Maagaasi põletamiseks vajalik õhuhulk: valemid ja arvutusnäited

Põlemisprotsessi kvaliteedist sõltub igasuguste gaasiseadmete töö efektiivsus. Seda mõjutab otseselt maagaasi põletamiseks vajalik õhuhulk, mida pole sugugi keeruline välja arvutada. Miks mitte hoolitseda kütusekulu efektiivsuse ja seadmete kasuteguri tõstmise eest, tehes vajalikud arvutused ise, kas pole nii?

Aga kuidas seda õigesti teha ja kust võtta andmeid arvutuste jaoks? Et selles teemas selgust saada, käsitleme oma artiklis gaasi põletamise õhukulu teooriat, tutvume kõige lihtsamate valemitega vajaliku õhuhulga arvutamiseks. Samuti räägime nende arvutuste praktilisest kasust.

Gaasi põletamise õhukulu teooria

Soojusenergia saamise protseduur mõjutab otseselt kasutusea pikkust ja gaasiseadmete hooldustööde sagedust. Tuleb mõista, et optimaalne gaasi-õhu segu on turvalisuse tagatis. Räägime täpsemalt gaasi põletamise õhukulust.

Ühe metaani molekuli, mis on maagaasi põhikomponent, põlemiseks on vaja täpselt 2 hapniku molekuli. Kui tõlkida arusaadavateks mahtudeks, siis selleks, et põletada üks kuupmeeter nimetatud kütust, tuleb kasutada 2 korda rohkem hapnikku.

Kuid reaalsetes tingimustes on kõik keerulisem. Kuna oksüdeerijana kasutatakse keemilis-füüsikalise põlemisprotsessi läbiviimiseks õhku, mille koostises olev hapnik, mis on vajalik põlemise säilitamiseks, moodustab ainult viiendiku. Täpsemalt öeldes 20,93% – just sellist protsendisuhet kasutatakse igasugustes tehnilistes arvutustes. See tähendab, et õhku läheb vaja 9,52 korda rohkem.

Igas tehnilises gaasikoguse arvutuses võetakse aluseks 100% sellest kütusest. Kuigi selle põhiaine – metaani (CH4) – võib koostises olla mitte rohkem kui 75%.

Nimetatud arvu saab teada, tehes 2 toimingut:

1. Jagamine 100/21. See tehe võimaldab selgitada, et õhku on igas mahus 4,76 korda rohkem kui hapnikku.
2. 4,76 korrutamine 2-ga, mis võrdub 9,52 — just nii mitu korda rohkem tuleb kulutada õhku, et põletada mis tahes kogus looduslikku gaasi.

Kuid on üks oluline märkus: arvutatud õhukogus, mis on vajalik gaasi efektiivseks põlemiseks, on teoreetiline kulu. Praktikas on seda vaja rohkem. Põhjus on selles, et arvutus tehti ideaalsete tingimuste jaoks, kuid tegelikkuses esineb peaaegu alati rida tegureid, mis toovad kaasa olulisi korrektiive.

Nende hulka kuuluvad:

• reagentide (õhu, gaasi) koostis ja kvaliteet;
• energiakandja juurdevooluks kasutatava seadme tüüp;
• seadmete seisukord;
• gaasi ja õhu etteandmise viis, samuti rida muid aspekte.

Kui on vaja erilist täpsust, siis eespool loetletud iseärasusi on mõnikord võimalik arvesse võtta. Näiteks saab gaasi täpse koostise teada lähimas gaasiteenistuse esinduses. Kuid kui erilist täpsust pole vaja, siis saadud väärtus 9,52 lihtsalt korrutatakse nn õhuülejäägitegur, mille väärtus jääb tavaliselt vahemikku 1,1–1,4.

Hapnik on gaasi oksüdeerija. See tähendab, et ta ise ei põle, kuid toetab aktiivselt seda protsessi nimetatud kütuse osavõtul. Kuid kuna hapnikku on õhu koostises mitte rohkem kui 20,93%, siis loetakse, et gaasi põlemisprotseduuri jaoks on seda vaja peaaegu 5 korda rohkem.

