Calcul aerodinamic al parametrilor coșului din camera cazanului

Coșul de fum este o parte integrantă a unui singur sistem, incluzând o instalație generatoare de căldură, conducte și conducte. Un coș de fum asigură dispersia în atmosferă a emisiilor nocive conținute în gazele de ardere. Calculul aerodinamic al parametrilor coșului de fum al camerei de cazane trebuie efectuat pentru ca sistemul să își îndeplinească eficient funcțiile și să nu reprezinte o amenințare pentru sănătatea umană.

Alegerea unei conducte pentru o cameră de cazane și instalarea acesteia se realizează numai în conformitate cu rezultatele calculelor preliminare, pentru care sunt utilizate formule speciale sau programe de calculator

Cum se calculează parametrii coșului de fum al camerei cazanului, folosind programe de calculator

Calculul aerodinamic al coșului de fum pentru o cameră industrială de cazane este un proces foarte complex și deranjant. În prezent, astfel de calcule sunt efectuate folosind diferite programe de calculator care țin cont de multe condiții de operare ale echipamentului. Calculele au ca scop asigurarea faptului că, la sarcina maximă a cazanului, emisia reziduurilor de combustie ale combustibilului prelucrat trece liber prin conductă pentru eliminarea ulterioară în spațiul atmosferic. Folosind calculul computerului, este posibil să se determine în mod fiabil debitul minim al coșurilor de fum. Erorile la efectuarea acestor calcule sunt extrem de nedorite, deoarece pot duce la o acumulare periculoasă de gaze.

Calculul coșului de fum cu ajutorul unui program de calculator presupune introducerea în sistem a indicatorilor declarați legați de:

• la puterea cazanului;
• temperatura gazului de ieșire indicată în pașaport. Dacă aceste date nu sunt disponibile, se obișnuiește utilizarea unei valori de 200ºC;
• temperatura afara. Pentru a porni încălzirea, poate ajunge la + 8º С, alimentarea cu apă caldă - + 20º С;
• Eficiența cazanelor de acest tip. În absența acestor date conținute în pașaportul echipamentului, calculul se efectuează cu o valoare egală cu 0,92;
• raportul de masă de aer în exces pentru fitil. Dacă nu sunt furnizate date, atunci utilizează indicatorul 1.4;
• tipul de combustibil;
• lungimea coșurilor de fum provenite de la echipamentul cazanului;
• materialul folosit la fabricarea coșului de fum;
• temperatura camerei;
• forma hornului;
• mărimea coșului de fum etc.

Tipul de conductă și dimensiunile sale depind de tipul cazanului și de puterea sa

După introducerea tuturor datelor, programul computer efectuează calculul tracțiunii naturale (tracțiune). Dacă se dovedește că apar pierderi mari, este necesar să se facă modificări ale proiectării legate de forma, diametrul, înălțimea sa.

Indicatori pentru calculul aerodinamic practic al coșului de fum

Șemineele caselor cazanelor și ale caselor private cu cazan cu combustibil solid (șeminee) necesită un calcul atent, ținând cont de o serie de indicatori:

• caracteristicile climatice ale zonei;
• terenul și tipul de sol pe care se construiește clădirea;
• activitate seismică regională;
• viteza vântului și ratele de precipitații, precum și valori critice;
• tip de cuptor pentru zidărie;
• vibrații dinamice ale echipamentelor;
• materialul din care va fi construit coșul de fum și expansiunea termică a acestuia;
• tipul de combustibil, transferul său de căldură;
• caracteristici tehnice inerente cazanului;
• temperaturile gazelor de evacuare.

Folosind astfel de date, puteți calcula:

• inaltimea structurii;
• diametru optim;
• masa admisibilă pe care o poate avea coșul de fum construit și, prin urmare, alege un material adecvat pentru amenajarea structurii.

Rezultatele calculului vor determina diametrul viitorului coș de fum, înălțimea și greutatea acestuia

Înălțimea și pasabilitatea calculate corect, selecția de forme și materiale va contribui la tracțiunea naturală, asigurând un transfer de căldură bun. Calculul corect este facilitat de implicarea specialiștilor profesioniști. Manifestarea neglijenței va duce la erori structurale, din cauza cărora:

• suprafețele interne vor fi expuse sedimentării excesive de funingine și cenușă;
• secțiunea transversală internă va scădea treptat, ceea ce va duce la slăbirea tracțiunii și pătrunderea formațiunilor de monoxid de carbon în interior;
• va crește posibilitatea aprinderii rășinilor acumulare și a deformării conductelor cauzate de diferențele de temperatură;
• riscul de incendiu va crește.

Coș de fum pentru o cameră de cazane: design și tipuri (tipuri)

Calculul înălțimii coșului de fum al camerei cazanului și al celorlalți parametri ai acestuia este imposibil fără a ține cont de caracteristicile proiectării sale, compuse:

• fundație și sprijin;
• evacuare gaze;
• izolație termică;
• protecție anticorozivă;
• dispozitivul care introduce conductele.

Pentru instalarea coșului de fum, se folosesc conducte din cărămidă, ceramică, galvanizate sau inox

Gazele de ardere, răcite într-un dispozitiv de curățare - scrubber, până la 60 ° C, se curăță în amortizoare și se emite în atmosferă.

Pentru construcția coșurilor de fum se pot folosi:

• cărămidă. Structura de cărămidă instalată de un producător de sobă profesionist practic nu acumulează funingine. Este inerentă suficientă siguranță la foc, rezistență mecanică și capacitate de căldură. Datorită distrugerii cărămizii prin reacțiile care apar atunci când oxizii de sulf depozitați pe pereți vin în contact cu apa, utilizarea structurilor de cărămidă a scăzut brusc;
• oţel. Vă permite să simulați configurația conductei. Va dura aproximativ zece ani, cu condiția utilizării combustibilului cu un conținut scăzut de sulf;
• ceramică. Este constant împotriva influenței condensului, diferă în rezistența la foc. Dar construcția, cântărită cu tije metalice, este caracterizată de masivitate excesivă, ceea ce îngreunează instalarea;
• polimeri. Se folosesc pentru instalare pe gheizere și într-o cameră de cazane cu o temperatură de maximum 250 ºC.

În funcție de caracteristicile structurii de susținere, coșurile de fum pot fi:

• autoportant, realizat din țevi sandwich. Se montează cu ușurință pe acoperișuri cu fixare în interiorul clădirii și, dacă este necesar, sunt transportate, dar au limitări semnificative în utilizare - în ceea ce privește temperatura (350º C), încărcarea zăpezii și vântului, nivelul de agresivitate chimică a produselor de ardere;
• printr-o coloană. Este posibilă instalarea unei structuri din oțel cu mai multe barile, cu un diametru de până la trei metri, când este conectată la mai multe cazane;
• (despre) front. Proiectarea este considerată cea mai economică, deoarece nu necesită o bază solidă și utilizarea elementelor portante, iar utilizarea modulelor oferă o ușurință de înlocuire;
• fermă. Sunt utilizate, de regulă, în zone cu activitate seismică crescută;
• accidentat. Folosirea bretelelor de oțel conferă o stabilitate suplimentară turnului de sprijin de trei-patru catarguri cu coșuri de fum atașate.

Țevile înalte sunt supuse sarcinii vântului, așa că trebuie să aveți grijă de fixarea suplimentară

Cum se calculează înălțimea coșului de fum

Corectitudinea calculului înălțimii coșului afectează eficiența unității de încălzire, exprimată în realizarea cantității necesare de tiraj natural. Conform standardelor stabilite de SNiP, înălțimea nu poate fi mai mică de cinci metri. Neglijarea acestei indicații duce la scăderea nivelului de tracțiune naturală și funcționare ineficientă a sistemului de încălzire. Prin setarea conductei prea mare, vom reduce și debitul natural, deoarece fumul care trece printr-un canal excesiv alungit se va răci și se va deplasa cu o viteză de scădere. Calculele incorecte duc la turbulența aerului și probleme asociate cu zona apei din vânt. Rafele puternice de vânt pot chiar stinge focul în cuptor.

Calculele făcute în timpul construcției construcțiilor industriale sunt foarte complexe și implică introducerea unui număr mare de indicatori diferiți. Determinarea înălțimii coșului de fum pentru un obiect de construcție privată, se recomandă respectarea următoarelor recomandări:

