Gaisa daudzums dabasgāzes sadedzināšanai: formulas un aprēķinu piemēri

No degšanas procesa kvalitātes ir atkarīga visdažādākā gāzes iekārtu darbības efektivitāte. Uz to tieši ietekmē dabīgās gāzes sadedzināšanai nepieciešamais gaisa daudzums, kuru aprēķināt ir pavisam vienkārši. Kāpēc gan neparūpēties par degvielas patēriņa efektivitāti un iekārtu lietderības koeficienta paaugstināšanu, veicot nepieciešamos aprēķinus patstāvīgi, vai ne tā?

Bet kā to pareizi izdarīt un kur iegūt datus aprēķiniem? Lai izprastu šo tēmu, apskatīsim mūsu raksta ietvaros teoriju par gaisa patēriņu gāzes sadedzināšanai, iepazīsimies ar vienkāršākajām formulām nepieciešamā gaisa tilpuma aprēķināšanai. Kā arī aprunāsimies par šo aprēķinu praktisko lietderību.

Teorija par gaisa patēriņu gāzes sadedzināšanai

Siltumenerģijas iegūšanas procedūra tieši ietekmē ekspluatācijas ilgumu, darbu biežumu pie gāzi izmantojošo iekārtu apkalpošanas. Jāsaprot, ka optimāls gāzes un gaisa maisījums ir drošības pamats. Parunāsim sīkāk par gaisa patēriņu gāzes sadedzināšanai.

Lai sadegtu viena metāna molekula, kas ir dabīgās gāzes galvenā sastāvdaļa, ir nepieciešamas tieši 2 skābekļa molekulas. Ja pārrēķina saprotamos tilpumos, tad, lai oksidētu vienu kubikmetru norādītās degvielas, būs jāizmanto 2 reizes vairāk skābekļa.

Bet reālos apstākļos viss ir sarežģītāk. Tā kā par oksidētāju ķīmiski fizikālā degšanas procesa veikšanai tiek izmantots gaiss, kura sastāvā skābeklis, kas nepieciešams degšanas uzturēšanai, veido tikai piekto daļu. Un, ja precīzi, tad 20,93% — tieši šo procentuālo attiecību pieņemts izmantot visdažādākajiem tehniskiem aprēķiniem. Tas nozīmē, ka gaisa būs nepieciešams 9,52 reizes vairāk.

Jebkurā tehniskā gāzes daudzuma aprēķinā par pamatu ņem visus 100% šīs degvielas. Lai gan tās galvenās vielas — metāna (CH4) — sastāvā var būt ne vairāk kā 75%

Norādīto skaitli var uzzināt, veicot 2 darbības:

1. Dalīšana 100/21. Šī darbība ļauj noskaidrot, ka gaisa jebkurā tilpumā ir 4,76 reizes vairāk nekā skābekļa.
2. Reizināšana 4,76 ar 2, kas ir vienāda ar 9,52 — tieši tik daudz reizes vairāk būs nepieciešams izlietot gaisu, lai sadedzinātu jebkuru dabasgāzes tilpumu.

Bet ir viens svarīgs iebildums: aprēķinātais gaisa daudzums, kas nepieciešams efektīvai gāzes degšanai, ir teorētiskais patēriņš. Praksē tas būs nepieciešams. Iemesls ir tāds, ka aprēķins tika veikts ideāliem apstākļiem, bet realitātē gandrīz vienmēr pastāv vairāki faktori, kas ievieš būtiskas korekcijas.

Pie tām pieder:

• reaģentu (gaisa, gāzes) sastāvs un kvalitāte;
• energoresursa padevei izmantotā aprīkojuma veids;
• aprīkojuma stāvoklis;
• gāzes un gaisa padeves veids, kā arī vairāki citi aspekti.

Ja nepieciešama īpaša precizitāte, tad iepriekš minētās īpatnības dažreiz ir iespējams ņemt vērā. Piemēram, precīzu gāzes sastāvu var noskaidrot tuvākajā gāzes dienesta pārstāvniecībā. Bet, ja īpaša precizitāte nav nepieciešama, tad iegūto vērtību 9,52 vienkārši reizina ar tā saukto gaisa pārpalikuma koeficientu. Tā vērtība parasti ir robežās no 1,1 līdz 1,4.