Kui arvutus peaks olema maksimaalselt täpne, siis tuleks tegelikult kasutatud õhukogus jagada selle teoreetilise kuluga. Kuid enamikul juhtudest on lihtsam kasutada õhuülejäägiteguri keskmist väärtust. Selle väärtus tuleb korrutada 9,52-ga ja tulemuseks saadakse teada täpne kulutatud õhu kogus, mis on vajalik gaasi põlemisprotseduuri tagamiseks.

Nii kui see on võrdne:

• 1,1 — õhumassi on vaja 10,472 korda rohkem;
• 1,4 — õhku tuleb kasutada 13,328 korda rohkem.

See tähendab, et iga energiakaandja kuupmeetri põletamiseks on vaja kuni 13,328 m³ õhku.

Arvutusvalemid ja näited

Vajaliku väärtuse igal konkreetsel juhul saab spetsiaalse valemi või keskmiste näitajate abil. Nendest meetoditest räägime täpsemalt.

Meetod nr 1 – arvutamine valemi abil

Mis ütleb, et põlemiseks vajalik õhu tunnimaht (V_h ) on võrdne:

V_h = 1,1 x K_ülej.õ x V_tx V_g/hx (273 + t)/273,

Kus:

• K_ülej.õ — õhuülejäägitegur;
• V_t — teoreetiliselt vajalik õhukogus;
• V_g/h — seadme gaasi tunnikulu;
• t — temperatuuri väärtus ruumis, kus asub gaasiseade.

Arvutusteks vajalik gaasi tunnikulu on märgitud iga gaasiseadme passis.

See tähendab, kui see väärtus võrdub 10, ja:

• toatemperatuur, näiteks 18 °C;
• õhu liigkoefitsient — 1,1.

Seejärel teostame ülaltoodud matemaatilised toimingud, nimelt:

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

Tulemuseks selgub, et sellel konkreetsel juhul on gaasi põletamiseks iga tund vaja 122,1 m³ õhku.

Õhukoguse arvutus on vajalik iga gaasiseadme, sealhulgas pliitide, veesoojendite ja küttekatelde, tõhusa ja ohutu töö tagamiseks, mida kasutatakse igapäevaelus.

Meetod nr 2 – arvutamine keskmiste andmete abil

Kui teil pole soovi teha sellist õhukoguse arvutust vajaliku gaasikoguse põletamiseks, võite kuulata paljude tootjate ja spetsialistide soovitusi.

Mis ütlevad, et protsess on tõhus, kui iga kilovati võimsuse kohta tuuakse iga tund vähemalt 1,6 m³ õhku.

Kui valemiga arvutamise meetod tundub keeruline, võite kasutada vähem täpset ja lihtsalt keskmistatud, kuid väga lihtsat ja seega kättesaadavat meetodit. Kuna kõik, mida tuleb teha, on korrutada vajaliku gaasiseadme võimsus 1,6-ga, mis võimaldab saada ligikaudse õhukoguse, mida tuleb iga tund gaasi täielikuks põlemiseks juurde tuua.

See tähendab, et arvutuse saab teha vaid ühe toiminguga. Selleks tuleb gaasiseadme passist võetud võimsuse väärtus korrutada näidatud 1,6-ga. Tulemuseks saadakse tõhusaks põlemiseks vajalik õhukogus.

Näiteks kui gaasikatla võimsus on 40 kW, siis tuleb see väärtus korrutada 1,6-ga:

40 × 1,6 = 64

Saadakse 64 m³ õhku, mida tuleb iga tund gaasiseadmele juurde tuua.

Õhukulu arvutuse praktiline tähtsus

Selliste arvutuste tegemise oskused võivad olla vajalikud gaasiseadmete kasuteguri suurendamiseks ja selle ebaõige töö põhjuste kõrvaldamiseks.

