Как найти кпд газовой горелки

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

На этой странице вы найдете ответ на вопрос Вычислить КПД газовой горелки, если на нагревание чайника с 3 л воды от 10 С до кипения израсходовано 60 л газа?. Вопрос
соответствует категории Физика и уровню подготовки учащихся 5 – 9 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно
ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с
ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском»,
который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из
предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать
вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

Сколько газа потребляет газовая плита: порядок расчета расхода газа

В физических формулах ничего сложного нет, если понимать суть вопроса. Мы вас этому научим. Исходя из формул определяют, сколько топлива использует прибор за час активного действия и насколько хорошо он работает вообще. Мы раскроем техническую сторону вопроса. Вы на бытовом уровне уже сами решите, что нужно делать.

Методика для расчета потребления газа

Потребление рассчитывают исходя из суммарной мощности всех конфорок газовой плиты и ее разных функций. Подсчет бывает полезным при поиске новой техники, ведь разница в потреблении топлива двумя моделями достигает 2—3 раз.

Электрические плиты не могут вытеснить с рынка газовые, а последние имеют все больше новых возможностей: сенсорные панели, голосовое управление, защиту от воспламенения

Мощность горелок (конфорок) указывают в паспорте к плите, и его выдадут по требованию. Чтобы не решать проблему чрезмерного потребления газа, следует избегать продукции без паспорта.

Бытовые газовые плиты имеют от 2 до 6 горелок на варочной панели и 1—2 в духовке, если она тоже работает на газе. Конфорки по производительности делят на мощные — большие, обычные — средние и горелки с пониженной продуктивностью — маленькие. Чем выше мощность, тем больше топлива расходует конфорка. В инструкциях к разным плитам понятия уровня мощности не совпадают.

Средние параметры по горелкам:

• мощность 1 вспомогательной (маленькой) горелки или так называемая производительность горелок при вспомогательном действии — до 0,6—1 кВт;
• мощность 1 полубыстрой (средней) конфорки — примерно 1,1—2,1 кВт, иногда — не меньше 1,6 кВт;
• мощность 1 быстрой (большой) горелки — приблизительно 2,1—3,1 кВт;
• мощность 1 горелки духовки — больше 3 кВт для одной и от 2 кВт для каждой, если их две.

Общая задействованная мощность зависит от количества зажженных горелок, размера пламени и использования дополнительных возможностей. Обычно она составляет не меньше 5,5 кВт при одновременном использовании всех конфорок варочной панели и духовки.

Полезные функции, включая освещение для духовки, забирают всего по 15—25 Вт. Классическая плита имеет 4 горелки и все — на варочной панели: 2 обычной производительности и по 1 — высокой и пониженной.

Встраиваемая газовая варочная панель: стоимость начинается всего с 3 500 рублей для 2-конфорочной и 4 500 для 4-конфорочной, а ее модели значительно отличаются мощностью горелок

Максимальное потребление газа плитой определяют формулой Vчас = Q / (q × КПД / 100 %) , где:

• Vчас — предельный расход газа за один час, м³/час;
• Q (также обозначают как N, P, S) — сумма показателей мощности для каждой горелки, условно — мощность плиты, кВт;
• КПД (эффективность) — коэффициент положительного действия, %;
• q — теплотворность (удельная теплота сгорания) топлива, кВт·час/м³.

Расчет максимальной мощности затруднений не вызовет, но определить примерный месячный расход для сравнения с нормативом или показателем счетчика не удастся. В зависимости от того, какое количество топлива потребляет газовая плита и сколько киловатт выдает, к примеру, электрический чайник, можно сравнить затраты на подогрев воды.

Мощность конфорок определяют по паспорту. Теплотворность берут среднюю для того или иного вида газа, который потребляет плита. Рассчитать неизвестный КПД до покупки плиты не получится.

Как определить КПД газовой плиты?

Узнать КПД на неработающей газовой плите не удастся, и как основной берут показатель в 45 % — посередине между минимумом в 30 и пределом в 60 %. У электрических приборов коэффициент доходит до 70—90 %.

КПД газовой плиты выражается средневзвешенным показателем по коэффициентам для каждой горелки. У отдельных конфорок он составляет 28, 29, 30, 31 % и т. д. до чуть более чем 60 %. Обычно чем мощнее горелка, тем выше у нее КПД, если говорить об одной и той же плите.

