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)
545 2.067 2257.92 0.59 1.694 99.63 1
552 2.1208 2201.59 1.129 0.885 120.23 2
556 2.1981 2163.22 1.651 0.606 133.54 3
559 2.2664 2132.95 2.163 0.464 143.63 4
561 2.3289 2107.42 2.669 0.375 151.85 5
563 2.3873 2085.03 3.170 0.315 158.84 6
564 2.4424 2064.92 3.667 0.273 164.96 7
565 2.4951 2046.53 4.162 0.240 170.42 8
566 2.5456 2029.49 4.655 0.215 175.36 9
567 2.5944 2013.56 5.147 0.194 179.88 10
567 2.6418 1998.55 5.638 0.177 184.06 11
568 2.6878 1984.31 6.127 0.163 187.96 12
568 2.7327 1970.73 6.617 0.151 191.60 13
568 2.7767 1957.73 7.106 0.141 195.04 14
569 2.8197 1945.24 7.596 0.132 198.28 15
569 2.8620 1933.19 8.085 0.124 201.37 16
569 2.9039 1921.55 8.575 0.117 204.3 17
569 2.9445 1910.27 9.065 0.110 207.11 18
569 2.9849 1899.31 9.556 0.105 209.79 19
569 3.0248 1888.65 10.047 0.100 212.37 20

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 استان ارتفاع از سطح دریا
رشت 3
خوزستان 10
قم 940
گلستان 174
تهران 1200
یزد 1233
البرز 1300
کرمانشاه 1400
آذربایجان شرقی 1460
فارس 1530
اصفهان 1580
زنجان 1630
کرمان 1751
کهکیلویه بویر احمد 1830
چهار مهال بختیاری 2070
قزوین 1297
همدان 1803
مرکزی 1708
کردستان 1463
هرمزگان 4
ایلام 1427
آذربایجان غربی 1363
لرستان 1347
سیستان بلوچستان 1344
اردبیل 1338
سمنان 1130
یزد 1230
خراسان جنوبی 1444
خراسان مرکزی 985
خراسان شمالی 1086
بوشهر 4
مازندران 54

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

4 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 *