Abgasvolumenstrom bei Luftüberschuss
Jeder Kubikmeter Gas ergibt bei λ = 1 das Mindest-Abgasvolumen. Jede überschüssige Luft geht unverbrannt mit durch: Je Kubikmeter Gas kommen (λ − 1) · L_min dazu.
- V̇A
- Abgasvolumenstrom (feucht, Normzustand) m³/h · l/min · l/h
- V̇B
- Brenngas-Volumenstrom (Normzustand) m³/h · l/min · l/h
- VA,min
- Mindest-Abgasvolumen je m³ Gas (feucht, λ = 1) m³/m³
- Lmin
- Mindestluftbedarf m³/m³
- λ
- Luftzahl –
Die Formel umgestellt
- nach V̇A Abgasvolumenstrom (feucht, Normzustand)V̇A=V̇B·(VA,min+(λ−1)·Lmin)
- nach V̇B Brenngas-Volumenstrom (Normzustand)V̇B=V̇AVA,min+(λ−1)·Lmin
- nach VA,min Mindest-Abgasvolumen je m³ Gas (feucht, λ = 1)VA,min=V̇AV̇B−(λ−1)·Lmin
- nach Lmin MindestluftbedarfLmin=V̇AV̇B−VA,minλ−1
- nach λ Luftzahlλ=V̇AV̇B−VA,minLmin+1
Größen und Einheiten
| Zeichen | Größe | Einheiten |
|---|---|---|
| V̇A | Abgasvolumenstrom (feucht, Normzustand) | m³/h, l/min, l/h |
| V̇B | Brenngas-Volumenstrom (Normzustand) | m³/h, l/min, l/h |
| VA,min | Mindest-Abgasvolumen je m³ Gas (feucht, λ = 1) | m³/m³ |
| Lmin | Mindestluftbedarf | m³/m³ |
| λ | Luftzahl | ohne Einheit |
Merke
V̇_A = V̇_B · (V_A,min + (λ − 1) · L_min). Bei Methan: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O; mit dem Stickstoff der Luft ergibt 1 m³ Methan bei λ = 1 genau 10,52 m³ feuchtes Abgas aus 9,52 m³ Luft. Erdgas H liegt bei rund 10,8 m³/m³.
In der Praxis
Mehr Luftüberschuss heißt mehr Abgas: Es trägt mehr Wärme ab (höherer Abgasverlust) und ist verdünnter, darum sinken CO₂-Gehalt und Taupunkt – ein Brennwertgerät kondensiert schlechter. Den Abgasvolumenstrom braucht man für die Bemessung der Abgasanlage (DIN EN 13384-1, sinngemäß) und für die Geschwindigkeit im Abgasrohr. Werte im Normzustand (0 °C, 1013 mbar); warmes Abgas hat ein deutlich größeres Betriebsvolumen. Verbrennungskennwerte sinngemäß nach DVGW G 260 und der Stöchiometrie der Gasbestandteile.
Beispiel
Eine Gastherme verbrennt 2,4 m³/h Erdgas H (L_min = 9,8 m³/m³, V_A,min = 10,8 m³/m³) mit λ = 1,3. Wie groß ist der feuchte Abgasvolumenstrom?
Weiter mit
VerbrennungsluftbedarfLuftzahl aus dem SauerstoffgehaltCO₂-Gehalt aus dem SauerstoffgehaltAbgasverlust (Siegert-Formel)