Càlcul aerodinàmic dels paràmetres de xemeneia de la sala de calderes

La xemeneia és part integrant d’un sistema únic, incloent una instal·lació que genera calor, conductes i canals. Una xemeneia proporciona una dispersió a l’atmosfera d’emissions nocives contingudes en els gasos de combustió. El càlcul aerodinàmic dels paràmetres de la xemeneia de la sala de les calderes s’ha de fer de manera que el sistema compleixi efectivament les seves funcions i no suposi una amenaça per a la salut humana.

L'elecció d'una canonada per a una sala de calderes i la seva instal·lació es realitzen només d'acord amb els resultats de càlculs previs, per als quals s'utilitzen fórmules especials o programes informàtics

Com es fa el càlcul dels paràmetres de la xemeneia de la sala de les calderes mitjançant programes informàtics

El càlcul aerodinàmic de la xemeneia per a una sala de calderes industrials és un procés molt complex i problemàtic. Actualment, aquests càlculs es realitzen mitjançant diferents programes informàtics que tenen en compte moltes condicions de funcionament dels equips. Els càlculs tenen com a objectiu que, a la càrrega màxima de la caldera, l’emissió dels residus de combustió del combustible processat passi lliurement per la canonada per a la seva posterior eliminació a l’espai atmosfèric. Mitjançant el càlcul informàtic, es pot determinar de manera fiable el mínim rendiment de xemeneies. Els errors de realització d’aquests càlculs són extremadament indesitjables, ja que poden provocar una acumulació perillosa de gasos.

El càlcul de la xemeneia mitjançant un programa informàtic implica la introducció al sistema dels indicadors declarats relacionats amb:

• potència de la caldera;
• temperatura de sortida del gas indicada al passaport. Si aquestes dades no estan disponibles, és habitual utilitzar un valor de 200º C;
• temperatura exterior. Per encendre la calefacció, pot arribar a + 8º С, subministrament d'aigua calenta - + 20º С;
• Eficiència de calderes d’aquest tipus. A falta d’aquestes dades contingudes al passaport d’equips, el càlcul es realitza amb un valor igual a 0,92;
• relació de massa d’excés de metxa. Si no es proporcionen dades, s'utilitza l'indicador 1.4;
• tipus de combustible;
• la longitud de les xemeneies procedents de l’equip de la caldera;
• el material emprat per fer la xemeneia;
• temperatura ambient;
• la forma de la xemeneia;
• la mida de la xemeneia, etc.

El tipus de canonada i les seves dimensions depenen del tipus de caldera i de la seva potència

Després d’introduir totes les dades, el programa informàtic realitza el càlcul de tracció natural (tracció). Si resulta que es produeixen grans pèrdues, cal fer canvis en el disseny relacionat amb la seva forma, diàmetre, alçada.

Indicadors per al càlcul aerodinàmic de la xemeneia

Les xemeneies de cases de calderes i cases particulars amb una caldera de combustible sòlid (xemeneies) requereixen un càlcul acurat tenint en compte diversos indicadors:

• característiques climàtiques de la zona;
• el terreny i el tipus de sòl sobre el qual s’està construint l’edifici;
• activitat sísmica regional;
• velocitat del vent i taxes de precipitació, així com valors crítics;
• tipus de forn de maçoneria;
• vibracions dinàmiques dels equips;
• el material a partir del qual es construirà la xemeneia i la seva expansió tèrmica;
• tipus de combustible, la seva transferència de calor;
• característiques tècniques inherents a la caldera;
• temperatures de sortida del gas.

Mitjançant aquestes dades, podeu calcular:

• alçada de l'estructura;
• diàmetre òptim;
• la massa admissible que pot tenir la xemeneia construïda i, per tant, triar un material adequat per a la disposició de l'estructura.

Els resultats del càlcul determinaran el diàmetre de la futura xemeneia, la seva alçada i pes

L’altura i la passabilitat correctament calculades, la selecció de formes i materials contribuirà a la tracció natural, proporcionant una bona transferència de calor. El correcte càlcul és facilitat per la participació d’especialistes professionals. La manifestació de negligència derivarà en errors estructurals, a causa dels quals:

• les superfícies internes estaran exposades a una sedimentació excessiva de sutge i cendra;
• la secció interna disminuirà gradualment, cosa que comportarà un debilitament de la tracció i la penetració de formacions de gas de monòxid de carboni a l’interior;
• augmentarà la possibilitat d'encesa de resines acumulades i deformació de les canonades causades per diferències de temperatura;
• augmentarà el perill d’incendis.

