Aerodynamische berekening van de schoorsteenparameters van de stookruimte

De schoorsteen is een integraal onderdeel van één systeem, inclusief een warmtegenererende installatie, kanalen en rookkanalen. Een schoorsteen zorgt voor verspreiding in de atmosfeer van schadelijke emissies in rookgassen. De aërodynamische berekening van de parameters van de schoorsteen van de stookruimte moet worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat het systeem zijn functies effectief kan uitvoeren en geen gevaar vormt voor de menselijke gezondheid.

De keuze van een pijp voor een stookruimte en de installatie ervan wordt alleen uitgevoerd in overeenstemming met de resultaten van voorlopige berekeningen, waarvoor speciale formules of computerprogramma's worden gebruikt

Hoe is de berekening van de parameters van de schoorsteen van de stookruimte met behulp van computerprogramma's

De aërodynamische berekening van de schoorsteen voor een industriële stookruimte is een zeer complex en lastig proces. Momenteel worden dergelijke berekeningen uitgevoerd met verschillende computerprogramma's die rekening houden met veel bedrijfsomstandigheden van de apparatuur. De berekening is erop gericht ervoor te zorgen dat bij de maximale belasting van het ketelhuis de emissie van de restverbranding van de herverwerkte brandstof vrij door de leiding gaat voor latere afvoer in de atmosferische ruimte. Met computerberekening is het mogelijk om betrouwbaar de minimale doorvoer van schoorstenen te bepalen. Fouten bij het uitvoeren van dergelijke berekeningen zijn uitermate ongewenst, omdat ze kunnen leiden tot gevaarlijke ophoping van gassen.

De berekening van de schoorsteen door middel van een computerprogramma omvat de introductie in het systeem van de aangegeven indicatoren met betrekking tot:

• naar ketelvermogen;
• uitlaatgastemperatuur aangegeven in het paspoort. Als deze gegevens niet beschikbaar zijn, is het gebruikelijk om een ​​waarde van 200 ° C te gebruiken;
• temperatuur buiten. Om de verwarming aan te zetten, kan deze + 8º С bereiken, warmwatervoorziening - + 20º С;
• Rendement van dit type ketels. Bij gebrek aan deze gegevens in het apparatuurpaspoort, wordt de berekening uitgevoerd met een waarde gelijk aan 0,92;
• overtollige luchtmassa voor de lont. Als er geen gegevens worden verstrekt, gebruiken ze de indicator 1.4;
• soort brandstof;
• de lengte van de schoorstenen afkomstig van de ketelapparatuur;
• het materiaal waarmee de schoorsteen is gemaakt;
• kamertemperatuur;
• de vorm van de schoorsteen;
• de grootte van de schoorsteen, etc.

Het type buis en de afmetingen zijn afhankelijk van het type ketel en het vermogen

Nadat alle gegevens zijn ingevoerd, voert het computerprogramma de berekening van de natuurlijke tractie (tractie) uit. Als blijkt dat er grote verliezen optreden, is het noodzakelijk om wijzigingen aan te brengen in het ontwerp met betrekking tot de vorm, diameter, hoogte.

Indicatoren voor praktische aerodynamische berekening van de schoorsteen

Schoorstenen van ketelhuizen en privéwoningen met een ketel op vaste brandstof (open haarden) vereisen een zorgvuldige berekening rekening houdend met een aantal indicatoren:

• klimatologische kenmerken van het gebied;
• het terrein en het type grond waarop het gebouw wordt gebouwd;
• regionale seismische activiteit;
• windsnelheden en neerslagsnelheden, evenals kritische waarden;
• type metseloven;
• dynamische trillingen van apparatuur;
• het materiaal waaruit de schoorsteen wordt gebouwd en de thermische uitzetting;
• type brandstof, de warmteoverdracht;
• technische kenmerken inherent aan de ketel;
• uitlaatgastemperaturen.

Met behulp van dergelijke gegevens kunt u berekenen:

• hoogte van de structuur;
• optimale diameter;
• de toelaatbare massa die de geconstrueerde schoorsteen kan hebben en kies daarom een ​​materiaal dat geschikt is voor de plaatsing van de constructie.

De berekeningsresultaten bepalen de diameter van de toekomstige schoorsteen, de hoogte en het gewicht

Een goed berekende hoogte en doorlaatbaarheid, de selectie van vormen en materialen zal bijdragen aan natuurlijke tractie en een goede warmteoverdracht bieden. De juiste berekening wordt mogelijk gemaakt door de betrokkenheid van professionele specialisten. De manifestatie van nalatigheid zal leiden tot structurele fouten, waardoor:

• interne oppervlakken worden blootgesteld aan overmatige sedimentatie van roet en as;
• de interne doorsnede zal geleidelijk afnemen, wat zal leiden tot een verzwakking van de tractie en het binnendringen van koolmonoxide-formaties in het interieur;
• de kans op ontsteking van ophopende harsen en vervorming van de buis als gevolg van temperatuurverschillen zal toenemen;
• het brandgevaar zal toenemen.

Schoorsteen voor een stookruimte: ontwerp en typen (typen)

Berekening van de hoogte van de schoorsteen van de stookruimte en de andere parameters is onmogelijk zonder rekening te houden met de kenmerken van het ontwerp, samengesteld:

• stichting en ondersteuning;
• gasuitlaat;
• thermische isolatie;
• anticorrosieve bescherming;
• het apparaat dat de rookkanalen introduceert.

Voor de installatie van de schoorsteen worden bakstenen, keramische, gegalvaniseerde of roestvrijstalen buizen gebruikt

Rookgas, gekoeld in een reinigingsapparaat - scrubber, tot 60 ° C, wordt gereinigd in absorbers en afgegeven aan de atmosfeer.

Voor de constructie van schoorstenen kan worden gebruikt:

• steen. De door een professionele kachelfabrikant geïnstalleerde bakstenen structuur hoopt praktisch geen roet op. Het is inherent aan voldoende brandveiligheid, mechanische sterkte en warmtecapaciteit. Door de vernietiging van de steen door de reacties die optreden wanneer de op de wanden afgezette zwaveloxiden in contact komen met water, is het gebruik van steenconstructies sterk afgenomen;
• staal. Hiermee kunt u de configuratie van de buis simuleren. Het gaat ongeveer tien jaar mee, mits brandstof met een laag zwavelgehalte wordt gebruikt;
• keramiek. Het is stabiel tegen de invloed van condensaat, verschilt in brandwerendheid. Maar de constructie, gewogen met metalen staven, wordt gekenmerkt door overmatige massiviteit, wat installatie moeilijk maakt;
• polymeren. Worden gebruikt voor installatie op geisers en in een stookruimte met een temperatuur van niet meer dan 250º C.

Afhankelijk van de kenmerken van de draagconstructie kunnen schoorstenen zijn:

• zelfdragend, gemaakt van sandwichpijpen. Ze kunnen gemakkelijk op daken worden gemonteerd met bevestiging in het gebouw en worden indien nodig vervoerd, maar hebben aanzienlijke gebruiksbeperkingen - in termen van temperatuur (350 ° C), sneeuw- en windbelasting, niveau van chemische agressiviteit van verbrandingsproducten;
• columned. Het is mogelijk om een ​​stalen constructie met meerdere vaten te installeren met een diameter tot drie meter bij aansluiting op meerdere ketels;
• (ongeveer) voorkant. Het ontwerp wordt als het meest economisch beschouwd, omdat het geen sterke fundering en het gebruik van dragende elementen vereist, en het gebruik van modules zorgt voor een gemakkelijke vervanging;
• boerderij. Ze worden in de regel gebruikt in gebieden met verhoogde seismische activiteit;
• gemasterd. Het gebruik van stalen beugels geeft extra stabiliteit aan de steuntoren van drie tot vier masten met daaraan bevestigde schoorstenen.

Hoge buizen zijn onderhevig aan windbelasting, dus u moet voor extra bevestiging zorgen

Hoe de hoogte van de schoorsteen te berekenen

De juistheid van de berekening van de hoogte van de schoorsteen beïnvloedt het rendement van de verwarmingseenheid, uitgedrukt in het bereiken van de vereiste hoeveelheid natuurlijke trek. De hoogte mag volgens de door SNiP gestelde normen niet minder dan vijf meter zijn. Het negeren van deze indicatie leidt tot een daling van het niveau van natuurlijke tractie en inefficiënte werking van het verwarmingssysteem. Door de buis te hoog in te stellen, verminderen we ook de natuurlijke trek, omdat rook die door een te langwerpig kanaal stroomt, afkoelt en met een dalende snelheid beweegt. Onjuiste berekeningen leiden tot luchtturbulentie en problemen die verband houden met het gebied van windstuwwater. Sterke windstoten kunnen zelfs het vuur in de oven doven.

De berekeningen die tijdens de constructie van de industriële constructie zijn gemaakt, zijn zeer complex en omvatten de introductie van een groot aantal verschillende indicatoren. Bij het bepalen van de hoogte van de schoorsteen voor een object van particuliere constructie, is het raadzaam om de volgende aanbevelingen in acht te nemen:

• de lengte moet minimaal vijf meter zijn op het segment dat de basis en het hoogste punt verbindt. Met deze lengte is voldoende brandveiligheid verzekerd;
• een schoorsteen die op een plat dak is gemonteerd, moet minstens een halve meter boven het oppervlak uitsteken;
• bij het plaatsen van een schoorsteen op een schuin dak wordt een buis op een afstand van minder dan anderhalve meter van de nok een halve meter erboven geïnstalleerd. Verplicht in dit geval is de extra versterking van de structuur door striae om de stabiliteit te vergroten, anders kan deze worden beschadigd door sterke windstoten. Op een afstand van maximaal drie meter van de nok wordt de buis ermee op dezelfde hoogte geïnstalleerd. Als de afstand meer dan drie meter bedraagt, moet de hoek tussen de horizontale lijn van de daknok en de virtuele lijn tussen de nok en de bovenste schoorsteen van de schoorsteen 10 ° bedragen;
• de afstand tussen de schoorsteen en hoge bomen en gebouwen moet meer dan twee meter zijn;
• als het dakbedekkingsmateriaal brandbaar is, moet de hoogte van de schoorsteen verder worden verhoogd met een halve meter;
• op een dak met meerdere niveaus met hoogteverschillen bij de berekening, vertrouw op de hoogte van de nok;
• wanneer de stookruimte zich in het verlengstuk bevindt, moet de pijpkop boven het gebied van de windsteun uitsteken dat zich in de ruimte bevindt die wordt bepaald door de lijn die onder een hoek van 45 ° van de bovenkant van het huis naar de grond is getrokken.

Als het dakmateriaal geen vuurvaste eigenschappen heeft, moet de lengte van het buitenste deel van de schoorsteen worden vergroot

De documentatie die bij de verwarmingsapparatuur wordt geleverd, bevat de waarden van de parameters die van invloed zijn op de selectie van de hoogte van de schoorsteen.

Het uitvoeren van de berekeningen hangt samen met het gebruik van de formule:

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

Deze formule voorziet in het gebruik van de volgende parameters: A - coëfficiënt die de regionale meteorologische situatie kenmerkt; Mi - massa's gasformaties die per tijdseenheid door de schoorsteen gaan; F - sedimentatiesnelheid van deeltjes gevormd tijdens verbranding; Spdki en Sfi - indicatoren die het concentratieniveau weergeven van stoffen die rookgas bevatten; V is het volume van gas; T is het verschil in luchttemperatuur wanneer het de buis binnenkomt en het verlaat.

Hoe wordt de diameter van de schoorsteen berekend

De bepaling van de vereiste diameter van de schoorsteen wordt uitgevoerd om de trek te berekenen. Met het bekende vermogen van de verwarmingseenheid kunt u vertrouwen op de aanbevelingen volgens welke:

• als het vermogen lager is dan 3,5 kW, dan is een schoorsteen met een doorsnede van 0,14 x 0,14 m voldoende;
• bij een vermogen van vier tot vijf kW is een doorsnede van 0,14 x 0,2 m optimaal;
• met een vermogen van vijf tot zeven kW - 0,14 x 0,27 m.

Voor de berekening van de doorsnede van de schoorsteen zijn de volgende gegevens nodig:

• de hoeveelheid verbruikte brandstof in een uur (informatie staat in het apparatuurpaspoort). Deze parameter wordt als de belangrijkste beschouwd;
• temperatuurindicatoren van het gas dat de leiding binnenkomt (ook paspoortgegevens, ongeveer 150-200 º C);
• schoorsteenhoogtes;
• de gassnelheid in de buis, meestal genomen als 2 m / s;
• natuurlijke diepgang, in de regel genomen voor 4 Pa.

Het is niet moeilijk om het te berekenen door de hoogte van de schoorsteen te vermenigvuldigen met het verschil in dichtheden van lucht en rookgas.

U kunt deze formule gebruiken:

d2 = 4V / πW, waarin:

d2 is de gewenste waarde van het dwarsdoorsnedeoppervlak; V is het volume van gas; W is de gassnelheid in de buis.

De formule voor het berekenen van de diameter:

S = m / ρw, waarin:

S is het dwarsdoorsnedeoppervlak; m is de hoeveelheid verbruikte brandstof gedurende het uur; ρ is de dichtheid van gassen in de schoorsteen. In de regel wordt het, om de berekeningen te vereenvoudigen, gelijkgesteld aan de dichtheid van lucht; w is de gassnelheid in de schoorsteen. In gevallen waarin de diameter van de schoorsteen met hoge nauwkeurigheid moet worden bepaald, is het beter om de hulp in te roepen van specialisten met de nodige kwalificaties. Om een ​​schoorsteen uit te rusten voor privéwoningbezit, zal het voldoende zijn om te voldoen aan aanbevelingen van de meest algemene aard.

De aërodynamische berekening van de schoorsteen, die zeer vakkundig is uitgevoerd, maakt het mogelijk te rekenen op de succesvolle werking van het verwarmingssysteem op lange termijn. Met een goede natuurlijke tractie en een hoge doorvoer, kunt u zich geen zorgen maken dat de schoorsteen verstopt raakt met roet en moet worden gerepareerd. Goed uitgevoerde berekeningen bepalen de werking van ketelapparatuur in volledige overeenstemming met de milieunormen. Er wordt een combinatie van twee factoren bereikt, waardoor een bestaan ​​wordt gegarandeerd dat voldoet aan de normen van de moderne beschaving: een comfortabele temperatuur in verwarmde kamers en de afwezigheid van schade aan het milieu en de menselijke gezondheid.