Как найти расход газовоздушной смеси

princessa:
оlfaso, у меня еще такой вопрос,а Vcr-это что?

это объем сухих дымовых газов. В принципе, у лиапы в формуле он уже учтен, а мы считаем его отдельно вот так:
Объем сухих дымовых газов при нормальных условиях определяется по уравнению:
Vсг=Vго+(α-1) Vо-Vн2о,

где Vо ,Vго ,Vн2о – соответственно объемы воздуха, дымовых газов и водяных паров
при стехиометрическом сжигании 1 м3 топлива, м3/м3;
α – коэффициент избытка воздуха, м3/м3.
Для газообразного топлива расчет указанных величин производится по формулам:

Vо=0,0476(0,5СО+0,5Н2+1,5Н2S+Σ(m+n/4)СmHn-O2),
Vн2о=0,01(Н2+ Н2S+ ΣnСmHn+0,124d)+0,0161 Vо
Vго=0,01(СО2+СО+Н2S+ ΣmСmHn)+0,79Vо+N2/100+Vн2о,

где СО, СО2, Н2, Н2S, СmHn, N2, О2 – соответственно содержание оксида углерода,
диоксида углерода, водорода, сероводорода,
углеводородов, азота и кислорода в исходном
топливе, %
m и n – число атомов углерода и водорода соответственно;
d – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1м3 сухого газа, г/м3.

Состав природного газа принят по данным лаборатории «»:
– Метан 98,65%
– Этан 00,49%
– Пропан 00,10%
– Двуокись углерода 00,04%
– Азот 00,72%
– Кислород 00,00%

Тогда:
Vо=0,0476(0,5х0+0,5х0+1,5х0+Σ((1+4/4)98,65+(2+6/4)0,49+(3+8/4)0,10)-0)=9,497
Vн2о=0,01(0+0+0,5Σ(4х98,65+6х0,49+8х0,10)+0,124х0)+0,0161х9,497=2,145
Vго=0,01(0,04+0+0+Σ(1х98,65+2х0,49+3х0,10))+0,79х9,497+0,72/100+2,145=10,655

Таким образом:
Vсг=Vго+(α-1) Vо-Vн2о=10,655+(1,40-1)9,497-2,145=[color=]12,31 м3/м3[/color]

Расчёт объема газовоздушной смеси

Модератор: Raccoon

1. Расчет расхода смеси газов

Расход
воздуха в камере смешения, кг/кг топлива

Расход
газа в сушилке, кг/кг топлива

Общий
расход сухих газов в сушилке, кг/кг
топлива

Полный
расход тепла в сушилке, кВт

Расход
топлива на сушку, кг/с

Объемный
расход влажного сушильного агента на
выходе из сушилки, м³/с

где

молярная масса сухих газов, принимаемая
равной молярной массе воздуха,

г/кмоль,

молярная
масса влаги, принимаемая равной молярной
массе воды,

кг/кмоль,

среднее
содержание влаги в сушильном агенте,
кг/кг сухого воздуха.

1. Расчет
   размеров сушилки

Скорость
витания (осаждения) определяется
следующим образом. Сначала определяем
критерий Архимеда

где

плотность высушиваемого материала,
принимаем

кг/м³
[1,
с. 22],

динамический
коэффициент вязкости газа при средней
температуре в сушилке, Па*с [4, с.557].

При

находим

.

μ(O₂)=0,033*10^-3
Па*с

μ(CO₂)=0,027*10^-3
Па*с

μ(SO₂)=0,023*10^-3
Па*с

μ(N₂)=0,0285*10^-3
Па*с

d_э
– эквивалентный диаметр высушиваемых
частиц, м

где

фактор формы, для продолговатых частиц

,

объем
частицы неправильной формы, м³,

средняя
плотность газа в сушилке, кг/м³

где

плотность i-го
компонента смеси газов, кг/м³,

объемная
доля i-го
компонента смеси газов.

Объемные
доли компонентов газовой смеси

где

объем
i-го
компонента, м³/кг,

объем
сухих газов, м³/кг.

Объем
двухатомного газа, м³/кг

где

теоретический объем воздуха, необходимый
для полного сгорания жидкого топлива,
м³/кг

м³

Объем
трехатомных газов, м³/кг

Объем
сухих газов в м³/кг

где

характеристика жидкого топлива

Плотности
газов находим по таблице [4, с. 513], кг/м³

ρ(N₂)=1,25
кг/м³

ρ(O₂)=1,429
кг/м³

ρ(SO₂)=2,93
кг/м³

ρ(CO₂)=1,98
кг/м³

Находим
среднюю плотность газа в сушилке

кг/м³.

