Давление дымовых газов в дымовой трубе – Исследование свойств дымовой трубы для бытовой печи. Выбор параметров трубы

alexxlab
22.01.2021
Комментарии: 0

Обратная тяга в дымоходе что делать причины возникновения

Тяга – это движение дымовых газов вверх по дымовой трубе дома, из области повышенного давления в область пониженного давления. В дымоходе(в трубе) установленного диаметра, высотой не менее 5м., образуется разрежение, это значит образуется необходимый минимальный перепад давления между нижней частью дымохода и верхней, воздух из нижней части, попадая в трубу, уходит вверх. Это и называют тягой. Тягу можно замерить специальными чувствительными приборами, либо взять пушинку и поднести ее к трубе.

Соответственно, если взять трубу достаточного диаметра, в которой у воздуха есть возможность двигаться, и вытянуть ее высоко вверх, то воздух от земли начнет постоянно вытекать наверх. Это происходит потому что вверху ниже давление, а разрежение больше, и воздух стремится туда естественным образом. А на его место придет воздух с других сторон.

В системе «топка + дымоход» тяга действует даже если печь в частном доме не работает. При горении дров образуется повышенное давление во внутренней топочной камере и образующиеся при горении дымовые газы требуют выхода. Все топки и печи имеют конструкцию, выводящую дымовые газы в дымоход.

Высота каждого дымохода подобрана так, чтобы создалась тяга, создалось изначальное разрежение. При горении в топочной камере, выделяется тепло, газы и возникает избыточное давление. Газы движутся в дымоходе под воздействием тяги, стремятся идти из области повышенного в область пониженного давления. Работают законы созданные природой.

Что же такое «плохая обратная тяга»?

Обратная тяга – это движение дымовых газов из области повышенного давления в область пониженного, но не вверх (как описано ранее), а вниз. Обратная тяга образуется при инверсии давления – когда давление вверху выше, чем внизу.

Причинами становятся самые обыденные вещи: если в частном доме или помещении герметично, стоят стеклопакеты, а вместе с дымоходом работает вытяжка, вытягивающая воздух из помещения. Тут и создается пониженное давление относительно окружающей местности. Поэтому, при растопке, когда дымоход пока еще холодный, у воздуха в верхней части дымохода большее давление, чем в помещении. Дым конечно пойдет туда, куда ему легче. Это явление называют «холодный столб». При остывании дымохода, внутри образуется воздушная масса низкой температуры, которая давит вниз, возникает обратная тяга. Если давление в частном доме, не пониженное, то теплый воздух пойдет вверх, в дымоход.

Таким образом, если в доме нет кухонной вытяжки и он не герметичен, никакого застаивания холодного воздуха в топке не будет.

Проверьте: если зимой перед тем, как затопить камин, сперва поджечь газету и занести ее в трубу (минуя топочную часть), то огонь не пойдет в помещение, какой бы ни был столб холодного воздуха. Огонь будет гореть и выходить только в трубу. Это указывает на то, что давление в помещении не пониженное и теплый воздух нормально стремится вверх.

При растопке печи или каминав частном доме иногда дым идёт в помещение. Связано это с тем, что образующиеся дымовые газы при первоначальной растопке еще не успели нагреться, и, при подъёме вверх соприкасаясь с холодными стенками, сразу охлаждаются. После этого они, естественно, устремятся вниз. Снова возникает обратная тяга в вентиляции дымохода. Чтобы нормализовать тягу в печке, важно растапливать правильно, понимая происходящие там процессы.

Опрокидывание тяги

Еще один возникающий вопрос – это опрокидывание тяги. В каких случаях это происходит?

Если дымоход протяженный и холодный (зачастую кирпичный), а давление сниженное. Если соотношение размеров топки и сечения дымохода соответствуют, если в доме нормальное давление, все равно возникает ситуация, когда при растопке пламени не хватает силы и отходящие дымовые газы успевают охладиться в дымоходе и обрушиваются вниз. Почему нет тяги в дымоходе? Происходит подобное при пасмурной погоде, ветре. Бывает, что огонь нормально разгорается, но потом дым валит внутрь дома. Почему нет тяги в печи? Почему образуется обратная тяга в дымоходе? Воздух из дома забирается, и давление снижается, притока воздуха нет. А дымовые газы поднимаясь охлаждаются и обрушиваются вниз. Что надо знать в таких ситуациях? Приоткройте форточку, если помещение имеет стеклопакеты и герметично. Важна подготовка дров, их качество.

Как правильно собрать дымоход?

Сэндвич дымоходы(сборные), собираются по дыму и по конденсату.

Существует мнение, что собирать по дыму правильнее. Объясняют тем, что на стыках труб остаются щели, куда забиваются выходящие в трубу дымовые газы. В противоположность этому, считается, что если собрать по дыму, то дым перестанет выходить.

Решить такой спор можно, если в действующей печи дома высверлить в любом месте дымохода отверстие и посмотреть, а что же произойдет. Наиболее интересно сделать это в нижней части. Отверстие высверлите любое, хоть сантиметр в диаметре. Что вы увидите? Из этого отверстия никакого дыма выходить не будет (если не закрывать плотно дымоход сверху).

Что же важнее учесть при сборке дымохода?

Главное – учесть то, что в каждом дымоходе дома возможно возникновение конденсата, особенно когда он еще холодный и теплые дымовые газы, поднимаясь сильно охлаждаются. На стенках может оседать конденсат, который стекает по трубе.

Если дымоход собран по дыму, то конденсат легко проникает в щели и увлажняет изоляцию, полностью лишая её теплоизолирующих свойств. Тут и до пожара недалеко. Поэтому сборка модульных дымоходов ведётся только по конденсату. Дымоходы собираются на четкий стык, с герметиком по внутренней трубе. Однако дымоходы сами по себе должны быть качественными, чтобы не оставалось посторонних щелей. Если щели останутся – через них зайдет воздух, и получается, что все равно тяги не будет.

Но дымоход ведь большой, высокий! Не понимая в чем причина, вызывают мастеров. Мастера используют простой метод: накрывают сверху дымоход и смотрят, откуда пойдет дым. Тут обнаруживаются всевозможные нестыковки в дымоходе, которые и приводят к тому, что подсасывается воздух внутрь дымохода. Помните? Воздух стремится вверх, туда, где давление ниже. Поэтому, чем больше щелей, тем хуже тяга внизу. Сборка по дыму, к сожалению, не учитывает саму суть тяги. В результате огонь горит, а дым прёт во все стороны. Хотя логика тут не сложная – дым идет из области повышенного в область пониженного давления, туда, куда ему легче.

В чем измеряется тяга?

Норма тяги для стандартного камина или печи – в среднем 10 Паскаль (Па). Замеряется тяга за дымовым патрубком, так как именно там видны скорость эвакуации дымовых газов и соответствие соотношению размеров топки печи и диаметра дымохода.

Что еще влияет на величину тяги?

В первую очередь, высота дымохода. Минимально необходимая высота – 5 метров. Этого достаточно для возникновения естественного разрежения и начала движения вверх. Чем выше дымоход, тем сильнее тяга. Однако, в кирпичном дымоходе сечением в среднем 140х140мм., при высоте свыше 10-12 метров, тяга уже не возрастает. Это происходит потому, что значение шероховатости стенок растет с увеличением высоты. Поэтому, избыточная высота не влияет на тягу. Подобный вопрос возникает у желающих использовать под дымоходы каналы в домах. Они бывают большой высоты и узкого сечения, поэтому серьёзный камин редко подсоединяют к такому дымоходу.

Факторы влияющие на тягу:

• Температура отходящих дымовых газов. Чем выше температура, тем скорее устремляются дымовые газы вверх, возникает большая тяга.
• Прогреваемость дымохода. Чем быстрее прогревается дымоход, тем быстрее нормализуется плохая тяга.
• Степень шероховатости дымохода, внутренних стенок. Шероховатые стенки тягу снижают, при гладких стенках тяга лучше.
• Форма сечения дымохода. Круглое сечение – это образец; овальное, прямоугольное и так далее. Чем замысловатее форма, тем это сильнее влияет на тягу, снижая ее.
• Важно отметить,что влияет и соотношение размеров топки, диаметра выходного патрубка и диаметра дымоходной трубы. При избыточной высоте проектируемого дымохода, следует подумать о том, чтобы уменьшить сечение дымохода в среднем на 10%. На топку, на дымовой патрубок, установить переходник (например с 200-го диаметра на 180-й) и саму трубу брать 180-ую. Это допускается производителями. Если для примера говорить о “EdilKamin” , видно, что он расписывает в инструкциях к топкам, какого диаметра брать дымоход в зависимости от высоты.

Например:

• высота до 3 м – диаметр 250,
• высота от 3 м до 5 м – 200,
• высота от 5 м и выше – 180 или 160. Строгие рекомендации.

Другие производители (как пример, фирма Supra) допускают, что возможны изменения. Некоторые вовсе не допускают. Поэтому руководствуясь инструкциями, не стоит забывать и о происходящих в дымоходе процессах.

Как измеряется тяга?

Вначале затопите печь или камин в доме. Топить не менее получаса, чтобы нормализовались процессы. Затем, проделав отверстие в трубе чуть выше дымового патрубка, вставьте туда специальный датчик депримометра и измерьте тягу. Проверьте, избыточна она или ее не хватает. Факторов, влияющих на тягу, много, рассмотрим еще несколько.

Роза ветров

Ситуация когда господствующие ветра задувают прямо в дымоход и снижают тягу либо разворачивают её. Дымоход ставят с наветренной стороны, конечно если определены направления ветров. Если дымоход расположен далеко от конька и ниже, нельзя использовать подветренную сторону. Многоэтажные дома и деревья тоже влияют на тягу. Для компенсации порывов ветра и неудачного расположения дымохода используют антиветровые дефлекторы. По нормативам дымоход выводится на полметра выше конька. Если расстояние от конька 1,5 м – 3 м, то выводится в один уровень с коньком. Если расстояние свыше 3-х метров, то дальше действуют по формуле: от горизонтали, проведенной от конька, 10 градусов вниз. На практике дымоход делают выше конька, либо в один уровень с коньком. Важно использовать один дымоход для одной печи в доме.

www.pech.ru

Давление – дымовой газ – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Давление – дымовой газ

Cтраница 1

Давление дымовых газов измеряется силой па единицу площади.  [1]

Давление дымовых газов, поступающих для сушки торфа, должно быть таким же, как и давление газов перегонки, отсасываемых из печи. При этих условиях без всяких перегородок удается почти полностью избежать потерь газов перегонки с дымовыми газами.  [2]

Точка F определяет давление дымовых газов, поступающих в дымосос, когда все сопротивления присоединены к нему только со стороны всасывания.  [3]

Разность показаний тягомеров равна потере давления дымовых газов, расходуемого в основном на трение их о стенки газоходов.  [5]

В контактных водяных экономайзерах, устанавливаемых за котлами, давление дымовых газов близко к атмосферному, а начальная температура газов составляет 100 – 400 С.  [7]

Нагнетаемый вентилятором нагретый воздух создает в зазоре давление большее, чем давление дымовых газов внутри ствола, препятствует фильтрации газа через кладку футеровки и тем самым исключает разрушение кладки футеровки и железобетонного ствола трубы.  [8]

В контактных водяных экономайзерах, устанавливаемых за котлами, сушилками, печами, давление дымовых газов близко к атмосферному, а начальная температура газов составляет 100 – – 600 С.  [10]

При фазовом переходе жидкости в пар парциальное давление последнего в порах материала ( поровое давление) становится больше барометрического давления воздуха в окружающей среде и давления дымовых газов в трубе. Возникает градиент давления, под действием которого происходит фильтрационный перенос пара и жидкости к нагреваемой и холодной поверхностям.  [11]

Дымовые газы отбираются из дымовой трубы котельной установки. Давление дымовых газов повышается тремя паровыми эжекторами, благодаря чему они могут преодолеть сопротивление в колонне.  [12]

Предположим, что в борове у основания дымовой трубы отсчет по тягомеру, заполненному водой, показал 10 мм. Это означает, что давление дымовых газов на 10 мм вод. ст. меньше атмосферного. Эта разность давлений, создаваемая дымовой трубой, и является побудительной силой, заставляющей воздух поступать в топку, а газообразные продукты сгорания двигаться от топки к дымовой трубе.  [13]

Для крекинга остатков с высоким содержанием асфальтенов используется холодильник катализатора з плотной фазе. Предусмотрена система утилизации тепла и давления дымовых газов регенерации.  [14]

Разработка систем утилизации энергии позволила значительно повысить экономическую эффективность процесса ККФ. Избыточная энергия процесса ККФ складывается из тепла и давления дымовых газов, а также тепла сгорания СО в СОз – До последнего времени для утилизации энергии применяют выносные котлы дожита СО, которые используют только тепло сгорания окиси углерода и часть тепла дымовых газов.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

варианты исполнения и конструктивные особенности

На первый взгляд организация отвода продуктов сгорания от котельного агрегата дело простое и не сложное. Кажется, от дымохода ничего не зависит и вообще лишь бы «выхлоп» не шел в помещение.

От того, насколько правильно сконструирован дымоход, напрямую зависят КПД котла, расход топлива, а в конечном итоге – эффективность и экономичность работы всей системы отопления. Поэтому необходимо заранее решить, из какого материала будет изготовлен дымоход , точно рассчитать высоту и сечение трубы, определить ее местоположение и подумать об удобстве обслуживания. Особое внимание следует уделить надежности теплоизоляции для предотвращения образования конденсата.К сожалению, подавляющее большинство людей даже не представляют себе, на сколько важна роль дымохода в конструкции дома. Мало кто знает, что оптимальная форма дымохода – цилиндр . Ошибки, связанные с неправильным подбором и монтажом дымовой трубы, могут снизить КПД самого лучшего котла с 95 до 60 %. Стоит сказать и о «плачущих» стенах в местах прокладки дымоходов, об угарном газе в доме, о перерасходе топлива.
Дымоход не должен быть построен как удобно каменщику или прорабу. Параметры дымохода рассчитывают с учетом мощности котла, температуры отходящих газов, типа горелки, установленной на котле, и высоты ствола .
В современном строительстве и при реконструкции все чаще применяют цилиндрические дымоходы из нержавеющей стали.
Стальные трубы имеют идеально гладкую поверхность, тогда как кирпичные дымоходы невозможно тщательно заделать изнутри, а неровности стен создают дополнительное сопротивление отходящим газам. Порог конденсатообразования в стальном дымоходе преодолевается за 1 – 2 минуты (в кирпичном – за 35 – 45 мин).
Столь длительное воздействие конденсата на стены дымохода при каждом включении котла приводит к их постепенному разрушению и проникновению конденсата внутрь здания. Внутренние стенки кирпичного дымохода впитывают продукты сгорания, которые при взаимодействии с конденсатом образуют кислотную среду, разрушающую дымоход. В металлических трубах этого не происходит.
Теплоизоляция кирпичного дымохода – процесс длительный и трудоемкий, в то время как металлические трубы утеплить гораздо легче либо можно применять предварительно утепленные трубы.
Большой набор соединительных элементов для стальных дымоходов позволяет монтировать системы любой степени сложности, легко решать проблемы с отводом конденсата и сделать процесс очистки быстрым и эффективным.
Дымоход из нержавеющей стали можно смонтировать в давно построенном доме, в проекте которого не была предусмотрена возможность отвода продуктов сгорания.

Нормативная база. Автономное отопление в жилищном строительстве.

При подборе и монтаже дымохода следует руководствоваться:

• ДБН В.2.5-20-2001 «ГАЗОСНАБЖЕНИЕ»
• «Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод. Л.: Энергия, 1977»
• СНиП 2-35-76 «Котельные установки»
• СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ

Сегодня говорить о каком то общем пути решения вопроса автономного отопления не приходится. Прежде всего, это связано с неурегулированной нормативной базой, – которая и должна являться гарантом правильного монтажа и эксплуатации газоиспользующего оборудования.
Вышеперечисленные документы разрешают установку бытовых газовых котлов, как с открытой камерой сгорания, так и с закрытой в многоэтажном жилищном строительстве. Для наглядности приведем некоторые выдержки из них:

• ДБН В.2.5-20-2001 «ГАЗОСНАБЖЕНИЕ» Ж. 18 Разрешается отвод продуктов сгорания в атмосферу через наружную стену газифицируемого помещения без устройства вертикального канала от отопительного газового оборудования с герметичной камерой сгорания.
• ДБН В.2.5-20-2001 «ГАЗОСНАБЖЕНИЕ» п. 6.34 Для отопления помещений жилых зданий высотой до 10 этажей включительно допускается предусматривать газовые камины, конвекторы, калориферы и другие типы отопительного газового оборудования заводского изготовления с отводом продуктов сгорания через наружную стену здания (по схеме, предусмотренной заводом-изготовителем).
• СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ» п. 3.10 Отопление жилых домов поквартирными малометражными котлами, которые работают на газе с отводом продуктов сгорания в дымовой канал, допускается только для жилых домов не выше 5 этажей.

