Природный газ в настоящее время является основным видом топлива. Он потребляется миллиардами кубометров. И крупнейшие производственные системы, потребляющая тысячи кубометров в час, и руководители частного производства, и хозяева частных домов сжигающий меньше кубометра за сутки должны за этот газ рассчитываться.
Поведение газа при меняющихся параметрах описывается объединением трех независимых частных газовых законов:
Гей-Люсака, Шарля, Бойля-Мариотта, уравнение, которое можно записать так:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2 (1)
где P — абсолютное давление газа, атм.,
T — температура газа по абсолютной шкале,
V — объем газа, м3.
В ГОСТе 2939 сказано, что «объем газов должен приводиться к следующим условиям:
а) температура 20°С (293,15°К);
б) давление 760 мм рт. ст. (101325 Н/м²)
Если левую часть формулы (1) будем считать состоянием газа в стандартных условиях, а правую состоянием того же газа в рабочих условиях, то формула для вычисления объема в стандартных условиях будет выглядеть следующим образом:
Vст = ТстPрVр / TрРст (2)
Подставив известные для стандартных условий значения температуры 293,15°К и давления равного 1 атм. получим формулу для приведения объема газа к стандартным условиям (3)
Vст = 293,15•PрVр / Tр (3)
Для приведения к стандартным условиям измеренных расходов формула (2) примет вид Qст = 293,15•PрQр / TрРст, Где; (4)
Тст — абсолютная температура газа,
Рр — абсолютное давление при рабочих условиях (Рр=избыточное давление + 1 атм),
Qр — объемный расход при рабочих условиях,
Тр — абсолютная температура при рабочих условиях (Тр=273,15 + температуру в рабочих условиях),
Рст — атмосферное давление.
Для наглядности приведем пример расчета. Предположим, что показания объемного расходомера составляют 61,5 м3/ч. Температура газа +20°С и избыточное давление 2,66 атм. Определим чему равен измеренный объем газа в стандартных условиях. Для этого подставим значения в формулу (4) учитывая, что температура должна быть в °К, а к избыточному давлению нужно прибавить 1 атм.
Qст = 293,15•PрQр / TрРст = 293,15•3,66•61,5 / 293,15•1 = 65985,1335 / 293,15 = 225,09 ст.м3/ч (5)
Расход природного газа при отсутствии паспортных данных определяется по формуле:
(нм3/ч),
где: 
— максимальная мощность оборудования, Гкал/час;
— теплотворная способность условного топлива, равна 8000 ккал/нм3;
ŋ — КПД котла;
— средний калорийный эквивалент природного газа, равен 1.
А для полного сжигания 1 кг метана требуется 17,24 кг воздуха,1 м3 метана потребуется 9,512 м3 воздуха.
Перед тем как рассчитать потребление природного газа на отопление, надо узнать один важный параметр — тепловые потери объекта.
Как показывают исследования, большая часть тепла из помещений теряется через стены и потолки. Поэтому, в целях экономии, следует минимизировать тепловые потери путем изоляции помещения от внешней среды.
В нашем случае чтобы снизить энергетические затраты применяется материал, изготовленный из эковаты для утепления стен и потолков и др.
Эковата изготавливается из распушенных целлюлозных волокон, обработанных антисептиками и антипиренами, то есть, чтобы было более понятно — это древесина и минеральные вещества. И в отличие от остальных утеплительных материалов, эковата имеет не пористую, а капиллярную структуру.
Рис. 1. Эковата на в сухом виде
Эковата в сухом состоянии чтобы быть точнее, для производства этого утеплителя применяется несколько видов сырья: Типографский брак, оставшийся от печати журналов и книг. Отходы при изготовлении упаковочного гофрированного и обычного картона.
Сырьем для изготовления эковаты обычно являются отходы полиграфического или деревообрабатывающего производства и макулатура, мы предлагаем следующее:
В основном переработке хлопка-сырца отходами является побочная продукция, получаемая одновременно с производством прядомого волокна и отходы в швейном деле, относятся к стадии раскроя.
Рис. 2. Отходы прядомого волокна и отходы в швейного производства
Рис. 3. Эковата на основе переработки хлопкового-сырца
Они делятся на основные группы:
– Очес, или очёски — ценная продукция, получаемая при чесании средневолокнистого или длинноволокнистого хлопка. Содержат 3–5 % примесей.
