Як виконується розрахунок димової труби: технічні

Ефективність опалювального котла в котельнях, як відомо, залежить від тяги. У свою чергу на силу тяги впливає рівень барометричного тиску, температура повітря на вулиці, температура продуктів горіння, а також параметри димовідвідної труби, розрахунок габаритів якої виконується з особливою точністю. У даній статті ми коротко розглянемо методику того як виконується розрахунок димової труби при природній тязі.

Загальні відомості

Димовідвідні труби будують з різних матеріалів, це може бути:

• цегла;
• Склопластик;
• залізобетон та ін.

Зокрема, останнім часом користуються популярністю модульні конструкції, виконані з нержавіючої сталі, які збираються з окремих частин, як конструктор. Вони досить міцні і довговічні, в той же час ціна матеріалів цілком прийнятна. Однак, незалежно від матеріалу конструкції, її монтаж виконують тільки після підготовки проекту, виконаного на основі ряду багатоступеневих розрахунків.

Проект дуже важливий, наприклад, при недостатній висоті димоходу, тяга в системі може виявитися занадто слабкою для підтримки процесу горіння в камері згоряння котла. Для усунення цього дефекту необхідно встановлювати димососи, які забезпечують штучну тягу, що призводить до додаткових витрат.

Крім того, важливим параметром димової труби є екологічність - відведення газів в атмосферу і подальше їх розсіювання має здійснюватися на висоті, що перевершує всі наявні в окрузі споруди.

Розрахунок димоходу має на меті визначення відразу декількох параметрів:

• Аеродинамічні дані;
• Визначення висоти;
• Розрахунок міцності.

Далі ознайомимося з особливо всіх цих розрахунків.

розрахунок димоходу

аеродинамічний розрахунок

Ця частина проектування дозволяє дізнатися пропускну здатність конструкції. Даний параметр повинен забезпечувати безпроблемний відведення продуктів згоряння при роботі котельні на повну потужність.

Неправильно розрахована пропускна здатність димоходу може стати причиною скупчення диму в котлі або тракті. Тому інженерні обчислення діаметра майбутньої споруди здійснюються фахівцями, які володіють відповідним профільною освітою.

Особливості визначення висоти труби

Як вже було сказано вище, при проектуванні димовідвідної конструкції необхідно обгрунтувати її розміри з екологічної точки зору. При цьому повинен бути врахований розрахунок розсіювання шкідливих речовин в навколишнє середовище, які утворюються в процесі згоряння палива.

Також слід зазначити, що розрахунок висоти димової труби котельні повинен відповідати санітарним нормам, які пред'являються до комерційних і заводським підприємствам. Причому, обов'язково повинна бути врахована фонова концентрація небезпечних елементів в атмосфері, яка була отримана в результаті функціонування інших джерел забруднень.

Крім цього, висота конструкції залежить і від ряду інших факторів, таких як:

• Метеорологічний режим атмосфери на ділянці розташування котельні;
• Температура газів, що відводяться;
• Середня швидкість повітряного потоку;
• Тепловий розрахунок;
• Аеродинамічний розрахунок;
• Рельєф місцевості та ін.

Зверніть увагу! Виходячи з допустимого обсягу викиду забруднень, визначається і оптимальна висота конструкції. У зв'язку з тим, що в більшості густозаселених пунктів обстановка неблагополучна, найчастіше спорудження зводять вище розрахункових даних, які відповідають мінімально можливого рівня. Що стосується малозаселених населених пунктів, то при визначенні висоти димаря орієнтуються на висоту споруд інших котелень.

Таким чином, на цьому етапі проектування визначається не тільки висота споруди, а й максимально допустиму кількість викидів в атмосферу.

тепловий розрахунок

Тепловий розрахунок виконують для визначення наступних параметрів:

• Температурного розширення матеріалу, з якого буде побудована конструкція;
• Максимальної температури зовнішнього кожуха конструкції;
• Типу і необхідної товщини теплоізоляційного матеріалу.

Міцність і стійкість

Отже, на тягу в першу чергу впливає:

• Діаметр споруди;
• Висота конструкції;
• Кількість палива, що спалюється в котельні.

Від усіх цих параметрів залежать габарити споруди, від яких, в свою чергу, залежить його фундамент.

Правда, крім габаритів, для розрахунку стійкості конструкції беруть до уваги такі фактори:

• Поведінка ґрунту;
• Сейсмічну активність;
• Снігові і вітрові навантаження.

Виходячи з усіх цих даних, визначають наступні параметри фундаменту:

• Його конструкцію;
• Площа підошви;
• Глибину закладення і ін.

Крім того, характеристики дозволяють не тільки виконати розрахунок фундаменту, але і визначити найбільш оптимальну форму і конструкцію ствола.

Розрахунок побутового димоходу

Для визначення параметрів димової труби побутової котельні своїми руками немає необхідності виконувати серйозні інженерні обчислення. Для цього можна скористатися спрощеною методикою.

Зверніть увагу! Щоб виконати такий розрахунок, необхідно знати потужність котла, тобто максимальна кількість палива, яке може прогоріти в ньому за годину. Даний параметр міститься в паспорті до обладнання.

Справа в тому, що всі показники побутових конструкцій приблизно однакові:

Виконуючи розрахунок конструкції, потрібно враховувати що тяга - це не що інше, як різниця щільності, яку має виходить газ і повітря, помножені на висоту конструкції. Звідси випливає, що діаметр споруди залежить від кількості палива, яке може прогоріти за годину, тобто від потужності котла.

В результаті інструкція по виконанню розрахунку виглядає наступним чином:

• Якщо потужність обладнання відома, то обсяг газів на вході в систему буде наступним - Vг = B * V * (1 + t / 273) / 360, (в м? / Сек).
• Так як швидкість пересування газів відома, можна обчислити площу перерізу димоходу за формулою - (F =? * D? / 4) = S (в м?)
• За формулою визначення площі кола, не важко буде знайти діаметр труби - dт = v4 * B * V * (1 + t / 273) /? *? * 360, в метрах.

Розглянемо приклад розрахунку димової труби побутового призначення. Припустимо, на колоснику камери згоряння за годину може прогоріти 10 кг дров вологістю 25 відсотків. У такому випадку при нормальних умовах обсяг газів становитиме 10 м? / Кг.

Температура газів на вході становить 150 градусів за Цельсієм.

Розрахунок діаметра виглядає наступним чином:

• На вході обсяг газів дорівнює - (10 * 10 * 1,55) / 360 = 0,043 м? / Сек.
• Тепер, можна дізнатися площа перетину труби, при тому, що швидкість газів становить 2м / сек. Для цього треба виконати такий розрахунок - (4 * 0,043) / 3,14 * 2 = 0,027 м ?.
• Якщо підставити всі отримані цифри в формулу знаходження площі круга, можна отримати шуканий діаметр - v4 * 0,34 * 0.043 * (1 + 150/273) / 3,14 * 10 * 360 = 0,165м.

Тепер можна виконати розрахунок тяги димаря:

• З огляду на, що за годину спалюється 10 кг палива, виконуємо розрахунок потужності в такий спосіб: Q = 10 * 3300 * 1,16 = 38,28 кВт.
• Тепловий коефіцієнт для розраховується труби дорівнює 0.34. Звідси можна обчислити втрати тепла на один метр - 0,34: 0.196 = 1,73 градуса.
• Від 5 метрового стовбура слід відняти 2 метри печі. В результаті температура газів на вході становитиме - 150 (1,73 * 3) = 144,8 градусів.
• Тепер можна отримати значення тяги. Наприклад, температура повітря становить 0 градусів, в такому випадку треба виконати наступний розрахунок -3 * (1,2932-0,8452) = 1,34 ммН2О (природний натиск газів). Цього значення цілком достатньо для нормального функціонування газовідвідної системи.

Дана методика розрахунку димової труби не така вже складна, як може здатися на перший погляд, але, в той же час, її досить, щоб виконати ефективну систему димовідведення для побутових котлів.

висновок

Правильний розрахунок необхідний для будівництва будь-димової труби. В іншому випадку система відводу продуктів горіння може функціонувати неефективно, або істотно забруднювати навколишнє середовище, що неприпустимо.

Для побутової димохідної труби виконати такий розрахунок можна самостійно, а ось проектуванням системи для промислового обладнання повинні професіонали. З відео в цій статті можна отримати додаткову інформацію з даної теми.