При составлении ДБН «Газоснабжение» его не согласовали с МОЗ Украины. Практическая мгновенная реакция этого ведомства – письмо со ссылкой на многочисленные жалобы населения:

• МОЗ УКРВИНЫ от 08.12.2003 № 05.03.02-24/745 Ж. 18 – не подлежит выполнению при осуществлении государственного санитарно-эпидемиологического надзора. Котел должен быть оснащен в пределах квартиры и за её пределами вертикальным дымоходом.

Госстрой дает свое разъяснение по организации поквартирного отопления:

• ГОССТРОЙ УКРАИНЫ от 25.01.2002 № 2/4 – 57: По 3.10 СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ», п. 6.34 ДБН В.2.5-20-2001 «ГАЗОСНАБЖЕНИЕ».Требования этих нормативных документов распространяются только на новое строительство и реконструкцию жилых домов (при условии обустройства поквартирного отопления во всех квартирах дома).

В итоге продавцы, монтажники оборудования, а также не менее заинтересованные потребители остаются опять со своими проблемами наедине.
Тем не менее, Государственный комитет строительства, архитектуры и жилищной политики Украины своим письмом № 19/15-284 от 26.09.2000 гласит:
«В случае отказа потребителя от пользования услугами центрального теплоснабжения он имеет право разорвать договор и требовать отключения соответствующих сетей, но при этом он не должен нарушать санитарно-гигиенические, теплотехнические требования и эксплутационные показатели других квартир многоквартирных жилых домов».

Один из выходов из сложившейся ситуации для потребителя некачественных коммунальных услуг в сфере теплоснабжения – это обращение в судебные инстанции с целью защиты своих законных прав. Отстаивая своё право на уют и комфорт, среди массы Указов, Инструкций, Писем, Рекомендаций, на которые ссылаются в процессе согласований государственные органы, разобраться простому обывателю и доказать правоту своей позиции достаточно сложно. И все же, как показывает практика, возможно. Хочется верить, что количество таких прецедентов в будущем будет расти и станет основным фактором для принятия новых законодательных актов в сфере теплоснабжения, которые будут четко регламентировать вопросы автономного отопления.

Особенности отвода продуктов сгорания для навесных газовых котлов с естественной тягой.

Дымоход может быть: кирпичный, керамический, пластиковый, асбоцементный, алюминие

tehnashop.ru

Расчет дымовой трубы

Расчет дымовой трубы

Элементарное объяснение явления тяги было дано в гл. IV. Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.

В этой формуле удельный вес воздуха и газов γ_в и γ_г принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γ_г = γ_в=1,3 кг/нм³, ошибка получается ничтожной), получают

Когда задвижка открыта и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное

По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха. Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.

Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:

а) для железных нефутерованных труб

где D – суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.

Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Т_тр значением (Т_тр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.

Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.

Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:

откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.

Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле

Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :

Расчет дымовой трубы, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при t_в= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.

Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл. 52.

Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.

3D – тур по модульной котельной

Расчет дымовой трубы

Элементарное объяснение явления тяги было дано в гл. IV. Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.

В этой формуле удельный вес воздуха и газов γ_в и γ_г принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γ_г = γ_в=1,3 кг/нм³, ошибка получается ничтожной), получают

Когда задвижка открыта и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное

По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха. Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.

Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:

а) для железных нефутерованных труб

где D – суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.

Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Т_тр значением (Т_тр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.

Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.

Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:

откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.

Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле

Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :

Расчет дымовой трубы, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при t_в= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.

Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл. 52.

Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.

kotel-kvr.su

Скорость газов в дымовой трубе. Большая энциклопедия нефти и газа

При эксплуатации маломощных теплогенераторов, очень большое значение имеет такой фактор, как правильно спроектированный и корректно смонтированный дымоход. Естественно возникает необходимость расчета. Как и всякий теплотехнический расчет, расчет дымоходов бывает конструкционный и поверочный.

Первый из них представляет собой последовательность вложенных итераций (т.е. в начале расчета мы задаем некоторые параметры, такие как высота и материал дымохода, скорость дымовых газов и т.д., а потом путем последовательных приближений уточняем эти значения).

Однако на практике гораздо чаще приходится сталкиваться с необходимостью поверочного расчета дымохода, так как обычно котел подключается к уже существующей системе дымоудаления. В этом случае у нас уже есть высота дымовой трубы, материал и площадь сечения дымохода и т.д.

Стоит задача проверки совместимости параметров дымового канала и теплогенератора.

То есть необходимым условием корректной работы дымохода является превышение cамотяги над потерями напора в дымоходе на величину минимально допустимого разряжения в дымоотводящем патрубке теплогенератора. Величина естественной тяги зависит от многих факторов

• Формы поперечного сечения дымохода (прямоугольная, круглая и т.д.)
• Температуры дымовых газов на выходе из теплогенератора
• Материала дымохода (нержавеющая сталь, кирпич и т.д.)
• Шероховатости внутренней поверхности дымохода
• Неплотностей газохода, при сочленениях элементов (трещины в покрытии и т.п.)
• Параметров наружного воздуха (температура, влажность)
• Высоты над уровнем моря
• Параметров вентиляции помещения, где установлен котел
• Качества настройки теплогенератора – полноты сгорания топлива (соотношения топливо/воздух).
• Типа работы горелки (модуляционный или дискретный)
• Степени загрязненности элементов газовоздушного тракта (котла и дымохода)

Величина самотяги
В первом приближении величину самотяги можно проиллюстрировать на примере рис. 1 .

Где hc – величина самотяги;
Hд – эффективнаявысота дымохода;
в – плотность воздуха;
г – плотность дымовых газов.
Как видно из формулы , основную переменную составляющую образуют плотности дымовых газов и воздуха, которые являются функциями от их температуры.

Для того, чтобы показать насколько сильно величина самотяги зависит от температуры дымовых газов, мы приводим следующий график, иллюстрирующий эту зависимость (см. рис. 2 ).

Однако на практике гораздо чаще встречаются случаи, когда изменяется не только температура дымовых газов, но и температура воздуха. В таб. 1 приведены величины удельной самотяги на один метр высоты дымовой трубы в зависимости от температур продуктов сгорания и воздуха.

Естественно, что таблица дает весьма приблизительный результат и для более точной оценки (во избежание интерполирования значений) необходимо подсчитывать реальные значения плотности продуктов сгорания и окружающего воздуха.
в – плотность воздуха при рабочих условиях:

где tос – температура окружающей среды, °С, принимается для наихудших условий работы оборудования – летнего времени. При отсутствии данных принимается 20 °С;
вну – плотность воздуха при нормальных условиях – 1,2932 кг/м3.
г – плотность дымовых газов при рабочих условиях:

где гну – плотность продуктов сгорания при нормальных условиях, пр= 1,2 для природного газа можно принять – 1,26 кг/м3.

Для удобства обозначим, a=1/273
тогда

где 1 + a x t – температурная составляющая.
Для упрощения операций будем считать плотность дымовых газов равной плотности воздуха и сводим все значения плотности, приведенные к нормальным условиям на промежутке t = -20 +400 °С, в табл. 2 .

Практическое вычисление самотяги
Для вычисления естественной тяги необходимо уточнить среднюю температуру газов в трубе ϑcp. Температура на входе в трубу ϑ1 определяется из паспортных данных оборудования. Температуру продуктов сгорания на выходе из устья дымохода ϑ2 находят с учетом их охлаждения по длине трубы.

Охлаждение газов в трубе на 1 метр её высоты определяется по формуле:

где Q – номинальная тепловая мощность котла, кВт;
В – коэффициент: 0,85 – неизолированная металлическая труба, 0,34 – изолированная металлическая труба, 0,17 – кирпичная труба с толщиной кладки до 0,5 метра.
Температура на выходе из трубы:

где Hд – эффективная высота дымовой трубы в метрах.

