Position du tank "gaz": Vertical ou horizontal?

Une question qui revient régulièrement! Je pense que l'on peut répondre assez simplement comme suit...

Le principe de nos tanks à gaz est le même que celui de nos chaudières, à celà près que nous n'avons pas de brûleur...
Le changement de phase liquide/vapeur implique une consommation de "chaleur". Dans des conditions de pression/température stables, le débit en phase gazeuse dépendra de la quantité de chaleur disponible pour la transformation. C'est ce que l'on appelle la "capacité d'évaporation".
A noter que dans des limites raisonnables, cette capacité d'évaporation ne dépend pas ou très peu de la surface d'évaporation (interface liquide/gaz).
Puisqu'il n'y a pas de brûleur, cette quantité de chaleur n'a que deux sources possibles:
1 - La chaleur contenue dans le gaz liquide.
2 - La chaleur apportée au liquide par transmission depuis le milieu ambiant à travers les parois du tank.

"1" a pour conséquence de baisser la température du système, de moins en moins de chaleur disponible, tank qui givre, etc... Il faut donc privilégier les solutions qui assurent le meilleur apport de chaleur à partir du milieu ambiant.

Un gaz (quel qu'il soit) étant un très mauvais conducteur de la chaleur, la transmission se fera par conduction à travers la partie de la paroi du tank en contact avec le gaz en phase liquide. On appelle cette partie de la paroi du tank "Surface humide". Et à température ambiante constante, la quantité de chaleur transmise au gaz en phase liquide sera directement proportionnelle à la surface humide.
Notre question devient: Quelle position du tank assure la plus grande surface humide? Comment varie cette surface durant la baisse progressive de niveau?

Les deux solutions possibles, "tank couché (horizontal)" et  "tank debout (vertical)" ainsi que la notion de "surface humide"sont résumées sur le schéma suivant:

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Le calcul de la "surface humide" en fonction du niveau est très simple pour le tank debout, beaucoup plus compliquée pour le tank couché. Je vous fait grâce des calculs...
J' ai pris l'exemple d'un tank de Ø6cm et 10cm de long, mais même chose quelques soient les dimensions. Les résultats des calculs sont sur le graphique suivant. Il donne la valeur de la surface mouillée (axe Y) en fonction du niveau de remplissage en % (Axe X):

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On constate que la position "couchée" offre une surface humide moindre (Max 10%) lorsque le niveau de remplissage est au-dessus de 50% mais nettement meilleure (jusqu' à 30%!!) lorsque le niveau de remplissage passe en dessous de 50%.

Alors, quel compromis? Lorsque le tank est plein, on a une quantité de chaleur maximum contenue dans le gaz en phase liquide. Cette quantité de chaleur diminue avec la masse de gaz liquide. Plus la masse de gaz liquide est faible et plus il est important d'assurer un bon transfert du milieu ambiant et donc d'avoir la surface humide la plus grande possible pour récupérer un max de calories. Et de ce point de vue, la position "couchée" est de loin la plus favorable.

Donc, privilégier la position couchée... Qui est ce qui ce fait en général...

Marcel.
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