Какое количество воздушных шаров считается достаточным для наполнения 10-литровым гелием и какое количество воздушных шаров можно наполнить 40-, 10- и 5-литровым гелиевым баллоном?

Количество гелия. Давление гелия в баллоне. Измерение давления. Температура гелия. Точный расчет количества гелия.

Количество гелия

Для работы с воздушными шарами, удобным способом определения количества гелия является использование литров. Литр гелия, это объем, занимаемый газом при нормальном атмосферном давлении.

В литрах измеряется газ, хранящийся в баллоне. В литрах измеряется расход гелия, необходимый для надувания шаров. Для расчета стоимости надувания используется цена за литр гелия. Так же в литрах производится учет прихода и расхода гелия.

Для перевода кубических метров в литры используется просто соотношение: один кубометр это тысяча литров.

Перевод кубометров в литры

Давление гелия в баллоне

Давление газа в гелиевом баллоне часто измеряют в атмосферах. Одна атмосфера это обычное нормальное атмосферное давление. Удвоенное нормальное давление — это две атмосферы. Давление, которое в десять раз больше нормального — это десять атмосфер. И так далее.

Если взять баллон 40 л, снять с него вентиль, залить баллон водой до краёв и вылить эту воду, то из баллона выльется именно 40 литров воды. Поэтому, когда говорят про баллон 40 литров, то имеется ввиду его внутренний геометрический объем.

Если вернуть вентиль на большой баллон обратно, и заполнить весь внутренний объем баллона гелием (закачать в баллон 40 литров), то давление внутри баллона будет равно нормальному и составит одну атмосферу.

Если закачать в баллон 400 литров (в десять раз больше геометрического объема), то давление в баллоне станет в 10 раз больше нормального и составит 10 атмосфер.

Пи закачивании газа в баллон происходит сжатие газа. Такой газ называется сжатым.

Если закачать в баллон 4000 литров гелия, то давление станет в 100 раз больше нормального, и составит 100 атмосфер.

Таким образом, чтобы узнать количество литров газа в баллоне, нужно геометрический объём баллона умножить на давление газа (в атмосферах).

Всего в обычный гелиевый баллон можно закачать газ под давлением не более 150 атмосфер (150 ат.)

В баллоне 40 л давление газа 150 ат.

В таком баллоне 40 х 150 = 6000 литров газа.

В баллоне 40 л давление газа 75 ат.

В таком баллоне 40 х 75 = 3000 литров газа.

Баллон полный наполовину.

В баллоне 10 л давление газа 20 ат.

В таком баллоне 10 х 20 = 200 литров газа.

Газ скоро закончится.

Измерение давления

Давление в баллоне измеряют при помощи манометров. Во время работы для этого используют манометр, которые установлен на гелиевом редукторе. При покупке гелия, давление в баллоне проверяют манометрами, присоединяемыми к баллону напрямую.

В каждом манометре есть циферблат (шкала) и стрелка. Когда открывают вентиль, газ из баллона поступает в манометр, стрелка поворачивается и показывает на шкале значение давления газа, сжатого в баллоне.

Существуют несколько единиц для измерения давления: атмосферы, Паскали, бары и д.р. Поэтому и манометры бывают разные, показывающие давление в разных единицах измерениях. Важно уметь переводить давление из Паскалей и баров в атмосферы, чтобы узнать количество литров гелия в баллоне.

Соотношения между разными единицами измерения давления:

1 ат. = 1 кгс/см2 (техническая атмосфера)

1 ат. = 98068 Паскаль

150 ат. = 14710208 Паскаль = 14,7 МПа (Мега Паскаль)

1 ат. = 0.98 бар

150 ат. = 147 бар

150 ат. = 14,7 МПа = 147 бар = 150 кгс/см2

Манометры с разными шкалами (стрелкой отмечено 150 ат. — полный баллон)

Манометр присоединенный к баллону 40 л показывает 7 МПа.