Винт малого расхода для крана конфорки, который «включается» в работу, когда вы используете плиту в режиме малого пламени — не помешает купить комплект таких винтов

Для сравнения, КПД газового котла в среднем составляет около 90 %, но расчетную мощность приходилось бы завышать из-за теплопотерь жилья. В комнате с 2 окнами и 2 наружными стенами — аж на 30 %.

Точный КПД плиты рассчитывают по формуле:

ƞ = (Q нагревания / Q сгорания) × 100 % = (c × m × ΔT / q × ρ × V) × 100 % ,

в которой

• ƞ — собственно, КПД, %;
• Q — теплота (энергия). В расчете эта величина не нужна;
• c — удельная теплоемкость воды, 4183 Дж/кг·°C (также 4183 Дж/кг·K);
• m — масса нагреваемой в чайнике воды, кг;
• ΔT — разница между температурой кипения (+100 °C) и начальной температурой воды, °C. Обычно это 73—79 °C;
• q — теплотворность трубопроводного газа, обычно 33,50 МДж/м³. С переводом в 33 500 000 Дж/м³;
• ρ — плотность трубопроводного газа, кг/м³. Речь идет о коридоре в 0,68—0,85 кг/м³. Следует взять значение 0,8 кг/м³, если какое-либо другое неизвестно;
• V — объем газа, израсходованного за время нагрева воды до кипения, м³. В подсчете используют разницу показаний газового счетчика — до и после. Если отдельного расходомера для плиты нет, то прежде чем греть воду, придется отключить остальные газовые приборы.

Для удобства подсчета в удельную теплоемкость подставляют ту же единицу измерения температуры, что и в разнице для нагрева воды. Берут только °C или K, и в обоих случаях получается значение 4183.

Невысокий КПД плиты можно компенсировать баллонным газом с высшей теплотворностью, но, кроме самой емкости, понадобится также редуктор и шланг

Для точной оценки эффективности кастрюлю для подогрева воды следует закрыть крышкой.

Расчет теплотворности используемого топлива

Различают высшую и низшую теплотворность. Параметры определяют по высшей (Qв) и низшей (Qн) теплоте (энергии) сгорания.

Для расчета теплотворности фактической используют формулу q = Q / m ,

где:

• q — удельная теплота сгорания (теплотворность), МДж/кг (кВт·час/кг, ккал/кг);
• Q — теплота сгорания — количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива, МДж (кВт·час, ккал);
• m — масса топлива, кг.

Подставляем вместо Q показатель Qв или Qн и получаем теплотворность высшую и низшую, соответственно. Конечный результат соответствует мерам МДж/кг, кВт·час/кг и ккал/кг (удельная калорийность).

В случае с природным газом «кг» заменяют на «м³». Зная плотность, можно определить количество кубометров на один килограмм. Возьмем для этого параметр 0,8 кг/м³. Значение в кВт·час/кг умножаем на 0,8 и получаем показатель в кВт·час/м³. Следует помнить, что 1 МДж = 0,278 кВт·час = 239 ккал.

Удельная теплота сгорания природного газа колеблется между 8 и 11 кВт·час/м³. Обычно она составляет 9,2—9,3 кВт·час/м³ — это значение и подставляют в самую первую формулу.

Для расчетов с мощностью горелок в киловаттах берут указанное число, а для данных с МДж и ккал используют эквиваленты: 33,50 МДж/м³ и 8000 ккал/м³. Значения актуальны для поставляемого метана G20 (природного газа), с номинальным давлением до 20 мбар. Теплотворность достигает 50 МДж/м³ для обычного метана и 41—49 МДж/м³ для природного газа в недрах.

Некоторые плиты могут работать на разных давлениях и видах топлива, для чего покупают соответствующие сопла, на фото — жиклеры под сжиженный газ

В качестве теплотворности берут показатель используемого топлива — природного газа G20 из трубопровода (смеси на основе метана), но плиты работают также от баллонов. Расход сжиженного газа в таблицах чаще измеряют в килограммах а не кубометрах, но для подсчетов можно использовать эквиваленты.

Сжиженный газ — это 1,35 в «природном». Метан, пропан и этилен в определении удельной теплоты сгорания имеют коэффициенты 1,494, 1,361 и 1,434.

