Расчет самотяги дымовой трубы – . .

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы: формулы и примеры

Печь или камин неспроста называют «сердцем дома». Но приручение огня внутри жилой постройки предполагает целый ряд действий и длинный свод правил. Ведь любые ошибки в проектировании дымохода обходятся слишком дорого, начиная с удушливого дыма внутри помещения и заканчивая пожаром. И чаще всего все начинается с нарушения тяги и разрушения стенок дымохода, а затем возгораются прилегающие строительные конструкции.

Сегодня выполнение расчетов высоты дымовой трубы зачастую производят через специальные программы, хотя опытные специалисты обязательно проверяют полученные значения вручную, при помощи формул, с которыми есть смыл познакомиться ради душевного спокойствия.

Они не сложны, для их понимания достаточно школьных знаний геометрии и умения подставлять значения в нужное место. А мы, в свою очередь, постараемся объяснить вам, почему так важен каждый показатель для определения высоты дымоходной трубы, и как именно он на нее влияет.

Согласно всем строительным нормам и правилам, дымоход должен возвышаться над кровлей на определенном расстоянии. Это необходимо для того, чтобы воздуха на выступающих частях крыши ввиду завихрений не вызывал обратную тягу.

Обратную тягу воочию можно встретить в виде дыма, который валит из камина прямо вовнутрь помещения. Но и лишняя высота дымохода тоже не нужна, иначе тяга станет слишком сильной и тепла от такого камина не дождаться: дрова будут испепеляться, как спичка, не успевая давать жар.

Вот почему так важно рассчитать высоту дымоходной трубы максимально точно, в особенности учитывая направление действующих на местности ветров:

Если труба оказалась расположенной слишком близко к густым деревьям или высокой стене, ее необходимо нарастить асбестоцементной или стальной трубой.

В этом видео вы также найдете ценные советы по устройству дымохода и решения проблем с его высотой:

На саму силу тяги оказывают воздействие сразу несколько важных факторов:

• материал изготовления дымохода;
• высота фундамента над уровнем моря;
• температура дымовых газов на выходе из печи;
• форма поперечного сечения дымоходной трубы;
• гладкость или шероховатость внутренней поверхности;
• нарушение внутренней герметичности дымохода;
• температура и влажность наружного воздуха;
• вентиляция помещения с котлом или печью;
• полнота сгорания топлива;
• степень загрязнения котла (или печи) и дымохода;
• тип используемой горелки (модуляционная она или дискретная).

Первым делом вам нужно определить величину статической тяги дымохода, а измеряется в величине ∆p [Па]. Вот формула для расчета:

h[м]=(∆p·Tp·Tн)/(3459·(Tp-1,1·Tн))

Тр – это средняя температура в трубе, а

Тн – наружная температура. Измеряют ее по умолчанию в градусах по шкале Кельвина, но можно указать и по Цельсию, добавив +273.

Вычислить среднюю температуру не сложно. Обычно ее сообщают в технических данных к котлу, но важно также учитывать охлаждение. Это 1 градус на каждый метр кирпичной трубы, 2 градуса на метр стальной изолированной и 5 градусов на неизолированной.

При этом значение наружной температуры желательно брать то, что характерно для лета как самого проблемного времени для тяги:

Сделайте аэродинамический расчет и узнаете точную необходимую высоту и диаметр дымовой трубы. Сама по себе величина тяги означает разницу плотностей воздуха и дымового газа, умноженные на высоту дома. Именно 5 метров дымохода обеспечивают разрежение и тягу для дыма.

Но что делать, если высоту трубы уже выше ставить нельзя, а тяга по определенным причинам еще недостаточна? Такое нередко бывает, когда дымовые газы остывают слишком быстро, особенно в холодное время года. Тогда для восстановления тяги нужный участок трубы просто утепляют.

Также помните, что реальная тяга всегда меньше статической из-за сопротивления движения газов внутри стенок трубы. Чем уже проходное сечение дымохода, и чем больше в нем изгибов, горизонтальных участков и тому подобное – тем хуже будет тяга, ведь на тягу влияет потеря давления по всей длине трубы.

Еще одна проблема, связанная с высотой дымохода, заключается в холодном воздухе из камина. Так, когда он не работает, из него выпускают холодный воздух с улицы. Происходит это тогда, когда оголовок дымохода находится ниже окончания вентиляционной вытяжки, или когда мансарда слишком большая и плохо утеплена.

Идем дальше. Какие дымоходы сегодня устанавливают чаще всего? Это кирпичные, керамические и из изолированной и неизолированной стали.