Seadmete rikete ja kasuteguri languse ennetamine

Näiteks on vaja teada optimaalset oksüdeerija kogust, kui korstnate (sisemised) pinnad, seadme konstruktsioonielemendid (soojusvahetid, põletid, muud) kattuvad kiiresti tahmakihtidega ja muude põlemissaadustega.

Kui saaste eemaldamine ei anna soovitud efekti, nagu ka muud meetmed (seadistamine, osade, agregaatide sõlmede vahetamine). See viitab nn kütuse mittetäielikule põlemisele, mis toimub ebapiisava õhukoguse tõttu.

Gaasi põlemisprotsessi peetakse keeruliseks reaktsiooniks. Kui oksüdeerijat, st õhku, pole piisavalt, mõjutab see kogu gaasiseadmete seisundit, töövõimet ja korrasolekut. Mõnel juhul saab rikkeid kõrvaldada ainult pärast reaktsioonis osaleva õhuhulga tuvastamist ja korrigeerimist.

Ka teadmine vajalikust õhukulust on vajalik järgmistes olukordades:

• Gaasi liigtarbimine on tuvastatud, mida ei saa reguleerimiste ega muude manipulatsioonidega kõrvaldada. Põhjuseks võib olla mehaaniline alapõlemine. See tähendab protsessi, kus õhku juhitakse liiga palju, mis samuti põhjustab gaasi mittetäielikku põlemist.
• On märgatud "sinise" kütuse värvi sagedast muutumist põlemisel — näiteks oranžiks, valgeks, punaseks, kollaseks. Need on keerulisemad juhud kui eelnevad, kuna põhjuseks võib olla nii õhu liig kui ka selle ebapiisav hulk.
• Gaasi põlemisprotsessi ebastabiilsus. Näiteks kui pole kasutusel kõik põleti või gaasikatla põleti tööavad jne. Ning loetletud konstruktsioonielementide puhastus pole toonud paranemist, kuna sellistes olukordades tuleb õhku juhtida kindlasti suurusjärgu võrra rohkem.

Vaatamata erinevatele põhjustele tehakse arvutus ühtemoodi, vastavalt eespool esitatud meetodile.

Arvutuste kasu katlaruumi rajamisel

Gaasi efektiivseks oksüdeerimiseks vajaliku õhuhulga arvutused on vajalikud küttekolde rajamise, gaasiseadmete paigaldamise, väljavahetamise ja muude sarnaste juhtumite puhul.

Alati tuleb meeles pidada, et teoreetilised arvutused on head ainult siis, kui nende õigsust on kinnitanud praktika. Õhuhulga puhul aga – Gorgazi esindajad gaasianalüsaatoritega.

Ja arvutused tehakse, kuid olukord igal nimetatud juhul muutub keerulisemaks, kuna kõigi vajalike andmete saamiseks tuleb teha veel rida arvutusi.

Nende hulka kuuluvad arvutused:

• õhu kogukulu — gaasiseadmetega ruumi tuleb õhku tarnida mitte ainult põlemisprotsessiks, vaid ka selle ventilatsiooniks (SNiP II-35-76 ütleb selgesõnaliselt, et küttekoldena kasutatavates ruumides peab iga tund vahetuma 3 õhumahtu);
• väljatõmbekanali ristlõige;
• sisselaskekanalite avade ristlõige (-ed);
• loomuliku tõmbe ettenähtud väljatõmbekanalis;
• tegeliku õhumasside kiiruse tulevaste õhukanalite ristlõigetes;
• rõhukadude kõikvõimalikele kohalikele takistustele;
• gaasiseadmetega ruumis ettenähtud akna suurus.

Peale katlaruumi ventilatsiooni õige rajamise võib osutuda vajalikuks veel mitmete protseduuride teostamine, näiteks aerodünaamiline arvutus.

