Quantità d'aria per la combustione del gas naturale: formule ed esempi di calcoli

L'efficienza di tutti i tipi di apparecchiature a gas dipende dalla qualità del processo di combustione.Ciò che è direttamente influenzato dalla quantità di aria per la combustione del gas naturale, che non è difficile da calcolare. Perché non occuparti dell'efficienza del carburante e aumentare l'efficienza delle apparecchiature eseguendo tu stesso i calcoli necessari, giusto?

Ma come farlo correttamente e dove trovare i dati per i calcoli? Per comprendere questo argomento, diamo un'occhiata alla teoria del flusso d'aria per la combustione del gas nel nostro articolo e conosciamo le formule più semplici per il calcolo del volume d'aria richiesto. Parleremo anche dei vantaggi pratici di questi calcoli.

Teoria del consumo d'aria per la combustione del gas

La procedura per ottenere energia termica influisce direttamente sulla durata del funzionamento, sulla frequenza del lavoro manutenzione delle apparecchiature che utilizzano gas. Dovrebbe essere chiaro che la miscela ottimale gas-aria è la chiave per la sicurezza. Parliamo più in dettaglio del consumo di aria per la combustione del gas.

Per bruciare una molecola di metano, che è il componente principale del gas naturale, sono necessarie esattamente 2 molecole di ossigeno. Se tradotto in volumi comprensibili, per ossidare un metro cubo del carburante specificato, dovrai utilizzare 2 volte più ossigeno.

Ma in condizioni reali tutto è più complicato.Poiché l'aria viene utilizzata come agente ossidante per attuare il processo di combustione chimico-fisica, la cui composizione è solo un quinto dell'ossigeno, necessario per mantenere la combustione. E, per essere precisi, quindi il 20,93% è la percentuale che viene solitamente utilizzata per tutti i tipi di calcoli tecnici. Ciò significa che sarà necessaria 9,52 volte più aria.

Per qualsiasi calcolo tecnico della quantità di gas, viene preso come base il 100% di questo carburante. Sebbene la sua sostanza principale, il metano (CH4), non possa contenerne più del 75%

Puoi scoprire il numero specificato eseguendo 2 passaggi:

1. Divisione 100/21. Questa operazione permette di scoprire che in qualsiasi volume c'è 4,76 volte più aria che ossigeno.
2. Moltiplicando 4,76 per 2, che equivale a 9,52 — esattamente quante volte più aria sarà necessaria per bruciare un qualsiasi volume di gas naturale.

Ma c’è un avvertimento importante: la quantità calcolata di aria necessaria per un’efficiente combustione del gas è una portata teorica. Ma in pratica sarà necessario. Il motivo è che il calcolo è stato effettuato in base a condizioni ideali, ma in realtà ci sono quasi sempre una serie di fattori che apportano modifiche significative.

Questi includono:

• composizione e qualità dei reagenti (aria, gas);
• tipo di apparecchiature utilizzate per fornire energia;
• condizione dell'attrezzatura;
• metodo di fornitura di gas, aria e una serie di altri punti.

Se è necessaria una precisione particolare, a volte è possibile prendere in considerazione le caratteristiche sopra elencate. Potrete ad esempio informarvi sull'esatta composizione del gas presso l'ufficio servizi gas più vicino. Ma, quando non è necessaria una precisione particolare, il valore risultante di 9,52 viene semplicemente moltiplicato per il cosiddetto rapporto dell'aria in eccesso. Il cui valore è solitamente compreso tra 1,1 e 1,4.

L'ossigeno è un agente ossidante del gas. Cioè, non si brucia, ma supporta attivamente questo processo con la partecipazione del carburante specificato. Ma poiché l'ossigeno nell'aria non supera il 20,93%, si ritiene che la procedura di combustione del gas ne richieda quasi 5 volte di più

Quando si vuole che il calcolo sia il più accurato possibile, allora la quantità di aria effettivamente utilizzata deve essere divisa per la sua portata teorica. Ma nella maggior parte dei casi è più semplice utilizzare il valore medio rapporto dell'aria in eccesso. Il cui valore va moltiplicato per 9,52 e di conseguenza scoprirai l'esatta quantità di aria consumata necessaria per garantire la procedura di combustione del gas.

Quindi se è uguale a:

• 1,1 — la massa d'aria sarà necessaria 10.472 volte di più;
• 1,4 — l’aria dovrà essere utilizzata 13.328 volte di più.

Cioè, per bruciare ogni metro cubo di energia, saranno necessari fino a 13.328 m³ di aria.

Formule ed esempi di calcoli

Il valore richiesto in ciascun caso specifico può essere ottenuto utilizzando una formula speciale o indicatori medi. Parliamo di questi metodi in modo più dettagliato.

Metodo n. 1: calcolo utilizzando la formula

Il che afferma che il volume orario di aria (V_H ), necessaria alla combustione, sarà pari a:

V_H = 1,1 x K_izb.v xV_T xV_g/h x(273+t)/273,

Dove:

• A_izb.v — coefficiente di eccesso d'aria;
• V_T - quantità d'aria teoricamente necessaria;
• V_g/h — consumo orario di gas da parte delle apparecchiature;
• T — valori di temperatura nel locale in cui si trova l'apparecchiatura a gas.

