Die van mij zijn groen

 

De grote wisseltruc

VentieldopjeHet voorjaar is weer aangebroken dus is het weer tijd voor de halfjaarlijkse bandenwissel. Ik regel het altijd zo bij de garage dat ik erop blijf wachten. Nadat ik de vergeelde, met koffie besmeurde, leesmap al drie keer verveeld heb doorgebladerd valt mijn oog op een affiche waarop staat aangegeven dat de garage als service de banden niet met gewone lucht vult, maar met pure stikstof. Dit is te herkennen aan de groene ventieldopjes. Geïnteresseerd in mijn ontdekking leg ik de leesmap opzij en lees de opgesomde voordelen: “…Een band met ‘gewone lucht’ wordt na verloop van tijd al snel ongeveer vijf tot tien procent zachter. Zuurstofmoleculen zijn dermate klein, dat ze door het karkas van de autoband ontsnappen. Stikstofmoleculen zijn groter en ontsnappen niet of nauwelijks. Banden die op spanning zijn én blijven, slijten minder snel en zorgen ervoor dat de rolweerstand optimaal blijft. Dat zorgt weer voor een laag brandstofgebruik..”, enthousiast geworden lees ik verder: “…stikstof is absoluut niet gevaarlijk. Stikstof is kleurloos, reukloos, niet giftig en kan niet branden. Bij een klapband is er geen extra gevaar. Klapbanden komen op zich niet vaak voor, zeker niet wanneer de band is afgevuld met stikstof…”.

Charlie’s advies

Typisch iets om aan Charlie Brown voor te leggen (ken je Charlie nog niet, download dan mijn gratis e-book). Ik pak mijn laptop en typ hem een mail:

“Beste Charlie, wat me nu is overkomen…”

Zoals we van Charlie gewend zijn krijg ik binnen een half uur een mail terug:

Beste Enrico, 

Ik heb even een quick and dirty berekening gemaakt wat het effect van stikstof in je banden is ten opzichte van lucht…

 Zuurstofmoleculen zijn kleiner dan stikstofmolekulen: Volgens een wetenschappelijk artikel dat ik heb gevonden (weliswaar van een gassenleverancier) is het inderdaad zo dat zuurstofmoleculen iets kleiner zijn dan stikstofmoleculen. Zuurstof “lekt” dus makkelijker door het rubber van de band naar buiten, dus dat pleit voor meer stikstof in de band.

 Fietspomp Even naar de garage: Laten we aannemen dat een band ongeveer een volume heeft van 30 liter. Een gemiddelde auto heeft 4 banden, dus is 120 liter lucht per auto nodig. Om de druk in de band op bijvoorbeeld 4 bar te krijgen is 4 keer zoveel volume nodig: als we in de 120 liter van de banden 120 liter lucht stoppen is de druk 1 bar, stoppen we er nog een keer 120 liter in dan wordt de druk 2 bar etc. Bij 4 bar zit er dus 480 liter lucht in de banden. De gasfles met stikstof op 200 bar heeft 150 liter x 200 bar = 30.000 liter aan boord. Met 1 gasfles kun je dus 30.000/480 = ongeveer 60 auto’s afhandelen.

 Laten we aannemen dat het vullen van 4 banden 5 minuten kost (300 seconden). De luchtcompressor die in de garage staat moet de lucht in de banden dus in 5 minuten op 4 bar persen. Dat kost energie en kan berekend worden: het elektrisch vermogen dat de compressor moet leveren is afhankelijk van de hoeveelheid die de compressor moet verpompen en de verhouding tussen de persdruk en de zuigdruk.

 Om de banden op 4 bar te krijgen kost dat de compressor aan energie ongeveer: 0,4 kW x (300/3600) uur x 60 auto’s = 2 kWu (kilowattuur, een eenheid voor energie die je ook op je afrekening van de elektriciteitsmaatschappij ziet staan). Bij 4 bar bevatten de banden ongeveer 0,6 kg lucht. Als dit dus in 5 minuten gevuld moet worden is de hoeveelheid die de compressor moet verpompen 0,002 kg/s. Ik ga er hierbij voor het gemak even vanuit dat de compressor continu 4 bar druk moet leveren, wat niet het geval is, want in het begin zit er maar 1 bar in de band.

 Pure stikstof wordt gemaakt uit lucht in luchtscheidingsfabrieken of via membranen (een soort zeven). Laten we even aannemen dat deze stikstof uit een luchtscheidingsfabriek komt. Bij een luchtscheidingsfabriek wordt buitenlucht met een grote compressor aangezogen en op druk gebracht. Nadat de lucht gedroogd is, wordt het afgekoeld en vervolgens van druk gelaten, waardoor het zoveel verder afkoelt dat het vloeibaar wordt (ongeveer –196 ˚C). In verschillende destillatietorens worden de zuurstof en stikstof (en nog een beetje Argon) van elkaar gescheiden en als vloeibare en gasvormige zuurstof en stikstof verkocht. De gasvormige stikstof heeft een hele lage druk, laten we zeggen ongeveer de omgevingsdruk: 1 bar. Om het in de garage te krijgen wordt het in een gasfles geperst met een compressor of de eerst vloeibaar gemaakte stikstof wordt weer verdampt en zo in de gasfles gepompt. Een gasfles heeft een volume van 150 liter en heeft een druk van 200 bar. Als de gasfles met dezelfde capaciteit gevuld zou worden die de luchtcompressor in de garage heeft, zou het 5 uur duren voor de gasfles vol is. In praktijk is dat natuurlijk niet zo, dus de compressor om de gasfles te vullen moet niet alleen een veel hogere druk leveren dan de luchtcompressor in de garage maar ook een veel hogere capaciteit hebben. Om de gasfles in bijvoorbeeld 15 minuten te vullen kost 8 kWu aan energie. Dit is 4 keer zo hoog als met de luchtcompressor in de garage. Het verdampen van vloeibare stikstof om dezelfde hoeveelheid in een gasfles te krijgen kost zelfs nog 50% meer aan energie. Dan moet de gasfles ook nog met een vrachtwagen (met stikstof in de banden, dat dan weer wel) van de fabriek naar de garage worden vervoerd en de lege weer terug. 

 En verder: met stikstof in de garage is goed te werken, als goed wordt geventileerd, maar om nou te zeggen dat het ongevaarlijk is omdat het reukloos is…

 

Hartelijke groeten van Charlie

Toch maar niet dan

Charlie, bedankt voor je uitleg. Ik ben weer wat wijzer geworden en denk dat ik die €3 per band in plaats van aan stikstof maar aan een bloemetje voor mijn vrouw ga spenderen.

Bloemen

 

0 antwoorden

Plaats een Reactie

Meepraten?
Draag gerust bij!

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *