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

Содержание

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 γв и γг принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γг = γв=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 Ттр значением (Ттр-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 tв= 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 γв и γг принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γг = γв=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 Ттр значением (Ттр-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 tв= 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

Опубликовано: 15.11.2009 | |

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.

6. Тяго-дутьевые устройства.

Для обеспечения нормальной работы котла необходимо непрерывно подавать в топку к горящему топливу воздух, обеспечивать определенную скорость движения горячих газов по газоходам котла и удалять из котла в атмосферу продукты горения.
Движение воздуха и дымовых газов в котле осуществляется с помощью тяго-дутьевых устройств. Тяго-дутьевые устройства включают в себя дымовую трубу, дымосос и дутьевой вентилятор. Дутьевой вентилятор служит для искусственной подачи воздуха в топку. Дымовая труба и дымосос служат для создания тяги в котельной установке. Существует два вида тяги: естественная и искусственная (принудительная). Естественная тяга-разность давления холодного наружного воздуха и горячих газообразных продуктов сгорания, заполняющих дымовую трубу, считая от уровня форсунок или газовых горелок до устья трубы. Естественная тяга тем сильнее, чем ниже температура атмосферного воздуха, выше температуры газообразных продуктов сгорания в дымовой трубе и больше высота дымовой грубы. Тяга измеряется тягомерами. Единицы измерения тяги в Паскалях (ПА) или в мм водяного столба (мм вод. ст.)
1 мм вод. ст. = 9.81 ПА= 10 ПА
Разряжение в топочной камере котла составляет 20—30 ПА (2-Змм вод. ст.), в основании дымовой трубы у котла с естественной тягой 100-300 ПА (10-30 мм вод. ст.). а у современных мощных котлов с искусственной тягой - 1 -2КПА 100-200 мм вод. ст.). Обычное разряжение в верхней части топочной камеры поддерживается 20-30 ПА (2-3 мм вод. ст.) при естественном поступлении воздуха в топку и 0,5-10 ПА (0,5 - 1 мм вод. ст.) при принудительной подаче воздуха дутьевым вентилятором.
В зависимости от способа отвода дымовых газов котлы могут быть с естественной уравновешенной тягой с поддувалом и высоконапорный. Котел с естественной тягой, в котором сопротивление газового тракта продолжается за счет разности плотностей атмосферного воздуха и газов в дымовой трубе.
Котел с уравновешенной тягой, в котором давление в топке и в начале газохода поддерживается совместной работой дымососов и дутьевых вентиляторов близким к атмосферному. Котел с поддувалом, в котором сопротивление газового тракта преодолевается работой дутьевых вентиляторов. Высоконапорный котел с поддувалом, избыточное давление газов на выходе из которого превышает 0,1 МПа (1 КГС/см:). Высоту трубы при естественной тяге рассчитывают для зимней и летней расчетной наружной температуры и выбирают из этих значение наибольшее. Скорость движения дымовых газов в трубе при естественной тяге должна находиться в пределах 6-10 м/с. Для котельных с чугунными и стальными котлами малой мощности проектируют одну (для всех котлов) дымовую трубу. Для отопительных котельных используют кирпичные и стальные трубы.
Стальные трубы состоят из отдельных звеньев, соединяемых с помощью сварки. В соответствии с противопожарными требованиями дымовая труба должна быть не менее, чем на 5 м выше всех окружающих зданий в радиусе 25 м. Высота дымовой трубы котельной, оборудованной золоулавливающими устройствами, должна быть не менее 20 м при среднесуточном расходе топлива до 0,278 кг/с и не менее 30 м при расходе топлива 0,278- 1,38 кг/с. Эти соотношения не относятся к котельным, работающим на древесном топливе и газе. При расположении в радиусе 200 м от котельной соседних зданий высотой более 10 м минимальную высоту дымовой трубы принимают 45 м. При 
Максимальная скорость газов при выходе из трубы при искусственной тяге допускается до 20 м/с, минимальная не должна быть меньше 6 м/с. Искусственная тяга создастся дымососами. Она применяется в тех случаях, когда дымовая труба не может обеспечить необходимой тяги или получается слишком высокой. При расположении котельных в жилом массиве устанавливать тягодутьевые устройства снаружи не рекомендуется.

Содержание - Назад - Вперед

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

Материал для дымовой трубы

Естественная тяга

Искусственная тяга

Высота дымовой трубы, м

Железобетон

Стальной лист

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *