Quantidade de ar para combustão do gás natural: fórmulas e exemplos de cálculos

A eficiência de todos os tipos de equipamentos a gás depende da qualidade do processo de combustão.O que afeta diretamente a quantidade de ar para queima do gás natural, o que não é difícil de calcular. Por que não cuidar da eficiência do combustível e aumentar a eficiência dos equipamentos realizando você mesmo os cálculos necessários, certo?

Mas como fazer isso corretamente e onde obter os dados para os cálculos? Para entender este tópico, vamos dar uma olhada na teoria do fluxo de ar para combustão de gás em nosso artigo e conhecer as fórmulas mais simples para calcular o volume de ar necessário. Também falaremos sobre os benefícios práticos desses cálculos.

Teoria do consumo de ar para combustão de gás

O procedimento de obtenção de energia térmica afeta diretamente a duração da operação, a frequência dos trabalhos em manutenção de equipamentos que utilizam gás. Deve ser entendido que a mistura ideal de gás e ar é a chave para a segurança. Vamos falar mais detalhadamente sobre o consumo de ar para combustão de gás.

Para queimar uma molécula de metano, principal componente do gás natural, são necessárias exatamente 2 moléculas de oxigênio. Se traduzido em volumes compreensíveis, para oxidar um metro cúbico do combustível especificado, será necessário usar 2 vezes mais oxigênio.

Mas em condições reais tudo é mais complicado.Já o ar é utilizado como agente oxidante para realizar o processo químico-físico de combustão, cuja composição é de apenas um quinto do oxigênio, necessário para manter a combustão. E, para ser mais preciso, então 20,93% - esse é o percentual que normalmente é usado para todos os tipos de cálculos técnicos. Ou seja, serão necessários 9,52 vezes mais ar.

Para qualquer cálculo técnico da quantidade de gás, toma-se como base 100% desse combustível. Embora a sua substância principal, o metano (CH4), possa conter no máximo 75%

Você pode descobrir o número especificado executando 2 etapas:

1. Divisão 100/21. Esta operação permite descobrir que existe 4,76 vezes mais ar em qualquer volume do que oxigênio.
2. Multiplicando 4,76 por 2, o que equivale 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 uma combustão eficiente do gás é uma vazão teórica. Mas na prática será necessário. 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);
• tipo de equipamento utilizado para fornecimento de energia;
• condição do equipamento;
• método de fornecimento de gás, ar, entre vários outros pontos.

Se for necessária precisão especial, às vezes os recursos listados acima podem ser levados em consideração. Por exemplo, você pode descobrir a composição exata do gás no escritório de serviço de gás mais próximo. Mas, quando não é necessária uma precisão especial, o valor resultante de 9,52 é simplesmente multiplicado pelo chamado proporção de excesso de ar. cujo valor geralmente está na faixa de 1,1 a 1,4.

O oxigênio é um agente oxidante de gás. Ou seja, não queima sozinho, mas apoia ativamente esse processo com a participação do combustível especificado. Mas como o oxigênio no ar não passa de 20,93%, acredita-se que o procedimento de combustão do gás exija quase 5 vezes mais dele

Quando o cálculo deve ser o mais preciso possível, a quantidade de ar realmente utilizada deve ser dividida pela sua vazão teórica. Mas na maioria dos casos é mais fácil usar o valor médio proporção de excesso de ar. cujo 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.

Então se for igual a:

• 1,1 — será necessária 10.472 vezes mais massa de ar;
• 1,4 — o ar precisará ser utilizado 13,328 vezes mais.

Ou seja, para queimar cada metro cúbico de energia serão necessários até 13.328 m³ de ar.

Fórmulas e exemplos de cálculos

O valor exigido em cada caso específico pode ser obtido por meio de fórmula especial ou indicadores médios. Vamos falar sobre esses métodos com mais detalhes.

Método #1 – cálculo usando fórmula

Que afirma que o volume horário de ar (V_h ), necessário para a combustão, será igual a:

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

Onde:

• PARA_izb.v — coeficiente de excesso de ar;
• V_T - quantidade de ar teoricamente necessária;
• V_g/h — consumo horário de gás por equipamento;
• t — valores de temperatura na sala onde está localizado o equipamento de gás.

O consumo horário de gás necessário para os cálculos está indicado no passaporte de qualquer aparelho a gás.

Isto é, se tal valor for 10 e:

• temperatura ambiente, por exemplo, 18°C;
• coeficiente 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

Com isso, verifica-se que, neste caso específico, para queimar gás, serão necessários 122,1 m³ de ar a cada hora.

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, utilizados no dia a dia.

Método #2 – cálculo usando dados médios

Se você não deseja realizar um cálculo semelhante de ar para combustão da quantidade necessária de gás, pode ouvir as recomendações de diversos fabricantes e especialistas.

Que dizem que o processo será eficaz se pelo menos 1,6 m³ de ar forem fornecidos por hora para cada quilowatt de potência.

Se o método de cálculo usando uma fórmula parecer complicado, você poderá usar um método menos preciso e de média simples, mas muito simples e, portanto, acessível. Já que basta multiplicar a potência do aparelho a gás desejado por 1,6, o que lhe dará o volume aproximado de ar que deverá ser fornecido a cada hora para a combustão completa do gás

Ou seja, o cálculo pode ser concluído em apenas uma ação. Para o efeito, o valor da potência do aparelho a gás retirado do passaporte deverá ser multiplicado pelo valor indicado 1.6. O resultado será a quantidade de ar necessária para uma combustão eficiente.

Por exemplo, se a potência de uma caldeira a gás for 40 kW, esse valor deverá ser multiplicado por 1,6:

40 x 1,6 = 64

Isso resultará em 64 m³ de ar, que deverá ser fornecido ao aparelho a gás a cada hora.

Significado prático do cálculo do fluxo de ar

Habilidades na realização de tais cálculos podem ser necessárias para aumentando a eficiência equipamentos de gás, bem como eliminar as causas do seu mau funcionamento.

Prevenção de avarias e redução da eficiência dos equipamentos

Por exemplo, o conhecimento da quantidade ideal de oxidante será necessário quando as superfícies das chaminés (internas), elementos estruturais dos equipamentos (trocadores de calor, queimadores, etc.) rapidamente fica coberto com camadas de fuligem, outros produtos de combustão.

Se a remoção de contaminantes não surtir o efeito desejado, como quaisquer outras medidas (ajustes, substituição de peças, montagens). O que indica a presença da chamada subcombustão do portador de energia, que ocorre devido à insuficiência 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, o desempenho e a facilidade de manutenção de todos os equipamentos a gás. E em alguns casos, os problemas só podem ser eliminados após identificar e ajustar a 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 ajustes ou outras manipulações. Uma vez que a causa pode ser queimadura mecânica. Ou seja, um processo em que é fornecido muito ar, o que também leva à combustão incompleta do gás.
• Foram notadas mudanças frequentes na cor do combustível “azul” durante a combustão - por exemplo, laranja, branco, vermelho, amarelo.São casos mais complexos que os anteriores, pois a causa pode ser excesso ou insuficiência de ar.
• Processo de combustão de gás instável. Por exemplo, se não forem utilizadas todas as aberturas de trabalho do queimador, queimadores de caldeiras a gás, etc.. E a limpeza dos elementos estruturais listados não levou a melhorias, pois em tais situações será definitivamente necessário fornecer uma ordem de grandeza mais ar .

Apesar da presença de motivos diversos, o cálculo é realizado da mesma forma, de acordo com a metodologia descrita acima.

Os benefícios dos cálculos ao instalar uma sala de caldeira

O cálculo da quantidade de ar necessária para a oxidação eficaz do gás é necessário nos casos de montagem de forno, instalação, substituição de equipamento de gás e outros similares.

Você deve sempre lembrar que os cálculos teóricos só são bons quando sua correção é confirmada pela prática. E no caso da quantidade de ar - representantes de empresas de gás urbano com analisadores de gás

E os cálculos são feitos, mas a situação em cada caso indicado é complicada pelo fato de que para obter todos os dados necessários é necessário realizar uma série de cálculos.

Quais cálculos incluem:

• fluxo total de ar - é necessário fornecer ar ao ambiente com equipamento a gás não só para o processo de combustão, mas também para sua ventilação (em SNiP II-35-76 está claramente indicado que nas salas utilizadas como fornos devem ser trocados 3 volumes de ar a cada hora);
• seções do duto de exaustão;
• seção(ões) transversal(is) da(s) abertura(s) dos canais de entrada;
• tiragem natural no duto de exaustão fornecido;
• real velocidades de massa de ar em seções de futuros dutos de ar;
• perdas de pressão devido a diversas resistências locais;
• o tamanho da janela colocada na sala com equipamento de gás.

Além do arranjo correto ventilação da sala da caldeira, pode ser necessário realizar uma série de outros procedimentos, por exemplo, realizar um cálculo aerodinâmico.

Ao realizar cálculos, lembre-se de que qualquer ação com gás representa um perigo significativo. Portanto, é melhor confiar a sua implementação a especialistas.

Após o qual todas as informações recebidas devem se tornar a base do projeto substituições, instalação de equipamentos, remodelação, que é submetida à aprovação do serviço local de gás. Onde, caso sejam identificados erros, o documento poderá ser devolvido ao originador.

Ou seja, o conjunto de procedimentos para cálculo de todos os valores necessários é bastante complexo. Portanto, no caso de instalação, substituição ou transferência de equipamentos, poucos darão conta da tarefa. A maioria dos proprietários achará mais fácil recorrer a especialistas para obter ajuda. Que não só realizará as operações matemáticas necessárias, mas também adaptará os cálculos às exigências legais para disposição de fornos, sistemas de ventilação, remoção de fumaça e todos os outros. Que estão definidos no SNiP II-35-76, bem como em SNiP 2.04.08-87 e uma série de outros documentos especializados menos populares.

Se em algum caso particular não houver necessidade de elaboração de projeto, os cálculos realizados por um especialista eliminarão a ameaça à vida e à saúde do proprietário do equipamento de gás, de seus entes queridos e das pessoas que moram nas proximidades.

Além disso, evitarão ações interpretadas por lei como ligação não autorizada a quaisquer gasodutos. Para qual Arte. 7.19 Código de Ofensas Administrativas da Federação Russa prevê sanções na forma de multa, cujo valor é de 10 a 15 mil rublos.Por exemplo, isso pode acontecer se o proprietário das instalações, após realizar os cálculos, fizer alterações no projeto do sistema de aquecimento.

Não devemos esquecer que um cálculo mal sucedido da quantidade de ar ou qualquer outro pode tornar uma pessoa um infrator. Pelo qual você terá que pagar, pelo menos financeiramente. Por exemplo, se ações ou omissões levarem a uma violação das regras destinadas a garantir o uso seguro de qualquer equipamento a gás, então, como multa, você terá que desembolsar uma quantia em dinheiro no valor de 1 a 30 mil rublos. O que é dito no art. 9.23 Código de Contra-ordenações

Após os cálculos, você não deve tomar a decisão precipitada de substituir equipamentos a gás, principalmente com potências diferentes. Caso isso aconteça, vale a pena avisar os representantes do serviço de gás sobre as ações tomadas. Isso o ajudará a evitar multas.

E também, não há necessidade de implementar os cálculos teóricos feitos à custa de violar as regras e normas estabelecidas no SNiP II-35-76, que regulamenta o âmbito da disposição das instalações destinadas à utilização de equipamentos a gás. Visto que de acordo com o art. 9.23 do Código Administrativo, mesmo pelas menores violações você terá que pagar de 1 a 2 mil rublos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O material de vídeo anexado abaixo permitirá identificar a falta de ar durante a combustão do gás sem nenhum cálculo, ou seja, visualmente.

Você pode 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.Visto que num momento crítico, quando uma caldeira ou qualquer outro dispositivo não funciona corretamente, a capacidade de calcular a quantidade de ar necessária para uma combustão eficaz ajudará a identificar e resolver o problema. O que também aumentará a segurança.

Você gostaria de complementar o material acima com informações e recomendações úteis? Ou ainda tem dúvidas sobre o cálculo? Pergunte no bloco de comentários, escreva seus comentários, participe da discussão.