Пересчитываем
плотность с учетом средней температуры,
кг/м³

Молекулярная
масса газа, кг/кмоль

Находим
средний динамический коэффициент
вязкости

Находим
критерий Архимеда

Критерий
Рейнольдса

Скорость
витания, м/с

Скорость
газа, м/с

1. Расчет диаметра аппарата

Диаметр
трубы-сушилки, м

Подбираем
стандартный диаметр трубы

.

Тогда
рабочая скорость газа, м/с

1. Расчет длины аппарата

Коэффициент
теплоотдачи от горячего газа к высушенному
материалу может быть определен из
критериальных уравнений И. М. Федорова

так
как

Коэффициент
теплоотдачи, Вт/м²*К

где

коэффициент теплоотдачи газа при средней
температуре в сушилке, Вт/м*К, определяется
по номограмме [4, с. 560],

Вт/м*К.

Теплоотдающая
поверхность частиц в секунду, м²/с

Средняя
разность температур, К

Время
пребывания частиц в сушилке, с

где

суммарный
расход тепла в сушилке, кВт

где

расход тепла с газом, покидающего сушилку

где

170 кДж/кг – энтальпия при х₀
и t₂.

Длина
трубы-сушилки, м

Дополнительная
длина трубы-сушилки, м

Общая
длина трубы-сушилки, м

Напряжение
сушилки по влаге, кг/м³*с

где

объем сушилки, м³

1. Расчет
   гидравлического сопротивления сушилки

Полное
гидравлическое сопротивление сушилки,
Па

где

гидравлическое сопротивление
трубы-сушилки, циклона и транспортировочных
труб, Па.

Сопротивление
сушилки, Па

где

гидравлическое сопротивление пустой
сушилки, возникшее при трении материала
о стенки трубы и возникшее при поддержании
материала во взвешенном состоянии, Па.

Гидравлическое
сопротивление пустой сушилки, Па

где

сумма местных сопротивлений пустой
сушилки.

Таблица
2

№	Местные сопротивления	ξ
1	Постепенное расширение (диффузор)	0,25
2	Постепенное сужение (конфузор)	0,10
Всего	0,35

Определим
режим движения

Примем
согласно [4, с. 519] для сварных труб с
небольшой коррозией относительную
шероховатость e=0,2
мм.

Определим
отношение

.

Тогда
при турбулентном режиме движения
коэффициент сопротивления трения будет
равен

Тогда

Сопротивление
материала, Па

где

коэффициент трения высушенного материала
о стенки аппарата,

где

коэффициент сопротивления, определенный
по рисунку [1, с. 28].

При

Для
плоских частиц

Тогда

Гидравлическое
сопротивление, возникшее при поддержании
материала во взвешенном состоянии, Па

где

высота подъема материала, м,

относительная
концентрация смеси, кг материала/кг
газа,

Полное
сопротивление трубы-сушилки, Па

Гидравлическое
сопротивление трубопровода, Па

где

скорость газа в транспортировочных
трубах, примем 25 м/с [1, с. 16],

диаметр
труб, м,

длина
транспортировочных труб, м, согласно
[1, с. 24] принимаем 10 м.

Диаметр
трубопровода, м

По
ГОСТу подбираем стандартную трубу [7,
с. 425]

Тогда

Для
определения коэффициента сопротивления
трения газа сначала нужно установить
режим движения газа, то есть определить
критерий Рейнольдса.

где

плотность газа при температуре окружающей
среды, кг/м³,

коэффициент вязкости газа при температуре
окружающей среды, Па*с.

Пересчитываем
плотности компонентов смеси газов на
температуру t₀=23,1℃.

Плотность
газовой смеси,

Определяем
динамический коэффициент вязкости
смеси газов при температуре t₀=23,1℃.

Примем,
согласно [4, с. 519], для сварных труб с
незначительной коррозией относительную
шероховатость e=0,2
мм.

Определим
отношение

.

Тогда
при турбулентном режиме движения
коэффициент сопротивления трения будет
равен

Тогда

Полное
гидравлическое сопротивление сушильной
установки, Па

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Так или иначе вы сталкивались с вопросом экономии и мощности бытовых приборов. Будь то на этапе первого ремонта или при замене устаревшей техники. Рассчитать расход газа или потребность в нем бывает полезно перед покупкой плиты или котла, выбором газового счетчика, его возможной заменой. Если у вас есть вопросы по начислениям за газ, если поиск новой техники для вас — дело ближайших недель, вам облегчит жизнь точная методика определения расхода газа и формулы для расчета.

