A eficiência de todos os tipos de equipamentos a gás depende da qualidade do processo de combustão. Isso é diretamente afetado pela quantidade de ar para queima do gás natural, que não é difícil de calcular. Por que não cuidar da eficiência do consumo de combustível e aumentar a eficiência do equipamento fazendo você mesmo os cálculos necessários, certo?
Mas como fazê-lo corretamente e onde obter os dados para os cálculos? Para compreender este tema, consideremos, no âmbito do nosso artigo, a teoria do consumo de ar para a combustão do gás, conheceremos as fórmulas mais simples para o cálculo do volume de ar necessário. E também vamos falar sobre os benefícios práticos desses cálculos.
O conteúdo do artigo:
- Teoria do consumo de ar para combustão de gás
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Fórmulas de cálculo e exemplos
- Método # 1 - cálculo usando uma fórmula
- Método # 2 - cálculo usando dados médios
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O valor prático do cálculo do fluxo de ar
- Prevenção de quebras e diminuição da eficiência do equipamento
- Os benefícios dos cálculos ao organizar uma sala de caldeira
- Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Teoria do consumo de ar para combustão de gás
O procedimento de obtenção de energia térmica afeta diretamente a duração da operação, a frequência de trabalho em manutenção de equipamentos que utilizam gás. Deve ser entendido que uma mistura ideal de gás-ar é a chave para a segurança. Vamos falar mais detalhadamente sobre o consumo de ar para a combustão do gás.
Para a combustão de uma molécula de metano, principal constituinte do gás natural, são necessárias exatamente 2 moléculas de oxigênio. Se traduzido em volumes compreensíveis, então, para oxidar um metro cúbico do combustível especificado, você terá que usar 2 vezes mais oxigênio.
Mas em condições reais, tudo é mais complicado. Já que o ar é utilizado como agente oxidante no processo de combustão físico-químico, em cuja composição o oxigênio necessário para manter a combustão é apenas um quinto. E, para ser preciso, 20,93% - é esse percentual que costuma ser usado para todos os tipos de cálculos técnicos. Ou seja, será necessário 9,52 vezes mais ar.
Para qualquer cálculo técnico da quantidade de gás, todos os 100% desse combustível são tomados como base. Embora sua substância principal, o metano (CH4), possa estar na composição de no máximo 75%
Você pode descobrir a figura indicada seguindo 2 etapas:
- Divisão 100/21. Essa operação permite descobrir que o ar em qualquer volume é 4,76 vezes mais do que o oxigênio.
- Multiplique 4,76 por 2, que é igual a 9,52 - exatamente quantas vezes mais ar será necessário para queimar qualquer volume de gás natural.
Mas há uma advertência importante: a quantidade calculada de ar necessária para a combustão eficiente do gás é a taxa de fluxo teórica. Mas, na prática, você precisará disso. A razão é que o cálculo foi realizado para condições ideais, mas na realidade quase sempre há uma série de fatores que fazem ajustes significativos.
Esses incluem:
- composição e qualidade dos reagentes (ar, gás);
- o tipo de equipamento usado para abastecer o portador de energia;
- condição do equipamento;
- método de fornecimento de gás, ar e uma série de outros pontos.
Se você precisar de precisão especial, os recursos acima às vezes podem ser levados em consideração. Por exemplo, você pode descobrir a composição exata do gás no representante de serviço de gás mais próximo. Mas, quando a precisão especial não é necessária, o valor resultante de 9,52 é simplesmente multiplicado pelo chamado proporção de excesso de ar. O valor que geralmente fica na faixa de 1,1 - 1,4.
O oxigênio é um oxidante de gás. Ou seja, não se queima, mas apóia ativamente esse processo com a participação do combustível especificado. Mas como não há mais do que 20,93% de oxigênio no ar, acredita-se que quase 5 vezes mais dele seja necessário para o procedimento de combustão do gás.
Quando o cálculo deve ser o mais preciso possível, a quantidade de ar realmente usada deve ser dividida por sua taxa de fluxo teórica. Mas na maioria dos casos é mais fácil usar o valor médio. proporção de excesso de ar. Este valor deve ser multiplicado por 9,52 e, como resultado, você saberá a quantidade exata de ar consumido necessária para garantir o procedimento de combustão do gás.
Portanto, se for igual:
- 1,1 - a massa de ar precisará de 10,472 vezes mais;
- 1,4 - Será necessário usar 13,328 vezes mais ar.
Ou seja, para queimar cada metro cúbico de portador de energia, serão necessários até 13,328 m³ de ar.
Fórmulas de cálculo e exemplos
O valor necessário em cada caso específico pode ser obtido usando uma fórmula especial ou indicadores médios. Vamos falar sobre esses métodos com mais detalhes.
