Расчет дымовой трубы: как рассчитать необходимые параметры. Высота дымовой трубы котельной. Расчет дымовой трубы котельной методика

Расчет дымовой трубы: методика - как рассчитать диаметр, высоту фундамента дымохода котельной, теплотехнического помещения

Для любых котельных – промышленных и бытовых, проектируется, как правило, одна, общая для всех котлов, дымоходная труба. При этом наиболее важной частью проекта является аэродинамический расчет дымовой трубы.

Материалом для нее может служить кирпич, железобетон, стеклопластик. Использование стальных аналогов, диаметром более 1м, допустимо, лишь при условии технико-экономической выгоды подобного выбора.

Перед монтажом дымовой трубы необходимо произвести ряд расчетов

Основные виды расчетов для промышленных дымовых труб

Проектирование промышленных дымовых труб требует сложных, многоступенчатых расчетов

Расчет аэродинамики трубы

Обратите внимание!

Данная часть проектирования нужна, чтобы определить минимальную пропускную способность сооружения.

Она должна быть достаточной, чтобы обеспечить беспроблемное прохождение и дальнейшее удаление продуктов сгорания топлива в атмосферу, при эксплуатации котельной в режиме максимальной нагрузки.

Следует отметить, что просчитанная неправильно пропускная способность трубы может стать причиной скопления газов в тракте либо котле.

Грамотный аэродинамический расчет дает возможность объективно оценить производительность дутьевой и тяговой систем, а также перепад давлений в воздушном и газовом трактах котельной.

Итогом аэродинамических вычислений служат рекомендации специалистов по высоте и диаметру дымовой трубы и оптимизации участков и элементов газо-воздушного тракта.

Определение высоты сооружения

Следующий пункт проекта — экологическое обоснование размера трубы, исходя из расчетов рассеивания вредных продуктов сгорания топлива в атмосфере.

Расчет высоты дымовой трубы производится, исходя из условий рассеивания выброса вредных веществ.

При этом должны соблюдаться все санитарные нормы для коммерческих и заводских предприятий, а также учитываться фоновая концентрация данных веществ.

Последняя характеристика зависима от:

метеорологического режима атмосферы в данной местности;
скорости потока масс воздуха;
рельефа местности;
температуры отводимых газов и пр. факторов.

В ходе данной стадии проектирования определяется:

оптимальная высота трубы;
максимальный, разрешенный объем выброса вредных веществ в атмосферу.

Прочность и устойчивость трубы

Расчеты нужны и для определения конструкции трубы

Далее, методика расчета дымовой трубы предусматривает комплекс вычислений, определяющих оптимальную устойчивость и прочность сооружения.

Данные расчеты производят для определения способности выбранной конструкции выдерживать воздействие внешних факторов:

сейсмической активности;
поведения грунта;
ветровых и снеговых нагрузок.

Учитываются и эксплуатационные факторы:

масса трубы;
динамические колебания оборудования;
температурное расширение.

Прочностные вычисления дают возможность подобрать не только конструкцию и форму ствола сооружения. Они позволяют, и произвести расчет фундамента под дымовую трубу: определить его конструкцию, глубину заложения, площадь подошвы и пр.

Тепловой расчет

Теплотехнический расчет необходим:

Расчет параметров дымовой трубы в частном доме

Чтобы определить параметры бытовой дымовой трубы, сложные расчеты не нужны

Что нужно знать при вычислениях

Чтобы определиться с параметрами дымовой трубы бытовой котельной нет необходимости производить серьезные вычисления. Достаточно воспользоваться упрощенной схемой расчетов.

Обратите внимание!

Чтобы сделать такой расчет надо знать мощность (теплоотдачу) котла или печи, иными словами: количество сжигаемого за час топлива. Данную цифру легко узнать, заглянув в паспорт оборудования.

