Het expansieventiel

Willen jullie me allemaal eens goed toehoren. We gaan één voor één de filter passeren. Dat heeft een onbetwistbaar voordeel. We treffen ons terug achter de filter vlak voor de doorlaat van het expansieventiel. Niemand mag daardoor totdat ik de toelating gegeven heb. Het is de gevaarlijkste plaats op onze reis, en het ware ontzettend dom als iemand van ons hier zou moeten achterblijven.

Nu zijn we in de behuizing van het expansieventiel. Kunnen we hier interessante metingen uitvoeren Neen, We hebben ongeveer dezelfde druk en temperatuur als in de vloeistofleiding. Aan de andere kant van de doorlaat moeten we halt houden. Desalniettemin, mijn beste Gabeur, moet ik U vragen om met grote aandacht de snelheidsmeter in het oog te houden bij het passeren van de doorlaat.

We gaan de vernauwing naderen zonder ons door de stroming te laten meevoeren. Dan binden we ons met een touw aan elkaar vast, om daarna zoals een bergbeklimmer door de doorgang te klauteren.

De doorgang ziet er tamelijk groot uit, doch heeft slechts een diameter van 0,75 mm.

Hoe snel de stroming hier is!

Nu beginnen we aan de afdaling. Vergeet niet de snelheid te meten en loop zeker door terwijl de naald van het ventiel geopend is, zoniet wordt je verpletterd.

Ja, dat kennen we, zoals bij die automatische deuren van de trein...

Deze plaats heeft me veel angstzweet gekost. Maar het lijkt alsof we er allen heelhuids zijn door gekomen, Gabeur als laatste.

De snelheid aan de ingang was 20 m/s of zo'n 72 km/h.

Niet meer? Ik dacht dat de snelheid veel hoger was!

Dat is nog geen te domme opmerking! Ik heb jullie toch gezegd dat dit de snelheid aan de ingang was, waar we nog 100 % vloeibaar koelmiddel hadden. Maar bij de uitgang, na de expansie in de doorlaat, kan de snelheid tot 418 m/s of 1505 km/h oplopen vanwege de overgang van vloeibare naar gasvormige toestand.

Nu we door de gevaarlijke vernauwing zijn doorgeraakt, gaan we het ons wat gemakkelijk maken en de omgeving wat observeren.

Het is hier honds koud!

Onderbreek me nu niet. We voeren enkele metingen uit, die belangrijker zijn dan uw persoonlijke indrukken.

Je hebt gelijk: honds koud is géén temperatuur aanduiding!

Temperatuur -10 °C, druk 3,55 bar, warmte-inhoud 243 kJ/kg. We bevinden ons in punt C.

De temperatuur is dus met 45 °C en de druk met 11,35 bar gezakt, en dat tussen de ingang en de uitgang van het expansieventiel. Hoe kon dit zo snel gebeuren?

Deze warmte kan niet naar de buiten verdwenen zijn. Daarvoor was de tijd van het doorstromen van het koelmiddel door het ventiel te kort. Overigens is de op onze Joulemeter aangegeven hoeveelheid warmte bewijs genoeg. Er is géén enkele Joule tussen in en uitgang bijgekomen of weggevallen.

Dat is me een raadsel!

Er bestaan geen geheimen in een koelinstallatie. Alles volgt de natuurkundige wetten. De verklaring is zeer eenvoudig. Voor de doorlaat waren we met vloeistof verzadigd. Er is daar geen damp aanwezig. Merk echter op dat er zich nu vele dampbellen in de vloeistof bevinden. Men heeft niet langer de indruk in vloeistof aanwezig te zijn, maar eerder in een nevel, zoals die uit een bevochtiger te voorschijn komt.

Je hebt volkomen gelijk. We zullen de nevel analyseren om de verhouding vloeistof en damp te kennen.

We meten 74 % vloeistof en 26 % damp.

Mooi. We kennen nu meteen de oplossing van ons raadsel: de temperatuursdaling van 35 °C naar -10 °C kwam door de verdamping van de 26 % vloeistof.

En jij vind deze verklaring eenvoudig?

Je weet toch dat er bij verdamping een afkoeling optreedt. Je hebt het zelf honderden malen ervaren, wanneer je over je vochtige hand of over een lepel hete soep blaasde.

Deze vergelijking gaat niet helemaal op. Wanneer men over een vloeistof in de vrije lucht blaast, bereikt men een afkoeling én een vermindering van de warmte-inhoud. Als je 2 gram van 1 liter water laat verdampen, daalt de temperatuur met 1°C en heb je tegelijkertijd 4,2 kJ verbruikt. In ons geval nu is de warmte-inhoud toch gelijk gebleven. De druk is echter sterk gedaald, namelijk van 14,9 bar naar 3,55 bar.

Kort gezegd heeft, bij de verdamping van een deel vloeistof, de hiervoor benodigde verdampingswarmte aan de stof zelf onttrokken en daadoor is de temperatuur gedaald.

Men kan daaruit besluiten dat we, bij een temperatuur van -10 °C, een groter dampaandeel hebben.

Ja, bij een temperatuur van bijvoorbeeld -30 °C zou het dampaandeel 34 % bedragen.

We verlaten het expansieventiel niet vooraleer we alles nog eens goed in ogenschouw nemen. Onze lampen onthullen, tegen de behuizing, de olie door zijn schitterend glans.

Zie je dit kleverige, geelachtige spoor. Het geeft aan dat olie niet goed is. De vlekken die je ziet komen voort van de in de olie aanwezige parafine die bij lage temperaturen afgescheiden wordt. Als er zich veel parafine afzet bestaat er gevaar voor de goede werking van het expansieventiel.

Zie je de helle flikkeringen van de ijspegels in het licht van onze lampen?

Ja, dat ziet er prachtig uit!

Zeker, maar ze zijn geen goed teken. Wanneer de filter droger niet langer zijn werk kan doen, bestaat het gevaar dat, deze ijskegels in de buurt van de naald van het ventiel groeien en de opening blokkeren.

Ook kan de doorlaat door ijs verstopt zijn, waardoor men de indruk heeft dat het ventiel geblokkeerd is. Indien men het terug naar de fabriek zou zenden voor garantie, zal men daar echter alleen constateren dat het ventiel goed werkt.

Natuurlijk het ijs is daartegen gesmolten..

Terwijl we door de orifice van het ventiel reisden, hebben we de afstand BC afgelegd, waarbij zich een beduidende verandering in de druk en de temperatuur hebben voorgedaan.

Op dit moment bemerken we een drama. Juffrouw Patricerf slaakt een kreet. Haar hond is verdwenen. Hoe is het mogelijk dat ze dit pas nu bemerkt? Zonder twijfel was ze door de avontuurlijke tocht en de dampbellen, die in het licht prachtige regenbogen in de olielaag afschilderden, afgeleid. Ze loopt her en der rond om haar hond terug te vinden. De uit de orifice komende nevel van koelmiddel, maakt het zoeken echter niet gemakkelijk.

Het kostte ons meer dan een kwartier om het arme dier terug te vinden. Hij was in een ijskegel gevangen. De kleine hond moet de naald tezamen met een watermolecule gepasseerd zijn. Deze heeft zich verbonden met andere watermoleculen die reeds bevroren waren.

Met pijn in ons hart wat betreft het lot van de kleine hond, moeten we toch vaststellen dat er sporen van vocht in het koelmiddel aanwezig zijn, alhoewel dat dit in het geheel niet zou mogen zijn.

Dit voorval werpt een schaduw op ons verblijf in het expansieventiel.

We werpen een laatste blik in de reuze grote opening, die in een zilveren nevel is gehuld, namelijk wanneer de naald de doorlaatopening weer afsluit. Dit laatste gebeurt met het geluid van een sissende windhoos.