نحوه محاسبه ظرفیت مشعل و نحوه محاسبه میزان سوخت مصرفی مشعل در سیستم های گرمایشی علی الخصوص دیگ بخار از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا با انتخاب یک مشعل مناسب می توان علاوه بر افزایش راندمان مشعل، در میزان سوخت مصرفی صرفه جویی نمود. از این رو در این بخش به برسی محاسبات مربوط به مشعل ها می پردازیم.

نحوه محاسبه ظرفیت مشعل

مقدمه

مشعل به وسیله ای اتلاق می شود که با آمیختن سوخت و هوا توانایی تولید انرژی گرمایشی سیستم را برآورده سازد. در حالت کلی مکانیزم مشعل ها به این صورت می باشد که سوخت از یک مجرا به سیستم اضافه شده و هوا از سمت دیگر به میزان تعیین شده به آن اضافه می شود. تلفیق هوا و سوخت با اسفتاه از جرقه به صورت شعله به درون کوره فرستاده می شود.

مشعل ها در حالت کلی به دو صورت فوروارد و بک وارد عمل می کنند. نحوه تعیین فوروارد و بک وارد بودن آن ها بر اساس نحوه حرکت هوا توسط فن تعیین می شود. همچنین سوخت مورد استفاده در مشعل ها می تواند به صورت گازی، گازوئیلی، مازوت، دوگانه و سه گانه باشد. جهت آشنایی بیشتر با انواع مشعل ها و مکانیزم عملکردی آن ها به مقاله مشعل مراجعه نمایید. همچنین جهت مشاهده انواع مشعل های شرکت پدیده نوین بخار می توانید به صفحه محصولات مشعل ما مراجعه نمایید.

نحوه محاسبه میزان سوخت مصرفی مشعل

نحوه محاسبه ظرفیت مشعل

نحوه محاسبه ظرفیت مشعل به ما کمک می کند که بر اساس نوع دیگ بخار و دیگر پارامتر ها از ظرفیت مشعل مورد استفاده با خبر شویم. همچنین با دانستن ظرفیت مشعل می توانیم از میزان سوخت مصرفی نیز با خبر شویم.

از عوامل موثر در ظرفیت مشعل می توان به راندمان و ظرفیت حرارتی مورد نیاز اشاره نمود. از این رو می توان ظرفیت حرارتی مشعل را به صورت زیر تعریف نمود:

Qمشعل = Q ظرفیت حرارتی مورد نیاز / η = 1.25 Q بویلر

که در این معادله η راندمان مشعل می باشد. همچنین به صورت تجربی معمولا ظرفیت مشعل را 1.25 برابر بویلر در نظر میگیرند.

راندمان مشعل باید توسط شرکت سازنده مشعل به خریدار گفته شود و بسته به نوع سوخت مصرفی می تواند متفاوت باشد.

یکی دیگر از راه های محاسبه ظرفیت مشعل استفاده از انرژی مورد نیاز تبخیر آب می باشد. در این روش می توان از فرمول زیر استفاده نمود.

ظرفیت بویلر * انرژی تبخیر * 1.25 = ظرفیت مشعل

که برای محاسبه انرژی تبخیر آب می توان از جدول زیر استفاده نمود.

انرژی تبخیر (کیلو کالری/ کیلوگرم)گرمای ویژه (کیلوژول / کیلوگرم.کلوین)انرژی نهان تبخیر (کیلوژول/کیلوگرم)دانسیته (کیلوگرم/مترمکعب)حجم ویژه بخار (مترمکعب/کیلوگرم)نقطه جوش (درجه سانتی گراد)فشار مطلق (بار)
5452.0672257.920.591.69499.631
5522.12082201.591.1290.885120.232
5562.19812163.221.6510.606133.543
5592.26642132.952.1630.464143.634
5612.32892107.422.6690.375151.855
5632.38732085.033.1700.315158.846
5642.44242064.923.6670.273164.967
5652.49512046.534.1620.240170.428
5662.54562029.494.6550.215175.369
5672.59442013.565.1470.194179.8810
5672.64181998.555.6380.177184.0611
5682.68781984.316.1270.163187.9612
5682.73271970.736.6170.151191.6013
5682.77671957.737.1060.141195.0414
5692.81971945.247.5960.132198.2815
5692.86201933.198.0850.124201.3716
5692.90391921.558.5750.117204.317
5692.94451910.279.0650.110207.1118
5692.98491899.319.5560.105209.7919
5693.02481888.6510.0470.100212.3720

نحوه محاسبه میزان سوخت مصرفی مشعل

جهت محاسبه مصرف سوخت می توان از ظرفیت حرارتی مشعل و راندمان سیستم استفاده نمود. از این رو مصرف سوخت بر اساس معادله زیر تعیین می شود.

راندمان * ارزش حرارتی سوخت) / ظرفیت حرارتی = مصرف سوخت مشعل)

ارزش حرارتی سیستم توسط رابطه بیان شده در محاسبه ظرفیت مشعل قابل محاسبه است. از سوی دیگر ارزش حرارتی سوخت نیز بر اساس نوع سوخت تامین می شود. این موارد شامل:

  • ارزش حرارتی بنزین: 9000 متر مکعب بر ساعت
  • ارزش حرارتی گاز: 9400 متر مکعب بر ساعت
  • ارزش حرارتی مازوت: 9600 متر مکعب بر ساعت
  • ارزش حرارتی گازوئیل (نفتگاز): 9800 متر مکعب بر ساعت
  • ارزش حرارتی نفت سفید: 10200 متر مکعب بر ساعت

همچنین راندمان مشعل باید بر اساس نوع سوخت و توسط شرکت سازنده ارائه شود. ولی در حالت کلی بر اساس نوع سوخت مصرفی به صورت زیر بیان می شود.:

  • راندمان مشعل گاز سوز: 85-95%
  • راندمان مشعل گازوئیل سور: 75-80%
  • راندمان مشعل مازوت سوز: 60-70%

نکته مهم در مورد راندمان مشعل ها این است که با تغییر ارتفاع از سطح دریا میزان راندمان تغییر می یابد. بدین صورت که به ازای هر 300 متر افزایش ارتفاع از سطح دریا راندمان 4%کاهش می یابد. از این رو دانستن میزان ارتفاع شهر ها از سطح دریا در محاسبه راندمان از اهمیت بالایی برخوردار است.  در جدول زیر ارتفاع استان های مختلف از سطح دریا بیان شده است.

نام استانارتفاع از سطح دریا
رشت3
خوزستان10
قم940
گلستان174
تهران1200
یزد1233
البرز1300
کرمانشاه1400
آذربایجان شرقی1460
فارس1530
اصفهان1580
زنجان1630
کرمان1751
کهکیلویه بویر احمد1830
چهار مهال بختیاری2070
قزوین1297
همدان1803
مرکزی1708
کردستان1463
هرمزگان4
ایلام1427
آذربایجان غربی1363
لرستان1347
سیستان بلوچستان1344
اردبیل1338
سمنان1130
یزد1230
خراسان جنوبی1444
خراسان مرکزی985
خراسان شمالی1086
بوشهر4
مازندران54

مثال:

جهت محاسبه ظرفیت و مصرف سوخت دیگ بخار 5 تن بر ساعت و فشار ده بار با سوخت گازی به صورت زیر عمل می نماییم: (شرکت مربوطه ظرفیت مشعل را برابر 90% اعلام نموده است)

  • ظرفیت مشعل:

567 * 5000 * 1.25 = کیلو کالری بر ساعت 3،402،000

  • محاسبه راندمان

90% – (1200 / 300 * 4%) = 74%

  • محاسبه میزان گاز مصرفی:

مترمکب بر ساعت 489 = ( 0.74 * 9400) / 3،402،000

محاسبه نازل گازوئیل

برای محاسبه نازل گازوئیل ابتدا باید ارزش حرارتی یک گالن گازوئیل را محاسبه کنیم. این مقدار برابر است با:

کیلو کالری 32000  = 8500 * 3.785 = ارزش حرارتی یک گالن گازوئیل

پس از آن با استفاده از فرمول زیر می توان عککس نازی را محاسبه نمود:

32000 / ظرفیت مشعل = عدد نازل

عدد نازل نیز با راندمان رابطه مستقیم دارد یعنی با تغییر ارتفاع میزان عدد نازل تغییر می کند به عنوان مثال برای یک مشعل گازوئیل سوز 220000 کلیوکالری بر ساعت، که در شهر تهران نصب شده است به صورت زیر محاسبه می کنیم.

(220000 / 32000) – (1200/300 * 4%) = 6.47 ~ 6.5

عدد مربوطه را به همراه فشار مورد نیاز نازل توسط نمودار زیر محاسبه می نماییم. به عنوان مثال برای نازل مثال بالا به با فشار 14 بار در نمودار زیر نشان داده شده است.

نمودار تعیین نازل گازوئیل

در نهایت جهت تعیین زاویه نازل می توان از موارد زیر استفاده نمود:

  • در صورت زیاد بودن طول دیگ و یا بیش از 10 عدد بودن تعداد پره ها: زاویه نازل 45 درجه
  • در صورت کوچک بودن طول دیگ: زوایای 60 تا 80 درجه

فرمول تجربی محاسبه ظرفیت مشعل

در صورتی که فضای مورد استفاده بسته باشد (مانند استخر و جکوزی) ظرفیت مشعل به صورت زیر تعیین می شود:

متراژ مفید زیر بنا * 200 = ظرفیت مشعل

5 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *