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FlüssiggAs Energie Erster Wahl

 Physikalisch-technische Eigenschaften                                                                                            Lesen Sie hier mehr über die Eigenschaften von Flüssiggas:

Chemische Formel

Energiegehalt                                                                                                                                 

Verbrennungsgeschwindigkeit                                                                                                     

Dichte                                                                                                                                              

Zündgeschwindigkeit

Temperatur                                                                                                                                      

Dampfdruck

Die Flüssiggase Propan und Butan sind organische Verbindungen und gehören zu der Gruppe der gesättigten Kohlenwasserstoffe (auch Paraffine oder Alkane genannt).

Chemische Formel
Die allgemeine chemische Formel lautet: C
3H8 für Propan und C4H10 für Butan.

Energiegehalt
Der Heizwert von Propan beträgt 12,87 kWh/kg,  der Brennwert 13,98 kWh/kg.                                                                Der Heizwert von Butan liegt bei   12,69 kWh/kg und der Brennwert bei 13,74 kWh/kg.

Verbrennungsgeschwindigkeit (Zündgeschwindigkeit)
Die Verbrennungs- bzw. Zündgeschwindigkeit ist die Expansionsgeschwindigkeit der Verbrennung, die Flüssiggas bei der Mischung mit Luft oder Sauerstoff erreichen kann. Dabei ist die Ausströmgeschwindigkeit von Flüssiggas in der Luft grösser als seine Verbrennungsgeschwindigkeit. Deshalb ist ein Flammenrückschlag in den Tank oder die Flasche, unabhängig von deren Füllinhalt, ausgeschlossen.

Dichte
Die Dichte von Flüssigkeiten und Gasen ist druck- und temperaturabhängig. Bei Flüssiggas unterscheidet man zusätzlich zwischen der Flüssigphase und der Gasphase:

Normzustand Flüssigphase Gasphase
Propan 0,5305 kg/l 2,037 kg/m³
Butan 0,5968 kg/l 2,66 kg/m³

Diese Dichtezahlen zeigen, dass Propan und Butan im gasförmigen Zustand mehr als doppelt so schwer sind wie Luft – hier beträgt die Dichte 1 kg/m³. Aufgrund der höheren Dichte sinkt ausströmendes Flüssiggas zu Boden und sammelt sich an der tiefsten Stelle. Aus Sicherheitsgründen darf Flüssiggas in Flaschen bzw. Druckbehältern deshalb nicht in Räumen unter Erdgleiche gelagert werden.

Die Volumenvergrößerung bei Verdampfung von Flüssiggas ist beachtlich: So nimmt ein Liter flüssiges Propan im gasförmigen Zustand ein Volumen von ca. 260 Litern ein.

Flüssiggasbehälter und -flaschen sind nie vollständig gefüllt, da sie einen vorgeschriebenen Gasraum besitzen müssen. Dieser Gasraum dient als Puffer, da der Druckanstieg in einem vollständig mit Flüssiggas gefüllten Behälter bei jedem Kelvin Temperaturerhöhung 7 bar Druckerhöhung betragen würde.

Zündgrenzen
Flüssiggas im Gemisch mit Luft ist nur in bestimmten Konzentrationsbereichen zünd- bzw. explosionsfähig. Die obere bzw. untere Zündgrenze ist die Konzentration von Flüssiggas in der Luft, bei deren Unter- bzw. Überschreitung eine Zündung nicht mehr zu einer weiteren Verbrennung führt.

Energie untere und obere Zündgrenze
Propan 2,1 und 9,5 Vol.%
Butan 1,5 und 8,5 Vol.%
zum Vergleich Erdgas 4,0 und 16,0 Vol.%

Praktisch bedeutet dies ein hohes Maß an Sicherheit, da nur in diesen engen Grenzen überhaupt eine Zündung oder Verpuffung erfolgen kann. Gemische unter dieser Zündgrenze sind zu mager, Gemische über diesen Grenzen sind zu fett, um zu verbrennen. Erdgas, aber auch viele technische Gase, haben ein sehr viel grösseres Verbrennungsspektrum, wodurch zusätzliche vorbeugende Sicherheitsmassnahmen notwendig werden.

Temperatur
Bei Erwärmung einer Flüssigkeit erfolgt bei einer bestimmten Temperatur, der Siedetemperatur (die vom Druck abhängig ist), der Übergang vom flüssigen zum gasförmigen Zustand. Unter atmosphärischen Bedingungen, also bei 1013 mbar, liegt der Siedepunkt für:

Propan bei -42,1 °C
n-Butan* bei -0,5 °C
zum Vergleich Wasser hat einen Siedepunkt von +100 °C
* neben n-Butan (= Normal-Butan), gibt es noch ISO-Butan. Beides ist C4H10. Die Siedetemperatur von ISO-Butan liegt bei ca. -11 °C.
Im Vergleich zu Wasser werden Propan und n-Butan also bereits bei deutlich geringeren Temperaturen gasförmig.

Dampfdruck
Unter dem Dampfdruck bzw. Sättigungsdruck versteht man den Druck, bei dem der Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand erfolgt. Der Dampfdruck von Flüssiggas in einem geschlossenen Behälter ist nur von der Zusammensetzung des Gases und der Temperatur abhängig, nicht vom Füllungsgrad.
Wird aus einem Flüssiggasbehälter Gas entnommen, so versucht Flüssiggas seinen Gleichgewichtszustand durch Nachverdampfen der Flüssiggasphase wieder herzustellen. Erst wenn mehr Flüssiggas entnommen wird als die Verdampfungsleistung des Behälters zulässt, erfolgt ein Absinken des Druckes.