Cálculo aerodinâmico dos parâmetros da chaminé da sala da caldeira

A chaminé é parte integrante de um único sistema, incluindo uma instalação geradora de calor, dutos e condutas. Uma chaminé fornece dispersão na atmosfera de emissões perigosas contidas nos gases de combustão. O cálculo aerodinâmico dos parâmetros da chaminé da sala da caldeira deve ser realizado para que o sistema desempenhe efetivamente suas funções e não represente uma ameaça à saúde humana.

A escolha de um tubo para uma caldeira e sua instalação são realizadas apenas de acordo com os resultados de cálculos preliminares, para os quais são utilizadas fórmulas especiais ou programas de computador

Como é o cálculo dos parâmetros da chaminé da caldeira usando programas de computador

O cálculo aerodinâmico da chaminé para uma caldeira industrial é um processo muito complexo e problemático. Atualmente, esses cálculos são realizados usando diferentes programas de computador que levam em consideração muitas condições operacionais do equipamento. O cálculo visa garantir que, na carga máxima da casa das caldeiras, a emissão da combustão residual do combustível reprocessado passe livremente pelo tubo para posterior descarte no espaço atmosférico. Usando o cálculo por computador, é possível determinar com segurança o rendimento mínimo das chaminés. Erros na realização desses cálculos são extremamente indesejáveis, pois podem resultar em um acúmulo perigoso de gases.

O cálculo da chaminé por meio de um programa de computador envolve a introdução no sistema dos indicadores declarados relacionados a:

• para poder da caldeira;
• temperatura do gás de saída indicada no passaporte. Se esses dados não estiverem disponíveis, é habitual usar um valor de 200 ° C;
• temperatura externa. Para ligar o aquecimento, pode atingir + 8º С, fornecimento de água quente - + 20º С;
• Eficiência de caldeiras desse tipo. Na ausência desses dados contidos no passaporte do equipamento, o cálculo é realizado com um valor igual a 0,92;
• razão de excesso de massa de ar para o pavio. Se os dados não são fornecidos, eles usam o indicador 1.4;
• tipo de combustível;
• o comprimento das chaminés provenientes do equipamento da caldeira;
• o material usado para fazer a chaminé;
• temperatura do quarto;
• a forma da chaminé;
• o tamanho da chaminé, etc.

O tipo de tubo e suas dimensões dependem do tipo de caldeira e de sua potência

Após inserir todos os dados, o programa de computador executa o cálculo da tração natural (tração). Se ocorrerem grandes perdas, é necessário fazer alterações no projeto relacionadas à sua forma, diâmetro, altura.

Indicadores para cálculo aerodinâmico prático da chaminé

As chaminés das caldeiras e casas particulares com caldeira a combustível sólido (lareiras) requerem um cálculo cuidadoso, levando em consideração vários indicadores:

• características climáticas da área;
• o terreno e o tipo de solo em que o edifício está sendo construído;
• atividade sísmica regional;
• velocidades do vento e taxas de precipitação, bem como valores críticos;
• tipo de forno de alvenaria;
• vibrações dinâmicas de equipamentos;
• o material a partir do qual a chaminé será construída e sua expansão térmica;
• tipo de combustível, sua transferência de calor;
• características técnicas inerentes à caldeira;
• temperaturas do gás de saída.

Usando esses dados, você pode calcular:

• altura da estrutura;
• diâmetro ótimo;
• a massa admissível que a chaminé construída pode ter e, portanto, escolher um material adequado para a disposição da estrutura.

Os resultados do cálculo determinarão o diâmetro da futura chaminé, sua altura e peso

Altura e passabilidade adequadamente calculadas, a seleção de formas e materiais contribuirá para a tração natural, proporcionando boa transferência de calor. O cálculo correto é facilitado pelo envolvimento de especialistas profissionais. A manifestação de negligência resultará em erros estruturais, devido aos quais:

• as superfícies internas serão expostas a sedimentação excessiva de fuligem e cinzas;
• a seção transversal interna diminuirá gradualmente, o que levará ao enfraquecimento da tração e à penetração das formações de monóxido de carbono no interior;
• a possibilidade de ignição de resinas acumuladas e deformação do tubo causada por diferenças de temperatura aumentará;
• o risco de incêndio aumentará.