И в первую очередь, при проектировании дымохода, вычисляют его его минимальные показатели пропускной способности. Если здесь допустить ошибки, дымовые газы станут скапливаться внутри трубы и доставлять немало проблем.

Общая схема расположения дымохода выглядит так:

Если температура отходящих газов невысока, как у современных низкотемпературных котлов, тогда в верхней части дымохода устанавливают так называемые электрические дымососы.

Они представляют собой небольшой вентилятор с лопастями. Такое устройство принудительно убирает продукты сгорания из трубы, усиливая, тем самым, силу тяги. И тогда сила тяги уже не влияет напрямую на высоту дымохода, ведь ее добиваются другим способом, а не «ловлей ветра».

Если дополнительного приспособления нет, тогда ветер ловить все-таки придется. И в этом случае нужно отталкиваться от имеющейся мощности котла, печи или камина, которые можно узнать из технической документации. Она выражается в том количестве топлива, которое сжигают за один час работы.

Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600

Результат получится в м³/с. Это – скорость движения газов в трубе. Сечение трубы вычисляем уже по такой формуле:

F = π∙d²/4

И полученное значение определяют в м². Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Остальные характеристики почти одинаковы у большинства отопительных приборов. Так, скорость выхода газов в дымоходе обычно не меньше, чем 2 метра в секунду, а температура газов на входе в трубы – от 150 до 200 градусов.

Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н₂О, или 4 Па:

Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.

Имеет значение также сам кровельный материал, а именно – его горючесть. Так, при пожаробезопасном покрытии высоту трубы следует увеличить на 1-1,5 метра, чтобы искры не долетали до кровли:

Большое значение также имеет то, насколько близко сам дымоход расположен к коньку кровли, парапету или других его элементов:

Итак, что касается возвышения дымовых труб над крышей, существуют такие правила:

1. Не меньше, чем 1,2 метра над плоской кровлей.
2. Не меньше, чем 50 см над коньком кровли, если труба расположена до 1,5 метра от конька.
3. Не ниже уровня конька, если труба расположена от 1,5 до 3 м от конька.
4. Не ниже линии, которую можно провести от конька вниз к горизонту под углом 10 градусов, если труба расположена от конька более 3 метров.

При этом дымовой канал должен находиться от других элементов строения на определенном расстоянии, минимум:

• 150 мм для труб с изоляцией;
• 500 мм для труб без изоляции.

Минимальная разрешенная высота трубы – 50 см. Но это слишком низкие трубы, которые разрешено ставить только на плоских крышах без каких-либо выступов. Если же крыша с более сложной конфигурацией, придется повозиться и учесть все выступающие части.

Так, если все эти части находится на расстоянии от 1,5 метров от самой трубы, тогда трубе достаточно быть просто выше, чем все эти элементы. Если они ближе, чем 1,5 метров, тогда дымоход должен превышать их высоту минимум на 59 см:

Существуют также свои правила монтажа дымохода через крышу и стену. Вот пример монтажа трубы прямо через кровлю:

Выдержать высоту дымохода в 5 метров от колосника топки до верхнего среза трубы не сложно, если был построен одно- или двухэтажный дом. Но проблемы возникают, если камин был установлен на верхнем мансардном этаже – здесь недостаточна высота потолка и чердака.

Немного по-другому происходит монтаж дымохода через стену дома или бани:

Отметим, что печи к дымоходам следует присоединять при помощи дымоходных труб длиной не более 0,4 м.

Одним словом, пропускная способность дымоходной трубы должна обеспечить беспрепятственное прохождение дыма и его выход в атмосферу. Причем здесь немаловажен и экологический момент, а именно, правильно ли продукты сгорания топлива рассеиваются в атмосфере.

Так, при строительстве коммерческих и заводских предприятий учитывают определенные санитарные нормы. А они зависят от погодных условий местности, типичной скорости потока масс воздуха, рельефа ландшафта и многих других факторов.

Итак, какое значение получилось у вас и равно ли оно точно 5 метрам?

krovgid.com

Аэродинамический расчет дымовой трубы: калькуляция оптимальных показателей

Содержание статьи

Дымовая труба — неотъемлемая часть частного дома или сельскохозяйственной постройки с камином или нагревательным котлом на твердом топливе. Аэродинамический расчет дымовой трубы и планирование ее размеров — обязательный этап создания проекта строительных. Грамотный расчет не только обеспечит конструкции надежность и долговечность, но и создаст условия для оптимального функционирования отопительной системы.

Актуальность расчета параметров дымовой трубы

Высота трубы и ее диаметр, как и материалы, из которых она сооружена, напрямую влияют на работоспособность конструкции. Высота трубы и ее проходимость стимулируют тягу, обеспечивающую хорошее горение и теплоотдачу. Ошибки конструкции, возводимой на десятилетия, повлекут массу негативных последствий:

• оседание сажи и золы на внутренних поверхностях;
• постепенное уменьшение диаметра трубы, приводящее к уменьшению тяги и попаданию угарных газов внутрь помещения;
• увеличение риска возгорания скопившихся смол и деформации или разрушения трубы из-за такого перепада температуры;
• повышение пожароопасности.

Конструкция печной трубы

Ошибки в расчетах прочности фундамента конструкции могут повлечь ее обрушение даже из-за порывов ветра. Расчет фундамента дымовой трубы и ее аэродинамических свойств при отсутствии навыков лучше доверить специалисту, так как эта задача в малоэтажном строительстве является одной из самых сложных.

Практический расчет параметров дымоотвода

При проектировании труб котельных и частных домов с печным отоплении в расчет берется ряд показателей:

• метеорологические и климатические особенности конкретной географической точки;
• рельеф местности и тип грунта непосредственно под постройкой;
• сейсмическая активность региона;
• ветровые и снеговые нормы и критические показатели;
• тип кладки самой печи и материал, использующийся в строительстве трубы;
• вид предполагаемого топлива, его теплоотдачу и температуру газов выводимых системой.

Эти данные, заложенные в расчет дымовых труб, дают возможность получить:

• данные для вычисления допустимой массы трубы и материала, из которого она может быть выполнена;
• оптимальные цифры диаметра;
• показатели необходимой высоты сооружения.

Конструкционные особенности дымоотводов

Для создания проекта строительства дымовыводящей трубы в частном доме печники используют сокращенную формулы вычислений.

Расчет диаметра

Основной показатель, являющийся фундаментальным для расчетов, — теплоотдача печи или котла. Она напрямую зависит от типа сжигаемого топлива и его количества, выжигаемого за промежуток времени. Эта характеристика в обязательном порядке указывается в паспорте печи, если она была приобретена у сертифицированного производителя. При самостоятельной кладке основания печи задача усложняется самостоятельным вычислением этих показателей. При типовой конструкции необходимый диаметр трубы можно вычислить последующей схеме:

1. Вычисление объема проходящих через воздухоотвод газов: Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600, в м³/сек;
2. Вычисление площади сечения прямоугольной, например кирпичной, трубы: F = π∙d²/4, в м²;
3. Калькуляция диаметра трубы круглой формы: dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600.

Для наглядности можно рассмотреть пример расчета дымовой трубы для типового котла со стандартными показателями:

• температура выводимой среды у основания трубы 150/200º;
• скорость передвижения газов внутри дымоотвода 2 метра в секунду;
• требования СНиП предусматривают высоту не менее 5 м от опоры колосника.
• напор газов в естественном состоянии примерно 4 Па.

Таблица размеров сэндвич трубы для дымохода

Детальная калькуляция будет выглядеть таким образом:

1. Условно взятый для расчетов тип топлива — дрова с влажностью 20%, сгорающие со скоростью 10 кг в час. V, то есть объем поступающих газов, составляет 10 м³/кг;
2. Температура среды на выходе с колосника составляет 150º;
3. По формуле проводимости Vг = (10∙10∙1.55)/3600 получаем первый показатель 0.043 м³/сек;
4. Необходимый диаметр при допустимой скорости 2 м/сек ищем формулой d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем коэффициент 0,027.
5. Исходя из формулы dт = √4∙0.34∙0.043∙(1+150/273)/3.14∙10∙3600 для данной круглой металлической трубы достаточно будет диаметра в 0.165 м. Он обеспечит нормальное функционирование конструкции.

Вычисление показателя самотяги

Перед монтажом конструкции необходимо проверить, насколько качественной будет тяга в возводимой трубе. Для частного малоэтажного строительства применяются следующие формулы:

1. Учитываем закладываемые ранее показатели объема сжигаемого за час топлива Q =10∙3300∙1.16 и получаем мощность 38.28 кВт;
2. Полученный ранее показатель теплопроводности в 0,34 калькулируем с метражом и теплопотерями 0.34:0.196=1,73º;
3. Так как из общей длины в 5 метров 2 занимает сама печь, то в формулу расчета потери тепла закладывается только 3 метра: 150-(1.73∙3)=144,8º;
4. Взяв за основу показатели плотности при нулевой температуре 1.2932 а при полученных 144,8º соответственно 0.8452, получаем цифру естественного напора газов в 1,34 ммН2О. Такая тяга обеспечит хорошее горение дров.