– Орешек — его на выходе дают разрыхлительно-трепальные агрегаты и чесальные машины. Состав: 30–40 % прядомого волокна, 60–70 % примесей.
– Подметь — это хлопковый мусор, который подметают с пола ткацкого цеха. Волокна подмети содержат около 30 % сорных примесей.
– Путанка — некондиционная пряжа, которая образуется на бобинах прядильных и крутильных машин.
– Обрезки тканей.
– отходы перемотки и вязания;
– швейно-закройные;
– общие угары.
Итак, эковата на основе переработки хлопкового-сырца на 80 % состоит из измельченного целлюлозного волокна, 12 % от общего объема занимает борная кислота, выполняющая роль антисептика. Это вещество противостоит возникновению грибка и плесени при повышенной влажности. Тетраборат натрия, антипирен, составляет 8 % эковаты на основе переработки хлопкового-сырца — он призван повысить огнестойкость и добавить массе инсектицидных качеств (https://floralworld.ru/insecticid.html), которые будут противостоять появлению гнезд различных насекомых. Волокна эковаты на основе переработки хлопкового-сырца становятся клейкими после их смачивания силикатами, за счет содержащегося в них лигнина — это натуральное вещество, содержащееся в клетках растений. Этот состав все чаще применяется для утепления не только жилых домов, но и производственных помещений.
Рис. 4. Отходы переработки хлопчатобумажной изделий
Рис. 5. Отходы переработки хлопка
Способы укладки утепления на основе эковаты на основе переработки хлопкового-сырца в нашем случае этот процесс идентичный с нанесением эковаты. http://srbu.ru/stroitelnye-materialy/8-ekovata-nedostatki.html
Целлюлоза, смешанная с водой и силикатами (клеем), имеет высокую сцепляемость практически с любыми строительными материалами. Плотность. Распушенная целлюлоза, смоченная клеем и водой, при нанесении ее на поверхность и высыхании создает слой, имеющий достаточную плотность для создания между волокон воздушной прослойки, которая является частью теплоизоляции.
Рис. 6. Напыление эковаты
Рис. 7. Огнестойкость эковаты
Плотность эковаты на основе переработки хлопкового-сырца во многом зависит от способа его нанесения. Так, при укладке мокрого состава на вертикальные поверхности, плотность составляет примерно 55÷65 кг/м³. Влагостойкость. Эковату на основе переработки хлопкового-сырца нельзя назвать влагостойким материалом — она способна способен впитывать до 70 % влаги от общей массы. Но так как этот утеплитель является «дышащим», то влага, которую он впитывает, не задерживается внутри слоев. При просыхании эковата на основе переработки хлопкового-сырца не теряет своих первоначальных утеплительных качеств. Недостатки эковаты на основе переработки хлопкового-сырца есть у этого натурального утеплителя и свои недостатки, о которых тоже неплохо было бы знать: Эковата на основе переработки хлопкового-сырца со временем дает усадку, давая уменьшение порядка 10 % от первоначального объема. Поэтому при ее укладке рекомендовано наносить на стену слой чуть большей толщины, чем планировалось.
Слой эковаты на основе переработки хлопкового-сырца не должен закрываться паронепроницаемыми материалами, так как она должна иметь возможность проветриваться, иначе быстро потеряет свои теплоизоляционные качества из-за повышенной внутренней влажности. Чтобы такой утеплитель функционировал длительное время и с нужной эффективностью, необходимо провести качественный монтаж, с соблюдением всех технологических норм, что может сделать только квалифицированный мастер — а это приведет к дополнительным затратам.
Для оптимизации горения природного газа на рис.8 можно достичь при регулировании и автоматизации подачи нужного соотношения метана и воздуха.
Рис. 8. Миксер природного газа (метан) с воздухом
Литература:
- ГОСТ 30319.(0…3)-96. «Газ природный. Методы расчета физических свойств».
- Раяк М. Б., Бернер Г. Я., Кинкер М. Г. Совершенствование процесса сжигания топлива. Обзор зарубежных технологий // Новости теплоснабжения. 2011. № 12.
- А. Д. Кривошеин (руководитель разработки), ГОУ ВПО СибАДИ.