Средняя температура продуктов сгорания в дымоходе:

На практике величину самотяги просчитывают для следующих граничных условий:
1. Для температуры наружного воздуха 20 °С (летний режим работы теплогенератора).
2. Если летняя расчетная температура наружного воздуха отличается более чем на 10 °С от 20 °С, то принимается расчетная температура.
3. Если теплогенератор эксплуатируется только в зимний период, то расчет ведется по средней температуре за отопительный период.

Для примера возьмем установку со следующими параметрами (рис. 3) :

• мощность 28 кВт;
• температура дымовых газов 125 °С;
• высота дымовой трубы 8 м;
• дымовая труба выполнена из кирпича.

Охлаждение газов в трубе на 1 метр её высоты по :

Температура дымовых газов на выходе из трубы по :
ϑ2 = 125 — 8 x 1,016 = 117, °С.
Средняя температура продуктов сгорания в дымоходе по :
ϑср = (125 + 117)/2 = 121, °С.
Величину самотяги вычисляем по :
hc = 8(1,2049 — 0,8982) = 2,4536, мм вод.ст.

Вычисление оптимальной площади поперечного сечения дымового канала

1. Первый вариант определения диаметра дымохода
Диаметр трубы принимается либо по паспортным данным (по диаметру выходного патрубка из котла) в случае монтажа отдельной дымовой трубы к каждому котлу, либо по формуле при объединении нескольких котлов в общий дымоход (суммарная мощность до 755 кВт).

Для цилиндрических труб определяется диаметр:

r – коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Газ: r = 0,016, жидкое топливо: r = 0,024, уголь: r = 0,030, дрова: r = 0,045.

2. Второй вариант определения диаметра дымохода (с учетом скорости продуктов сгорания)
Согласно Norma UNI-CTI 9615, площадь поперечного сечения дымохода можно вычислить по формуле:

где mг
д – массовый расход продуктов сгорания, кг/час.
Для примера рассмотрим следующий случай:

• Высота дымовой трубы 7 м;
• Массовый расход продуктов сгорания 81 кг/час;
• Плотность продуктов сгорания (при ϑср =120 °С) г = 0,8982 кг/м3;
• Скорость продуктов сгорания (в первом приближении) wг = 1,4 м/с.

По определяем ориентировочную площадь сечения дымового канала:
F = (0,225 кг/c)/(1,4 м/c x 0,8982) = 0,0178 м2 = 179 см2.

Отсюда вычисляем диаметр дымового канала и подбираем ближайший стандартный дымоход: 150 мм.

По новому значению диаметра дымовой трубы определяем площадь дымового канала и уточняем скорость дымовых газов.

wг = (0,225 кг/c)/(0,8982 кг/м3 x 0,01327 м2) = 1,89 м/c.
После этого проверяем, чтобы скорость дымовых газов укладывалась в диапазон 1,5-2,5 м/с.

При слишком высокой скорости дымовых газов увеличивается гидравлическое сопротивление дымохода, а при слишком низкой – активно образуется конденсат водяных паров.

Для примера просчитаем также скорость дымовых газов при нескольких ближайших типоразмерах дымохода:
Ø 110 mm: wг = 2,64 м/с.
Ø 130 mm: wг = 1,89 м/с.
Ø 150 mm: wг = 1,42 м/с.
Ø 180 mm: wг = 0,98 м/с.
Результат

www.kalinark.ru

2 Тяго-дутьевые устройства.

partner.sweephelp.ru

Скорость газов в дымовых трубах котельных. Большая энциклопедия нефти и газа

9. Аэродинамический расчет тракта дымовых газов

Метод аэродинамического расчета котельных установок используется для подсчета газовых и воздушных сопротивлений и для выбора дымовых труб и тягодутьевых устройств. При аэродинамических расчетах определяют перепады давлений на газовоздушных трактах подсчетом их сопротивлений и возникающей на данном участке или в установке самотяги.

Когда теплоноситель не изменяет агрегатного состояния, расчет аэродинамики состоит изопределения суммы потерь напора в местных сопротивлениях и потерь напора на трение:

Потери напора на трение, Па определяют по формуле Дарси-Вейсбаха:

где – коэффициент сопротивления трением, зависящий при турбулентном режиме от

шероховатости, а при ламинарном и турбулентном от числа Рейнольдса;

– длина участка, м;

– плотность газа, кг/м 3 ;

– средняя скорость потока, м/с;

– эквивалентный диаметр, м;

g – ускорение свободного падения, м/с².