Chaminé para uma sala de aquecimento: design e tipos (tipos)

O cálculo da altura da chaminé da sala da caldeira e seus outros parâmetros é impossível sem levar em conta as características de seu projeto, compostas por:

• fundação e apoio;
• saída de gás;
• isolamento térmico;
• proteção anticorrosiva;
• o dispositivo que introduz as chaminés.

Para a instalação da chaminé, são utilizados tubos de tijolo, cerâmica, galvanizado ou inoxidável

O gás de combustão, resfriado em um dispositivo de limpeza - lavador de até 60 ° C, é limpo em absorvedores e emitido para a atmosfera.

Para a construção de chaminés pode ser usado:

• tijolo. A estrutura de tijolos instalada por um fabricante de fogões profissional praticamente não acumula fuligem. É inerente à segurança suficiente contra incêndio, resistência mecânica e capacidade de aquecimento. Devido à destruição do tijolo pelas reações que ocorrem quando os óxidos de enxofre depositados nas paredes entram em contato com a água, o uso de estruturas de tijolos diminui drasticamente;
• aço. Permite simular a configuração do tubo. Vai durar cerca de dez anos, desde que seja usado combustível com baixo teor de enxofre;
• cerâmica. É constante contra a influência do condensado, diferencia-se na resistência ao fogo. Mas a construção, pesada por barras de metal, é caracterizada por massa excessiva, o que dificulta a instalação;
• polímeros. São utilizados para instalação em gêiseres e em caldeiras com temperatura não superior a 250º C.

Dependendo dos recursos da estrutura de suporte, as chaminés podem ser:

• autoportante, feito de tubos sanduíche. São facilmente montados em telhados com fixação no interior do edifício e, se necessário, são transportados, mas apresentam limitações significativas de uso - em termos de temperatura (350º C), carga de neve e vento, nível de agressividade química dos produtos de combustão;
• em colunas. É possível instalar uma estrutura de aço de barril múltiplo com diâmetro de até três metros quando conectada a várias caldeiras;
• (sobre) frente. O projeto é considerado o mais econômico, pois não requer uma base sólida e o uso de elementos de suporte de carga, e o uso de módulos facilita a substituição;
• Fazenda. Eles são usados, em regra, em áreas com maior atividade sísmica;
• masted. O uso de aparelhos de aço confere estabilidade adicional à torre de suporte de três a quatro mastros com chaminés acopladas.

Tubos altos estão sujeitos a carga de vento, portanto, é necessário cuidar da fixação adicional

Como calcular a altura da chaminé

A correção do cálculo da altura da chaminé afeta a eficiência da unidade de aquecimento, expressa na obtenção da quantidade necessária de tiragem natural. De acordo com os padrões estabelecidos pelo SNiP, a altura não pode ser inferior a cinco metros. Negligenciar esta indicação leva a uma queda no nível de tração natural e ao funcionamento ineficiente do sistema de aquecimento. Ao definir o tubo muito alto, também reduziremos o calado natural, porque a fumaça que passa por um canal excessivamente alongado esfria e se move a uma velocidade decrescente. Cálculos incorretos levam a turbulência do ar e problemas associados à área de remanso do vento. Fortes rajadas de vento podem até extinguir o fogo no forno.

Os cálculos feitos durante a construção da construção industrial são muito complexos e envolvem a introdução de um grande número de indicadores diferentes. Determinando a altura da chaminé para um objeto de construção particular, é aconselhável observar as seguintes recomendações:

• o comprimento deve ser de pelo menos cinco metros no segmento que liga a base e o ponto mais alto. Com esse comprimento, é garantida segurança suficiente contra incêndio;
• uma chaminé montada em um telhado plano deve subir acima de sua superfície em pelo menos meio metro;
• ao erguer uma chaminé em um telhado inclinado, um cano localizado a uma distância de menos de um metro e meio da crista é instalado a meio metro acima dela. Obrigatório, neste caso, é o fortalecimento adicional da estrutura com suspensórios para aumentar a estabilidade; caso contrário, pode ser danificado por fortes rajadas de vento. A uma distância de até três metros da crista, o tubo é instalado na mesma altura que ele. Se a distância exceder três metros, o ângulo entre a linha horizontal da cumeeira e a linha virtual traçada entre a cumeeira e o corte superior da chaminé deve ser 10º;
• a distância entre a chaminé e as árvores e edifícios altos deve ser superior a dois metros;
• se o material da cobertura é combustível, a altura da chaminé deve ser aumentada ainda mais por meio metro;
• em um telhado de vários níveis com diferenças de altitude ao calcular, conte com a altura da crista;
• quando a sala da caldeira estiver localizada na extensão, a cabeça do tubo deve subir acima da área de sustentação do vento localizada no espaço definido pela linha traçada em um ângulo de 45 ° entre o topo da casa e o chão.

Se o material do telhado não possuir propriedades refratárias, o comprimento da parte externa da chaminé deve ser aumentado

A documentação fornecida com o equipamento de aquecimento contém os valores dos parâmetros que afetam a seleção da altura da chaminé.

A realização dos cálculos está associada ao uso da fórmula:

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

Essa fórmula prevê o uso dos seguintes parâmetros: A - coeficiente que caracteriza a situação meteorológica regional; Mi - massas de formações de gases que passam pela chaminé por unidade de tempo; F - taxa de sedimentação das partículas formadas durante a combustão; Spdki e Sfi - indicadores que refletem o nível de concentração de substâncias que contêm gases de combustão; V é o volume de gás; T é a diferença na temperatura do ar quando ele entra no tubo e ao sair dele.

Como é calculado o diâmetro da chaminé

A determinação do diâmetro requerido da chaminé é realizada para calcular o calado. Com a potência conhecida da unidade de aquecimento, você pode confiar nas recomendações segundo as quais:

• se a potência estiver abaixo de 3,5 kW, uma chaminé com seção transversal de 0,14x0,14 m será suficiente;
• a uma potência de quatro a cinco kW, uma seção transversal de 0,14 x 0,2 m será ideal;
• com uma potência de cinco a sete kW - 0,14x0,27 m.

O cálculo da seção transversal da chaminé requer os seguintes dados:

• a quantidade de combustível consumida em uma hora (as informações estão contidas no passaporte do equipamento). Este parâmetro é considerado como principal;
• indicadores de temperatura do gás que entra no tubo (também dados do passaporte, cerca de 150-200º C);
• alturas da chaminé;
• a velocidade do gás no tubo, geralmente tomada como 2 m / s;
• rascunho natural, tomado, como regra geral, por 4Pa.

Não é difícil calculá-lo multiplicando a altura da chaminé pela diferença nas densidades do ar atmosférico e dos gases de combustão.

Você pode usar esta fórmula:

d2 = 4V / πW, no qual:

d2 é o valor desejado da área de seção transversal; V é o volume de gás; W é a velocidade do gás no tubo.

A fórmula para calcular o diâmetro:

S = m / ρw, no qual:

S é a área da seção transversal; m é a quantidade de combustível consumida durante a hora; ρ é a densidade dos gases na chaminé. Por via de regra, simplificando os cálculos, é considerado igual à densidade do ar; w é a velocidade do gás na chaminé. Nos casos em que o diâmetro da chaminé deve ser determinado com alta precisão, é melhor recorrer à ajuda de especialistas com as qualificações necessárias. Para equipar uma chaminé para a propriedade de uma casa particular, basta seguir as recomendações da natureza mais geral.

O cálculo aerodinâmico da chaminé, realizado com muita habilidade, permite contar com o funcionamento bem-sucedido a longo prazo do sistema de aquecimento. Tendo alcançado boa tração natural e alto rendimento, não se preocupe, pois a chaminé ficará entupida de fuligem e precisará de reparos. Os cálculos realizados corretamente determinarão a operação do equipamento da caldeira em total conformidade com os padrões ambientais. Uma combinação de dois fatores será alcançada, garantindo uma existência que atenda aos padrões da civilização moderna - uma temperatura confortável em salas aquecidas e a ausência de danos ao meio ambiente e à saúde humana.