Skābeklis ir gāzes oksidētājs. Tas nozīmē, ka tas pats nedeg, bet aktīvi atbalsta šo procesu, piedaloties norādītajai degvielai. Bet, tā kā skābekļa saturs gaisā nepārsniedz 20,93%, tiek uzskatīts, ka gāzes sadegšanas procesam tas ir nepieciešams gandrīz 5 reizes vairāk.

Ja aprēķinam jābūt maksimāli precīzam, tad faktiski izmantotā gaisa daudzums jādala ar tā teorētisko patēriņu. Bet vairumā gadījumu ir vieglāk izmantot gaisa pārpalikuma koeficienta vidējo vērtību. Šī vērtība jāreizina ar 9,52, un rezultātā varēs uzzināt precīzu gaisa patēriņa daudzumu, kas nepieciešams gāzes sadegšanas procesa nodrošināšanai.

Tātad, ja tas ir vienāds ar:

• 1,1 — gaisa masas būs nepieciešams 10,472 reizes vairāk;
• 1,4 — gaisa būs jāizmanto 13,328 reizes vairāk.

Tas nozīmē, ka katra energoresursa kubikmetra sadedzināšanai būs nepieciešams līdz 13,328 m³ gaisa.

Formulas un aprēķinu izpildes piemēri

Nepieciešamo vērtību katrā konkrētajā gadījumā var iegūt, izmantojot īpašu formulu vai vidējos rādītājus. Par šīm metodēm runāsim detalizētāk.

1. veids — aprēķins, izmantojot formulu

Kura nosaka, ka gaisa stundas tilpums (V_st ), kas nepieciešams sadegšanai, būs vienāds ar:

V_st = 1,1 x K_pārpl. x V_tx V_g/stx (273 + t)/273,

Kur:

• K_pārpl. — gaisa pārpalikuma koeficients;
• V_t — teorētiski nepieciešamais gaisa daudzums;
• V_g/st — gāzes stundas patēriņš ar iekārtu;
• t — temperatūras vērtības telpā, kur atrodas gāzes iekārta.

Aprēķiniem nepieciešamais gāzes stundas patēriņš ir norādīts jebkuras gāzes ierīces pasē.

Tas ir, ja šī vērtība ir vienāda ar 10, un:

• telpas temperatūra, piemēram, 18 °С;
• gaisa pārpalikuma koeficients — 1,1.

Tad veicam iepriekš minētās matemātiskās darbības, proti:

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

Rezultātā izrādās, ka šajā konkrētajā gadījumā gāzes sadedzināšanai katru stundu būs nepieciešams 122,1 m³ gaisa.

Gaisa daudzuma aprēķins ir nepieciešams, lai nodrošinātu efektīvu un drošu jebkuras gāzes iekārtas darbību, ieskaitot plītis, kolonnas un apkures katlus, kas tiek izmantoti sadzīvē.

2. veids — aprēķins, izmantojot vidējos datus

Ja nav vēlēšanās veikt šādu gaisa aprēķinu vajadzīgā gāzes daudzuma sadedzināšanai, tad var ieklausīties daudzu ražotāju, speciālistu ieteikumos.

Kas vēsta, ka process būs efektīvs, ja uz katru jaudas kilovatu stundā tiks pievadīts ne mazāk kā 1,6 m³ gaisa.

Ja aprēķina metode ar formulu šķiet sarežģīta, tad var izmantot mazāk precīzu un vienkārši vidējo, bet toties ļoti vienkāršu, tāpēc pieejamu. Jo viss, kas jādara, ir jāreizina vajadzīgās gāzes iekārtas jauda ar 1,6, kas ļaus iegūt aptuveno gaisa daudzumu, kas katru stundu būs jāpievada pilnīgai gāzes sadegšanai.

Tas ir, aprēķinu var veikt tikai vienā darbībā. Lai to izdarītu, no pases ņemtā gāzes iekārtas jaudas vērtība jāreizina ar norādīto 1,6. Rezultātā iegūst nepieciešamo gaisa daudzumu efektīvai sadegšanai.

Piemēram, ja gāzes katla jauda ir 40 kW, tad šī vērtība jāreizina ar 1,6:

40 х 1,6 = 64

Iegūs 64 m³ gaisa, kas katru stundu būs jāpievada gāzes iekārtai.

Gaisa patēriņa aprēķina praktiskā nozīme

Prasmes veikt šādus aprēķinus var būt nepieciešamas, lai paaugstinātu lietderības koeficientu gāzes iekārtām, kā arī novērstu tās nepareizas darbības cēloņus.

Iekārtu bojājumu un lietderības koeficienta pazemināšanās profilakse

Piemēram, zināšanas par optimālo oksidētāja daudzumu būs nepieciešamas, kad dūmvadu (iekšējās) virsmas, iekārtas konstrukcijas elementi (siltummaiņi, degļi, citi) ātri pārklājas ar kvēpu nosēdumiem, citiem sadegšanas produktiem.

Ja piesārņojumu novēršana nedod pienācīgu efektu, tāpat kā jebkuri citi pasākumi (regulēšana, detaļu, agregātu mezglu nomaiņa). Tas liecina par tā saucamo enerģijas nesēja nepilnīgu sadegšanu, kas notiek nepietiekama gaisa daudzuma dēļ.

Gāzes degšanas process tiek uzskatīts par sarežģītu reakciju. Rezultātā, ja oksidētāja, t.i., gaisa, nav pietiekamā daudzumā, tas ietekmēs visa gāzes aprīkojuma stāvokli, darbspēju un pareizu darbību. Un vairākos gadījumos problēmas var novērst tikai pēc gaisa daudzuma, kas piedalās reakcijā, noteikšanas un koriģēšanas.

Tāpat zināšanas par nepieciešamo gaisa patēriņu būs vajadzīgas šādās situācijās:

• Konstatēts gāzes pārtēriņš, ko nevar novērst ar regulējumiem vai citām manipulācijām. Tā kā iemesls var būt mehānisks nepilnīgs deglis. Tas ir process, kurā tiek pievadīts pārāk liels gaisa daudzums, kas arī izraisa nepilnīgu gāzes sadegšanu.
• Pamanīta bieža «zilās» degvielas krāsas maiņa degšanas laikā — piemēram, uz oranžu, baltu, sarkanu, dzeltenu. Tie ir sarežģītāki gadījumi nekā iepriekšējie, jo iemesls var būt gan gaisa pārpalikums, gan tā nepietiekams daudzums.
• Nestabils gāzes degšanas process. Piemēram, ja nav iesaistīti visi degļa, gāzes katla degli utt. darba caurumi. Un uzskaitīto konstrukcijas elementu tīrīšana nav uzlabojusi situāciju, jo šādās situācijās noteikti būs jāpievada ievērojami vairāk gaisa.

Neskatoties uz dažādiem iemesliem, aprēķins tiek veikts vienādi, saskaņā ar iepriekš aprakstīto metodiku.

Aprēķinu lietderība, iekārtojot katlu telpu

Gaisa daudzuma aprēķini, kas nepieciešami efektīvai gāzes oksidēšanai, ir vajadzīgi, iekārtojot kurināmo telpu, uzstādot, nomainot gāzes iekārtas un citos līdzīgos gadījumos.

Vienmēr jāatceras, ka teorētiskie aprēķini ir labi tikai tad, ja to pareizību apstiprina prakse. Un attiecībā uz gaisa daudzumu — pilsētas gāzes dienestu pārstāvji ar gāzes analizatoriem.

Un aprēķini tiek veikti, bet situācija katrā norādītajā gadījumā sarežģījas ar to, ka, lai iegūtu visus nepieciešamos datus, ir jāveic vēl virkne aprēķinu.

Pie kuriem pieder aprēķini:

• kopējā gaisa patēriņa — telpā ar gāzes iekārtām ir jāpiegādā gaiss ne tikai degšanas procesam, bet arī tās vēdināšanai (SNiP II-35-76 ir skaidri teikts, ka telpās, ko izmanto par kurināmajām telpām, katru stundu jāmainās 3 gaisa apjomiem);
• izplūdes kanāla šķērsgriezuma;
• ieplūdes kanālu atveres (-u) šķērsgriezuma;
• dabiskās vilkmes paredzētajā izplūdes kanālā;
• faktiskā gaisa masu ātruma nākotnes gaisa vadu šķērsgriezumos;
• spiediena zudumu uz visdažādākajām lokālajām pretestībām;
• loga izmēra, kas noteikts telpā ar gāzes iekārtām.

Papildus pareizai katlu telpas ventilācijas iekārtošanai, var būt nepieciešams veikt vēl vairākas procedūras, piemēram, veikt aerodinamisko aprēķinu.

Veicot aprēķinu, jāatceras, ka jebkādas darbības ar gāzi ir būtiski bīstamas. Tāpēc labāk uzticēt to veikšanu speciālistiem.

