12.12.2019      27      0
 

Расчет дымовой трубы: 4 важных нюанса для расчета


Плотность растворов солей и килоты, применяемых при обработке

воды
при 20С,
г/кг

Содержание
безводного

вещества по
массе, %

1

1,0050

2

1,0120

6

1,0413

8

1,0559

10

1,0707

12

1,0857

Приложение Г
(справочное)

Ориентировочное
значение Е ПОЛ

Катионит

Крупность зерен,
мм

ЕПОЛ,
г-экв/м3

Сульфоуголь

0,5-1,1

500

Катионит КУ-2

0,8-1,2

1700

Приложение Д
(справочное)

Основные виды расчетов для промышленных дымовых труб

Большинство отопительно-варочных печей и котлов автономного отопления не оборудованы системой принудительного поддува свежего воздуха и удаления отработанных дымовых газов, поэтому процесс сгорания топлива в них, напрямую зависит от наличия естественной тяги в трубе дымохода.

Теоретически, методика расчета дымовой трубы довольно проста. Чтобы читателю стало понятно, откуда берется естественная тяга, далее я постараюсь вкратце объяснить физику тепловых и газодинамических процессов, которые происходят в печи во время горения топлива.

  1. Печной дымоход всегда устанавливается вертикально (за исключением отдельных горизонтальных или наклонных участков). Его канал начинается в верхней части свода топки, и заканчивается на улице, на некотором возвышении над крышей дома;
Схема современного печного дымохода.

Схема современного печного дымохода.

  1. Раскаленные дымовые газы в зоне горения топлива имеют очень высокую температуру (до 1000° C), поэтому, согласно законам физики, быстро устремляются вверх;
  2. Подымаясь вверх по дымоходной трубе со скоростью около двух метров в секунду, дымовые газы создают в печи область пониженного давления;
  3. За счет естественного разрежения в топке, обеспечивается приток свежего воздуха через поддувало и колосниковую решетку в зону горения пламени;
  4. Таким образом, несложно понять, что для образования хорошей естественной тяги необходимо соблюдение сразу несколько условий:
  • Дымовая труба должна быть расположена строго вертикально. Кроме того, ода должна иметь достаточную высоту и максимально прямолинейную конфигурацию, без лишних изгибов и поворотов под углом более 45°.
Допустимые размеры и углы наклона дымовых каналов.

Допустимые размеры и углы наклона дымовых каналов.

  • Внутреннее сечение дымового канала должно быть рассчитано таким образом, чтобы он позволял беспрепятственно пропускать в атмосферу весь объем дымовых газов, которые образуются в процессе сгорания топлива;
  • Чтобы не создавать значительное аэродинамическое сопротивление движению дыма, внутренние стенки трубы должны иметь максимально ровную и гладкую поверхность с минимальным количеством переходов и стыков;
  • По мере продвижения по трубе, дымовые газы постепенно остывают, что приводит к увеличению их плотности, и склонности к образованию конденсата. Чтобы этого не происходило, труба дымохода должна иметь хорошую теплоизоляцию.
Влияние ветра на нормальную и обратную тягу.

Влияние ветра на нормальную и обратную тягу.

В нормативно-технической строительной документации не оговариваются какие-либо жесткие требования по обустройству печных дымоходов, поэтому каждый владелец жилья изготавливает дымовую трубу на свое усмотрение. В то же время, я должен сказать, что все виды дымоходов отличаются между собой не только по конструктивным и внешним признакам, но также и по теплотехническим, весовым и газодинамическим характеристикам.

  1. Дымовая труба из кирпичной кладки характеризуется высокой прочностью и долговечностью, хорошо выдерживает длительное воздействие высоких температур, однако плохо противостоит воздействию агрессивного дымового конденсата. Благодаря массивным кирпичным стенкам, она отличается высокой теплоемкостью и удовлетворительными теплоизоляционными свойствами. Что касается вопроса конденсации водяных паров и газодинамики кирпичного дымохода, то здесь не все так хорошо.
  • Массивная кирпичная труба имеет значительный вес, поэтому для ее установки необходим собственный фундамент, который в свою очередь, также требует отдельных расчетов;
Фундамент для кирпичной трубы можно выложить из двух сплошных рядов кирпича на цементно-песчаном растворе.

