'intérêt des cartouches Winter est faible en pratique.

Par temps froid (> -10°C) et quand mon utilisation est limitée (pas de longue chauffe) j'utilise un réchaud colonne je prends alors un réchaud (Soto) qui est censé compenser les baisses de pression.

Par temps très froid  (< -10°C) et bien j'utilise un réchaud inversé. Or, j'ai constaté que ce mode de fonctionnement favorise l’encrassement du gicleur (le liquide transporte les débris). Ce type de cartouche utilisé en mode inversé n'apporte rien si je comprend bien, sauf une source d’encrassement supplémentaire (le buvard).


"The more you carry in your bag, the less you carry on your head"

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#78 05-03-2020 15:22:36

seb0b0
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

ith a écrit :

#558705Merci pour le taf!  smile
Par temps très froid  (< -10°C) et bien j'utilise un réchaud inversé. Or, j'ai constaté que ce mode de fonctionnement favorise l’encrassement du gicleur (le liquide transporte les débris). Ce type de cartouche utilisé en mode inversé n'apporte rien si je comprend bien, sauf une source d’encrassement supplémentaire (le buvard).

C'est ce que je pense aussi.

Il faudrait modéliser ce qui se passe en mode inversé pour démontrer ce qu'a suggéré oli_v_ier. Car certes on fait peu varier la pression quand on soutire du liquide comme l'a calculé oli_v_ier, mais on fait varier aussi la composition globale du mélange.

Il faudrait considérer un équilibre liquide-vapeur, soutirer un peu de liquide, recalculer l'équilibre liquide-vapeur... comme on a fait raphus et moi pour le mode normal (non inversé) mais en soutirant du gaz

Je ferai ces calculs quand j'aurai fini de retravailler ma feuille Excel.

Comme raphus utilise un calcul itératif, j'utilise de manière similaire des références circulaires dans Excel qui sont résolues par itérations dans Excel.
L'inconvénient est que si on n'initialise pas les valeurs par une valeur proche du résultat (difficile à faire pour un néophyte), alors ça ne converge pas. Je vais voir comment procéder autrement...

Dernière modification par seb0b0 (05-03-2020 15:25:07)


Quelque part entre le bas de la montée et le sommet se trouve la réponse au mystère de la raison pour laquelle nous grimpons. - Greg Child

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#79 05-03-2020 15:37:23

raphus
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

seb0b0 a écrit :

#559042Il faudrait modéliser ce qui se passe en mode inversé pour démontrer ce qu'a suggéré oli_v_ier. Car certes on fait peu varier la pression quand on soutire du liquide comme l'a calculé oli_v_ier, mais on fait varier aussi la composition globale du mélange.

Je ne te suis plus là : en mode inversé, on brûle un mélange de gaz dont la composition est identique à celle du liquide (c'est ce que tu dis : on soutire du liquide), donc la composition du liquide ne change pas, et la pression dans la cartouche non plus, c'est bien l'intérêt pour moi ! (intérêt essentiellement théorique pour l'instant car j'ai peu joué avec mon réchaud inversé).

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#80 05-03-2020 16:47:39

oli_v_ier
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

raphus a écrit :

#559048

seb0b0 a écrit :

#559042Il faudrait modéliser ce qui se passe en mode inversé pour démontrer ce qu'a suggéré oli_v_ier. Car certes on fait peu varier la pression quand on soutire du liquide comme l'a calculé oli_v_ier, mais on fait varier aussi la composition globale du mélange.

Je ne te suis plus là : en mode inversé, on brûle un mélange de gaz dont la composition est identique à celle du liquide (c'est ce que tu dis : on soutire du liquide), donc la composition du liquide ne change pas, et la pression dans la cartouche non plus, c'est bien l'intérêt pour moi ! (intérêt essentiellement théorique pour l'instant car j'ai peu joué avec mon réchaud inversé).

Même en inversé la composition du liquide change (un peu) au fil de l'utilisation, je vois au moins deux causes :
1- il faut vaporiser du carburant pour compenser le volume de liquide qui est sorti de la cartouche (calcul théorique faisable)
2- lors de la préchauffe et de la purge, on fonctionne en mode cartouche à l'endroit

A mon avis le 1 intervient beaucoup moins que le 2 dans le changement de composition de la phase liquide.


La marche ultra-légère n'est pas un but, mais un moyen. "Un sac lourd est un sac bourré d'angoisse."
Mon équipement pour l'Islande 2008 en détail.

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#81 05-03-2020 17:00:51

raphus
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

OK pour le 2, mais pas pour le 1 (tant qu'il reste une minuscule goutte de liquide dans la cartouche, la composition et la pression du gaz à l'équilibre thermodynamique dans la cartouche sera rigoureusement identique...).

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#82 05-03-2020 23:52:15

seb0b0
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

raphus a écrit :

#559048

seb0b0 a écrit :

#559042Il faudrait modéliser ce qui se passe en mode inversé pour démontrer ce qu'a suggéré oli_v_ier. Car certes on fait peu varier la pression quand on soutire du liquide comme l'a calculé oli_v_ier, mais on fait varier aussi la composition globale du mélange.

Je ne te suis plus là : en mode inversé, on brûle un mélange de gaz dont la composition est identique à celle du liquide (c'est ce que tu dis : on soutire du liquide), donc la composition du liquide ne change pas, et la pression dans la cartouche non plus, c'est bien l'intérêt pour moi ! (intérêt essentiellement théorique pour l'instant car j'ai peu joué avec mon réchaud inversé).

Oui tu as raison, je me suis embrouillé.

Je vais devoir m'absenter un peu du forum, amusez-vous bien avec les calculs. A+


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#83 06-03-2020 16:09:25

pierre fritsch
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

angelinoto a écrit :

#195823Bonjour,
pour les expés hivernales savez-vous à partir de quelle température les cartouches de gaz ne sont plus utilisables à cause du froid ? Je parle des cartouches du style Coleman, Primus...
J'envisage de partir dans le froid et je me demande si l'utilisation d'un réchaud à essence est vraiment indispensable.
Est-ce qu'une classique Coleman 30/70 ne pourrait finalement pas suffire si on la chauffe un peu dans le duvet avant de se lever pour le petit déj' ?
Merci.

ça peux suffire avec l'astuce suivante : il est très facile d'augmenter la puissance de sa cartouche de gaz et de la vider avec un bon débit jusqu'au dernier centimètre cube : si on a une flamme médiocre due au froid, à la baisse du niveau de combustible ou à l'altitude.
Il suffit de mettre le réchaud dans l'eau que tu essayes de chauffer  dès qu'elle est tiède (sans l'éteindre), en quelques secondes l'eau tiède réchauffe efficacement ta cartouche et ton débit minable revient à celui d'une cartouche neuve. tu répètes l'opération à chaque fois que la flamme baisse et tu peux chauffer des spaghettis avec une cartouche de butane C206 à 4000m d'altitude par -10 C (vécu). Attention, quelques secondes suffisent surtout si l'eau commence à être chaude, l'arrivée rapide du débit de la flamme peut être impressionnant voir dangereux !

Dernière modification par pierre fritsch (06-03-2020 16:12:54)


Le poids de notre sac c'est le poids de nos peurs.

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#84 06-03-2020 17:26:19

seb0b0
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

pierre fritsch a écrit :

#559200tu peux chauffer des spaghettis avec une cartouche de butane C206 à 4000m d'altitude par -10 C (vécu).

C'est justement parce que tu étais à 4000m d'altitude (pression atmosphérique faible) -> regarde le graphique de raphus pression vs altitude ci-dessus (sachant que P=0,62atm à 4000m d'altitude).

Tu étais à la limite de pouvoir allumer ta cartouche par -10°C (la C206 contient du butane pur qui bout à 0,69atm à -10°C).
A 2500m d'altitude, ce serait impossible.

EDIT:
comment lire ce graphique ?
https://www.randonner-leger.org/forum/u … .PvsT.jpeg

S'il fait -10°C, la pression d'une cartouche de butane est de 0,7 atm (lu sur le graphique).
Si je suis à 2000m d'altitude, la pression atmosphérique est d'environ 0,8 atm (lu sur le graphique, sinon ça se trouve)
La pression de la cartouche étant inférieure à la pression atmosphérique, si je l'ouvre rien ne sort.

Dernière modification par seb0b0 (06-03-2020 18:01:48)


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#85 06-03-2020 21:01:39

ith
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

pierre fritsch a écrit :

#559200
ça peux suffire avec l'astuce suivante : il est très facile d'augmenter la puissance de sa cartouche de gaz et de la vider avec un bon débit jusqu'au dernier centimètre cube : si on a une flamme médiocre due au froid, à la baisse du niveau de combustible ou à l'altitude.
Il suffit de mettre le réchaud dans l'eau que tu essayes de chauffer  dès qu'elle est tiède (sans l'éteindre), en quelques secondes l'eau tiède réchauffe efficacement ta cartouche et ton débit minable revient à celui d'une cartouche neuve.