Pēc tam visa iegūtā informācija jāizmanto par pamatu nomaiņas projektam, iekārtu uzstādīšanai, pārplānošanai, kas tiek iesniegts vietējā gāzes dienestā apstiprināšanai. Ja tiek atklātas kļūdas, dokumentu var nosūtīt atpakaļ sastādītājam.

Tas nozīmē, ka visu nepieciešamo vērtību aprēķināšanas procedūru kopums ir diezgan sarežģīts. Tāpēc iekārtu uzstādīšanas, nomaiņas, pārvietošanas gadījumā ar šo uzdevumu tiks galā tikai daži. Lielākajai daļai telpu īpašnieku būs vieglāk vērsties pēc palīdzības pie speciālistiem. Viņi ne tikai veiks nepieciešamās matemātiskās darbības, bet arī pielāgos aprēķinus tiesību aktu prasībām attiecībā uz kurināmo telpu, ventilācijas sistēmu, dūmu novadīšanas un visu pārējo iekārtojumu. Šīs prasības ir izklāstītas SNiP II-35-76, kā arī SNiP 2.04.08-87 un vairākos citos mazāk pieprasītos profila dokumentos.

Ja kādā konkrētā gadījumā projekts nav jāsastāda, tad speciālista veiktie aprēķini novērsīs draudus dzīvībai, veselībai pašam gāzes iekārtas īpašniekam, viņa tuviniekiem un blakus dzīvojošiem cilvēkiem.

Turklāt tie ļaus izvairīties no darbībām, ko tiesību akti interpretē kā patvaļīgu pieslēgšanos jebkādiem gāzes vadiem. Par to 7.19 pants Krievijas Federācijas Administratīvo pārkāpumu kodekss paredz sankcijas soda veidā, kura apmērs ir 100–150 €. Piemēram, tas var notikt, ja telpas īpašnieks pēc aprēķinu veikšanas veic izmaiņas apkures sistēmas konstrukcijā.

Nedrīkst aizmirst, ka neveiksmīgs gaisa daudzuma vai jebkāds cits aprēķins var padarīt cilvēku par likumpārkāpēju. Par to būs jāmaksā, vismaz finansiāli. Piemēram, ja darbība vai bezdarbība izraisīs noteikumu, kas paredzēti jebkādas gāzes iekārtas drošai lietošanai, pārkāpumu, tad soda veidā būs jāšķiras no naudas summas 10–300 € apmērā. Par to ir minēts Krievijas Federācijas Administratīvo pārkāpumu kodeksa 9.23 pantā.

Pēc aprēķiniem nevajag pieņemt nepārdomātu lēmumu par gāzes iekārtu nomaiņu, it īpaši ar atšķirīgu jaudu. Ja tas tomēr noticis, tad jāpaziņo gāzes dienesta pārstāvjiem par veiktajām darbībām. Tas palīdzēs izvairīties no sodiem.

Un arī nav jāīsteno veiktie teorētiskie aprēķini, pārkāpjot SNiP II-35-76 noteikumus un normas, kas regulē telpu iekārtošanas jomu, kas paredzēta gāzes iekārtu izmantošanai. Tā kā saskaņā ar Krievijas Federācijas Administratīvo pārkāpumu kodeksa 9.23 pantu pat par vismazākajiem pārkāpumiem būs jāmaksā 10–20 €.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Pievienotais zemāk esošais video materiāls ļaus noteikt gaisa trūkumu gāzes degšanas laikā bez jebkādiem aprēķiniem, proti, vizuāli.

Nepieciešamā gaisa daudzuma aprēķināšana efektīvai jebkura gāzes tilpuma sadegšanai ir iespējama dažu minūšu laikā. Un nekustamā īpašuma īpašniekiem, kas aprīkoti ar gāzes iekārtām, tas būtu jāatceras. Jo kritiskā brīdī, kad katls vai jebkura cita ierīce darbojas nepareizi, prasme aprēķināt efektīvai sadegšanai nepieciešamo gaisa daudzumu palīdzēs atklāt un novērst problēmu. Tas savukārt paaugstinās drošību.

Vai vēlaties papildināt iepriekš izklāstīto materiālu ar noderīgu informāciju un ieteikumiem? Vai jums ir palikuši jautājumi par aprēķinu? Uzdodiet tos komentāru sadaļā, rakstiet savus piezīmes, piedalieties diskusijā.