Давление гелия: составит: (7 — 14,7)*150 = 71 ат.

В баллоне имеется: 40 * 71 = 2840 литров гелия

Манометр присоединенный к баллону 40 л показывает 115 бар.

Давление гелия: составит: (115 — 147)*150 = 117 ат.

В баллоне имеется: 40 * 117 = 4680 литров гелия

Температура гелия

Давление гелия в баллоне зависит не только от количества гелия, сжатого в баллоне. Давление газа всегда зависит и от температуры самого газа. При увеличении температуры газа его давление возрастает, а при уменьшении температуры газа его давление снижается.

Манометр присоединенный к полному баллону будет показывать разные значения, в зависимости от того, теплый баллон или холодный, или горячий баллон или ледяной.

Манометр присоединенный к полному баллону будет показывать значение в 150 ат. (14,7 МПа) лишь при температуре баллона +20 0С. Если температура баллона -20 0С, то манометр покажет давление 130 ат. (12,7 МПа), а если температура баллона +40 0С, то давление в баллоне станет 160 ат. (15,7 МПа).

Поэтому всё, мы писали выше про количество гелия в баллоне, имеет смысл лишь при температуре баллона +20 0С (комнатная температура).

Если температура баллона отличается от комнатной, то сначала баллон должен отлежаться при комнатной температуре в течении нескольких часов. Только тогда, когда температура баллона станет +20 0С, можно по давлению определять количество гелия в баллоне.

Точный расчет количества гелия

Выше мы определяли количество гелия как кратность геометрическому объёму баллона. Это всё верно для идеального газа, который может сжиматься бесконечно. При небольших давлениях гелий ведет себя как идеальный газ. Однако, с ростом давления, гелий начинает сопротивляться сжатию. Чем больше давление, тем хуже гелий сжимается. Поэтому возникает расхождение между расчетным и реальным количеством гелия в баллоне.

В таблице ниже, сопоставлены реальное и расчетное количество гелия для разных давлений (данные указаны при температуре +20 0С).

Не существует никакой формулы, которая позволяет вычислить количество гелия в баллоне исходя из его давления. Для определения количества газа по давлению используются таблица, в которые сведены данные измерений.

Разница между расчетным и реальным значением объёма не превышает 10%. Но, расход гелия для каждого шара или фигуры, определятся так же, с точностью около 10%. Более того, сам манометр, которым мы измеряем давление, имеет погрешность измерения в пределах 5 — 10%. Таким образом, расчетный способ не вносит никакой дополнительной ошибки, а пользоваться им можно очень просто, и без всяких таблиц.

Для подстраховки, нужно везде закладывать 10% запаса: и на количество гелия в баллоне, и на количество шаров, которое можно выдуть из баллона. Таким образом можно защититься от ошибок, связанных с расхождением между расчетным и реальным количеством гелия в баллоне.

Теми кто занимается надуванием шаров гелием периодически, количество получаемых шаров из 1 баллона на 40 литров, 10 литров и 5 литров, уже давно определено опытным путем. Но как новичку рассчитать баллон с гелием какого объема нужно купить для необходимого количества шаров.

Для того что бы количество шаров соответствовало тому количеству которое я приведу ниже, первостепенным условием должно быть соответствующее давление в новом (полном) баллоне. Давление должно составлять 150 Атмосфер при температуре 20 градусов по Цельсию. Допускается отклонение 5% То есть может лежать в диапазоне от 142 до 157 атмосфер. Разумеется количество шаров будет варьироваться не сильно от температуры гелия, от умения надувать, от исправности редуктора. Но все же, эти цифры можно взять за ориентировочные.

И так соответственно —

Материал шарика и его размер в дюймах

Размер шара — количество шаров из баллона на 40 литров — на 10 литров — на 5 литров.

21-23 сантиметра в диаметре — 800 шт. — 200 шт. — 100 шт.

