Розрахунок димових труб при природній тязі

Природна тяга. Загальний вигляд розрахунку.

Природна тяга здійснюється димарями. Чим вище труба, тим сильніше тяга, а при одній і тій же висоті труби тяга тим сильніше, чим вище температура газів, що входять в трубу, і чим нижче температура зовнішнього повітря.

Природна тяга застосовується в основному в тих випадках, коли висота труби не перевищує 50 м, проте остаточно в кожному окремому випадку питання вирішується в залежності від конкретних умов. Якщо труба обслуговує опалювально-виробничу котельню протягом всього року, то при визначенні висоти труби враховуються періоди з розрахунковими зовнішніми температурами для зими і літа; якщо труб а. обслуговує чисто опалювальну котельню, то слід враховувати періоди з розрахунковою зимовою температурою і з зовнішньою температурою кінця опалювального сезону. Таким чином, висота труби підраховується для двох періодів. Висоту димаря слід визначати за формулою.

де S - розрідження, створюване димарем, в мм вод. ст .; b - барометричний тиск у мм рт. ст .; tн - температура зовнішнього повітря; ѳср - середня температура газів в трубі.

З двох знайдених значень висоти труби приймають найбільше. Площа вихідного перерізу димової труби визначають з урахуванням швидкості руху димових газів, яка при природній тязі повинна знаходитися в межах 6-10 м / сек. Перш за все, задаючись швидкістю руху газів, визначають перетин труби для максимального навантаження, що відповідає розрахунковому зимового періоду, а потім по знайденому значенню вихідного перетину труби перевіряють швидкість руху газів при мінімальному навантаженні; остання по можливості не повинна бути нижче 3 м / сек.

Площа вихідного перерізу труби слід визначати за формулою

де В - максимальний і мінімальний витрата палива в котельні в кг / год (т. е. при зимовому і літньому режимах); VР - обсяг димових газів, що виділяються при спалюванні кг палива, в м 3;
ѳвих - температура газів у вихідному перерізі труби в град; wвих - швидкість газів у вихідному перерізі труби в м / сек.

(ІНФОРМАЦІЯ З: АЕРОДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОТЕЛЬНИХ УСТАНОВОК нормативна МЕТОД)

Розрахунок вихідного діаметра і висоти труби при природній тязі

Розрахунок вихідного діаметра і висоти труби при природній тязі обумовлюється різницею щільності повітря і продуктів згоряння (димових газів) в трубі. Щільність повітря залежить від його температури і вологості, тому влітку тяга димової труби знижується, а взимку зростає. При малих діаметрах стовбура труби втрати на тертя бувають дуже значними, але при великих діаметрах спостерігається зворотний потік атмосферного повітря, так зване задування в трубу.

Щоб звести до мінімуму негативні наслідки цих явищ, швидкість димових газів на виході з труби приймають в межах 5-8 м / с.

• Діаметр вихідного отвору труби при природній тязі визначають за формулою

гдеV1 - обсяг димових газів, м * / с; W0 - швидкість димових газів, м / с.

• Розрахунок вихідного діаметра і висоти труби при природній тязі (необхідну висоту димаря) для створення природної тяги визначають по формулі

Δhп - перепад повних тисків газового тракту, що не включає в себе при природній тязі Самотяга труби і її опір, Па;

1.2 - коефіцієнт запасу по тязі;

hдо - динамічний тиск при швидкості виходу з димової труби;

Δhтр - опір тертю в трубі, Па;

рв - плотпость зовнішнього повітря, кг / м 2;

р0 - Приведена щільність димових газів при нормальних умовах, кг / м 2;

273 - термодинамічна температура. ° С;

1,1 - коефіцієнт місцевого опору виходу;

12,93 - щільність сухого повітря при нормальних умовах, кг / м 2;

hбар - середнє барометричний тиск, мм рт. ст .;

t2 - середня температура димових газів в трубі, ºС.

Розрахунок вихідного діаметра і висоти труби при природній тязі (динамічний тиск) визначають по рис. 11, а щільність зовнішнього повітря за формулою

де tn - середня температура зовнішнього повітря в самий жаркий літній місяць, ºС.

Розрахунок вихідного діаметра і висоти труби при природній тязі (опір тертя циліндричної труби), Па, розраховують за формулою

де ʎ - коефіцієнт опору тертя, що дорівнює приблизно 0,015-0,03 для кефутероваппих димових труб і 0,05 для футерованих; р - щільність димових газів при середній температурі, кг / м 2.

Розрахунок вихідного діаметра і висоти труби при природній тязі (опір тертя конічної труби), Па, розраховують за формулою

де i - ухил димової труби; hдо - динамічний тиск на виході, Па; hд - динамічний тиск в нижньому перетині труби, Па. Динамічне тиск визначають за графіком (див. Рис. 11).

ДРУГИЙ МЕТОД (зі старих шпаргалок до госам):

При розрахунку димоходу визначають розмір поперечних перерізів димоходу і приєднувальних труби, а також величину розрядження перед газовими приладами. Поперечними перетинами попередньо задаються, приймаючи швидкість газів 1,5 ... .2 м / с. Про достатності прийнятих розмірів перетинів судять за отриманою величині розрядки перед приладами.

Тягу розраховують за рівнянням:

ΔрТ - тяга, створювана димарем, димоходом або вертикальним ділянкою приєднувальних труби, Па;

Н - висота ділянки, що створює тягу, м;

tНВ - температура зовнішнього повітря, 0С;

TТ - середня температура газів на ділянці, 0С;

рБ - барометричний тиск, Па.

Для визначення середньої температури газів слід знати зниження їх температури в результаті охолодження при русі по з'єднувальним трубах і димових каналів. З порівняння рівняння теплопередачі від газів до повітря, навколишнього димохід,

і рівняння теплового балансу для ділянки газоходу:

отримуємо наступну залежність для розрахунку охолодження відхідних газів:

k - середнє значення коефіцієнта теплопередачі для стін димоходу, віднесене до внутрішньої поверхні, Вт / (м20С);

Fв - внутрішня площа поверхні розрахункового ділянки димоходу, м2;

tух - температура відхідних газів при вході в димар, 0С;

tов - температура повітря, що оточує димохід, 0С;

Δt - падіння температури відхідних газів в розрахунковій ділянці, 0С;

Q - кількість теплоти, що віддається газами при охолодженні на величину Δt, Вт;

1,38 - середня об'ємна теплоємність димових газів, кДж / (м30С);

Qпс - витрата продуктів згоряння через димохід, м3 / год, віднесений до нормальних умов.

Розрядження перед газовим приладом визначається за формулою

гдеΔрГАЗ - розрідження перед газовим приладом, Па;

ΔрТР, ΔрМС - втрати тиску на тертя і місцеві опори при русі газів по з'єднувальним трубах, димоходів та димарі (величина Δрмс включає втрати тиску, пов'язані зі створенням швидкості при виході з труби).

Втрати на тертя розраховують за формулою

ΔрТР = λ * l / d * WУХ2 / 2 * ρУХ * (273 + Tср) / 273. Па.

Втрати на місцеві опори розраховують за рівнянням