Остальные параметры для всех бытовых конструкций примерно одинаковы:

температура газов на входе в трубу – 150/200º;
скорость их в дымоходе — не меньше 2 м/сек.;
высота бытовой дымовой трубы, по СНиП, должна составлять не меньше 5м от колосника;
естественный напор газов на 1м — не меньше 4 Па (или 0.4ммН2О)

Чтобы узнать величину самотяги, стоит учесть, что это: разность плотностей, которую имеет воздух и дымовой газ, помноженные на высоту сооружения.

Иными словами: расчет диаметра дымовой трубы зависит от количества, сжигаемого за час топлива.

Допустим, что количество сжигаемого топлива вы уже знаете, тогда объем газов на входе в трубу, при определенной температуре t, таков:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600, в м³/сек.Зная скорость, с которой газы должны передвигаться в трубе, вы можете вычислить площадь (F) ее сечения:

F = π∙d²/4, в м²

А, исходя из формулы определения площади круга, можно вычислить диаметр (d) круглой трубы:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600, в метрах.Пример расчета трубы, находим нужный диаметр

Приведем конкретный пример, как производится расчет дымовых труб бытового назначения.

Пусть это будет металлическая изолированная труба.

Допустим, что на колоснике топки сжигается 10 кг дров в час, имеющих влажность в 25%.
Тогда объем газов (V) при нормальных условиях (учитывая коэффициент избытка воздуха), нужных для горения — 10 м³/кг.
Температура на входе в трубу равна 150º.
Следовательно, Vг = (10∙10∙1.55)/3600. Произведя вычисления, получим объем газов, в 0.043 м³/сек.
Приняв скорость газов за 2м/сек., вычисляем диаметр трубы для дымохода:d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем значение 0,027.
Подставляем все цифры в формулу dт = √4∙0.34∙0.043∙(1+150/273)/3.14∙10∙3600. Сделав вычисления, получим необходимый диаметр в 0.165 м.

Определение самотяги

Определим, как охлаждается газ на 1 м сооружения. Зная, что сжигается 10 кг дров в час, производим расчет мощности: Q =10∙3300∙1.16, получаем цифру 38.28 кВт.
Тепловой коэффициент для нашей трубы равен 0.34.Значит, на один ее метр потери составят: 0.34:0.196=1,73º.
Поэтому, на выходе из 3 метрового ствола (из общих 5 м отнимаем 2 м печи)температура газов: 150-(1.73∙3)=144,8º.
Значение самотяги при определении плотности воздуха, в нормальных условияхпри 0º = 1.2932, при 144,8º = 0.8452. Производим вычисления: 3∙(1.2932-0.8452). Получаем значение естественного напора газов, равное 1,34 ммН2О. Этого волне достаточно для нормальной эксплуатации трубы.

Как вы могли убедиться, расчет трубы дымовой бытового назначения не так уж и сложен, как могло бы показаться.

o-trubah.ru

методика расчета тяги, высоты при естественной тяге, диаметра устья

Содержание:

Проектирование любой котельной промышленного или бытового назначения предполагает монтаж одной дымоходной трубы для всего оборудования. Самым важным моментом при составлении проекта являются расчеты аэродинамических параметров дымовой трубы.

Трубная конструкция может быть кирпичной, стеклопластиковой или железобетонной. Сталь для ее изготовления используются только в том случае, если подобный выбор оправдывается технической и экономической выгодой.

Основные параметры дымовой трубы промышленного назначения

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

Вычисление аэродинамических показателей

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Размер конструкции по высоте

Расчет высоты трубы котельной должен быть экологически обоснован. Этот параметр высчитывается на основании данных, которые показывают рассеивание в атмосферных слоях вредных продуктов, образующийся в процессе сгорания топлива. Читайте также: "Какой должна быть дымовая труба котельной – виды, особенности, стандарты и преимущества вариантов".