Правильная порядовка при строительстве печи гарантирует хорошую тягу

Расчет высоты печной трубы

Хорошую тягу обеспечит только труба с оптимальной высотой: слишком низкая конструкция, как и слишком высокая, в которой газы остывают при прохождении по дымоотводу, качественную работу печи обеспечить не может.

1. Длина трубы от основания до верха не должна составлять менее 5 метров, это требование закреплено в стандарте как профилактика возгораний.
2. Дымоход на плоской кровле должен превышать ее высоту на 0,5 метра.
3. Труба, которая располагается на удалении не более 1,5 м от конька, должна его превышать на 0,5 м. В этом случае обязательно необходимо провести расчет дымовой трубы на устойчивость и дополнительно закрепить конструкцию растяжками, берущими на себя нагрузку порывов ветра.
4. Труба, удаленная от конька не далее 3 метров, должна совпадать с ним по высоте.

Примеры расчета высоты печной трубы

Коэффициентом, на который предлагают ориентироваться профессионалы, является угол в 10 градусов между плоскостью конька и срезом верхней точки трубы.

Кладка печей, как и все сопутствующие работы, — сложный процесс, требующий опыта и теоретической подкованности. Каждый из показателей имеет свое значение, влияние на продуктивность работы теплосистемы и безопасность. При отсутствии навыков эту часть работ стоит доверить профессионалам.

Видео-совет по определению высоты печной трубы

Понравилась статья? Поделитесь ей:

trubsovet.ru

методика расчета тяги, высоты при естественной тяге, диаметра устья

Содержание:

Проектирование любой котельной промышленного или бытового назначения предполагает монтаж одной дымоходной трубы для всего оборудования. Самым важным моментом при составлении проекта  являются расчеты аэродинамических параметров дымовой трубы.

Трубная конструкция может быть кирпичной, стеклопластиковой или железобетонной. Сталь для ее изготовления используются только в том случае, если подобный выбор оправдывается технической и экономической выгодой.

Основные параметры дымовой трубы промышленного назначения

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

Вычисление аэродинамических показателей

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Размер конструкции по высоте

Расчет высоты трубы котельной должен быть экологически обоснован. Этот параметр высчитывается на основании данных, которые показывают рассеивание в атмосферных слоях вредных продуктов, образующийся в процессе сгорания топлива. Читайте также: “Какой должна быть дымовая труба котельной – виды, особенности, стандарты и преимущества вариантов”.

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы при естественной тяге необходимо проводить с соблюдением определенных Санитарных Норм и Правил для предприятий коммерческого и заводского типа. При этом особое внимание уделяется фоновой концентрации вредных выбросов. Читайте также: “Какая высота дымовой трубы нужна над крышей – нормы и правила”.

Последний параметр зависит от следующих факторов:

• Метеорологический режим атмосферы в определенном регионе.
• Скорость движения воздушного потока.
• Рельефные особенности местности.
• Температурные значения отводимого газа.

В процессе проектирования конструкции для отвода вредных продуктов сгорания топлива определяются такие показатели:

• Оптимальный размер трубы по высоте.
• Максимальное допустимое значение объема вредных выбросов в атмосферный слой.

Показатели прочности и устойчивости трубы

Конструкция трубы также определяется соответствующими расчетами, которые предусматривают комплексное вычисление оптимальной устойчивости и прочности конструкции.

Эти расчеты необходимо проводить для того, чтобы определить способность дымовой трубы противостоять воздействию следующих факторов:

• Сейсмическая активность.
• Поведение почвы.
• Нагрузки от ветра и снега.

Во внимание принимаются и другие функциональные особенности трубы:

• Масса конструкции.
• Колебание оборудования динамического характера.
• Расширение под воздействием определенной температуры.

Определение прочностных характеристик позволяют сделать правильный выбор конструкции и формы дымовой трубы. В соответствии с поведенными вычислениями выполняют расчет основания под возводимое сооружение: определяется его конструкция, величина заглубления и площадь подошвы.

Тепловые расчеты

Теплотехнические расчеты проводятся с определенной целью:

• Определить показатели расширения исходного материала под воздействием определенной температуры.
• Установить температуру наружной оболочки.
• Выбрать тип и толщину утеплительного материала.

Расчет размеров бытовой дымовой трубы

Важный параметр бытового устройства для отвода вредных продуктов сгорания топлива – это диаметр устья дымовой трубы, то есть размер ее верхней части. Для определения значений этого показателя не нужно выполнять сложных расчетов, достаточно учесть некоторые данные и выполнить расчеты по несложной схеме.

При известном количестве сжигаемого топлива по специальной формуле можно определить объем входящих в трубу газов.

Зная, с какой скоростью газы передвигаются по трубе, можно вычислить площадь ее сечения. А воспользовавшись формулой определения площади круга, не сложно найти наружный диаметр трубы.

Основное значение имеет мощность котла, другими словами, какое количество топлива может сгорать за час в определенном устройстве. Такие данные обязательно указывает производитель в паспорте оборудования.

Другие данные для бытовых конструкций, необходимые для выполнения расчетов, имеют примерно одинаковое значение:

• Температурные показатели входящих в трубу газов – 150-200⁰С.
• Скорость движения газов по дымоходу – 2 м/с и более.
• Размер по высоте дымовой трубы на бытовой котельной  должен быть не менее 5 метров от колосника. Эта величина контролируется Санитарными Нормами и Правилами.
• Естественный напор отводимого газа – не менее 4 Па на 1 метр.

В некоторых случаях возникает необходимость произведение расчета тяги дымовой трубы. Эта величина определяется произведением высоты сооружения на разность между плотностью воздуха и аналогичным параметром дымового газа.

Зная количество сжигаемого топлива, рассчитывается мощность котла или другого оборудования.

Принимая во внимание определенное значение теплового коэффициента, высчитывают тепловые потери трубы на 1 метр.

На основании постоянных значений и полученных результатов вычисляют значение естественного напора выходящего газа.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что методика расчета дымовой трубы и бытового, и промышленного назначения позволяет определить важные параметры возводимой конструкции.

trubaspec.com

Что такое «самотяга» дымовой трубы?

Расчет тяги трубы.

1) , где

;

~100м

2) ΔТ=0,65·К — на каждые 100 м высоты

барометрическая формула.

«Самотяга» – это явление, приводящее к снижению требуемого напора дымососа и связанное:

1. С перепадом барометрического давления на дымовой трубе.

2. С разностью плотностей дымовых газов и атмосферного воздуха вследствие которой появляется архимедова сила.

• Способы регулирования производительности нагнетателей, их преимущества и недостатки.

Базовые методы:

Регулирование без изменения частоты вращения:

Регулирование с изменением частоты вращения:

Регулирование без изменения частоты вращения:

При дросселировании потребляемая мощность пропорциональна степени дросселирования. При этом большая часть мощности привода тратится на преодоление сопротивления дросселя. Величина потерь зависит от крутизны напорной характеристики.[Полностью открытый дроссель в вентиляторных установках практически не создает сопротивления в отличии от входного направляющего аппарата с открытыми лопатками.]

При регулировании в ВНА давление в отличии от дросселирования падает, поэтому экономичность способа выше. Для вентиляторов с лопатками вперед глубина регулирования при одном угле поворота лопаток в ВНА больше чем для вентиляторов с лопатками назад (при одном размере колеса и одной частоте вращения). Экономичность регулирования в ВНА мало зависит от числа лопаток, которых обычно 8–12 шт. [ВНА дросселирует поток даже при полностью открытых лопатках, снижая КПД. по сравнению со свободным всасом на 2%. Поэтому нерабочие ВНА целесообразно снять. ВНА значительно сложнее шибера и его ремонт требует до 8 чел/час.]

Регулирование с изменением частоты вращения:

При изменении частоты ротора нагнетателя в пределах допустимого поля характеристик его КПД практически не меняется, поэтому способ является самым экономичным.

При постоянной частоте вращения привода изменение частоты вращения ротора достигается:

• Изменением передаточного числа с помощью ременного вариатора.

• Использованием электромагнитной муфты – индукционной муфты скольжения (ИМС).

• Гидромуфты.

Использование муфт ведет к потерям скольжения электромагнитной или гидравлической природы. В вариаторах потери скольжения возникают косвенно. Потери скольжения трансформируются в тепло, которое требует отвода. На перемещение теплоносителя дополнительно затрачивается электроэнергия. При использовании вариаторов передаваемая мощность обычно не превышает 200 кВт. Частота вращения меняется изменением передаточного числа пары шкивов.

Изменение частоты вращения привода достигается при использовании многоскоростных двигателей или при использовании преобразователей частоты (ПЧ).

ПЧ делятся на автономные инверторы напряжения (АИН) и автономные инверторы тока (АИТ) в зависимости от того, что выпрямляется в звене постоянного тока. ПЧ состоит из трех частей: выпрямителя, фильтра, инвертора. К АИН относятся преобразователи серии: ПЧШ и ЭКТ, к АИТ — ПЧТ и ПЧР.

ПЧ в отличии от остальных устройств могут обслуживать группу нагнетателей, кроме того они не связаны территориально с самим нагнетателем, поэтому не увеличивают габариты установки и располагаются в отдельном помещении. ЧП рассчитаны на долговременную эксплуатацию (срок службы 20 лет, наработка на отказ 4000 часов, ресурс 25000 часов). КПД ЧП выше, чем у других регуляторов частоты вращения (при мощностях до 20 кВт η=0,9, при больших до η=0,93).

3. Параллельная работа нагнетателей с отключением части нагнетателей при снижении нагрузки.

Преимущество: экономичность.

Недостаток: ограничения по единичной мощности нагнетателей 150-200 кВт.

4. Дросселирование.

Преимущество: простота.

Недостаток: низкая экономичность вследствие превышения напора и падения КПД при регулировании.

5. Закрутка потока входным направляющим аппаратом.

Преимущества: экономичность, простота.

Недостаток: сложность исполнения в случае многоступенчатых машин.

6. Изменение частоты вращения.

Преимущество: высокая экономичность.

Недостаток: высокие капитальные затраты.

studfiles.net

Сопротивление дымовой трубы. Расчет самотяги.

Количество просмотров публикации Сопротивление дымовой трубы. Расчет самотяги. – 94

Суммарный расход газов от всех подключенных к трубе котлов при номинальнои̌ нагрузке и скорости газов на выходе из трубы, м3/с: (56)

nk – число котлов, nk=2 шт.

.

Принимаем скорость .

Диаметр трубы расчетный верхний, м: , (57)

.

 

Скорость газов на выходе из дымовой трубы и высота трубы определяют условия рассеивания газов в районе расположения котельнои̌. Максимальная концентрация вредных газов уменьшается с увеличением высоты трубы и выходнои̌ скорости газов.

Принимаем стальную трубу с диаметром 0,8 м. и высотой H=20 м.

Проверка скорости:

попадаем в нужный диапазон.

Сопротивление трения для кирпичнои̌ трубы Па:

, (59)

где коэффициент трения для стальнои̌ трубы l=0,02.

Местные сопротивления [2. формула (7.9)], Па: ,

где – коэффициент местного сопротивления, для всех труб .

Величина самотяги для дымовой трубы [2. формула (7.11)], Па:

, (60)

где Н – высота дымовой трубы, м;

tтр– средняя температура газового потока на данном участке (в дымовой трубе), °С;

g – ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;

– температура наружного (холодного) воздуха, °С.

.

.

.

Сопротивление дымовой трубы:

Проверка на подсос воздуха в тракте:

Т.к. на выходе из дымососа отрицательное давление – продукты сгорания не будут просачиваться в помещение котельнои̌.

referatwork.ru

Расчет дымовой трубы

Таблица 17

Расчет дымовой трубы

Наименование величин	Услов-ные обозна-чения	Расчетныя формулы или основания			Резуль-тат
		Общий вид	Числовые значения
Число котлов установленных в котельной	n	принимаем	–	3
Высота дымовой трубы, м		[6, с. 251]	–	30
Часовое количество дымовых газов проходящих через дымовую трубу,			10616	31848
Скорость истечения дымовых газов из трубы,		[2, с. 263]	–	12
Диаметр устья дымовой трубы в свету, м				0,968
Ближайший рекомендуемый диаметр устья трубы, м		[6, с. 253]	–	1

Продолжение табл.17

Действительная скорость истечения дымовых газов из трубы,				11,26
Средний уклон внутренних стенок трубы		[6, с. 253]	–	0,02
Диаметр основания трубы в свету, м				1,6
Самотяга дымовой трубы,			0,787	12,57
Сопротивление трения дымовой трубы,				1,017
Динамическое давление, требуемое для создания нужной скорости газов на выходе из трубы,				5,59
Сумма потерь давления в трубе,	–			6,61
Полезная тяга дымовой трубы,				5,96

2. Расчет сопротивления воздушного тракта

Действительный расход воздуха, проходящий через тракт котельной установки, определим по формуле:

=В_р∙∙∙= 483∙9,47∙1,1∙= 5600

Таблица 18

Воздушный тракт

Рассчитываемая величина	В окружающей среде	Перед дутьевым вентилятором
Температура воздуха
Действительная плотность воздуха		1,165
Действительный расход воздуха,	–	5600

Рис. 13. Схема воздушного тракта к аэродинамическому расчету котельной установки:

1 – заборное окно; 2 – колено 90˚; 3 – отвод 90˚; 4 – диффузор за вентилятором;

5 – колено 60˚; 6 – колено 90˚; 7 – тройник 90˚; 8 – горелка.