Нюансы в подсчете объема газа

Максимальный расход газа в час показывает потребление газовой плитой, у которой каждая горелка работала на полную мощность 60 минут подряд. За день плита, которой пользуется 4 человека, в среднем расходует около 0,5 кубометра.

В месяц обычно получается больше 3 и меньше 4 м³ на 1 человека. В счетах для квартир без газомеров показатели по плите «вырастают» в 3—4 раза. Все из-за того, что нормативы потребления подгоняют под тех, кто использует большие объемы газа.

На разные максимумы потребления газа приходятся свои типоразмеры счетчиков. Самые мощные плиты с КПД, приближающимся к 30 %, сжигают до 2,5—3 м³ в час и более при непрерывной работе на «полных оборотах». Для них лучше покупать счетчик G2,5. Для двух мощных плит хватит газомера G2,5 или G4. Под маленькие годятся расходомеры G1,6.

Счетчик G2,5 идеально подходит для большой или мощной плиты, для маленькой хватит G1,6, а счетчики начиная от G6 не смогут «поймать» нижнюю границу расхода газа плитой

Бытовые газомеры и их диапазоны

Для плиты и котла не помешает иметь отдельные счетчики . Ориентироваться и вести подсчеты будет удобнее, а точность показаний газомеров вырастет.

Пример расчета потребления газа

Рассмотрим расход голубого топлива плитой Gefest ПГ 6500-03 0045 . Устройство имеет 4 конфорки на рабочей поверхности и газовую духовку.

Мощность горелок в киловаттах:

• передняя правая — 3,0;
• передняя левая — 1,75—1,8;
• задняя правая — 1,0;
• задняя левая — 1,75—1,8;
• горелка духовки — 3,1;
• гриль-горелка — 1,9.

Сперва округляем производительность горелок средней мощности до 1,8 кВт. Суммируем продуктивность всех шести конфорок: 3,0 + 1,8 + 1,0 + 1,8 + 3,1 + 1,9. Получаем 12,6 кВт.

КПД берем на уровне 45 %. Удельную теплоту сгорания бытового газа подбираем для двух разных случаев: обычную — 9,3 кВт·час/м³ и максимальную — 11 кВт·час/м³. В первом расчете будем использовать стандартную.

На изображении — плита Gefest ПГ 6500-03 0045, рассчитанная на номинальное давление в 13, 20 и 30 мбар, и с полезным объемом духовки 52 литра

Используем формулу Q / (q × КПД / 100 %) = Vчас. Получаем 12,6 кВт / (9,3 кВт·час/м³ × 45 % / 100 %) = 3,01 м³/час.

Для полной ясности подсчета сделаем его в 3 этапа: 12,6 кВт / (9,3 кВт·час/м³ × 45 % / 100 %) = 12,6 м³ / (9,3 час × 0,45) = 12,6 м³ / 4,185 час = 3,01 м³/час.

Расчет по шагам и только с числами:

Gefest ПГ 6500-03 0045 — не самая производительная плита, но она имеет сразу 2 горелки в духовке, поэтому предельный расход получился настолько большим.

Конфорка электроплиты типа Hi-Light потребляет столько же, сколько и средняя горелка Gefest ПГ 6500-03 0045, но нагревается всего за 5 секунд и имеет высокий КПД

Посчитаем потребление топлива с максимальной удельной теплотой сгорания (11 кВт·час/м³):

12,6 кВт / (11 кВт·час/м³ × 45 % / 100 %) = 2,55 м³/час.

Чтобы произвести расчеты, достаточно иметь показатели мощности горелок и знать средние значения по остальным параметрам.

Как видите, ничего сложного в том, чтобы просчитать расход газа плитой нет. Нужно только уделить этому немного времени.

Способ сократить потребление газа и сохранить время на мытье варочной поверхности:

Расход газа и суммарная мощность конфорок имеют прямо пропорциональную связь. Если представить, что параметры для расчета потребления равняются средним, достаточно будет узнать производительность горелок, и станет ясно, насколько они экономят газ.

Без вычислений через формулу не обойтись, если вы знаете точный КПД модели или собираетесь его определить. После мощности это — второй важный показатель в плане затрат. У плит с варочной панелью и газовой духовкой расход топлива выше, но печка на газе может быть лучше по качеству приготовления еды, чем электрическая с высоким КПД.