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы при естественной тяге необходимо проводить с соблюдением определенных Санитарных Норм и Правил для предприятий коммерческого и заводского типа. При этом особое внимание уделяется фоновой концентрации вредных выбросов. Читайте также: "Какая высота дымовой трубы нужна над крышей – нормы и правила".

Последний параметр зависит от следующих факторов:

Метеорологический режим атмосферы в определенном регионе.
Скорость движения воздушного потока.
Рельефные особенности местности.
Температурные значения отводимого газа.

В процессе проектирования конструкции для отвода вредных продуктов сгорания топлива определяются такие показатели:

Оптимальный размер трубы по высоте.
Максимальное допустимое значение объема вредных выбросов в атмосферный слой.

Показатели прочности и устойчивости трубы

Конструкция трубы также определяется соответствующими расчетами, которые предусматривают комплексное вычисление оптимальной устойчивости и прочности конструкции.

Эти расчеты необходимо проводить для того, чтобы определить способность дымовой трубы противостоять воздействию следующих факторов:

Сейсмическая активность.
Поведение почвы.
Нагрузки от ветра и снега.

Во внимание принимаются и другие функциональные особенности трубы:

Масса конструкции.
Колебание оборудования динамического характера.
Расширение под воздействием определенной температуры.

Определение прочностных характеристик позволяют сделать правильный выбор конструкции и формы дымовой трубы. В соответствии с поведенными вычислениями выполняют расчет основания под возводимое сооружение: определяется его конструкция, величина заглубления и площадь подошвы.

Тепловые расчеты

Теплотехнические расчеты проводятся с определенной целью:

Определить показатели расширения исходного материала под воздействием определенной температуры.
Установить температуру наружной оболочки.
Выбрать тип и толщину утеплительного материала.

Расчет размеров бытовой дымовой трубы

Важный параметр бытового устройства для отвода вредных продуктов сгорания топлива – это диаметр устья дымовой трубы, то есть размер ее верхней части. Для определения значений этого показателя не нужно выполнять сложных расчетов, достаточно учесть некоторые данные и выполнить расчеты по несложной схеме.

При известном количестве сжигаемого топлива по специальной формуле можно определить объем входящих в трубу газов.

Зная, с какой скоростью газы передвигаются по трубе, можно вычислить площадь ее сечения. А воспользовавшись формулой определения площади круга, не сложно найти наружный диаметр трубы.

Основное значение имеет мощность котла, другими словами, какое количество топлива может сгорать за час в определенном устройстве. Такие данные обязательно указывает производитель в паспорте оборудования.

Другие данные для бытовых конструкций, необходимые для выполнения расчетов, имеют примерно одинаковое значение:

Температурные показатели входящих в трубу газов – 150-2000С.
Скорость движения газов по дымоходу – 2 м/с и более.
Размер по высоте дымовой трубы на бытовой котельной должен быть не менее 5 метров от колосника. Эта величина контролируется Санитарными Нормами и Правилами.
Естественный напор отводимого газа – не менее 4 Па на 1 метр.

В некоторых случаях возникает необходимость произведение расчета тяги дымовой трубы. Эта величина определяется произведением высоты сооружения на разность между плотностью воздуха и аналогичным параметром дымового газа.

Зная количество сжигаемого топлива, рассчитывается мощность котла или другого оборудования.

Принимая во внимание определенное значение теплового коэффициента, высчитывают тепловые потери трубы на 1 метр.

На основании постоянных значений и полученных результатов вычисляют значение естественного напора выходящего газа.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что методика расчета дымовой трубы и бытового, и промышленного назначения позволяет определить важные параметры возводимой конструкции.

trubaspec.com

Аэродинамический расчет дымовой трубы котельной - нормативный метод ( пример ) | Программа ARDP

Ключевое назначение локальных и центральных котельных установок — выработка тепловой энергии, которая необходима для обогрева зданий. Одной из важнейших технических задач, решаемых при обустройстве упомянутого оборудования является вывод продуктов сгорания. Для этой цели конструируют дымоотводящий канал.