Фундамент для кирпичной трубы можно выложить из двух сплошных рядов кирпича на цементно-песчаном растворе.

  • Прямоугольная или квадратная форма поперечного сечения дымовых каналов, в сочетании с неровными и шероховатыми внутренними стенками, создают значительное сопротивление движению дымовых газов, поэтому сечение таких дымоходов следует подбирать с небольшим запасом;
  • Отсутствие дополнительной теплоизоляции может привести к образованию конденсата внутри дымохода, поэтому ее стенки должны иметь достаточную толщину для того, чтобы температура дымовых газов внутри не опускалась ниже точки выпадения росы.
Для того чтобы кирпичный дымоход служил дольше, я советую установить в него вставку из нержавеющей стали.

Для того чтобы кирпичный дымоход служил дольше, я советую установить в него вставку из нержавеющей стали.

  1. Асбоцементные и керамические трубы продаются в готовом виде, и легко монтируются своими руками, поэтому их нередко применяют в строительстве частных домов для подключения газовых или твердотопливных котлов. Многих хозяев жилья привлекает их не очень невысокая цена, однако я хочу напомнить, что при монтаже дымохода из асбоцементных труб, нужно принимать во внимание следующие моменты:
  • Асбоцементные трубы обладают высокой теплопроводностью и плохо сохраняют тепло дымовых газов, за счет чего внутри может образовываться конденсат, который быстро приведет к разрушению стенок;
  • Чтобы этого не произошло, при монтаже асбоцементного дымохода важно правильно подобрать теплоизоляционный материал, и рассчитать его толщину таким образом, чтобы температура дымовых газов на выходе не опускалась ниже 110° C;
  • При температурах выше 350° C, асбоцемент может растрескиваться и разрушаться, поэтому между входным патрубком дымохода и выходным патрубком котла, я советую установить дистанционную проставку из утепленной металлической трубы;
  • Ее длину следует рассчитать таким образом, чтобы температура дымовых газов на входе в асбоцементную трубу не превышала 300-350° C;
  • Асбоцементная труба, сама по себе обладает достаточной жесткостью. Несмотря на это, для лучшей теплоизоляции и защиты от механических повреждений, я рекомендую устанавливать такой дымоход внутри защитной рубашки из кирпичной кладки толщиной в полкирпича.
Дымоходы из асбоцементных труб, облицованных защитным слоем кирпичной кладки.

Дымоходы из асбоцементных труб, облицованных защитным слоем кирпичной кладки.

  1. Металлические сэндвич трубы из нержавеющей стали, на мой взгляд, являются наиболее удачным вариантом домашнего дымохода, который одинаково хорошо подходит, как для массивной кирпичной плиты, так и для современного компактного отопительного котла. Они набираются из отдельных секций, поэтому позволяют своими руками изготовить наружный или внутренний дымоход практически любой конфигурации.
  • Внутренняя гильза из жаростойкой нержавеющей стали имеет идеально гладкую поверхность и круглую форму поперечного сечения, поэтому создает минимальное аэродинамическое сопротивление потоку дымовых газов. По этой причине, внутренний диаметр дымового канала должен соответствовать минимальному значению расчетных характеристик;
Металлические сэндвич дымоходы могут быть установлены, как снаружи, так и внутри жилого дома.

Металлические сэндвич дымоходы могут быть установлены, как снаружи, так и внутри жилого дома.

  • Утепленная металлическая сэндвич труба обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, и не нуждается в дополнительном утеплении, поэтому теплотехнические расчеты, в данном случае, проводить не обязательно;
  • При установке и сборке дымохода, каждую секцию нужно монтировать с таким расчетом, чтобы она крепилась к внутренней стене или фасаду здания как минимум в двух точках. При этом расстояние между монтажными кронштейнами должно составлять не более 1200 мм.
Утепленные сэндвич-трубы из жаростойкой нержавеющей стали.

Утепленные сэндвич-трубы из жаростойкой нержавеющей стали.

  1. Сборные утепленные керамические дымоходы обладают похожими характеристиками, и также могут использоваться практически без ограничений, в сочетании с любыми типами печей, каминов или бытовых отопительных котлов.
  • Они проектируются и производятся в заводских условиях, с соблюдением всех необходимых теплотехнических расчетов и требований правил противопожарной безопасности;
  • Это дает возможность монтировать их в том виде, в котором они есть, не задумываясь о собственных дополнительных расчетах;
  • Несмотря на это я хочу напомнить, что такой бутерброд из керамзитобетонных блоков, минераловатного утеплителя и вставки из керамической трубы, в сборе может иметь большой вес, поэтому для него также необходимо рассчитывать и изготавливать отдельный фундамент.
Внутреннее устройство и основные преимущества керамических дымоходов.