часовой объем дыма от одного котельного агрегата по формуле:

– действительное количество дымовых газов при средней величине избытка воздуха в газоходе, м³/кг;

-расчетный расход топлива, кг/ч;

-плотность газового топлива, кг/м 3 ,определяемая по следующей формуле:

где V г д – средний объем продуктов сгорания при нормальных условиях и средней величине избытка воздуха в газоходе, м 3 /ч;

α – коэффициент избытка воздуха;

V 0 – теоретически объем воздуха для горения при α=1, м 3 /кг, м 3 / м 3 ;

ρ с г.т. – плотность сухого газа, кг/м 3 ;

Для действительных условий плотность газовоздушной смеси определяется по формуле:

,

где t г – температура газов у дымососа, 0 С, принимается равной температуре газов за воздухоподогревателем (при его отсутствии за экономайзером).

Определяют сечение дымовых боровов, задаваясь скоростью движения дымовых газов 10 м/с по формуле

,

где – объем дыма, м³/с;

– оптимальная скорость движения дымовых газов, м/с;

м²

м²

Действительная скорость движения дымовых газов:

Определяем потери напора в местном сопротивлении в Па на участке по формуле:

Определяем потери напора на трение на участке, Па, по формуле Дарси-Вейсбаха:

l – длина участка, м;

ρ – плотность газа, кг/м 3

ω – средняя скорость потока, м/с.

d – эквивалентный диаметр, равный для круглого сечения его диаметру и для некруглого определяемый по формулам, м

10. Расчет дымовой трубы

Для котельной следует иметь одну общую дымовую трубу для всех котлоагрегатов, стоящую отдельно от здания котельной, с возможностью присоединения к ней еще одного-двух котлов. Стальные трубы могут иметь высоту не более 45 м, и устанавливаются только на вертикально-цилиндрических котлах и водогрейных котлах большой теплопроизводительности башенного типа. При естественной тяге и сжигании природного газа высота дымовой трубы должна быть не ниже 20 м.

Скорость газов на выходе из дымовых труб определяется условием недопустимости задержки ветром газов в трубе («задувания») при естественной тяге и целесообразным выбросом газов на необходимую высоту. При искусственной тяге скорость истечения газов определяется материалом труб и их высотой с учетом необходимости выброса в верхние слои атмосферы. Ориентировочные значения скорости дымовых газов на выходе их дымовых труб приведены в табл…

Потери на трение в дымовой трубе (кирпичной или железобетонной), Па, (кгс/см 2), определяются из выражения:

λ – коэффициент сопротивления трения. Среднее опытное значение для бетонных и кирпичных труб с учетом кольцевых выступов футеровки равно 0,05, для стальных труб с диаметром d д.т. ≥2 м λ=0,015, а при d д.т

ω 0 – скорость, м/с, в выходном сечении трубы диаметром d д.т.

Ориентировочные значения выходных скоростей газов из дымовых труб, м/с

При искусственной тяге охлаждение газов в дымовой трубе не учитывается. Потеря напора с выходной скоростью, Па (кгс/см 2), определяется

,

ξ – коэффициент местных потерь на выходе из трубы, равный 1,1.

Задаваясь скоростью движения дымовых газов на выходе их дымовой трубы согласно данным табл… определяют диаметр устья дымовой трубы по формуле:

Диаметр основания определяем по формуле:

Определяем действительную скорость истечения дымовых газов, м/с:

Определяем самотягу дымовой трубы, Па:

Рассчитываем полезную тягу дымовой трубы, Па:

Определяем полное сопротивление газового тракта котельной установки, Па (кгс/см 2), суммированием сопротивлений отдельных элементов установки:

11. Выбор дымососа

Найдем производительность дымососа:

Найдем напор по формуле:

По полученным значениям напора и производительности выбираем дымосос типа ВД: марка – ВД–6; частота вращения n =1450 об/мин, к.п.д. – 65 %.

Определим мощность дымососа по формуле:

cok24.ru