23-24 сантиметра в диаметре — 730 шт. — 180 шт. — 90 шт.

24-25 сантиметров в диаметре — 650 шт. — 160 шт. — 80 шт.

27-28 сантиметров в диаметре — 500 шт. — 125 шт. — 65 шт.

Латексные шарики на 14″

30 сантиметров в диаметре — 380 шт. — 90 шт. — 45 шт.

35 сантиметров в диаметре — 200 шт. — 50 шт. — 25 шт.

Латексные шарики на 16″

40 сантиметров в диаметре — 140 шт. — 35 шт. — 17 шт.

Латексные шарики на 18″

46 сантиметров в диаметре — 100 шт. — 25 шт. — 12 шт.

76 сантиметров в диаметре — 23 шт. — 6 шт. — 3 шт.

90 сантиметров в диаметре — 13 шт. — 3 шт. — 1 шт.

Фольгированные шары, также имеют дюймовое деление, но в отличие от латексных почти лишены возможности растягиваться и поэтому имеют фиксированный размер заданный производителем. Количество таких шаров получающихся из одного баллона можно приравнивать к латексным шарам аналогичного размера дюймов. Однако важно не перекачивать их ибо это не заметно глазу (даже при избыточном давлении объемы шара не увеличиваются а гелий затрачивается)

Вот ориентировочное количество фольгированных шаров разных форм, получающихся из баллонов 40 и 10 литров. Для того что бы знать сколько таких же получится из пятилитрового баллона, нужно количество шаров от 10-литрового просто разделить надвое. —

Практический способ определения количества гелия, который необходим для надувания воздушных шаров

Ответ на этот важный вопрос позволяет устанавливать адекватную цену на гелиевые шары, а так же позволяет наладить учет и планирование расходования гелия.

Чтобы ответить на этот вопрос можно либо использовать справочные данные, например, справочник гелиевых шаров Шарометр, либо непосредственно измерять гелий, которым надувают шары.

Измерять количество расходуемого гелия можно точно, с помощью электронного расходометра, через который надуваются шары (к примеру: справочник Шарометр частично так и создавался).

Приблизительное количество гелия, расходуемого для надувания шаров, можно определить при помощи обычных весов, чем сегодня мы и займёмся.

Обоснование способа

На гелиевые шары действует сила Архимеда, выталкивающая шары вверх. Сила Архимеда равна разнице между массой воздуха и массой гелия, в объёме, который занимают надутые шары.

Кубический метр воздуха при 20 град. Цельсия весит примерно 1200 грамм.

Кубический метр чистого гелия при 20 град. Цельсия весит 178 грамм.

Разница 1022 грамма на кубометр (на 1000 литров), что означает 1 грамм-силы Архимеда на каждый литр.

Описание способа

На весах взвешиваются шары, ленточки для привязывания и груз до надувания гелием и после надувания гелием. Разница в весе и есть Архимедова сила, которая пропорциональная объему шаров, наполненных гелием.

Соответствие простое: 1 грамм разницы = 1 литр гелия.

Например, если разница в весе шаров с грузом до надувания и после надувания составляет 30 грамм, означает что в шары закачали 30 литров гелия.

Пример использования способа

Поместим в пластиковый лоток шары, предназначенные для надувания: четыре латексных шара размером 12″, обработанных KODA, и фольгированный шар 18″, а так же: грузик для шаров, и пять ленточек для привязывания шаров.

Лоток с шарами и всем остальным положим на чашку весов и зафиксируем вес: 632 грамма.

Надуем все шары в лотке гелием и привяжем их к грузу.

Зафиксируем вес лотка с грузиком и с гелиевыми шарами: 542 грамма

Разница в весе лотка со всем содержимым составила: 632 — 542 = 90 грамм.

Вывод: объем гелия, которым наполнены эти шары, составил 90 литров.

Расчет остатков гелия

Шары надувались из баллона 40 л (150 атм.).

