Calcolo aerodinamico dei parametri del camino del locale caldaia

Il camino è parte integrante di un unico sistema, incluso un impianto di generazione di calore, condotti e canne fumarie. Un camino fornisce la dispersione nell'atmosfera di emissioni nocive contenute nei gas di combustione. Il calcolo aerodinamico dei parametri del camino del locale caldaia deve essere effettuato affinché il sistema possa svolgere efficacemente le sue funzioni e non costituire una minaccia per la salute umana.

La scelta di un tubo per un locale caldaia e la sua installazione vengono eseguite solo in base ai risultati dei calcoli preliminari, per i quali vengono utilizzati formule speciali o programmi per computer

Come è il calcolo dei parametri del camino del locale caldaia utilizzando programmi per computer

Il calcolo aerodinamico del camino per un locale caldaia industriale è un processo molto complesso e problematico. Attualmente, tali calcoli vengono eseguiti utilizzando diversi programmi per computer che tengono conto di molte condizioni operative dell'apparecchiatura. I calcoli mirano a garantire che, al massimo carico del locale caldaia, l'emissione dei residui di combustione del combustibile rigenerato passi liberamente attraverso il tubo per il successivo smaltimento nello spazio atmosferico. Utilizzando il calcolo al computer, è possibile determinare in modo affidabile la portata minima dei camini. Gli errori nell'esecuzione di tali calcoli sono estremamente indesiderabili, poiché possono provocare un pericoloso accumulo di gas.

Il calcolo del camino per mezzo di un programma per computer prevede l'introduzione nel sistema degli indicatori dichiarati relativi a:

• alla potenza della caldaia;
• temperatura del gas in uscita indicata nel passaporto. Se questi dati non sono disponibili, è consuetudine utilizzare un valore di 200º C;
• temperatura esterna. Per accendere il riscaldamento, può raggiungere + 8º С, fornitura di acqua calda - + 20º С;
• Efficienza di caldaie di questo tipo. In assenza di questi dati contenuti nel passaporto dell'attrezzatura, il calcolo viene eseguito con un valore pari a 0,92;
• rapporto di massa d'aria in eccesso per lo stoppino. Se i dati non vengono forniti, utilizzano l'indicatore 1.4;
• tipo di combustibile;
• la lunghezza dei camini provenienti dalle apparecchiature della caldaia;
• il materiale utilizzato per realizzare il camino;
• temperatura ambiente;
• la forma del camino;
• le dimensioni del camino, ecc.

Il tipo di tubo e le sue dimensioni dipendono dal tipo di caldaia e dalla sua potenza

Dopo aver inserito tutti i dati, il programma per computer esegue il calcolo della trazione naturale (trazione). Se si verifica che si verificano grandi perdite, è necessario apportare modifiche al design in relazione alla sua forma, diametro, altezza.

Indicatori per il pratico calcolo aerodinamico del camino

I camini delle caldaie e delle case private con una caldaia a combustibile solido (caminetti) richiedono un attento calcolo tenendo conto di una serie di indicatori:

• caratteristiche climatiche della zona;
• il terreno e il tipo di terreno su cui l'edificio viene costruito;
• attività sismica regionale;
• velocità del vento e tassi di precipitazione, nonché valori critici;
• tipo di forno in muratura;
• vibrazioni dinamiche delle apparecchiature;
• il materiale da cui sarà costruito il camino e la sua espansione termica;
• tipo di combustibile, suo trasferimento di calore;
• caratteristiche tecniche inerenti alla caldaia;
• temperature del gas di uscita.

Utilizzando tali dati, è possibile calcolare:

• altezza della struttura;
• diametro ottimale;
• la massa ammissibile che può avere il camino costruito e, quindi, scegliere un materiale adatto alla disposizione della struttura.

I risultati del calcolo determineranno il diametro del futuro camino, la sua altezza e peso

L'altezza e il rendimento calcolati correttamente, la selezione della forma e dei materiali contribuiranno alla trazione naturale, fornendo un buon trasferimento di calore. Il corretto calcolo è facilitato dal coinvolgimento di specialisti professionisti. La manifestazione di negligenza comporterà errori strutturali, a causa dei quali:

• le superfici interne saranno esposte a sedimentazione eccessiva di fuliggine e cenere;
• la sezione interna diminuirà gradualmente, il che comporterà un indebolimento della trazione e la penetrazione delle formazioni di gas monossido di carbonio all'interno;
• aumenterà la possibilità di innesco di accumulo di resine e deformazione dei tubi causata da differenze di temperatura;
• il pericolo di incendio aumenta.