Таблица 19

Сопротивления воздушного тракта

Наименование участка	Действи-тельный объем дымовых газов, м3/ч	Площадь попереч-ного сечения участка, м2	Скорость движения воздуха, м/с	Динами-ческое давление, кгс/м2	Коэффи-циент местного сопротив-ления	Сопротивление участка, кгс/м2
Заборное окно	5600	0,31	5	1,539	0,2	0,308

Продолжение табл.19

Колено 90˚,	5600	0,239	6,5		2,51	0,6	1,506
Отвод 90˚,	5600	0,239	6,5	2,51		0,3	0,753
Диффузор за вентилятором (15˚)	5600	0,13	12	8,55		0,1	0,855
Колено 60˚	5600	0,194	8	3,8		0,6	2,28
Колено 90˚,	5600	0,194	8	3,8		1,4	5,32
Тройник 90˚	2800	0,139	5,6	1,862		2,0	3,724
Горелка	2800	–	–	–		–	100,0
Итого							114,75

Далее необходимо по результатам расчетов сопротивлений дымовой трубы и воздушного тракта подобрать дымосос и дутьевой вентилятор соответственно.

studfiles.net

Расчет дымохода: формулы

При устройстве дымохода необходимо помнить, что большое значение имеет не только материал его изготовления, но и параметры трубы. Сам расчет дымохода включает в себя определение высоты ствола, диаметр будущей трубы, сечение, предельные температуры и объемы для газа на входе и на выходе.

Одной из важных задач при строительстве частного дома является установка в нем дымохода. Дымоход необходим, потому что через него выходят вредные продукты сгорания.

Стоит рассмотреть примеры расчетов таких дымовых конструкций для печей, отопительного котла или камина с учетом того, что изготовлены они из металла.

Классификация дымоходных систем

Дымоходы классифицируются на: кирпичные, стальные, полимерные и керамические.

Сегодня используются дымоходные системы самых различных конструкций, они могут быть изготовлены не только из традиционного кирпича, но и из керамики, металла, полимеров.

Наиболее популярными являются на данный момент металлические трубы цилиндрического сечения, так как именно они обеспечивают эффективную, правильную работу всей системы.

Классификация дымовых труб по используемым материалам включает в себя:

• кирпичные прямоугольные с толщиной стенок в один-два слоя. Сегодня все чаще встречаются комбинированные, имеющие металлические вставки в стенках;
• сборные из нержавеющей стали, состоящие из многих элементов, в том числе тройников, колен, переходников и прочего;
• керамические системы специально для котельных. У них есть один большой минус — большой вес труб, требующих установки специального отдельного фундамента под них;
• полимерные дымоходные системы являются относительной новинкой, использовать их можно для колонок, где температура газов на выходе не превышает 250 °С. Этого вполне достаточно для бытовых отопительных систем, работающих от газа.

Вернуться к оглавлению

Внутреннее сечение

Формы поперечного сечения дымоходов: а — наиболее оптимальная форма дымохода, б — хорошая форма дымохода, в — допустимая форма дымохода, 1 — места отложения сажи.

Важно при сооружении конструкции правильно определить ее сечение. Самой оптимальной формой является цилиндр, но многое зависит и от материала, из которого будет изготавливаться труба, и от конструкции печи. Рассмотрим основные формы, которые может принимать сечение:

• прямоугольные дымоходы большого размера способствуют возникновению вихрей, особенно при большой скорости тяги. То есть движение газов здесь затруднено. Сегодня такие конструкции выполняются только из кирпича, но использование их наблюдается все реже;
• для каминов прямоугольное сечение является предпочтительным, так как позволяет сохранить тепло, но площадь сечения должна быть как можно меньшей, чтобы обеспечить нормальный выход газов;
• для отопительных котлов и печей рекомендуется использовать цилиндрические дымоходы, которые позволяют обеспечить не только правильный отвод газов, но и быстрый прогрев всей системы. Тяга здесь лучше, а это оказывает положительное влияние на работу самого котла. Именно такое сечение необходимо применять для бытовой отопительной системы.

Чтобы узнать сечение дымохода, необходимо учесть множество факторов, оказывающих влияние на саму конструкцию. Подбор высоты трубы зависит от следующих параметров:

• метеорологический режим местности;
• ветровые нагрузки, то есть скорости воздушных потоков;
• рельеф;
• температура газов при входе и выходе.