В таком баллоне содержится 5460 литров гелия.

После надувания указанных шаров, в баллоне осталось: 5460 — 90 = 5370 литров гелия.

Расчет цены гелия

Шары надувались из баллона 40 л (150 атм.), заправка которого стоила 12490 руб. (например)

В баллоне содержится 5460 литров гелия. Поэтому стоимость одного литра составляет: 12490 / 5460 = 2,29 руб.

На надувание шаров было израсходовано 90 литров гелия, что составляет: 90 * 2,29 = 206 руб.

• всё изложенное верно лишь для нормальных условий: нормального атмосферного давления, нормальной влажности и комнатной температуре окружающего воздуха.
• в баллоне с объемом 20 литров (150 атм.) содержится 2730 литров гелия;
• в баллоне с объемом 10 литров (150 атм.) содержится 1370 литров гелия;
• да, этот способ прекрасно подходит для определения объёма гелия при надувании шаров смесью гелия с воздухом: разница в весе до и после надувания показывает лишь Архимедову силу, вызванную только гелием, входящим в состав смеси;
• обработанные шары надо взвешивать тут же, не дожидаясь высыхания обработки; после высыхания обработки вес лотка уменьшится на массу влаги, покинувшую обработанные шары (через 2 часа после надувания, вес лотка с гелиевыми шарами в нашем примере составил уже 538 грамм, т.е. за пару часов шары избавились от 4 грамм влаги);
• для работы подходят любые весы с погрешностью 1 — 2 грамма, например обычные кухонные весы (один грамм погрешности = плюс/минус один литр гелия).

Объем шаров

Особо хочется отметить опасность использования способов определения гелия на основании неких «стандартных порциях» гелия, которыми измеряют надувание «стандартных шаров 12 дюймов».

Шары разных производителей имеют разную форму, и поэтому имеют разный объем. Даже шары от одного и того же производителя, могут надуваться на разный размер, и от этого получается разный объем гелия, необходимый для надувания таких шаров.

Игнорирование этого факта происходит от не понимания того, что такое объем. Внесем ясность: объем надутого шара пропорционален кубу диаметра шара.

Например, если объем надуваемого обычного круглого шара увеличить с 28 см до 30 см (10% разницы = 1,1), то объем такого шара будет уже на 30% больше (1,1*1,1*1,1 = 1,33)

Шары почти никто не калибрует, все надувают «на глазок», и «как рука берёт», и надувают шары того производителя, которые обычно используются, у каждого свои. Поэтому «стандартный шар 12 дюймов» — это фикция, а считать расход гелия в «порциях гелия» — это самообман.

Например, для этой статьи мы умышленно сначала раздули латексные шары на компрессоре и чуть передули их при надувании гелием.

Если считать в «стандартных порциях гелия», то мы должны были получить расход гелия: 5 * 14 л = 70 л.

Но на деле получилось 90 литров. Разница получилась 20 литров газа, а это: 20 *2,29 = 45,8 руб.

Иными словами, использование понятий «порция гелия» и «стандартный шар» приводит к тому, что мы упустили целых 50 рублей на фоне 209 руб. Нам к этому добавить нечего, наверное, и так всё понятно.

P.S. Вполне можно прогнать через весы весь свой ходовой ассортимент и начать точно знать: сколько гелия уходит и сколько это стоит на самом деле. А если записывать в журнал вес заказа до и после надувания гелием, то можно наладить простую систему учета расхода гелия.

Сколько гелия в шаре

Подробно разбираем сколько гелия помещается в различные шары. Эта информация необходима для расчета цен по которым выгодно продавать надутый шарик. Цифры являются приблизительными, так как расход еще зависит от Вашего стиля надувания. Кто-то сильно раздувает шар, а другие недодувают. По этому у одного получается 350 шаров из балона 40л., а у другого 380.

Гелий в латексных шарах

Размер шара

Объем гелия в шаре

Количество надутых шаров из баллона 10л

Количество надутых шаров из баллона 40л

10″(25 см)

0,008 м3

180 шт

710 шт

12″(30 см)

0,011 м3

130 шт

500 шт

14″(35 см)

0,016 м3

95 шт

350 шт

16″(40 см)

0,039 м3

35 шт

140 шт

18″(45 см)

0,054 м3

30 шт

110 шт

24″(60 см)

0,12 м3

14 шт

60 шт

30″(75 см)

0,17 м3

9 шт

33 шт

36″(90 см)

0,22 м3

6 шт

25 шт

Расход гелия на фольгированные шары

Размер и форма шара

Размер шарика в надутом виде

Количество надутых шаров из баллона 10л

Количество надутых шаров из баллона 40л

Сердце 18″ (45 см)

38 см

102 шт

408 шт

Сердце 21″ (52 см)

43 см

70 шт

285 шт

Сердце 24″ (60 см)

55 см

50 шт

205 шт

Сердце 36″ (90 см)

75 см

15 шт

55 шт

Круг 18″ (45 см)

38 см

105 шт

410 шт

Круг 20″ (50 см)

43 см

65 шт

250 шт

Круг 24″ (60 см)

57 см

50 шт

195 шт

Круг 31″ (78 см)

65 см

34 шт

132 шт

Круг 36″ (90 см)

81 см

20 шт

75 шт

Звезда 18″ (45 см)

40 см

100 шт

410 шт

Звезда 20″ (50 см)

45 см

87 шт

339 шт

Звезда 36″ (90 см)

82 см

22 шт

76 шт

Месяц 35″ (87 см)

75 см

35 шт

159 шт

Цифра 40″ (100 см)

85 см

25 шт

100 шт

Гелий в шарах сферах

Вопрос очень неоднозначный и поэтому однозначного ответа на него не существует. Все зависит не только от количества гелия в баллоне, но и от того, в каких целях его применять, то есть от расхода газа.

Сколько гелия содержится в баллоне?

Количество газа в баллоне зависит он нескольких факторов. Это в первую очередь:

• емкость баллона;
• степень сжатия газа, определяемая давлением, под которым газ находится в баллоне;
• температура.

В таблице приведены в качестве примера несколько значений для количества газа в баллонах объемом 40 и 10 литров при разных давлениях для температуры 20 °C.

*Следует учитывать, что эта величина еще зависит от марки газа, то есть цифры усредненные.

Для определения количества газа при других температурах нужно использовать специальные таблицы или газовый калькулятор.

Там, где не требуется высокой точности, расчет упрощают. Объем газа рассчитывают, умножая давление в атмосферах на емкость баллона. Так в баллоне 40 л будет: 150´40 = 6000 литров гелия (6 м3).

Области применения гелия сегодня настолько широки и многообразны, что для каждого случая будет свой ответ, известный специалистам, работающим в соответствующей отрасли.

Поэтому остановимся только на таком «бытовом» применении гелия, как наполнение этим легким газом воздушных шариков.

На сколько шаров хватит баллона с гелием

Если с емкостью баллонов все определено, они стандартизованы и изготовлены по ГОСТ 949-73, то для определения количества шариков, которое можно надуть из одного заполненного целиком баллона, нужно выполнить простой расчет. Для этого нужно только знать, сколько газа вмещают в себя надуваемые шары.

Например, шарик размером 25 см (9 дюймов) вмещает 7,5 л гелия, а значит, одного 40-литрового баллона хватит примерно на: 6000/7,5 = 800 шт.

В таблице приведены результаты расчета количества шаров, которое можно надуть, используя баллоны 40 и 10 л. Погрешность может составлять 10–20% — все зависит, как уже говорилось, от температуры окружающей среды и степени наполненности шаров.

При надувании шаров рекомендуется использовать специальный редуктор, упрощающий эту операцию.