Чтобы справиться с этой целью эффективно нужно произвести аэродинамический расчет дымовой трубы. В этой статье вы узнаете основные моменты, которые нужно знать для решения рассматриваемой задачи.

Виды дымоотводов

На сегодняшний день используется несколько разновидностей газоходных каналов.

Наиболее популярными являются:

Самонесущие. Их делают из сэндвич труб, которые закрепляют к основанию анкерными болтами. Они характеризуются высокой прочностью. Поэтому способны выдерживать достаточно сильные нагрузки.
Мачтовые. Устойчивая конструкция. Характеризуется надежной защитой от процессов коррозии благодаря наличию огнеупорной эмали и теплоизоляции. Такие конструкции допустимо использовать даже в сейсмоопасных зонах.
Околофасадные. Крепятся к фасаду домов и построек. Состоят из рамы с газоотводящими каналами. В некоторых случаях изготовляются без рамы. В таком случае применяют сэндвич трубы и анкерные болты.
Фермовые. Изготавливаются как из одной, так и из нескольких каналов. Ферма закрепляется к анкерной корзине, которую монтируют в основании. Этот вариант также может быть использован в сейсмоопасных условиях. Для защиты от коррозийных процессов применяют краску и грунтовку.
Колонный. Производится из внутреннего канала, сделанного из нержавеющей стали и внешней оболочки.

Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. При обустройстве дымоотводящей системы нужно подбирать наиболее оптимальный вариант.

Расчет газоходного канала котельной

Для решения задачи нужно действовать по определенному алгоритму.

Процедура выглядит следующим образом:

Сначала решают, где будет размещен дымоход, и какого типа он будет.
Далее выполняют расчет высоты газоотводящей конструкции, учитывая вид тяги и объемы используемого для работы котельной топлива.
Выполняется расчет необходимых показателей прочности и износостойкости канала.
Определяют минимальную пропускную способность трубы. Это нужно для расчета нагрузок, которые сможет выдержать отопительное оборудования. При решении этой задачи важно точно знать показатели ветровых нагрузок и уровня тяги.
На завершающем этапе составляется чертеж дымоходной трубы с учетом всех важных технических нюансов.

Если котельная будет работать на естественной тяги, нужно произвести аэродинамические расчеты. Они также помогут определить скорость распространения продуктов горения. На этот параметр оказывает влияние скорость перемещения воздушных масс, а также рельеф местности и температура газообразных выбросов.

Помните, что коэффициент загрязнения дымоотводящего канала может составлять до 30%. На высоту конструкции оказывает серьезнейшее влияние мощность используемого отопительного оборудования.

Полезная документация

Все вычисления выполняются на основании одного документа — СНиП ІІ-35-76 (Скачать: для Украина, для России). Обратите внимание, что паспорт на дымоотводящий канал должен включать в себе все технические характеристики на изделие и другую полезную информацию. Выдается данная документация перед самым вводом газохода в эксплуатацию.

Помните, что ремонтные работы, необходимые для восстановления функционирования газохода, являются одними из самых опасных. К ним нужно относиться предельно внимательно и осторожно.

Существуют определенный нормативы, ограничивающие концентрацию выбросов. Прежде всего речь идет о таких веществах, как зола, сернистый газ и окислы азота. Вокруг котельной должна быть санитарная зона радиусом двести метров. Причем эта норма актуально только в тех случаях, когда выбросы очищаются от золы и твердых элементов. Для выполнения очистки применяют специальные фильтры и золоуловители.

При обустройстве котельных не имеет значение тип топлива, на котором будет работать отопительная установка. Ключевые требования при монтаже данных систем связаны с уровнем тяги, высокой пропускной способности и 100% соблюдении принятых экологических норм.

Смотреть видео:

trubtraid.ru

Расчет дымовой трубы: как рассчитать необходимые параметры. Высота дымовой трубы котельной

Расчет дымовой трубы: методика - как рассчитать диаметр, высоту фундамента дымохода котельной, теплотехнического помещения

Перед монтажом дымовой трубы необходимо произвести ряд расчетов

Основные виды расчетов для промышленных дымовых труб

Проектирование промышленных дымовых труб требует сложных, многоступенчатых расчетов

Расчет аэродинамики трубы

Обратите внимание!

Данная часть проектирования нужна, чтобы определить минимальную пропускную способность сооружения.

Определение высоты сооружения

Расчет высоты дымовой трубы производится, исходя из условий рассеивания выброса вредных веществ.

Последняя характеристика зависима от:

метеорологического режима атмосферы в данной местнос

pellete.ru

Расчет дымовой трубы

Элементарное объяснение явления тяги было дано в гл. IV. Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.

В этой формуле удельный вес воздуха и газов γв и γг принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γг = γв=1,3 кг/нм3, ошибка получается ничтожной), получают

Когда задвижка открыта и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное

По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха. Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.

Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:

а) для железных нефутерованных труб

где D - суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.

Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Ттр значением (Ттр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.

Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.

Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:

откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.

Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле

Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :

Расчет дымовой трубы, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при tв= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.

Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл. 52.

Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.

kotel-kvr.su

Аэродинамический расчет дымовой трубы

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Выберем цилиндрическую, кирпичную трубу. Для расчёта трубы необходимо задать скорость выхода дымовых газов из трубы. Пусть W = 15 м/с.

Площадь устья трубы равна:

(м2).

Зная площадь отверстия, можно найти диаметр выходного отверстия:

(м).

По унифицированному ряду типоразмеров дымовых труб выбирается наиболее близкое значение диаметра к полученному значению м.

По выбранному диаметру устья находим площадь устья и скорость дымовых газов в трубе:

(м2).

(м/с).

По диаметру на выходе трубы по унифицированному ряду типоразмеров дымовых труб выбираем высоту дымовой трубы.

Hтр = 60 м.

Плотность дымовых газов при 150 °С равна ρ = 0,8519 кг/м3.

Динамический напор равен:

(Па).

Рассчитываем потери от трения. Коэффициент трения λ = 0,05.

(Па).

Потери от местных сопротивлений при выходе из дымовой трубы (ξ = 1) составляют:

(Па).

Суммарные потери давления в дымовой трубе:

(Па).

Самотяга в трубе:

(Па).

Выбор дымососа

Складывая потери давления во всех агрегатах и газоходах, получаем приближённое значение потерь давления по газовому тракту:

(Па).

Напор, развиваемый дымососом, равен:

(Па) = 156,291 (мм вод. ст.)

По производительности дымососа

Qд = 166743,346 (м3/ч)

и напору

Нд = 156,291 (мм вод. ст.),

которое он создаёт, выбираем дымосос ДН-18×2 [рис 26] с частотой вращения 590 об/мин. Зная размеры входного и выходного отверстий дымососа, можно найти потери давления на участках 7–8 и 8–9.

Диаметр входного отверстия дымососа ДН-18×2 : d=1800мм [АРКУ Мочан с109]

Пересчет участка 7–8

Перед дымососомстоит всасывающий карман с размерами входного отверстия:

а = 0,92 ∙ dд = 0,92 ∙ 1800 = 1794 мм;

b = 1,8 · dд = 1,8 · 1800 = 3240 мм.

Потери давления в диффузоре определяются по скорости дымовых газов в меньшем сечении, т. е. по скорости дымовых газов в дымоходе.

Скорость дымовых газов в дымоходе:

(м/с).

Коэффициент сопротивления во всасывающем кармане ξ = 0,1

Потери давления в диффузоре и всасывающем кармане:

(Па).

Потеридавления в местных сопротивлениях на участке 7–8:

(Па).

Суммарные потери давления на участке:

(Па).

Пересчет участка 8–9.