Xemeneia per a una sala de calderes: disseny i tipus (tipus)

És impossible fer el càlcul de l’altura de la xemeneia de la sala de la caldera i els seus altres paràmetres sense tenir en compte les característiques del seu disseny, compost per:

• fonamentació i suport;
• presa de gas;
• aïllament tèrmic;
• protecció anticorrosiva;
• el dispositiu que introdueix els furs.

Per a la instal·lació de la xemeneia s’utilitzen canons de maó, ceràmica, galvanitzat o inoxidable

Els gasos de combustió, refredats en un dispositiu de neteja: la fregadora, fins a 60 º C, es neteja en amortidors i s’emet a l’atmosfera.

Per a la construcció de xemeneies es pot utilitzar:

• maó L’estructura de maó instal·lada per un fabricant d’estufes professional pràcticament no acumula sutge. És inherent a la seguretat contra incendis, la resistència mecànica i la capacitat de calor. A causa de la destrucció del maó per les reaccions que es produeixen quan els òxids de sofre dipositats a les parets entren en contacte amb l’aigua, l’ús d’estructures de maons ha disminuït notablement;
• acer. Permet simular la configuració del tub. Durarà uns deu anys, sempre que s’utilitzi combustible amb un contingut baix en sofre;
• ceràmica. Es manté constant contra la influència del condensat, difereix en la resistència al foc. Però la construcció, pesada per varetes metàl·liques, es caracteritza per una massa massiva que dificulta la instal·lació;
• polímers. S'utilitzen per a la seva instal·lació en guèisers i en una sala de calderes amb una temperatura no superior a 250 ºC.

Segons les característiques de l'estructura de suport, les xemeneies poden ser:

• autoportant, fet de tubs sandvitxos. Es munten fàcilment sobre teulades amb fixació a l’interior de l’edifici i, si és necessari, es transporten, però tenen limitacions importants en l’ús: quant a la temperatura (350 º C), la càrrega de neu i el vent, el nivell d’agressivitat química dels productes de combustió;
• columna És possible instal·lar una estructura d’acer de diversos canons amb un diàmetre de fins a tres metres quan es connecta a diverses calderes;
• (sobre) front. El disseny es considera el més econòmic, ja que no requereix un fonament fort i l’ús d’elements portadors, i l’ús de mòduls proporciona una facilitat de substitució;
• granja. S'utilitzen, per regla general, en zones amb major activitat sísmica;
• pals. L’ús de mènsules d’acer dóna una estabilitat addicional a la torre de suport de tres a quatre pals amb xemeneies adjuntes.

Les canonades altes estan subjectes a càrrega del vent, de manera que cal tenir cura de la fixació addicional

Com calcular l'altura de la xemeneia

La correcció del càlcul de l’altura de la xemeneia afecta l’eficiència de la unitat de calefacció, expressada en la consecució de la quantitat requerida d’escorrent natural. Segons les normes establertes per SNiP, l’alçada no pot ser inferior a cinc metres. El descuidament d’aquesta indicació comporta una caiguda del nivell de tracció natural i un funcionament ineficient del sistema de calefacció. Si posem la canonada massa alta, també reduirem el cabell natural, ja que el fum que passa per un canal excessivament allargat es refredarà i es desplaçarà a una velocitat de caiguda. Un càlcul incorrecte comporta turbulències de l'aire i problemes associats amb la zona del vent posterior. Les fortes ràfegues de vent poden fins i tot apagar el foc al forn.

Els càlculs realitzats durant la construcció de la construcció industrial són molt complexos i impliquen la introducció d’un gran nombre d’indicadors diferents. Per determinar l'altura de la xemeneia per a un objecte de construcció privada, és recomanable observar les següents recomanacions:

• la longitud ha d’estar com a mínim cinc metres sobre el segment que connecta la base i el punt més alt. Amb aquesta longitud, es garanteix una seguretat contra incendis suficient;
• una xemeneia muntada sobre un sostre pla hauria de pujar sobre la seva superfície almenys mig metre;
• en aixecar una xemeneia sobre un sostre inclinat, s’instal·la una canonada situada a una distància de menys d’un metre i mig de la carena a mig metre per sobre. En aquest cas és obligatori l’enfortiment addicional de l’estructura mitjançant estries per augmentar l’estabilitat, en cas contrari, es pot veure malmesos per fortes ratxes de vent. A una distància de fins a tres metres de la carena, la canonada s’instal·la a la mateixa alçada amb aquesta. Si la distància supera els tres metres, l’angle entre la línia horitzontal de la carena del sostre i la línia virtual traçada entre la carena i el tall superior de la xemeneia hauria de ser de 10º;
• la distància entre la xemeneia i els arbres i edificis alts hauria de ser superior a dos metres;
• si el material del sostre és combustible, l’alçada de la xemeneia s’hauria d’incrementar encara més de mig metre;
• en un sostre a diversos nivells amb diferències d’elevació al càlcul, confieu en l’alçada de la carena;
• quan la sala de les calderes es troba a l'extensió, el capçal de la canonada hauria d'aixecar-se per sobre de la zona de suport del vent situada a l'espai definit per la línia dibuixada a un angle de 45 ° des de la part superior de la casa fins al terra.

Si el material de la coberta no té propietats refractàries, s’ha d’incrementar la longitud de la part exterior de la xemeneia

La documentació subministrada amb els equips de calefacció conté els valors dels paràmetres que afecten la selecció de l’altura de la xemeneia.

La realització dels càlculs està associada a l’ús de la fórmula:

Hmin = √A * Mi * F / (Spdk * Sfi * √V * T)

Aquesta fórmula preveu l'ús dels següents paràmetres: A - coeficient que caracteritza la situació meteorològica regional; Mi - masses de formacions de gas que passen per la xemeneia per unitat de temps; F - taxa de sedimentació de les partícules formades durant la combustió; Spdki i Sfi - indicadors que reflecteixen el nivell de concentració de substàncies que contenen gas de combustió; V és el volum de gas; T és la diferència de temperatura de l’aire quan entra a la canonada i en sortir-ne.

Com es calcula el diàmetre de la xemeneia

Per calcular el calat, es realitza la determinació del diàmetre requerit de la xemeneia. Amb la potència coneguda de la unitat de calefacció, podeu confiar en les recomanacions segons les quals:

• si la potència està per sota dels 3,5 kW, serà suficient una xemeneia amb secció de 0,14x0,14 m;
• a una potència de quatre a cinc kW, una secció de 0,14 x 0,2 m serà òptima;
• amb una potència de cinc a set kW - 0,14x0,27 m.

El càlcul de la secció transversal de la xemeneia requereix les dades següents:

• la quantitat de combustible consumit en una hora (la informació es troba al passaport de l’equip). Aquest paràmetre es considera com a principal;
• indicadors de temperatura del gas que entra a la canonada (també dades del passaport, uns 150-200º C);
• alçades de xemeneia;
• la velocitat del gas a la canonada, normalment es pren com a 2 m / s;
• esborrany natural, generalment, per a 4Pa.

No és difícil calcular-lo multiplicant l’altura de la xemeneia per la diferència de les densitats de l’aire atmosfèric i els gasos de combustió.

Podeu utilitzar aquesta fórmula:

d2 = 4V / πW, en què:

d2 és el valor desitjat de l’àrea de secció; V és el volum de gas; W és la velocitat del gas a la canonada.

La fórmula per calcular el diàmetre:

S = m / ρw, en què:

S és l’àrea de secció transversal; m és la quantitat de combustible consumit durant l’hora; ρ és la densitat de gasos de la xemeneia. Per regla general, simplificant els càlculs, es considera igual a la densitat de l’aire; w és la velocitat del gas a la xemeneia. En els casos en què s’ha de determinar el diàmetre de la xemeneia amb molta precisió, és millor recórrer a l’ajuda d’especialistes amb les qualificacions necessàries. Per equipar una xemeneia per a la propietat d’habitatges particulars, n’hi haurà prou amb adherir-se a recomanacions de caràcter més general.

El càlcul aerodinàmic de la xemeneia, realitzat amb força habilitat, permet comptar amb el funcionament amb èxit a llarg termini del sistema de calefacció. Després d’haver aconseguit una bona tracció natural i un gran rendiment, no us podeu preocupar que la xemeneia quedarà obstruïda amb sutge i necessiteu reparació. Els càlculs que es realitzin adequadament determinaran el funcionament dels equips de la caldera complint plenament les normes mediambientals. S'aconseguirà una combinació de dos factors que garanteixin una existència que compleixi els estàndards de la civilització moderna: una temperatura còmoda a les habitacions climatitzades i l'absència de danys al medi ambient i a la salut humana.