При проектировании надо учесть максимальный выброс газов, который разрешен в данной местности и оптимальную высоту. Сечение дымохода из различного материала можно узнать из формулы (она приведена ниже), а нормативные показатели для выбросов лучше узнать в местных органах самоуправления.

Вернуться к оглавлению

Формулы для расчета бытового дымохода

Для расчета дымохода на сегодняшний день существуют специально разработанные программы.

Сегодня существует множество специальных программ, при помощи которых можно рассчитать бытовые дымоходы, есть и сложнейшие формулы, но применение их довольно редкое, пользуются такими расчетами преимущественно только специалисты. В быту для домашних котлов или камина можно воспользоваться упрощенной схемой.

Чтобы произвести такой упрощенный расчет, необходимо знать теплоотдачу, то есть мощность печей или котлов. Это значение выражается в количестве топлива, которое сжигается на один час работы котлов, данные эти указываются в паспорте к оборудованию.

Среди остальных параметров, которые необходимо знать, чтобы рассчитать дымовую трубу, следующие:

• температурное значение для газов при входе — 150-200 °С;
• скорость движения газов по дымоходной системе — от 2 м/с;
• высота дымоходной системы — согласно СНиП, составляет от 5 м от уровня колосника;
• уровень естественного напора газов из расчета на 1 м — от 4 Па (то есть, от 0,4 мм Н₂О).

Формула расчета самотяги дымохода.

Чтобы рассчитать величину самотяги, надо разность плотностей воздуха и дымового газа умножить на высоты трубы. То есть, диаметр полностью зависит от того, какой объем топлива сжигается за час работы печи.

Представьте, что количество объема топлива уже известно, тогда расчет для объема газов, которые поступают на входе, вычисляется таким образом:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600,

полученное значение определяется в м³/с.

Теперь, когда известна скорость движения газов, можно приступить к вычислению площади (сечения) для трубы, печи или камина по формуле:

F = π∙d²/4,

полученное значение определяется в м².

Зная формулу для площади круга, можно определить и диаметр для круглых дымоходных труб для камина и котлов:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600,

полученное значение определяется в м.

Пример расчета дымохода.

Пример расчетов, каким показателям должен удовлетворять металлический дымоход:

• представьте, что в топке сжигается объем обычных дров с влажностью 25% в количестве 10 кг/ч;
• объем для газов трубы печи при нормальных условиях составляет 10 м³/кг с учетом коэффициента избытка воздушной массы;
• температура на входе трубы печи для газов равна 150 °С;
• используя формулу, произведите расчет дымохода: Vг = (10∙10∙1,55)/3600=0,043 м³/с. Это объем газов, которые поступают внутрь;
• принимая скорость газов за 2 м/c, можно произвести расчет для диаметра трубы: d² =(4∙0,043)/3,14∙2=0,027;
• теперь подставьте эти значения в формулу и получите значение для диаметра дымохода для печи или камина: dт = √4∙0.34∙0,043∙(1+150/273)/3,14∙10∙3600 получается 0,165 м. То есть, диаметр дымохода для камина составляет 0,165 м.

Вернуться к оглавлению

Теперь приступайте к расчетам по определению самотяги

• сначала необходимо узнать, как именно охлаждается газ на каждый м трубы для камина или печи. Зная, что количество сжигаемого топлива составляет 10 кг/ч, проведите расчет для мощности печи: Q =10∙3300∙1,16= 38,28 кВт;
• тепловой эффект трубы равен 0,34, то есть потери на каждый м составляют 0,34/0,96=1,73 °С;
• из общих 5 м для дымохода печи либо котлов отнимите 2 м, которые уходят к конструкции самой печи, на выходе из оставшихся 3 м ствола получается, что температура газа равна: 150-(1,73*3) =144,8 °С;
• самотяга в нормальных условиях при 0 °С составляет 1,2932, а при температуре на выходе в 144,8 — 0,8452. Выполните расчет: 3*(1,2932-0,8452) получится 1,34 мм Н₂О. То есть естественный напор для газа будет составлять 1,34 мм Н₂О, что допустимо для нормальной эксплуатации дымоходной трубы для бытовых котлов, камина либо печи.

При сооружении дымохода необходимо обязательно учитывать не только особенности его конструкции, но и произвести все расчеты, чтобы узнать сечение трубы, диаметр, допустимые температуры газов на выходе. Все это позволит организовать безопасную эксплуатацию, определить предельные значения. При проведении расчетов надо не забывать о том, что конструкции всех труб различаются, расчет для металлической либо кирпичной будет несколько иным.

1poteply.ru