Недавно на недружеском форуме было небольшое обсуждение в духе "что лучше - 12 литров/200 бар или 18 литров/300 бар". По просьбам трудящихся скомпилирую сюда некоторые свои изыскания.
Суть вопроса. При высоких давлениях (выше 230 атмосфер) воздух начинает сжиматься нелинейно. Причем нелинейность с ростом давления возрастает. Задача - посчитать реальную разницу между спаркой 2x12x200 и 2x12x300. Описывается это безобразие формулой Ван дер Ваальса, для неё есть много онлайн калькуляторов, например вот: http://www.calistry.org/calculate/vanDerWaalsCalculator
Считаем сколько моль воздуха у нас поместится в 300-т барную спарку. Жмакаем на n, и забиваем слева-направо
P - 300 bar
V - 24 литра (стандартная спарка),
a - 0.1358 J*m3/mol2 Коэффициенты для воздуха (отсюда: http://faculty.wwu.edu/vawter/PhysicsNe ... State.html):
b - 3.64x10-5 m3/mol
n - пропускам
T - 25 градусов Цельсия
Получаем почти 270 моль. Это объема газа в молях, которые поместились в 2x12x300 при 25 градусах. Найдем свободные литры. Для этого считаем в другую сторону на том же калькуляторе. Моли оставляем (270), нажимаем на V, указываем давление в 1 бар. Получаем 6682 литра.
Итого имеем: ожидаемый объем для спарки 2x12x300bar = 7200 литров, реальный - около 6700. 500 литров недостача, это около 7%. То есть при 300 барах число молекул воздуха в спарке такое же, каким было при 280-ти барах идеального газа. Примерно так.
При этом коэффициент гуляет около единицы (+-1%) где-то до 230 бар. А дальше начаниется веселье.
Теперь посчитаем, что покажет нам манометр, когда мы залезем в 4-х градусную воду карьера (со спаркой воздуха 2х12х300). По тому же калькулятору выходит 6200 литров свободного воздуха, а манометр покажет около 266 бар.
Сравним с забивкой 232-х барных баллонов тем же способом. Получим 224 моля газа в заправленном состоянии при 25 градусах. При этом в воде давление упадет не на 34 бара (300->266), а на 25 (232->207). И сдышать из этой спарки можно будет 5150 литров (в 4-х градусной воде). Итого реальной разницы между 200 и 300 барными спарками в реальных условиях - 1000 литров свободного газа (6200 против 5150). На слух вроде разница в 100 бар и в 50%. И вроде как ещё стейдж с собой тянешь (по ожидаемой разнице), а фактическая разница - меньше половинки стейджа. Разница может быть немного другой, если будут совпадать температуры забивки и использования. Но в 90% случаев баллоны у нас забиваются в более теплых условиях, чем используются.
Соответственно, если выбирать 2x12x300 или 2x15x232, то в реальность объем газа в 15-ти литровой спарке чуть-чуть БОЛЬШЕ (~6900 литров против ~6700) при равном весе на суше.