Camino per un locale caldaia: design e tipi (tipi)

Il calcolo dell'altezza del camino del locale caldaie e dei suoi altri parametri è impossibile senza tener conto delle caratteristiche del suo design, composto da:

• fondazione e supporto;
• uscita del gas;
• isolamento termico;
• protezione anticorrosiva;
• il dispositivo che introduce le canne fumarie.

Per l'installazione del camino vengono utilizzati tubi in mattoni, ceramica, zincati o inossidabile

Il gas di combustione, raffreddato in un dispositivo di pulizia - scrubber, fino a 60 ° C, viene pulito in assorbitori ed emesso nell'atmosfera.

Per la costruzione di camini può essere utilizzato:

• mattoni. La struttura in mattoni installata da un produttore di stufe professionale praticamente non accumula fuliggine. È insito in sufficiente sicurezza antincendio, resistenza meccanica e capacità termica. A causa della distruzione del mattone a causa delle reazioni che si verificano quando gli ossidi di zolfo depositati sulle pareti entrano in contatto con l'acqua, l'uso delle strutture in mattoni è fortemente diminuito;
• acciaio. Ti permette di simulare la configurazione del tubo. Durerà circa dieci anni, a condizione che venga utilizzato carburante a basso contenuto di zolfo;
• ceramica. È costante contro l'influenza della condensa, differisce nella resistenza al fuoco. Ma la costruzione, pesata da barre di metallo, è caratterizzata da un'eccessiva massa, che rende l'installazione difficile;
• polimeri. Sono utilizzati per l'installazione su geyser e in un locale caldaie con una temperatura non superiore a 250º C.

A seconda delle caratteristiche della struttura portante, i camini possono essere:

• autoportante, realizzato con tubi sandwich. Sono facilmente montabili su tetti con fissaggio all'interno dell'edificio e, se necessario, vengono trasportati, ma hanno limitazioni significative nell'uso - in termini di temperatura (350º C), carico di neve e vento, livello di aggressività chimica dei prodotti della combustione;
• colonnato. È possibile installare una struttura in acciaio a più barili con un diametro fino a tre metri quando collegata a più caldaie;
• (circa) anteriore. Il design è considerato il più economico, dal momento che non richiede una base solida e l'uso di elementi portanti, e l'uso di moduli consente una facile sostituzione;
• azienda agricola. Sono usati, di regola, in aree con maggiore attività sismica;
• alberato. L'uso di rinforzi in acciaio conferisce ulteriore stabilità alla torre di supporto da tre a quattro alberi con camini collegati.

I tubi alti sono soggetti al carico del vento, quindi è necessario occuparsi di un fissaggio aggiuntivo

Come calcolare l'altezza del camino

La correttezza del calcolo dell'altezza del camino influisce sull'efficienza dell'unità di riscaldamento, espressa nel raggiungimento della quantità richiesta di tiraggio naturale. Secondo gli standard stabiliti da SNiP, l'altezza non può essere inferiore a cinque metri. La mancata osservanza di questa indicazione comporta un calo del livello di trazione naturale e un funzionamento inefficiente del sistema di riscaldamento. Impostando il tubo troppo in alto, ridurremo anche il tiraggio naturale, perché il fumo che passa attraverso un canale eccessivamente allungato si raffredderà e si muoverà a una velocità decrescente. Calcoli errati portano alla turbolenza dell'aria e ai problemi associati all'area del ristagno del vento. Forti raffiche di vento possono persino estinguere l'incendio nella fornace.

I calcoli effettuati durante la costruzione di costruzioni industriali sono molto complessi e comportano l'introduzione di numerosi indicatori diversi. Determinando l'altezza del camino per un oggetto di costruzione privata, si consiglia di osservare le seguenti raccomandazioni:

• la lunghezza dovrebbe essere di almeno cinque metri sul segmento che collega la base e il punto più alto. Con questa lunghezza, è garantita una sicurezza antincendio sufficiente;
• un camino montato su un tetto piano dovrebbe sollevarsi sopra la sua superficie di almeno mezzo metro;
• quando si erige un camino su un tetto spiovente, un tubo situato a una distanza di meno di un metro e mezzo dalla cresta viene installato mezzo metro sopra di esso. Obbligatorio in questo caso è l'ulteriore rafforzamento della struttura con smagliature per aumentare la stabilità, altrimenti potrebbe essere danneggiato da forti raffiche di vento. A una distanza massima di tre metri dalla cresta, il tubo viene installato alla stessa altezza con esso. Se la distanza supera i tre metri, l'angolo tra la linea orizzontale della cresta del tetto e la linea virtuale tracciata tra la cresta e il taglio superiore del camino dovrebbe essere di 10º;
• la distanza tra il camino e gli alberi e gli edifici alti dovrebbe essere superiore a due metri;
• se il materiale di copertura è combustibile, l'altezza del camino dovrebbe essere ulteriormente aumentata di mezzo metro;
• su un tetto a più livelli con differenze di elevazione durante il calcolo, fare affidamento sull'altezza della cresta;
• quando il locale caldaia si trova nell'estensione, la testa del tubo dovrebbe sollevarsi sopra l'area del supporto del vento situata nello spazio definito dalla linea disegnata ad un angolo di 45 ° dalla cima della casa al suolo.

Se il materiale del tetto non ha proprietà refrattarie, è necessario aumentare la lunghezza della parte esterna del camino

La documentazione fornita con l'apparecchiatura di riscaldamento contiene i valori dei parametri che influenzano la selezione dell'altezza del camino.

L'esecuzione dei calcoli è associata all'uso della formula:

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

Questa formula prevede l'uso dei seguenti parametri: A - coefficiente che caratterizza la situazione meteorologica regionale; M - masse di formazioni di gas che attraversano il camino per unità di tempo; F - tasso di sedimentazione delle particelle formate durante la combustione; Spdki e Sfi - indicatori che riflettono il livello di concentrazione delle sostanze che contengono gas di combustione; V è il volume di gas; T è la differenza di temperatura dell'aria quando entra nel tubo e quando esce.

Come viene calcolato il diametro del camino

La determinazione del diametro richiesto del camino viene effettuata al fine di calcolare il tiraggio. Con la potenza nota dell'unità di riscaldamento, puoi fare affidamento sulle raccomandazioni in base alle quali:

• se la potenza è inferiore a 3,5 kW, sarà sufficiente un camino con una sezione trasversale di 0,14x0,14 m;
• a una potenza da quattro a cinque kW, una sezione trasversale di 0,14 x 0,2 m sarà ottimale;
• con una potenza da cinque a sette kW - 0,14x0,27 m.

Il calcolo della sezione trasversale del camino richiede i seguenti dati:

• la quantità di carburante consumata in un'ora (le informazioni sono contenute nel passaporto dell'attrezzatura). Questo parametro è considerato il principale;
• indicatori di temperatura del gas che entra nel tubo (anche dati del passaporto, circa 150-200º C);
• altezze del camino;
• la velocità del gas nel tubo, generalmente considerata come 2 m / s;
• bozza naturale, presa, come regola generale, per 4Pa.

Non è difficile calcolarlo moltiplicando l'altezza del camino per la differenza nelle densità dell'aria atmosferica e dei gas di combustione.

Puoi usare questa formula:

d2 = 4V / πW, in cui:

d2 è il valore desiderato dell'area della sezione trasversale; V è il volume di gas; W è la velocità del gas nel tubo.

La formula per calcolare il diametro:

S = m / ρw, in cui:

S è l'area della sezione trasversale; m è la quantità di carburante consumata durante l'ora; ρ è la densità dei gas nel camino. Di norma, semplificando i calcoli, è considerato uguale alla densità dell'aria; w è la velocità del gas nel camino. Nei casi in cui il diametro del camino deve essere determinato con elevata precisione, è meglio ricorrere all'aiuto di specialisti con le qualifiche necessarie. Per equipaggiare un camino per la proprietà di case private, sarà abbastanza per aderire alle raccomandazioni della natura più generale.

Il calcolo aerodinamico del camino, eseguito con grande abilità, consente di contare sul buon funzionamento a lungo termine dell'impianto di riscaldamento. Avendo raggiunto una buona trazione naturale e un alto rendimento, non puoi preoccuparti che il camino sia intasato di fuliggine e richieda la riparazione. I calcoli eseguiti correttamente determineranno il funzionamento delle apparecchiature della caldaia nel pieno rispetto delle norme ambientali. Una combinazione di due fattori sarà raggiunta, garantendo un'esistenza che soddisfa gli standard della civiltà moderna: una temperatura confortevole in ambienti riscaldati e l'assenza di danni all'ambiente e alla salute umana.