Método # 1 - cálculo usando uma fórmula
O que diz que o volume de ar por hora (Vh ) necessário para a combustão será igual a:
Vh = 1,1 x Kcabanas em x VT x Vg / h x (273 + t) / 273,
Onde:
- PARAcabanas em - proporção de excesso de ar;
- VT - quantidade de ar teoricamente necessária;
- Vg / h - consumo de gás por hora por equipamento;
- t - os valores de temperatura na sala onde o equipamento de gás está localizado.
O consumo de gás por hora necessário para os cálculos é indicado no passaporte de qualquer aparelho a gás.
Ou seja, se esse valor for 10, e:
- temperatura ambiente, por exemplo, 18 ° C;
- proporção de excesso de ar - 1,1.
Em seguida, realizamos as operações matemáticas acima, a saber:
1,1 x 1,1 x 9,52 x 10 x (273 + 18) / 273 = 122,1
Como resultado, verifica-se que, neste caso específico, serão necessários 122,1 m³ de ar a cada hora para queimar o gás.
O cálculo da quantidade de ar é necessário para garantir o funcionamento eficiente e seguro de qualquer equipamento a gás, incluindo fogões, colunas e caldeiras de aquecimento que são usados no dia a dia.
Método # 2 - cálculo usando dados médios
Se não houver desejo de realizar tal cálculo de ar para a combustão da quantidade necessária de gás, você pode seguir as recomendações de muitos fabricantes e especialistas.
Eles dizem que o processo será eficaz se pelo menos 1,6 m³ de ar for fornecido a cada hora para cada quilowatt de potência.
Se o método de cálculo usando uma fórmula parece complicado, você pode usar um menos preciso e simplesmente calculado pela média, mas muito simples e, portanto, acessível. Uma vez que tudo o que precisa ser feito é multiplicar a potência do aparelho a gás desejado por 1,6, o que permitirá obter o volume aproximado de ar que terá que ser fornecido a cada hora para a combustão completa gás
Ou seja, será possível realizar o cálculo em apenas uma ação. Para tal, o valor da potência do aparelho a gás retirado do passaporte deve ser multiplicado pelo 1,6 indicado. O resultado será a quantidade de ar necessária para uma combustão eficiente.
Por exemplo, se a potência de uma caldeira a gás é de 40 kW, este valor deve ser multiplicado por 1,6:
40 x 1,6 = 64
Você obterá 64 m³ de ar, que deverá ser fornecido ao aparelho a gás a cada hora.
O valor prático do cálculo do fluxo de ar
Habilidades em realizar tais cálculos podem ser necessárias para melhorando a eficiência equipamentos de gás, bem como eliminação das causas de seu mau funcionamento.
Prevenção de quebras e diminuição da eficiência do equipamento
Por exemplo, o conhecimento da quantidade ideal de oxidante será necessário quando as superfícies das chaminés (internas), elementos estruturais do equipamento (trocadores de calor, queimadores, etc.) rapidamente fica coberto com camadas de fuligem, outros produtos de combustão.
Se a eliminação da contaminação não der o efeito desejado, como quaisquer outras medidas (regulagem, substituição de peças, unidades de montagem). Isso indica a presença do chamado sub-resfriamento do portador de energia, que ocorre devido a uma quantidade insuficiente de ar.
O procedimento de combustão do gás é considerado uma reação complexa. Como resultado, se o oxidante, ou seja, o ar, não estiver em quantidade suficiente, isso afetará a condição, a operacionalidade e a facilidade de manutenção de todos os equipamentos a gás. E, em alguns casos, os problemas podem ser eliminados somente após a identificação e ajuste da quantidade de ar envolvida na reação
E também o conhecimento do fluxo de ar necessário será necessário nas seguintes situações:
- Consumo excessivo de gás detectado, que não pode ser eliminado com a ajuda de ajustes, outras manipulações. Uma vez que a causa pode ser underburning mecânico. Ou seja, um processo em que muito ar é fornecido, o que também leva à combustão incompleta do gás.
- Mudança frequente na cor do combustível "azul" durante a combustão foi observada - por exemplo, laranja, branco, vermelho, amarelo. São casos mais complexos que os anteriores, pois a causa pode ser tanto o excesso de ar quanto sua quantidade insuficiente.
- Combustão de gás instável. Por exemplo, se nem todas as aberturas de trabalho do queimador, queimadores de caldeira a gás, etc. são usados. E a limpeza dos elementos estruturais listados não levou a uma melhoria, pois em tais situações será definitivamente necessário fornecer uma ordem de grandeza a mais de ar.
Apesar da presença de motivos diversos, o cálculo é realizado da mesma forma, de acordo com a metodologia delineada acima.
Os benefícios dos cálculos ao organizar uma sala de caldeira
Os cálculos da quantidade de ar necessária para a oxidação de gás eficaz são necessários nos casos de equipar um forno, instalar, substituir o equipamento de gás e semelhantes.
Você deve sempre se lembrar de que os cálculos teóricos são bons apenas quando sua correção é confirmada pela prática. E no caso da quantidade de ar - por representantes de empresas de gás com analisadores de gás
E os cálculos são realizados, mas a situação em cada caso especificado é complicada pelo fato de que, para obter todos os dados necessários, é necessário realizar uma série de cálculos.
Quais cálculos incluem:
- consumo total de ar - é necessário fornecer ar à sala com equipamento a gás não só para o processo de combustão, mas também para sua ventilação (em SNiP II-35-76 afirma-se claramente que em salas utilizadas como fornalhas, 3 volumes de ar devem ser substituídos a cada hora);
- seção do duto de exaustão;
- seção (ões) da (s) abertura (ões) dos canais de entrada;
- tiragem natural no duto de exaustão fornecido;
- real velocidade do ar nas seções de futuros dutos de ar;
- perdas de pressão em todos os tipos de resistência local;
- o tamanho da janela colocada na sala com equipamento a gás.
Além do arranjo correto ventilação da sala da caldeira, pode ser necessário realizar vários outros procedimentos, por exemplo, realizar um cálculo aerodinâmico.
Ao realizar o cálculo, deve-se ter em mente que qualquer operação com gás é um perigo significativo. Portanto, é melhor confiar sua implementação a especialistas.
Depois disso, todas as informações recebidas devem se tornar a base do projeto. substituições, instalação de equipamento, remodelação, que é submetido ao serviço de gás local para aprovação. Onde, se forem encontrados erros, o documento pode ser enviado de volta ao originador.
Ou seja, o complexo de procedimentos para calcular todos os valores necessários é bastante complicado. Portanto, no caso de instalar, substituir, transferir equipamentos, apenas alguns irão lidar com a tarefa. A maioria dos proprietários achará mais fácil procurar ajuda profissional. Que não só executará as ações matemáticas necessárias, mas também adaptará os cálculos aos requisitos da legislação sobre a disposição dos fornos, sistemas de ventilação, remoção de fumos, entre outros. Que são definidos no SNiP II-35-76, bem como no SNiP 2.04.08-87 e uma série de outros documentos especializados menos populares.
Se em um caso particular não for necessário elaborar um projeto, então os cálculos realizados por um especialista, eliminar a ameaça à vida e à saúde do proprietário do equipamento de gás, seus parentes e pessoas que vivem próximo.
Além disso, permitirão evitar ações que sejam interpretadas por lei como conexão não autorizada a qualquer gasoduto. Para qual Arte. 7.19Código Administrativo da Federação Russa prevê sanções sob a forma de multa, no valor da qual é de 10-15 mil. rublos. Por exemplo, isso pode acontecer se o proprietário da sala, após realizar os cálculos, fizer alterações no projeto do sistema de aquecimento.
Não devemos esquecer que um cálculo malsucedido da quantidade de ar ou de qualquer outro pode tornar uma pessoa um delinquente. Pelo qual você terá que pagar, pelo menos financeiramente. Por exemplo, se uma ação ou omissão violar regras criadas para garantir o uso de qualquer equipamento de gás, então como multa você terá que se desfazer de uma quantia de dinheiro no valor de 1-30 milhares rublos. O que é dito no art. 9.23 Código Administrativo
Após os cálculos, você não deve tomar uma decisão precipitada de substituir o equipamento de gás, especialmente com potência diferente. Caso isso aconteça, vale informar os representantes do serviço de gás sobre as ações tomadas. O que o ajudará a evitar multas.
E também não há necessidade de incorporar os cálculos teóricos feitos à custa de violar as regras estabelecidas no SNiP II-35-76, que regula o âmbito da disposição das instalações destinadas à utilização do gás equipamento. Uma vez que de acordo com o art. 9.23 do Código Administrativo, mesmo para as menores violações, você terá que pagar 1-2 mil. rublos.
Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
O material de vídeo anexo a seguir permitirá detectar a falta de ar durante a combustão do gás sem nenhum cálculo, ou seja, visualmente.
É possível calcular a quantidade de ar necessária para a combustão eficiente de qualquer volume de gás em questão de minutos. E os proprietários de imóveis equipados com equipamentos a gás devem se lembrar disso. Desde um momento crítico, quando a caldeira ou qualquer outro dispositivo não funcionará corretamente, a habilidade calcular a quantidade de ar necessária para uma combustão eficiente ajudará a identificar e corrigir o problema. O que, além disso, aumentará a segurança.
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