Газоход присоединяется к выходу дымососа с помощью диффузора (893х1680 мм→1500х2000 мм→2800х3350)

Коэффициент местного сопротивления резкого расширения определяется в зависимости от отношения меньшего сечения к большему:

Тогда коэффициент резкого расширения ξвых=0,27

Скорость дымовых газов на выходе из дымососа:

W= (м/с)

Потери давления в диффузоре:

0,27 (Па).

ξвых=0,58

W= (м/с)

0,6032 (Па)

Потери давления в местных сопротивлениях на участке составляют:

(Па).

Суммарные потери на участке:

1,0715+160,8225=161,894 (Па).

Суммарные потери давления в газоходах:

ΔРг/х = 23,1309+4,906+160,8225=188,8594 (Па).

Потери давления по всему газовому тракту:

(Па).

Давление создаваемое дымососом:

Hд=1,1.1,08043.1449,132=1722,25 Па=175,669 (мм вод. ст.)

Используя производительность дымососа Qд=166743,346 (м3/ч) и напор Hд=175,669 (мм вод. ст.), создаваемый им, по графику аэродинамических характеристик выбираем дымосос ДН-18х2 с частотой вращения 590 об/мин.

Находим КПД дымососа:

ηд=55 % [рис 26]

Затрачиваемая дымососом мощность NД,кВт:

Nд =

где QД – производительность вентилятора, м3/ч; HД – напор развиваемый вентилятором, Па; ηД – КПД вентилятора, %.

NД = (кВт)

5. Вывод

Для организации процесса горения котлоагрегаты оснащаются тягодутьевыми устройствами: дутьевыми вентиляторами, подающими воздух в топку, дымососами, удаляющими из котла дымовые газы, а также дымовой трубой.

Выбор вентилятора или дымососа сводится к выбору машины, обеспечивающей производительность и давление, определённые при расчёте воздушного и газового трактов, и потребляющей наименьшее количество энергии при эксплуатации.

В данной курсовой работе было выполнено:

- аэродинамический расчет воздушного тракта котлоагрегата, подобран по производительности и напору дутьевой вентилятор ВДН–15 с частотой вращения 740 об/мин и определена мощность, потребляемая им;

- аэродинамический расчет газового тракта, выбран дымосос ДН–22 с частотой вращения 590 об/мин и определена мощность, потребляемая им;

- выбрана цилиндрическая кирпичная дымовая труба высотой 60 метров.

Литература

1. Захарова Н.С.Методические указания к выполнению курсовой работы "Аэродинамический расчет котельных установок" по дисциплине "Гидрогазодинамика": Учеб.- метод. пособие. — Череповец: ЧГУ, 2003. — 23 с.

2. Приложения к учебно-методическому пособию "Аэродинамический расчет котельных установок". Ч. 1. Череповец: ЧГУ, 2002.

3. Приложения к учебно-методическому пособию "Аэродинамический расчет котельных установок". Ч. 2. Череповец: ЧГУ, 2002.

4. Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод / Под ред. С.И. Мочана. 3-е изд. Л.: Энергия, 1977. –– 256 с.

видео-инструкция по монтажу своими руками, методика, высота, цена, фото

Эффективность отопительного котла в котельных, как известно, зависит от тяги. В свою очередь на силу тяги влияет уровень барометрического давления, температура воздуха на улице, температура продуктов горения, а также параметры дымоотводящей трубы, расчет габаритов которой выполняется с особенной точностью. В данной статье мы вкратце рассмотрим методику того как выполняется расчет дымовой трубы при естественной тяге.

Дымовая труба котельной

Общие сведения

Дымоотводящие трубы строят из самых разных материалов, это может быть:

Кирпич;
Стеклопластик;
Железобетон и пр.

В частности, в последнее время пользуются популярностью модульные конструкции, выполненные из нержавеющей стали, которые собираются из отдельных частей, как конструктор. Они достаточно прочные и долговечные, в то же время цена материалов вполне приемлемая. Однако, вне зависимости от материала конструкции, ее монтаж выполняют только после подготовки проекта, выполненного на основе ряда многоступенчатых расчетов.

