Quantité d'air pour la combustion du gaz naturel : formules et exemples de calculs

L'efficacité de tous types d'équipements à gaz dépend de la qualité du processus de combustion.Ce qui est directement affecté par la quantité d'air nécessaire à la combustion du gaz naturel, qui n'est pas difficile à calculer. Pourquoi ne pas veiller à l'efficacité énergétique et augmenter l'efficacité des équipements en effectuant vous-même les calculs nécessaires, n'est-ce pas ?

Mais comment le faire correctement et où obtenir les données pour les calculs ? Pour comprendre ce sujet, examinons la théorie du débit d'air pour la combustion de gaz dans notre article et familiarisons-nous avec les formules les plus simples pour calculer le volume d'air requis. Nous parlerons également des avantages pratiques de ces calculs.

Théorie de la consommation d'air pour la combustion du gaz

La procédure d'obtention de l'énergie thermique affecte directement la durée de fonctionnement, la fréquence des travaux sur entretien d'équipements utilisant du gaz. Il faut comprendre que le mélange gaz-air optimal est la clé de la sécurité. Parlons plus en détail de la consommation d'air pour la combustion du gaz.

Pour brûler une molécule de méthane, qui est le principal composant du gaz naturel, il faut exactement 2 molécules d’oxygène. Si cela est traduit en volumes compréhensibles, alors pour oxyder un mètre cube du carburant spécifié, vous devrez utiliser 2 fois plus d'oxygène.

Mais en conditions réelles, tout est plus compliqué.Puisque l'air est utilisé comme agent oxydant pour réaliser le processus de combustion physico-chimique, dont la composition n'est qu'un cinquième de l'oxygène, nécessaire au maintien de la combustion. Et, pour être précis, 20,93 % est le pourcentage habituellement utilisé pour toutes sortes de calculs techniques. Autrement dit, il faudra 9,52 fois plus d’air.

Pour tout calcul technique de la quantité de gaz, 100 % de ce carburant est pris comme base. Bien que sa substance principale, le méthane (CH4), ne puisse contenir plus de 75 %

Vous pouvez connaître le numéro spécifié en effectuant 2 étapes :

1. Division 100/21. Cette opération permet de découvrir qu'il y a 4,76 fois plus d'air dans n'importe quel volume que d'oxygène.
2. Multiplier 4,76 par 2, ce qui équivaut à 9,52 — combien de fois exactement plus d’air sera nécessaire pour brûler n’importe quel volume de gaz naturel.

Mais il y a une mise en garde importante : la quantité calculée d’air nécessaire pour une combustion efficace du gaz est un débit théorique. Mais en pratique, cela sera nécessaire. La raison en est que le calcul a été effectué dans des conditions idéales, mais en réalité, il existe presque toujours un certain nombre de facteurs qui entraînent des ajustements importants.

Ceux-ci inclus:

• composition et qualité des réactifs (air, gaz) ;
• type d'équipement utilisé pour fournir de l'énergie ;
• état de l'équipement ;
• méthode de fourniture de gaz, d'air, ainsi qu'un certain nombre d'autres points.

Si une précision particulière est nécessaire, les caractéristiques énumérées ci-dessus peuvent parfois être prises en compte. Par exemple, vous pouvez connaître la composition exacte du gaz auprès du bureau de service gaz le plus proche. Mais, lorsqu'une précision particulière n'est pas nécessaire, la valeur résultante de 9,52 est simplement multipliée par ce qu'on appelle rapport d'excès d'air. Dont la valeur se situe généralement entre 1,1 et 1,4.

L'oxygène est un gaz oxydant. Autrement dit, il ne brûle pas tout seul, mais soutient activement ce processus avec la participation du combustible spécifié. Mais comme l'oxygène dans l'air ne dépasse pas 20,93 %, on pense que la procédure de combustion du gaz en nécessite presque 5 fois plus.

Lorsque le calcul doit être le plus précis possible, il convient alors de diviser la quantité d’air réellement utilisée par son débit théorique. Mais dans la plupart des cas, il est plus facile d'utiliser la valeur moyenne rapport d'excès d'air. Dont la valeur doit être multipliée par 9,52 et vous connaîtrez ainsi la quantité exacte d'air consommé nécessaire pour assurer la procédure de combustion du gaz.

Donc s'il est égal à :

• 1,1 — la masse d'air sera nécessaire 10,472 fois plus importante ;
• 1,4 — l'air devra être utilisé 13,328 fois plus.

Autrement dit, pour brûler chaque mètre cube d'énergie, il faudra jusqu'à 13,328 m³ d'air.

Formules et exemples de calculs

La valeur requise dans chaque cas spécifique peut être obtenue à l'aide d'une formule spéciale ou d'indicateurs moyens. Parlons de ces méthodes plus en détail.

Méthode n°1 - calcul à l'aide d'une formule

Qui précise que le volume horaire d'air (V_h ), nécessaire à la combustion, sera égal à :

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

Où:

• À_izb.v — coefficient d'excès d'air ;
• V_T - quantité d'air théoriquement requise ;
• V_g/heure — consommation horaire de gaz par équipement ;
• t — les valeurs de température dans la pièce où se trouve l'équipement à gaz.

La consommation horaire de gaz nécessaire aux calculs est indiquée dans le passeport de tout appareil à gaz.

Autrement dit, si une telle valeur est 10 et :

• température ambiante, par exemple 18°C ​​;
• coefficient d'excès d'air - 1.1.

Ensuite, nous effectuons les opérations mathématiques ci-dessus, à savoir :

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

En conséquence, il s'avère que dans ce cas particulier, pour brûler du gaz, il faudra 122,1 m³ d'air chaque heure.

Le calcul de la quantité d'air est nécessaire pour garantir le fonctionnement efficace et sûr de tout équipement à gaz, y compris les poêles, les colonnes et les chaudières de chauffage, utilisés dans la vie quotidienne.

Méthode n°2 – calcul à partir de données moyennées

Si vous ne souhaitez pas effectuer un calcul similaire de l'air pour la combustion de la quantité de gaz requise, vous pouvez écouter les recommandations de nombreux fabricants et spécialistes.

Ce qui dit que le procédé sera efficace si au moins 1,6 m³ d’air est fourni toutes les heures pour chaque kilowatt de puissance.

Si la méthode de calcul utilisant une formule semble compliquée, alors vous pouvez en utiliser une moins précise et simplement moyennée, mais elle est très simple et donc accessible. Puisqu'il suffit de multiplier la puissance de l'appareil à gaz souhaité par 1,6, ce qui vous donnera le volume approximatif d'air qu'il faudra fournir toutes les heures pour une combustion complète du gaz.

Autrement dit, le calcul peut être effectué en une seule action. A cet effet, la valeur de puissance de l'appareil à gaz extraite du passeport doit être multipliée par le 1,6 indiqué. Le résultat sera la quantité d’air nécessaire pour une combustion efficace.

Par exemple, si la puissance d'une chaudière à gaz est de 40 kW, alors cette valeur doit être multipliée par 1,6 :

40 x 1,6 = 64

Il en résultera 64 m³ d'air qui devront être fournis à l'appareil à gaz toutes les heures.

Signification pratique du calcul du débit d'air

Des compétences pour effectuer de tels calculs peuvent être nécessaires pour accroître l'efficacité équipement à gaz, ainsi que l'élimination des causes de son dysfonctionnement.

Prévention des pannes et réduction de l’efficacité des équipements

Par exemple, la connaissance de la quantité optimale de comburant sera nécessaire lorsque les surfaces des cheminées (internes), les éléments structurels des équipements (échangeurs de chaleur, brûleurs, etc.) se couvrent rapidement de couches de suie, d'autres produits de combustion.

Si l'élimination des contaminants ne donne pas l'effet souhaité, comme toute autre mesure (réglage, remplacement de pièces, assemblages). Ce qui indique la présence de ce qu'on appelle la sous-combustion du vecteur énergétique, qui se produit en raison d'un manque d'air.

La procédure de combustion du gaz est considérée comme une réaction complexe. En conséquence, si le comburant, c'est-à-dire l'air, n'est pas en quantité suffisante, cela affectera l'état, les performances et la facilité d'entretien de tous les équipements à gaz. Et dans certains cas, les problèmes ne peuvent être éliminés qu'après avoir identifié et ajusté la quantité d'air impliquée dans la réaction.

Et également la connaissance du débit d'air requis sera requise dans les situations suivantes :

• Consommation excessive de gaz détectée, qui ne peut être éliminé à l'aide d'ajustements ou d'autres manipulations. Puisque la cause peut être une sous-combustion mécanique. C'est-à-dire un processus dans lequel trop d'air est fourni, ce qui conduit également à une combustion incomplète du gaz.
• Des changements fréquents de couleur du carburant « bleu » pendant la combustion ont été remarqués - par exemple, orange, blanc, rouge, jaune.Il s’agit de cas plus complexes que les précédents, puisque la cause peut être soit un excès, soit un manque d’air.
• Processus de combustion de gaz instable. Par exemple, si toutes les ouvertures de travail du brûleur, des brûleurs de la chaudière à gaz, etc. ne sont pas utilisées. Et le nettoyage des éléments structurels répertoriés n'a pas conduit à une amélioration, car dans de telles situations, il sera certainement nécessaire de fournir un ordre de grandeur en plus d'air. .

Malgré la présence de diverses raisons, le calcul est effectué de la même manière, selon la méthodologie exposée ci-dessus.

Les avantages des calculs lors de l'installation d'une chaufferie

Le calcul de la quantité d'air nécessaire à une oxydation efficace du gaz est nécessaire en cas d'aménagement d'un four, d'installation, de remplacement d'équipements à gaz et autres équipements similaires.

N'oubliez jamais que les calculs théoriques ne sont bons que lorsque leur exactitude est confirmée par la pratique. Et dans le cas de la quantité d'air - représentants des sociétés de gaz de ville équipés d'analyseurs de gaz

Et les calculs sont effectués, mais la situation dans chaque cas indiqué est compliquée par le fait que pour obtenir toutes les données nécessaires, il est nécessaire d'effectuer un certain nombre de calculs.

Quels calculs incluent :

• débit d'air total - il est nécessaire de fournir de l'air à la pièce avec un équipement à gaz non seulement pour le processus de combustion, mais également pour sa ventilation (en SNIP II-35-76 il est clairement précisé que dans les locaux utilisés comme fournaises, 3 volumes d'air doivent être renouvelés toutes les heures) ;
• sections du conduit d'échappement;
• section(s) transversale(s) de la ou des ouvertures des canaux d'entrée ;
• tirage naturel dans le conduit d'évacuation prévu ;
• réel vitesses des masses d'air dans des sections de futurs conduits d'air ;
• pertes de charge dues à diverses résistances locales ;
• la taille de la fenêtre placée dans la pièce avec un équipement à gaz.

En plus de la bonne disposition ventilation de la chaufferie, il peut être nécessaire d'effectuer un certain nombre d'autres procédures, par exemple effectuer un calcul aérodynamique.

Lors des calculs, n'oubliez pas que toute action avec du gaz présente un danger important. Il est donc préférable de confier leur mise en œuvre à des spécialistes.

Après quoi toutes les informations reçues devraient devenir la base du projet remplaçants, installation d'équipements, réaménagement, qui est soumis au service local du gaz pour approbation. Où, si des erreurs sont identifiées, le document peut être renvoyé à l'expéditeur.

C'est-à-dire que l'ensemble des procédures permettant de calculer toutes les valeurs nécessaires est assez complexe. Par conséquent, en cas d’installation, de remplacement ou de transfert d’équipement, seuls quelques-uns pourront faire face à la tâche. La plupart des propriétaires trouveront plus facile de se tourner vers des spécialistes pour obtenir de l’aide. Ce qui permettra non seulement d'effectuer les opérations mathématiques nécessaires, mais également d'adapter les calculs aux exigences légales en matière d'agencement des fours, de systèmes de ventilation, de désenfumage et tout autre. Qui sont énoncés dans le SNiP II-35-76, ainsi que dans SNIP 2.04.08-87 et un certain nombre d'autres documents spécialisés moins populaires.

Si dans un cas particulier il n'est pas nécessaire d'élaborer un projet, les calculs effectués par un spécialiste élimineront la menace pour la vie et la santé du propriétaire de l'équipement à gaz, de ses proches et des personnes vivant à proximité.

De plus, ils éviteront les actions interprétées par la loi comme un raccordement non autorisé à des gazoducs. Pour qui Art. 7.19 Code des infractions administratives de la Fédération de Russie prévoit des sanctions sous la forme d'une amende dont le montant est de 10 000 à 15 000 roubles.Par exemple, cela peut se produire si le propriétaire des locaux, après avoir effectué les calculs, apporte des modifications à la conception du système de chauffage.

Il ne faut pas oublier qu'un calcul infructueux de la quantité d'air ou tout autre peut faire d'une personne un délinquant. Pour lequel vous devrez payer, au moins financièrement. Par exemple, si des actions ou l'inaction conduisent à une violation des règles destinées à garantir l'utilisation sûre de tout équipement à gaz, vous devrez alors vous séparer d'une somme d'argent d'un montant de 1 à 30 000 roubles en guise d'amende. Ce qui est dit à l'art. 9.23 Code des infractions administratives

Après les calculs, vous ne devez pas prendre la décision irréfléchie de remplacer les équipements à gaz, notamment par des puissances différentes. Si cela se produit, il convient d'informer les représentants du service de gaz des mesures prises. Cela vous aidera à éviter les amendes.

Et il n'est pas non plus nécessaire de mettre en œuvre les calculs théoriques effectués au prix de la violation des règles et normes énoncées dans le SNiP II-35-76, qui réglemente l'étendue de l'aménagement des locaux destinés à l'utilisation d'équipements à gaz. Puisque selon l'art. 9.23 du Code administratif, même pour les plus petites violations, vous devrez payer 1 à 2 000 roubles.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le matériel vidéo ci-joint vous permettra d'identifier le manque d'air lors de la combustion du gaz sans aucun calcul, c'est-à-dire visuellement.

Vous pouvez calculer la quantité d'air nécessaire pour une combustion efficace de n'importe quel volume de gaz en quelques minutes. Et les propriétaires de biens immobiliers équipés d'équipements à gaz devraient s'en souvenir.Car à un moment critique, lorsqu'une chaudière ou tout autre appareil ne fonctionne pas correctement, la capacité de calculer la quantité d'air nécessaire à une combustion efficace aidera à identifier et à résoudre le problème. Ce qui augmentera également la sécurité.

Souhaitez-vous compléter le matériel ci-dessus avec des informations et des recommandations utiles ? Ou vous avez encore des questions sur le calcul ? Posez-les dans le bloc commentaires, écrivez vos commentaires, participez à la discussion.