Il consumo orario di gas richiesto per i calcoli è indicato nel passaporto di qualsiasi apparecchio a gas.

Cioè, se tale valore è 10 e:

• temperatura ambiente, ad esempio, 18 ° C;
• coefficiente di eccesso d'aria - 1.1.

Quindi eseguiamo le operazioni matematiche di cui sopra, vale a dire:

1,1 x 1,1 x 9,52 x 10 x (273 + 18) / 273 = 122,1

Di conseguenza, risulta che in questo caso particolare, per bruciare gas, saranno necessari 122,1 m³ di aria ogni ora.

Il calcolo della quantità di aria è necessario per garantire il funzionamento efficiente e sicuro di qualsiasi apparecchiatura a gas, comprese stufe, colonne e caldaie per il riscaldamento, utilizzate nella vita di tutti i giorni

Metodo n. 2: calcolo utilizzando la media dei dati

Se non desideri eseguire un calcolo simile sull'aria per la combustione della quantità di gas richiesta, puoi ascoltare le raccomandazioni di molti produttori e specialisti.

Il che significa che il processo sarà efficace se per ogni kilowatt di potenza verranno forniti almeno 1,6 m³ di aria all'ora.

Se il metodo di calcolo tramite formula sembra complicato, è possibile utilizzarne uno meno accurato e semplicemente basato sulla media, ma è molto semplice e quindi accessibile. Poiché basta moltiplicare per 1,6 la potenza dell'apparecchio a gas desiderato, si otterrà approssimativamente il volume d'aria che dovrà essere fornito ogni ora per la completa combustione del gas

Cioè, il calcolo può essere completato in una sola azione. A tale scopo il valore di potenza dell'apparecchio a gas rilevato dal passaporto dovrà essere moltiplicato per il valore indicato 1.6. Il risultato sarà la quantità di aria necessaria per una combustione efficiente.

Ad esempio, se la potenza di una caldaia a gas è di 40 kW, questo valore dovrebbe essere moltiplicato per 1,6:

40 x 1,6 = 64

In questo modo si otterranno 64 m³ di aria che dovranno essere forniti all'apparecchio a gas ogni ora.

Significato pratico del calcolo della portata d'aria

Potrebbero essere necessarie competenze nell'esecuzione di tali calcoli aumentando l’efficienza apparecchiature a gas, oltre ad eliminare le cause del suo malfunzionamento.

Prevenzione dei guasti e riduzione dell'efficienza delle apparecchiature

Ad esempio, sarà necessaria la conoscenza della quantità ottimale di ossidante quando le superfici dei camini (interni), gli elementi strutturali delle apparecchiature (scambiatori di calore, bruciatori, ecc.) ricoprirsi rapidamente di strati di fuliggine, altri prodotti della combustione.

Se la rimozione dei contaminanti non dà l'effetto desiderato, come qualsiasi altra misura (aggiustamento, sostituzione di parti, assemblaggi). Ciò indica la presenza del cosiddetto underburning del vettore energetico, che si verifica a causa dell'aria insufficiente.

La procedura di combustione del gas è considerata una reazione complessa. Di conseguenza, se l'ossidante, ovvero l'aria, non è in quantità sufficiente, ciò influirà sulle condizioni, sulle prestazioni e sulla funzionalità di tutte le apparecchiature a gas. E in alcuni casi, i problemi possono essere eliminati solo dopo aver identificato e regolato la quantità di aria coinvolta nella reazione

Inoltre, sarà necessaria la conoscenza del flusso d'aria richiesto nelle seguenti situazioni:

• Rilevato consumo eccessivo di gas, che non può essere eliminato con l'aiuto di aggiustamenti o altre manipolazioni. Poiché la causa potrebbe essere una combustione meccanica insufficiente. Cioè un processo in cui viene fornita troppa aria, che porta anche alla combustione incompleta del gas.
• Sono stati notati frequenti cambiamenti nel colore del carburante “blu” durante la combustione - ad esempio arancione, bianco, rosso, giallo.Si tratta di casi più complessi dei precedenti, poiché la causa può essere l'eccesso o la carenza d'aria.
• Processo di combustione del gas instabile. Ad esempio, se non vengono utilizzate tutte le aperture di lavoro del bruciatore, dei bruciatori della caldaia a gas, ecc .. E la pulizia degli elementi strutturali elencati non ha portato a miglioramenti, poiché in tali situazioni sarà sicuramente necessario fornire un ordine di grandezza più aria .

Nonostante la presenza di diverse ragioni, il calcolo viene eseguito nello stesso modo, secondo la metodologia sopra delineata.

I vantaggi dei calcoli durante l'installazione di un locale caldaia

Il calcolo della quantità di aria necessaria per un'efficace ossidazione del gas è necessario nei casi di organizzazione di un forno, installazione, sostituzione di apparecchiature a gas e altri simili.