На фото — дымовая труба из нержавейки

Проект очень важен, к примеру, при недостаточной высоте дымохода, тяга в системе может оказаться слишком слабой для поддержания процесса горения в камере сгорания котла. Для устранения этого дефекта необходимо устанавливать дымососы, которые обеспечивают искусственную тягу, что приводит к дополнительным затратам.

Кроме того, важным параметром дымовой трубы является экологичность – отвод газов в атмосферу и дальнейшее их рассеивание должно осуществляться на высоте, превосходящей все имеющиеся в округе постройки.

Расчет дымохода подразумевает определение сразу нескольких параметров:

Аэродинамические данные;
Определение высоты;
Расчет прочности.

Далее ознакомимся с особенности всех этих расчетов.

Проектирование промышленных дымоходов подразумевает выполнение сложных расчетов

Расчет дымохода

Аэродинамический расчет

Эта часть проектирования позволяет узнать пропускную способность конструкции. Данный параметр должен обеспечивать беспроблемный отвод продуктов сгорания при работе котельной на полную мощность.

Неправильно рассчитанная пропускная способность дымохода может стать причиной скопления дыма в котле или тракте. Поэтому инженерные вычисления диаметра будущего сооружения осуществляются специалистами, которые обладают соответствующим профильным образованием.

Особенности определения высоты трубы

Как уже было сказано выше, при проектировании дымоотводящей конструкции необходимо обосновать ее размеры с экологической точки зрения. При этом должен быть учтен расчет рассеивания вредных веществ в окружающей среде, которые образуются в процессе сгорания топлива.

Дымоход должен быть выше близлежащих построек

Также следует отметить, что расчет высоты дымовой трубы котельной должен соответствовать санитарным нормам, которые предъявляются к коммерческим и заводским предприятиям. Причем, обязательно должна быть учтена фоновая концентрация опасных элементов в атмосфере, которая была получена в результате функционирования других источников загрязнений.

Помимо этого, высота конструкции зависит и от ряда других факторов, таких как:

Метеорологический режим атмосферы на участке расположения котельной;
Температура отводимых газов;
Средняя скорость воздушного потока;
Тепловой расчет;
Аэродинамический расчет;
Рельеф местности и пр.

Объем выбросов вредных веществ в атмосферу должен быть ограниченным

Обратите внимание!Исходя из допустимого объема выброса загрязнений, определяется и оптимальная высота конструкции.В связи с тем, что в большинстве густозаселенных пунктов обстановка неблагополучная, чаще всего сооружение возводят выше расчетных данных, которые соответствуют минимально возможному уровню.Что касается малозаселенных населенных пунктов, то при определении высоты дымохода ориентируются на высоту сооружений других котельных.

Таким образом, на этом этапе проектирования определяется не только высота сооружения, но и максимально допустимое количество выбросов в атмосферу.

Тепловой расчет

Тепловой расчет выполняют для определения следующих параметров:

Температурного расширения материала, из которого будет построена конструкция;
Максимальной температуры наружного кожуха конструкции;
Типа и необходимой толщины теплоизоляционного материала.

Расчет необходим и для определения конструкции дымохода

Прочность и устойчивость

Итак, на тягу в первую очередь влияет:

Диаметр сооружения;
Высота конструкции;
Количество сжигаемого топлива в котельной.

От всех этих параметров зависят габариты сооружения, от которых, в свою очередь, зависит его фундамент.

Правда, помимо габаритов, для расчета устойчивости конструкции берут во внимание следующие факторы:

Поведение грунта;
Сейсмическую активность;
Снеговые и ветровые нагрузки.

Устройство фундамента дымохода

Исходя из всех этих данных, определяют следующие параметры фундамента:

Его конструкцию;
Площадь подошвы;
Глубину заложения и пр.