Внутреннее устройство и основные преимущества керамических дымоходов.

  1. С недавнего времени на рынке строительных материалов начал появляться относительно новый вид полимерных дымоходов, более известный под торговым названием «Furan Flex». Он представляет собой гибкий армированный рукав, который устанавливается в существующий дымовой канал, а затем заполняется горячим паром под высоким давлением. Под действием давления и высокой температуры рукав распрямляется и полимеризуется, в результате чего полностью заполняет просвет дымового канала, и укрепляет изнутри стенки трубы.
  • Монтаж такой полимерной вставки требует использования специального оборудования и строгого соблюдения технологических режимов, поэтому может быть выполнен исключительно квалифицированными специалистами;
  • Исходя из этого, в данном случае я не рекомендую забивать себе голову сложными формулами, и доверить выполнение всех расчетов инженерам подрядной организации, которая будет выполнять монтаж.
Схема реставрации старого дымового канала с использованием армированной полимерной вставки«Furan Flex».

Схема реставрации старого дымового канала с использованием армированной полимерной вставки«Furan Flex».

Чтобы выполнить правильный расчет тяги дымовой трубы, нужно, прежде всего, определить необходимую площадь внутреннего поперечного сечения. В данном разделе я расскажу, как это делается, на примере расчета сечения дымохода для отопительных печей и каминов на твердом топливе.

  1. Прежде всего, нужно определить, какой объем дымовых газов будет вырабатываться при сжигании определенного вида топлива в печи за один час. Такой расчет выполняется по следующей формуле:
Предлагаем ознакомиться:  Комната отдыха из дерева

V газ = В * V топл * (1 Т / 273) / 3600, где

  • V газ – объем дымового газа, который будет проходить по трубе за один час (м³/час);
  • B – максимальная масса топлива, которая сгорает в течении одного часа в топке (кг);
  • V топл – коэффициент объема дымовых газов, которые выделяются при сгорании определенного вида топлива (м³/кг).
  • Эта величина определяется по специальным таблицам, и ее значение составляет: для сухих дров и кускового торфа – 10 м³/кг, для брикетированного бурого угля – 12 м³/кг, а для каменного угля и антрацита – 17 м³/кг;
  • Т – температура дымовых газов на выходе из трубы (°C). При нормально утепленном дымоходе ее значение может составлять от 110 до 160°C.
Различные способы регулирования температуры газодымовой смеси.

Различные способы регулирования температуры газодымовой смеси.

  1. Имея полученное значение суммарного объема газа, проходящего по трубе за единицу времени, несложно будет рассчитать необходимую площадь поперечного сечения канала дымохода. Она определяется как отношение полученного объема к скорости движения дымовых газов, и рассчитывается по следующей формуле:
расчет трубы дымовой

Проектирование промышленных дымовых труб требует сложных, многоступенчатых расчетов

расчет высоты дымовой трубы

Чтобы определить параметры бытовой дымовой трубы, сложные расчеты не нужны

Выбор типа деаэратора

Наименование

Марка деаэратора

ДА – 1

ДА – 3

ДА – 5

ДА – 15

ДА – 25

ДА – 50

ДА – 100

ДА – 200

ДА – 300

Номинальная
производительность, т/ч

1

3

5

15

25

50

100

200

300

Рабочее
давление, МПа (кгс/см2)

0,12 (1,2)

Температура
деаэрированной воды, С

104

Средняя
температура подогрева воды в деаэраторе,
0
С

10 – 40

Размеры колонки,
мм:

– диаметр, толщина
стенки корпуса

высота

масса, кг

5306

5306

5306

8126

10206

1212

1312

2230

2195

2195

2360

2365

2760

2943

258

258

280

474

674

943

1296

Полезная
вместимость аккумуляторного бака, м3

0,6

1

2

4

8

15

25

50

75

Диаметр, толщина
аккумуляторного бака, мм

1116

1116

1212

1212

1616

2016

2216

3020

302412

Поверхность
охладителя выпара, м2

2

2

2

2

8

16

24

Предлагаем ознакомиться:  Что такое — «легкий пар» и как его получить в парной русской бани? « Строим русскую баню по уму

Maksym

Приложение Ж
(справочное)

Деаэратор
предназначен для удаления из обрабатываемой
воды коррозионно-агрессивных газов
кислорода и свободной углекислоты.
Выбор типа деаэратора проводят по
таблице, приложение Д.