• lungimea trebuie să fie de cel puțin cinci metri pe segmentul care leagă baza și punctul cel mai înalt. Cu această lungime, este asigurată o siguranță suficientă la foc;
• un coș de fum montat pe un acoperiș plat trebuie să se ridice deasupra suprafeței sale cu cel puțin o jumătate de metru;
• la construirea unui coș de fum pe un acoperiș înclinat, o conductă situată la o distanță mai mică de un metru și jumătate de creastă este instalată la jumătate de metru deasupra acestuia. În acest caz, este obligatorie consolidarea suplimentară a structurii prin vergeturi pentru a crește stabilitatea, altfel poate fi deteriorată de rafalele puternice ale vântului. La o distanță de până la trei metri de creastă, conducta este instalată la aceeași înălțime cu ea. Dacă distanța depășește trei metri, atunci unghiul dintre linia orizontală a crestei acoperișului și linia virtuală trasă între creastă și tăierea superioară a coșului trebuie să fie de 10º;
• distanța dintre horn și arborii înalți și clădiri ar trebui să fie mai mare de doi metri;
• dacă materialul pentru acoperiș este combustibil, atunci înălțimea coșului ar trebui să crească în continuare cu jumătate de metru;
• pe un acoperiș cu mai multe niveluri, cu diferențe de altitudine la calcul, se bazează pe înălțimea crestei;
• când camera cazanului este amplasată în prelungire, capul conductei trebuie să se ridice deasupra zonei de susținere a vântului situată în spațiul definit de linia trasată la un unghi de 45 ° de la vârful casei spre sol.

Dacă materialul de acoperiș nu are proprietăți refractare, lungimea părții exterioare a coșului trebuie crescută

Documentația furnizată cu echipamentul de încălzire conține valorile parametrilor care afectează selectarea înălțimii coșului de fum.

Efectuarea calculelor este asociată cu utilizarea formulei:

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

Această formulă prevede utilizarea următorilor parametri: A - coeficient care caracterizează situația meteorologică regională; Mi - mase de formațiuni de gaz care trec prin coș de fum pe unitatea de timp; F - rata de sedimentare a particulelor formate în timpul combustiei; Spdki și Sfi - indicatori care reflectă concentrația substanțelor care conțin gaze de ardere; V este volumul de gaz; T este diferența de temperatură a aerului când intră în conductă și la ieșirea din ea.

Cum se calculează diametrul coșului de fum

Determinarea diametrului necesar al coșului de fum este efectuată pentru a calcula pescajul. Cu puterea cunoscută a unității de încălzire, vă puteți baza pe recomandările conform cărora:

• dacă puterea este sub 3,5 kW, atunci va fi suficient un coș de fum cu o secțiune transversală de 0,14x0,14 m;
• la o putere de patru până la cinci kW, o secțiune transversală de 0,14 x 0,2 m va fi optimă;
• cu o putere de cinci până la șapte kW - 0,14x0,27 m.

Calcularea secțiunii transversale a coșului de fum necesită următoarele date:

• cantitatea de combustibil consumată într-o oră (informațiile sunt conținute în pașaportul echipamentului). Acest parametru este considerat principal;
• indicatori de temperatură ai gazului care intră în conductă (de asemenea, datele de pașaport, aproximativ 150-200 ° C);
• înălțimea coșului de fum;
• viteza gazului în conductă, luată de obicei ca 2 m / s;
• schiță naturală, luată, ca regulă generală, pentru 4Pa.

Nu este dificil de calculat prin înmulțirea înălțimii coșului de fum cu diferența de densități ale aerului atmosferic și a gazelor arse.

Puteți utiliza această formulă:

d2 = 4V / πW, în care:

d2 este valoarea dorită a zonei transversale; V este volumul de gaz; W este viteza gazului în conductă.

Formula de calcul a diametrului:

S = m / ρw, în care:

S este zona transversală; m este cantitatea de combustibil consumată în timpul orei; ρ este densitatea gazelor din coș. De regulă, simplificând calculele, se consideră egal cu densitatea aerului; w este viteza gazului în coșul de fum. În cazurile în care diametrul coșului trebuie determinat cu o precizie ridicată, este mai bine să apelați la ajutorul specialiștilor cu calificările necesare. Pentru a dota un coș de fumat pentru proprietatea casei private, va fi suficient să respectați recomandările de cea mai generală natură.

Calculul aerodinamic al coșului de fum, efectuat destul de abil, permite să se bazeze pe funcționarea cu succes pe termen lung a sistemului de încălzire. După ce ați obținut o tracțiune naturală bună și un debit mare, nu vă puteți face griji că hornul va fi înfundat cu funingine și va necesita reparații. Calculele efectuate în mod corespunzător vor determina funcționarea echipamentelor cazanului în conformitate cu standardele de mediu. Se va realiza o combinație de doi factori, care să asigure o existență care să corespundă standardelor civilizației moderne - temperatura confortabilă în încăperile încălzite și absența daunelor aduse mediului și sănătății umane.