Цены на газ постепенно растут, а приборы становятся все мощнее, так что вам не помешает придумать собственную стратегию по оптимизации расходов. Наша статья вам в этом поможет. О настоящем уровне потребления газа в вашем жилье вы не сможете узнать из разговоров с соседями, вам нужна точная информация.

Расход природного газа в быту

В расчете объемов потребляемого газа нуждаются владельцы всех квартир и домов, многие предприятия. Данные по потребности в топливных ресурсах включают в проекты индивидуальных домов и их частей. Чтобы платить по действительным цифрам, используют газовые счетчики.

Уровень потребления зависит от оборудования, теплоизоляции здания, времени года. В квартирах без централизованного отопления и горячего водоснабжения нагрузка уходит на водонагревательный бойлер. Прибор потребляет до 3—8 раз больше газа, чем плита.

Максимальный расход плитой зависит от количества конфорок и мощности каждой из них:

• пониженная — менее 0,6 кВт;
• обычная — около 1,7 кВт;
• повышенная — более 2,6 кВт.

По другой классификации, низкая мощность у горелок соответствует 0,21—1,05 кВт, нормальная — 1,05—2,09, повышенная — 2,09—3,14, а высокая — более 3,14 кВт.

Обычная современная плита использует по меньшей мере 40 литров газа в час во включенном состоянии. Обычно плита расходует около 4 м³ в месяц на 1 жильца, и примерно такую же цифру потребитель увидит, если пользуется счетчиком. Сжатого газа в баллонах в плане объема требуется намного меньше. Семье из 3 человек емкости на 50 литров хватит примерно на 3 месяца.

В квартире с плитой на 4 конфорки и без водонагревателя можно поставить счетчик маркировки G1,6. Прибор с типоразмером G2,5 используют, если есть также бойлер. Для измерения расхода газа устанавливают и большие газомеры, на G4, G6, G10 и G16. Счетчик с параметром G4 справится с расчетом потребления газа 2 плитами.

Водонагреватели бывают 1- и 2-контурными. Для котла на 2 ветки и мощной газовой плиты есть смысл ставить 2 счетчика. Одна из причин состоит в том, что бытовые газомеры плохо справляются с большой разницей между мощностью оборудования. Слабая плита на минимальных оборотах использует во много раз меньше топлива, чем водонагреватель на максимуме.

Абоненты без счетчиков платят за объем, исходя из потребления на 1 жителя, умноженного на их количество, и расхода на 1 м², умноженного на отапливаемую площадь. Нормативы действуют круглый год — в них заложили усредненный показатель на разные периоды.

Норма на 1 человека:

1. Расход газа на приготовление пищи и нагрев воды с помощью плиты при наличии централизованного горячего водоснабжения (ГВС) и центрального отопления — около 10 м³/месяц на человека.
2. Применение одной только плиты без бойлера, централизованного ГВС и отопления — примерно 11 м³/месяц на человека.
3. Использование плиты и водонагревателя без централизованного отопления и ГВС — около 23 м³/месяц на человека.
4. Нагрев воды водонагревателем — около 13 м³/месяц на человека.

В разных регионах точные параметры расхода не совпадают. Индивидуальное отопление с помощью водонагревателя обходится примерно в 7 м³/м² для отапливаемых жилых помещений и около 26 м³/м² для технических.

Зависимость в потреблении газа указали в СНиП 2.04.08-87. Пропорции и показатели там другие:

• плита, центральное ГВС — 660 тыс. ккал на человека в год;
• есть плита, нет ГВС — 1100 тыс. ккал на человека в год;
• есть плита, водонагреватель и нет ГВС — 1900 тыс. ккал на человека в год.

На потребление по нормативам влияет площадь, количество жильцов, уровень благоустроенности бытовыми коммуникациями, наличие скота и его поголовье.

Параметры дифференцируют исходя из года постройки (до 1985 и после), привлечения энергосберегающих мероприятий, в том числе утепления фасадов и других наружных стен.

Подробнее о нормах потребления газа на одного человека можно прочесть в этом материале.

Расчет газа на отопление, ГВС, плиту

Необходимое количество топлива для обогрева помещений узнают по квадратуре или кубатуре помещения. В случае с комнатами 3-метровой высоты и меньше достаточно определить площадь. На 1 кв. метр таких помещений в среднем понадобится 100 Вт.

В южных районах страны удельных параметр на 1 м² снижают до 80 Вт, в условиях крайнего севера — повышают до 200 Вт на м². Водонагреватель подбирают с запасом выше максимальной нагрузки.