Заключение

Подводя итог, я хочу отметить, что при выборе материалов, размеров и конфигурации дымоходной трубы, прежде всего, следует исходить из максимальной тепловой мощности отопительного прибора. При этом также нужно учитывать свои финансовые возможности, и то, на какие виды топлива рассчитана ваша печь или отопительный котел.

Более подробно обо всех описанных видах дымоходов можно узнать из приложенного видео в этой статье, а если у вас возникнут какие либо вопросы или замечания, я предлагаю их обсудить в форме для комментариев.

Аэродинамический расчет газовоздушного тракта установки

Наименование

Марка котла

Марка котла

Е-4-14

ГМ

Е-6.5-14 ГМ

Е-10-14

ГМ

Е-16-14

ГМ

Е-25-14

ГМ

Газовое
сопротивление котла, Па

546

1100

1960

1680

2700

Сопротивление
горелок, Па

840

1000

1100

1600

1710

Сопротивление
воздуховода, Па

100

140

140

130

150

Приложение
И (справочное)

Зависимость
разложения Na2CO3
от давления в котле

Приложение
Л (справочное)

Библиографический
список

1. Делягин Г.Н.,
Лебедев В.И-, Пермяков В.А. Теплогенерирующие
установки: учебник для вузов. – М.:
Стройиздат, 1986. – 559 с.

2.
Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Березин Э.Я.
Производственные и отопительные
котельные: Учебное пособие для вузов.
– М: Энергоиздат, 1984.-231 с.

3. Костриков Ю.М.,
Мещерский Н.А., Коровина О.В. Водоподготовка
и водный режим энергообъектов низкого
и среднего давления: Справочник. -М.:
Энергоатомиздат, 1990. -251 с.

4. Аэродинамический
расчет котельных установок ( нормативный
метод ) под редакцией МочанаС.И. –
Ленинград.: Энергия, 1997. – 255 с.

5. Роддатис К.Ф.
Котельные установки: Учебник для вузов.
– М.: Энергия, 1997.-413 с.

Предлагаем ознакомиться:  Пол в бане на свайном фундаменте

6.
Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник
по котельным установкам малой
производительности. – М.: Энергоатомиздат,
1989. – 487 с.

7. СНиП П – 35-76.
Котельные установки. – М.: 1977

8. СниП П 2.04.07 – 8б*
Тепловые сети. – М.: 1994

9.
Ривкин С.А, Александров А.А. Справочник.
Термодинамические свойства воды и
водяного пара. – М.: Энергия, 1976. – 78 с.

(3.1.)

где:
,
Па – разряжение, которое должно быть
создано в топке котла при

=20-30
Па;

,
Па – аэродинамическое сопротивление
котла, определяется расчетом или может
быть принято по приложению Ж;

,
(3.2.)

где:
W,
м/с – средняя скорость продуктов сгорания
в экономайзера,
м/с;

m,шт – число
рядов труб по ходу газа.

Численные
значения этих величин принимаются из
«Поверочного расчета парового котла»
– тепловой расчет экономайзера.

,
Па – аэродинамическое сопротивление
воздухонагревателя, если он присутствует
в составе котлоагрегата;

расчет дымовой трубы

,
Па – аэродинамическое сопротивление
золоуловителей, предназначенных для
очистки продуктов сгорания от золы и
твердых примесей при работе котельной
на твердом топливе. Конструктивные
характеристики и аэродинамические
сопротивления сухих и мокрых золоуловителей
приведены в [4], стр. 81-90.


аэродинамическое сопротивление газохода
и шибера при искусственной тяге не
учитываются. При естественной тяге эти
величины приведены в [5], стр. 357.

https://www.youtube.com/watch?v=MyqgyAWoT40

,
Па – аэродинамическое сопротивление
дымовой трубы, определяется после выбора
высоты и расчета трубы.


Adblock detector