Кроме того, прочностные характеристики позволяют не только выполнить расчет фундамента, но и определить наиболее оптимальную форму и конструкцию ствола.

Расчет бытового дымохода

Для определения параметров дымовой трубы бытовой котельной своими руками нет необходимости выполнять серьезные инженерные вычисления. Для этого можно воспользоваться упрощенной методикой.

Обратите внимание!Чтобы выполнить подобный расчет, необходимо знать мощность котла, т.е. максимальное количество топлива, которое может прогореть в нем за час.Данный параметр содержится в паспорте к оборудованию.

Дело в том, что все показатели бытовых конструкций примерно одинаковые:

Скорость газов в трубе	Не менее 2 метров в секунду
Высота конструкции по СНиП	Не менее 5 метров от колосника
Естественный напор газов на один метр	Не менее 4 Па
Температура газов на входе	150-200 градусов по Цельсию

Выполняя расчет конструкции, нужно учитывать что тяга – это не что иное, как разность плотностей, которую имеет выходящий газ и воздух, помноженные на высоту конструкции. Отсюда следует, что диаметр сооружения зависит от количества топлива, которое может прогореть за час, т.е. от мощности котла.

В результате инструкция по выполнению расчета выглядит следующим образом:

Если мощность оборудования известна, то объем газов на входе в систему будет следующим — Vг = B*V*(1+t/273)/360, (в м³/сек).
Так как скорость передвижения газов известна, можно вычислить площадь сечения дымохода по формуле – (F=π*d²/4)=S (в м²)
По формуле определения площади круга, не составит труда найти диаметр трубы — dт=√4*B*V*(1+t/273)/π*ω*360, в метрах.

Рассмотрим пример расчета дымовой трубы бытового назначения. Допустим, на колоснике камеры сгорания за час может прогореть 10 кг дров влажностью 25 процентов. В таком случае при нормальных условиях объем газов будет составлять 10 м³/кг.

Схема тяги дымохода

Температура газов на входе составляет 150 градусов по Цельсию.

Расчет диаметра выглядит следующим образом:

На входе объем газов равняется — (10*10*1,55)/360=0,043 м³/сек.
Теперь, можно узнать площадь сечения трубы, при том, что скорость газов составляет 2м/сек. Для этого надо выполнить такой расчет — (4*0,043)/3,14*2=0,027 м².
Если подставить все полученные цифры в формулу нахождения площади круга, можно получить искомый диаметр — √4*0,34*0.043*(1+150/273)/3,14*10*360=0,165м.

Теперь можно выполнить расчет тяги дымовой трубы:

Учитывая, что за час сжигается 10 кг топлива, выполняем расчет мощности следующим образом: Q =10*3300*1,16=38,28 кВт.
Тепловой коэффициент для рассчитываемой трубы равняется 0.34. Отсюда можно вычислить потери тепла на один метр – 0,34:0.196=1,73 градуса.
От 5 метрового ствола следует отнять 2 метра печи. В результате температура газов на входе будет составлять – 150-(1,73*3)=144,8 градусов.
Теперь можно получить значение тяги. К примеру, температура воздуха составляет 0 градусов, в таком случае надо выполнить следующий расчет -3*(1,2932-0,8452)=1,34 ммН2О (естественный напор газов). Этого значения вполне достаточно для нормального функционирования газоотводящей системы.

Данная методика расчета дымовой трубы не такая уж сложная, как может показаться на первый взгляд, но, в то же время, ее достаточно, чтобы выполнить эффективную систему дымоотвода для бытовых котлов.

Вывод

Правильный расчет необходим для строительства любой дымовой трубы. В противном случае система отвода продуктов горения может функционировать неэффективно, либо существенно загрязнять окружающую среду, что недопустимо.

Для бытовой дымоходной трубы выполнить такой расчет можно самостоятельно, а вот проектированием системы для промышленного оборудования должны профессионалы. Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

gidroguru.com