Wyporność butli

Z Nurkopedia
Skocz do: nawigacja, szukaj

Ciężar / wyporność butli pod wodą.

Aby obliczyć ciężar butli pod wodą, musimy znać siłę wyporu, jaką działa na nią woda oraz jej ciężar na powierzchni wody. Korzystając z prawo Archimedesa, wiemy, że siła wyporu jaka działa na butlę będzie równa ciężarowi wypartej przez nią wody.

Ilość wypartej wody = pojemność butli + objętość jaką zajmuje materiał z którego butla jest zrobiona.

Objętość materiału = Ciężar butli / gęstość materiału z którego jest wykonana butla

Gęstość stali to ok 7,8kg na litr natomiast gęstość aluminium to ok 2,7kg na litr.


Przykład - obliczymy ilość wypartej wody przez dwie butle – stalową 15 litrową oraz aluminiową 12 litrową, obie te butle ważą 16,5 kg.

Działanie dla butli stalowej: 15(l) + 16,5(kg) / 7,8(kg/l) = 15(l) + 2,12(l) = 17,12(l)

Działanie dla butli aluminiowej:

12(l) + 16,5(kg) / 2,7 (kg/l) = 12(l) + 6,11(l) = 18,11(l)


Wiemy już jaka jest całkowita objętość wody jaką będzie wypierać butla, aby obliczyć siłę wyporu należy policzyć ciężar wypartej wody.

Gęstość wody słodkiej to 1kg na litr więc jej ciężar będzie równy jej objętości w litrach. Gęstość wody słonej to 1,03 kg na litr dlatego jej ciężar to objętość w litrach * 1.03

Ciężar butli pod wodą będzie wypadkową siły wyporu oraz ciężaru butli na powierzchni.

Ciężar butli na powierzchni = ciężar samego cylindra + ciężar zaworu + ciężar powietrza w butli.

Ciężar samego cylindra jest zazwyczaj wygrawerowany na butli Ciężary zaworów najczęściej wąchają się od 0,7kg do 1,3kg – średnio można przyjąć ciężar 1kg, natomiast dla zestawu Twin 3kg – siłę wyporu zaworu pomijamy. Ciężar powietrza w butli = Gęstość powietrza * ilość w butli w litrach * ciśnienie w barach (atmosferach) Gęstość powietrza to 0,0012kg na litr.


Przykład: Weźmy jedną z w/w butli – aluminiową i policzmy do końca jej ciężar w wodzie słonej.

Całkowita siła wyporu to: 18.11(l) [objętość wypieranej wody przez butle] * 1,03(kg/l) [gęstość wody słonej] = 18,65kg

Całkowity ciężar butli pełnej (200barów) to: 16,5(kg) [ciężar cylindra] + 1(kg) [ciężar zaworu] + ( 0,0012(kg/l) * 12(l) * 200(bar) ) [ciężar powietrza] = 16,5kg + 1kg + 2,88kg = 20,38kg

Całkowity ciężar butli pustej (50 barów) to: 16,5(kg) + 1(kg) + ( 0,0012(kg/l) * 12(l) * 50(bar) ) = 16,5kg + 1kg + 0,72kg = 18,22kg

Ciężar butli pod wodą = ciężar na powierzchni – siła wyporu, zatem w/w butla w wodzie słonej - pełna pod wodą będzie ważyć 20,38kg – 18,65kg = 1,73kg - pusta pod wodą będzie ważyć 18,22kg – 18,65kg = - 0,43kg co oznacza że butla będzie miała dodatnią pływalność i będzie lekko unosić się ku górze.


Tabela pokazuje ciężar powietrza w najczęstszych rozmiarach butli przy ciśnieniach 50, 100, 150 i 200 barów:


w butli (l) przy ciśnieniu ciężar (kg) powietrza
3 50 0,18
3 100 0,36
3 150 0,54
3 200 0,72
5 50 0,3
5 100 0,6
5 150 0,9
5 200 1,2
7 50 0,42
7 100 0,84
7 150 1,26
7 200 1,68
10 50 0,6
10 100 1,2
10 150 1,8
10 200 2,4
12 50 0,72
12 100 1,44
12 150 2,16
12 200 2,88
15 50 0,9
15 100 1,8
15 150 2,7
15 200 3,6
18 50 1,08
18 100 2,16
18 150 3,24
18 200 4,32



Tabela pokazuje przybliżone siły wyporności* dla przykładowych butli spotykanych na naszym rynku, w wodzie słodkiej oraz słonej, przy pełnej (200 bar) jak i pustej (50 bar) butli.

  • wartości ujemne oznaczają większy ciężar od siły wyporu (butla tonie), natomiast dodatnie większą siłę wyporu (butla będzie się unosić do góry)


nazwa materiał pojemność (l) ciśnienie robocze (bar) ciśnienie próby (bar) waga (kg) wysokość (mm) średnica (mm) waga (kg) zaworu ok wyporność 200bar słodka wyporność 50bar słodka wyporność 200bar słona wyporność 50bar słona
Mares stal 10 232 10 1 -2,12 -0,32 -1,78 0,02
Mares stal 12 232 15 1 -4,96 -2,80 -4,54 -2,38
Mares stal 15 232 18 1 -5,29 -2,59 -4,77 -2,07
Faber stal 10 200 300 10 171 1 -2,12 -0,32 -1,78 0,02
Faber stal 12 200 300 13,5 171 1 -3,65 -1,49 -3,24 -1,08
Faber stal 12 200 300 12 203 1 -2,34 -0,18 -1,94 0,22
Faber stal 15 200 300 16,5 203 1 -3,98 -1,28 -3,47 -0,77
Faber stal 18 200 300 19 203 1 -3,88 -0,64 -3,27 -0,03
Luxfer alu 3 232 4,5 515 111 1 -1,55 -1,01 -1,41 -0,87
Luxfer alu 5,7 207 6,9 628 133 1 -1,01 0,01 -0,76 0,26
Luxfer alu 7 207 8,61 610 152 1 -1,10 0,16 -0,80 0,46
Luxfer alu 10 207 12,5 655 176 1 -1,27 0,53 -0,83 0,97
Luxfer alu 11,1 207 14,3 661 184 1 -1,57 0,43 -1,08 0,92
Luxfer alu 12 207 16,5 620 204 1 -2,27 -0,11 -1,73 0,43
Catalina alu 11,1 200 14,3 661 184 1 -1,57 0,43 -1,08 0,92
ECS EuroCylinder stal 12 232 342 13,4 171 1 -3,56 -1,40 -3,15 -0,99
ECS EuroCylinder stal 15 232 342 18,4 203 1 -5,64 -2,94 -5,12 -2,42
ECD Twinset 2x7 stal 14 232 342 18,16 140 3 -8,19 -5,67 -7,70 -5,18
ECD Twinset 2x7 stal 14 300 450 20,6 140 3 -10,32 -7,80 -9,82 -7,30
ECD Twinset 2x8,5 stal 17 232 342 21 740 140 3 -8,39 -5,33 -7,80 -4,74
ECD Twinset 2x10 stal 20 232 342 22 3 -6,98 -3,38 -6,29 -2,69
ECD Twinset 2x12 stal 24 232 342 29 740 3 -10,04 -5,72 -9,21 -4,89
Technisub stal 15 200 300 19,5 700 203 1 -6,60 -3,90 -6,08 -3,38