Dovresti sempre ricordare che i calcoli teorici sono validi solo quando la loro correttezza è confermata dalla pratica. E nel caso della quantità di aria, i rappresentanti delle società di gas cittadine dotati di analizzatori di gas

E i calcoli vengono eseguiti, ma la situazione in ciascun caso indicato è complicata dal fatto che per ottenere tutti i dati necessari è necessario eseguire una serie di calcoli.

Quali calcoli includono:

• flusso d'aria totale - è necessario fornire aria alla stanza con apparecchiature a gas non solo per il processo di combustione, ma anche per la sua ventilazione (in SNiP II-35-76 è chiaramente indicato che nei locali adibiti a forni si devono effettuare ricambi d'aria di 3 volumi ogni ora);
• sezioni del condotto di scarico;
• sezione(i) dell'apertura(i) dei canali di ingresso;
• tiraggio naturale nell'apposito condotto di scarico;
• effettivo velocità delle masse d'aria in sezioni di futuri condotti d'aria;
• perdite di carico dovute a varie resistenze locali;
• la dimensione della finestra posta nella stanza con attrezzatura a gas.

Oltre alla corretta disposizione ventilazione del locale caldaia, potrebbe essere necessario eseguire una serie di altre procedure, ad esempio l'esecuzione di un calcolo aerodinamico.

Quando si eseguono i calcoli, è necessario ricordare che qualsiasi azione con il gas rappresenta un pericolo significativo. Pertanto, è meglio affidare la loro implementazione agli specialisti.

Dopodiché tutte le informazioni ricevute dovrebbero diventare la base del progetto sostituzioni, installazione di apparecchiature, riqualificazione, che viene sottoposta all'approvazione del servizio locale del gas. Dove, se vengono individuati errori, il documento può essere rispedito all'originatore.

Cioè, l'insieme delle procedure per calcolare tutti i valori necessari è piuttosto complesso. Pertanto, in caso di installazione, sostituzione o trasferimento di apparecchiature, solo pochi riusciranno a far fronte al compito. La maggior parte dei proprietari di immobili troverà più facile rivolgersi a specialisti per chiedere aiuto. Che non solo eseguirà le operazioni matematiche necessarie, ma adatterà anche i calcoli ai requisiti legali per la sistemazione di forni, sistemi di ventilazione, rimozione dei fumi e tutti gli altri. Che sono stabiliti in SNiP II-35-76, così come in SNiP 2.04.08-87 e una serie di altri documenti specializzati meno popolari.

Se in qualche caso particolare non è necessario elaborare un progetto, i calcoli eseguiti da uno specialista elimineranno la minaccia per la vita e la salute del proprietario dell'apparecchiatura a gas, dei suoi cari e delle persone che vivono nelle vicinanze.

Inoltre, eviteranno azioni interpretate dalla legge come allacciamenti non autorizzati ad eventuali gasdotti. Per cui Arte. 7.19 Codice degli illeciti amministrativi della Federazione Russa prevede sanzioni sotto forma di multa, il cui importo è di 10-15 mila rubli.Ciò può accadere, ad esempio, se il proprietario dei locali, dopo aver eseguito i calcoli, apporta modifiche alla progettazione dell'impianto di riscaldamento.

Non dobbiamo dimenticare che un calcolo infruttuoso della quantità di aria o di qualsiasi altro può rendere una persona un delinquente. Per il quale dovrai pagare, almeno finanziariamente. Ad esempio, se le azioni o l'inazione portano a una violazione delle regole progettate per garantire l'uso sicuro di qualsiasi attrezzatura a gas, dovrai separarti da una somma di denaro di 1-30 mila rubli come sanzione. Quanto detto nell'art. 9.23 Codice degli illeciti amministrativi

Dopo i calcoli, non dovresti prendere la decisione avventata di sostituire le apparecchiature a gas, soprattutto con potenze diverse. Se ciò accade, vale la pena informare i rappresentanti del servizio gas sulle azioni intraprese. Questo ti aiuterà a evitare multe.

E non è inoltre necessario implementare i calcoli teorici effettuati a costo di violare le regole e le norme stabilite in SNiP II-35-76, che regola l'ambito di sistemazione dei locali destinati all'uso di apparecchiature a gas. Poiché secondo l'art. 9.23 del Codice amministrativo, anche per le violazioni più piccole dovrai pagare 1-2mila rubli.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il materiale video allegato di seguito consentirà di identificare la mancanza d'aria durante la combustione del gas senza alcun calcolo, cioè visivamente.

Puoi calcolare la quantità di aria necessaria per una combustione efficiente di qualsiasi volume di gas in pochi minuti. E i proprietari di immobili dotati di apparecchiature a gas dovrebbero ricordarlo.Poiché in un momento critico, quando una caldaia o qualsiasi altro dispositivo non funziona correttamente, la capacità di calcolare la quantità di aria necessaria per una combustione efficace aiuterà a identificare e risolvere il problema. Il che aumenterà anche la sicurezza.

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