Arvutuse teostamisel tuleb meeles pidada, et kõik toimingud gaasiga kujutavad endast olulist ohtu. Seetõttu on parem usaldada nende teostamine spetsialistidele.

Pärast seda peaks kogu saadud teave saama projekti aluseks asendamiseks, seadmete paigaldamiseks, ümberplaneerimiseks, mis esitatakse kohalikule gaasiteenistusele kinnitamiseks. Kus vigade avastamisel võidakse dokument tagasi saata koostajale.

See tähendab, et kõigi vajalike väärtuste arvutamise protseduuride kompleks on üsna keeruline. Seetõttu tulevad seadmete paigaldamise, asendamise ja üleviimise puhul ülesandega toime vaid vähesed. Enamikule ruumide omanikele on lihtsam pöörduda spetsialistide poole. Kes mitte ainult ei tee vajalikke matemaatilisi toiminguid, vaid kohandavad arvutused vastavaks seadusandluse nõuetele katlaruumide, ventilatsioonisüsteemide, suitsueemalduse ja kõigi muude korraldamise kohta. Need on sätestatud SNiP II-35-76, samuti SNiP 2.04.08-87 ja mitmetes teistes vähem nõutud profiildokumentides.

Kui mingil konkreetsel juhul ei ole vaja projekti koostada, siis spetsialisti teostatud arvutused välistavad ohu gaasiseadme omaniku enda, tema lähedaste ja läheduses elavate inimeste elule ja tervisele.

Lisaks võimaldavad need vältida tegusid, mida seadusandlus tõlgendab omavolilise ühendamisena mistahes gaasitorustikega. Nende eest näeb art. 7.19 KoAP RF ette sanktsioonid trahvi näol, mille suurus on 100–150 €. Näiteks võib see juhtuda, kui ruumi omanik pärast arvutuste tegemist teeb küttekonstruktsiooni muudatusi.

Ei tohi unustada, et ebaõnnestunud õhuhulga või mis tahes muu arvutus võib muuta inimese õiguserikkujaks. Selle eest tuleb maksta, vähemalt rahaliselt. Näiteks kui tegevus või tegevusetus viib reeglite rikkumiseni, mis on ette nähtud tagama mis tahes gaasiseadme ohutu kasutamise, siis trahvi näol tuleb lahku minna rahasummast suurusjärgus 10–300 €. Seda on öeldud art. 9.23 KoAP.

Pärast arvutusi ei tasu teha läbimõtlemata otsust gaasiseadme väljavahetamiseks, eriti erineva võimsusega. Kui see siiski juhtus, siis tasub teavitada gaasiteenistuse esindajaid tehtud toimingutest. See aitab vältida trahve.

Samuti ei tasu rakendada tehtud teoreetilisi arvutusi reeglite ja normide rikkumise hinnaga, mis on sätestatud SNiP II-35-76, mis reguleerib gaasiseadme kasutamiseks mõeldud ruumide korraldamise valdkonda. Kuna vastavalt art. 9.23 KoAP tuleb isegi kõige väiksemate rikkumiste eest välja käia 10–20 €.

Järeldused ja kasulik video teemal

Allpool lisatud videomaterjal võimaldab tuvastada õhupuudust gaasi põlemisel ilma arvutusteta, see tähendab visuaalselt.

Vajaliku õhukoguse arvutamine tõhusaks gaasipõlemiseks võtab vaid mõne minuti. Kinnisvaraomanikel, kellel on gaasiseadmed, peaks see meeles olema. Kui kriitilisel hetkel töötab katel või mõni muu seade valesti, aitab oskus arvutada põlemiseks vajalikku õhukogust tuvastada ja kõrvaldada rikke. See omakorda suurendab ohutust.

Kas soovite ülaltoodud materjali täiendada kasuliku teabe ja soovitustega? Või on teil arvutuse kohta küsimusi? Esitage need kommentaaride plokis, kirjutage oma märkusi ja osalege arutelus.