При объемном методе подсчета на кубометр отводят от 30 до 40 Вт, с уменьшением числа для южных областей. Все методики хорошо работают зимой, но показатели на 1 м² снижают по мере того, как разница внешней температуры и комнатной опускается с 40 градусов до 10.

Максимальный расход газа котлом рассчитывают по формуле V = Q/(q×КПД/100), где:

• V — объем топлива, м³;
• Q — мощность отопительной системы и теплопотери, кВт;
• q — низшая удельная калорийность топлива, кВт/м³ (в среднем 9,2);
• КПД — коэффициент полезного действия газового котла, обычно 96%.

По этой же, но модифицированной формуле можно рассчитать максимальное потребление плитой, в том числе за единицу времени.

При замере расхода сжиженного газа (СУГ), вместо низшей удельной калорийности подставляют удельную теплоту сжигания. Она отличается для разных смесей, а для пропан-бутановой равняется 46 МДж на кг. КПД газового котла при использовании СУГ снижается с 96 до 88%.

Количество топлива для индивидуального ГВС определяют по нуждам на 1 человека. Информация есть в документации по потреблению воды, но расчет можно произвести самостоятельно. Для семьи из 4 человек хватает 1 нагревания 80 литров в сутки, от +10 до +75 °C.

Нужную мощность определяют формулой Q = c×m×Δt, в которой:

• Q — собственно, необходимая мощность, в кВт;
• c — теплоемкость воды, 4 183 кДж/кг×°C;
• m — расход воды, кг;
• Δt — разница начальной и конечной температур, обычно 65 °C.

Экономят на топливе за счет системных и внешних способов. Выгоду дают конденсационные плиты, бойлеры косвенного нагрева с таймером. Поможет автоматизация с изменением температуры в помещении с комфортной для человека до +10…+15 °C на время отсутствия. Внешние варианты экономии включают теплоизоляцию дома и полы с обогревом.

Сберечь газ при использовании плиты можно такими методами:

• «не выпускать» пламя из-под дна емкостей;
• закрывать чайники и кастрюли крышками;
• для закипания использовать только максимальный огонь;
• греть еду большими порциями.

Расход газа определяют также перед кровельными работами, в горелках для наплавления. 50-литрового баллона со смесью пропана-воздуха хватит на 10,8 часов, потому что расход составит примерно 2 кг/час. На 1 м² покрытия потребуется 0,2 кг весной — осенью и 0,3—0,4 кг зимой.

Также предлагаем прочесть другие наши статьи, где мы подробно рассказали о том, как правильно рассчитать расход газа на отопление дома:

1. Расход газа напольным котлом.
2. Расчет расхода газа на отопление дома.

Счетчики для измерения потребляемого топлива

Счетчик измеряет количество газа при разных кондициях температуры и давления и с наличием специальной техники приводит полученный результат к показателю, который будет при стандартных условиях (СУ) — +20 °C и 101 кПа.

Объем топлива для СУ определяют формулой Vс = V×(p×Tс/pс×T×K), где

• V — объем газа;
• p — плотность;
• T — термодинамическая температура;
• K — коэффициент сжимаемости топлива.

Величины с буквой «с» — показатели для стандартных условий, без — для рабочих.

В быту используют мембранные, ротационные и ультразвуковые счетчики, на крупных предприятиях — турбинные и вихревые — это самые востребованные типы газомеров. На заводах газовой промышленности объем определяют в основном на переменных изменениях давления в сужениях, часто между 2 фланцевыми соединениями в непосредственной близости. Счетчики отличаются рабочими особенностями.

Мембранные расходомеры выдают минимальную погрешность в расчетах и потребляют мало электроэнергии. Устройства дают показания в широком диапазоне, но с невысоким предельным давлением — до 0,5 бар. В быту счетчик показывает себя наилучшим образом, так как межповерочный интервал доходит до 10 лет при высокой надежности устройства. Конструкция плохо реагирует на механическое загрязнение газа и в целом весьма громоздкая.

Ротационные, или же роторные, модели не зависят от электросети, годятся для небольших промышленных объектов, но они менее удобные. При маленькой площади на установку и высокой точности в условиях резких перепадов давления они шумят и чаще выходят из строя. «Боятся» пневмоударов и загрязнения.

Ультразвуковые счетчики имеют маленький размер, значительно разнятся по сложности строения. Акустические газомеры ценят за надежность и легкость в установке. Некоторые устройства содержат энергонезависимую память. Счетчики на типоразмеры G1,6 и G2,5 стоят сравнительно дорого.

Турбинные устройства используют для измерения количества бытовых и агрессивных газов, многокомпонентных составов. Счетчики получили распространение на магистральных газопроводах, химических заводах. Турбинные устройства фиксируют большие количества газа при давлении до 10 МПа, значительно различаются по размерам и рабочему Ду. Это универсальные приборы для измерения расхода природного газа в промышленности.