En dernier recours : petit pipi  wink


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#86 10-03-2020 17:16:04

seb0b0
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

oli_v_ier a écrit :

#558836J'avais pas vu vos ajouts ci-dessus seb0b0 et raphus, ils concordent parfaitement il me semble cool .

https://www.randonner-leger.org/forum/uploads/i/2e/7BrqpjGRc.courbes_pression_cartouches_ga.s.jpeg


Pas exactement en fait, j'ai regardé en détail.
Il y a une petite approximation dans les calculs de raphus.

Par exemple pour un mélange 80/20 (% massiques), il considère qu'à t=0 (cartouche pleine), la composition de la phase liquide est 80/20.
Ce n'est pas "exactement exact", c'est la composition du mélange liquide+vapeur qui est 80/20.

En effet, la composition de la phase liquide d'une même cartouche à T=-20°C ou T=+20°C n'est pas la même.
Par contre, la composition globale reste la mêle (80/20 si la cartouche est pleine).

La différence n'est pas infime pour des mélanges de produits de volatilité très différente (butane 70/propane 30) en comparant à des températures très différentes (T=-20°C vs T=+20°C).

En faisant l'approximation (calculs de raphus) : la composition de la phase vapeur est 31,1 / 68,9

En ne faisant pas d'approximation :
A -20°C, la composition de la phase vapeur est 30,2 / 69,8
A 20°C, la composition de la phase vapeur est 36,7 / 63,3

Comme on brûle du gaz dont la composition est celle de la phase vapeur et qu'on doit recalculer la composition à l'équilibre à chaque incrément (-1% de taux de remplissage de la cartouche à chaque incrément), les pressions de départ et d'arrivée seront par contre toujours identiques mais la courbe entre les deux sera légèrement différente.

Dernière modification par seb0b0 (10-03-2020 19:04:43)


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#87 10-03-2020 19:02:20

seb0b0
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

Voici une version de ma feuille de calcul :
Thermodynamique cartouche de gaz

J'espère que ça marche, notamment car j'ai Excel 2019 version US (les noms de formules dépendant de la version, quelle connerie...).

J'ai restreint à un mélange binaire (pas les 3 composants butane, isobutane, propane à la fois) car cela peut se résoudre sans algorithme itératif.

Enfin presque : le problème se résout en calculant l'intersection d'un arc d'hyperbole (courbe de rosée)  avec une droite (courbe de bulle). Pour l'instant, comme j'ai oublié comment faire avec des maths, j'ai résolu le problème graphiquement dans Excel.

Suite des travaux :
1 -  J'aimerais résoudre de manière analytique et non graphiquement pour ne plus avoir aucun problème aux limites (valeurs erronées quand le taux de remplissage approche 0) et avoir une précision maximale.

Si un matheux passe par là, j'ai une fonction y = A / (B - C.x) et je souhaite trouver la fonction réciproque x = f(y).
C'est l'équation d'une conique (hyperbole), il faut a priori exprimer l'équation dans un autre système de coordonnées (centré sur le centre de l'hyperbole et en appliquant une rotation de la courbe d'un angle Teta). Je cherche à exprimer l'hyperbole sous la forme y = D.sinh(F.(G+x)), dont on peut déterminer la réciproque.

2 - Mon ancienne feuille de calcul itératif (mélanges binaires ou tertiaires) - que je n'ai pas partagée - n'était pas satisfaisante car j'avais des erreurs de référence circulaire que je résolvais à la main en donnant au solveur une valeur approchée pour l’initialiser -> la feuille de raphus marche beaucoup mieux.

PS : merci pour toute remarque et avis critique sur les calculs

Dernière modification par seb0b0 (10-03-2020 19:50:45)


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#88 09-03-2022 18:41:33

Eloi.D
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

Bonjour,

Je n'ai pas pris le temps de lire ni de comprendre la totalité des pages précédentes.

Question simple je l'espère:

  1. J'ai un réchaud cartouche inversée

  2. J'utilise une cartouche hivernale standard (70% butane / 30% propane c'est ça?)

  3. L'autonomie est prévue pour 5 jours (par exemple)

  4. Il fait 15°C les 4 premiers jours puis -10°C le 5e jour

Le 5e jour il ne reste environ qu'1/5e de gaz et il fait froid, il est donc bien entendu important de renverser la cartouche dans ce cas. Mais les 4 premiers jours à 15°C, est-il aussi important de l'avoir utilisé renversé en sachant que le dernier jour il fera -10°C?


"Vivre simplement pour que d'autres puissent simplement vivre" Gandhi

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#89 09-03-2022 18:49:14

oli_v_ier
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Re : [Réchaud] Températures minimum cartouches de gaz

Oui.


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