Вихревые измеряют объем природного или инертных газов. По диапазону измерений имеют преимущество над остальными моделями. Улавливают малейшие движения в газовой смеси и определяют большие количества газа на диаметр. Эффективность вихревого расходомера прямо пропорционально зависит от скорости потока топлива.

Методы измерения, используемые в газовых расходомерах

Расход топлива рассчитывают прямым и косвенным методами.

В случае с прямым газ наполняет измерительные камеры и выходит из них. Прошедший объем коррелирует с циклами наполнения-опорожнения. По описанному принципу работает подсчет в мембранном, ротационном и барабанном счетчиках.

Газомеры с косвенным методом измерения работают с показателями скорости и известной площади сечения. Способ подсчета бывает механическим или другим, связанным с особенностями счетчика. В механике используют турбинки, крыльчатки, балансирующие элементы.

У косвенного способа подсчета есть и другие методики:

• детектирование вихрей;
• измерение разницы давления на сужающем приборе;
• расчет переноса тепла от нагретого тела;
• измерение скоростного напора;
• подсчет на основе движения ультразвука.

Корректность косвенных методик зависит от соответствия скорости по направлению и сечению. Помогают средства подготовки потока: турбулизаторы, конденсаторы и струевыпрямители. Устройства идут отдельно или как элементы счетчиков.

Разницу скорости по сечению приборы могут определять одновременно с быстротой движения газа и таким образом — снижать погрешность. Последняя часто возникает из-за застоя топлива у стенок. Подробнее о прямом и косвенном методах определения расхода газа читайте далее.

Как определяют давление газа?

Давление измеряют прямым способом при помощи манометров или сложением значений атмосферного (Pб) и избыточного давления (Pи). Pб измеряют в месте расположения преобразователя Pи, если последний находится в замкнутом пространстве и в нем есть наддув или разрежение.

Отверстие отбора давления для вертикальных и горизонтальных труб размещают радиально. На поперечном трубопроводе его располагают в верхней половине сечения.

В расходомерах без указанного отверстия отбор проводят перед счетчиком, на расстоянии от 1 до 3 диаметров трубопровода, с точкой отсчета от входного фланца газомера.

Выводы и полезное видео по теме

Расчетное потребление газа котлом при определенной мощности:

Большой расход газа при использовании газобаллонного оборудования для автомобиля:

Простые способы, благодаря которым можно снизить расход топлива в квартире/доме:

Время показало, что у себя в квартире лучше иметь один или несколько счетчиков. Только при больших объемах потребления и высокой цене газомеров становится выгодной плата по нормативам. В бытовых условиях для измерения расхода газа применяют расходомеры с роторами и мембранами, умным подсчетом.

В коммерческих целях используют турбинные, вихревые и левитационные. Для самых точных измерений в условиях лабораторий устанавливают барабанные модели. Мало иметь газомер, иногда нужно считать самому. Определять расчетное количество газа для текущих и планируемых нужд следует по формулах или вместе с приглашенным специалистом.

Пишите комментарии по теме статьи. Расскажите, приходилось ли вам определять расход газа самостоятельно, а если да, то с какой целью вы это делали. Задавайте вопросы в форме, которая расположена под статьей.

Взаимоотношение параметров по геометрическому размеру устья источника выброса с объёмным расходом и скоростью газовоздушной смеси (далее – ГВС) регламентировано “Методами расчётов рассеивания…” (утверждены Приказом Минприроды России от 06.06.2017 N 273) (далее – Методы). В частности, для круглого устья формула (4), а для прямоугольного устья – формула (31).

Данные по расходу и скорости ГВС необходимо вносить в программу на основании протокола измерений данных параметров, паспорта вентиляционного оборудования и т. п. При внесении данных программа выполняет автоматический перерасчёт соответственно объёмного расхода или скорости выхода ГВС. При пользовательском изменении данных об объёмном расходе ГВС выражается средняя скорость выхода ГВС из устья источника выброса из этой же формулы Методов и наоборот – если ввести значение объёмного расхода, то автоматически посчитается скорость.

Если необходимо указать оба параметра (объём-скорость) уже заданных в явном виде и сделать это так, чтобы не было расхождений из-за погрешностей округлений с каким-либо документом (например, протоколом инструментальных измерений), то от программной коррекции пользовательского ввода можно отказаться. Для этого надо отметить “ячейки с пользовательским вводом данных”, установив “замочек” для расхода и скорости ГВС см. скриншот.