Tính toán khí động học của các thông số ống khói của phòng lò hơi

Ống khói là một phần không thể thiếu của một hệ thống duy nhất, bao gồm lắp đặt tạo nhiệt, ống dẫn và ống khói. Một ống khói cung cấp sự phân tán trong bầu không khí phát thải có hại trong khí thải. Việc tính toán khí động học của các thông số của ống khói của phòng lò hơi phải được thực hiện để hệ thống thực hiện hiệu quả các chức năng của nó và không gây ra mối đe dọa đối với sức khỏe con người.

Việc lựa chọn đường ống cho phòng lò hơi và lắp đặt ống chỉ được thực hiện theo kết quả tính toán sơ bộ, trong đó sử dụng các công thức đặc biệt hoặc chương trình máy tính

Cách tính các thông số của ống khói của phòng lò hơi bằng các chương trình máy tính

Tính toán khí động học của ống khói cho phòng lò hơi công nghiệp là một quá trình rất phức tạp và rắc rối. Hiện tại, các tính toán như vậy được thực hiện bằng các chương trình máy tính khác nhau có tính đến nhiều điều kiện hoạt động của thiết bị. Các tính toán nhằm đảm bảo rằng, ở mức tải tối đa của nhà lò hơi, sự phát thải của cặn đốt của nhiên liệu đã xử lý tự do đi qua đường ống để xử lý tiếp theo trong khí quyển. Sử dụng tính toán máy tính, có thể xác định một cách đáng tin cậy thông lượng tối thiểu của ống khói. Lỗi trong việc thực hiện các tính toán như vậy là vô cùng không mong muốn, vì chúng có thể dẫn đến sự tích tụ khí nguy hiểm.

Việc tính toán ống khói bằng một chương trình máy tính liên quan đến việc đưa vào hệ thống các chỉ số được khai báo liên quan đến:

• để lò hơi điện;
• nhiệt độ khí đầu ra ghi trong hộ chiếu. Nếu những dữ liệu này không có sẵn, theo thông lệ, sử dụng giá trị 200º C;
• nhiệt độ bên ngoài. Để bật hệ thống sưởi, nó có thể đạt + 8º С, cung cấp nước nóng - + 20º С;
• Hiệu quả của nồi hơi loại này. Trong trường hợp không có các dữ liệu này trong hộ chiếu thiết bị, việc tính toán được thực hiện với giá trị bằng 0,92;
• tỷ lệ khối lượng không khí dư cho bấc. Nếu dữ liệu không được cung cấp, thì họ sử dụng chỉ báo 1.4;
• loại nhiên liệu;
• chiều dài của ống khói đến từ thiết bị nồi hơi;
• vật liệu được sử dụng để làm ống khói;
• nhiệt độ phòng;
• hình dạng của ống khói;
• kích thước của ống khói, vv

Loại ống và kích thước của nó phụ thuộc vào loại nồi hơi và công suất của nó

Sau khi nhập tất cả dữ liệu, chương trình máy tính thực hiện tính toán lực kéo tự nhiên (lực kéo). Nếu hóa ra tổn thất lớn xảy ra, cần phải thay đổi thiết kế liên quan đến hình dạng, đường kính, chiều cao của nó.

Các chỉ số tính toán khí động học thực tế của ống khói

Ống khói của nhà nồi hơi và nhà riêng với nồi hơi nhiên liệu rắn (lò sưởi) yêu cầu tính toán cẩn thận có tính đến một số chỉ số:

• đặc điểm khí hậu của khu vực;
• địa hình và loại đất mà tòa nhà đang được xây dựng;
• hoạt động địa chấn khu vực;
• tốc độ gió và tốc độ mưa, cũng như các giá trị quan trọng;
• loại lò nung;
• rung động của thiết bị;
• vật liệu mà từ đó ống khói sẽ được xây dựng và sự giãn nở nhiệt của nó;
• loại nhiên liệu, truyền nhiệt của nó;
• đặc tính kỹ thuật vốn có của lò hơi;
• nhiệt độ khí đầu ra.

Sử dụng dữ liệu đó, bạn có thể tính toán:

• chiều cao của kết cấu;
• đường kính tối ưu;
• khối lượng cho phép mà ống khói được xây dựng có thể có và do đó, chọn vật liệu phù hợp cho việc sắp xếp cấu trúc.

Kết quả tính toán sẽ xác định đường kính của ống khói trong tương lai, chiều cao và trọng lượng của nó

Tính đúng chiều cao và khả năng vượt qua, việc lựa chọn hình dạng và vật liệu sẽ góp phần tạo ra lực kéo tự nhiên, cung cấp truyền nhiệt tốt. Tính toán chính xác được tạo điều kiện bởi sự tham gia của các chuyên gia chuyên nghiệp. Biểu hiện của sơ suất sẽ dẫn đến lỗi cấu trúc, do đó:

• bề mặt bên trong sẽ tiếp xúc với sự lắng đọng quá mức của bồ hóng và tro;
• mặt cắt ngang bên trong sẽ giảm dần, điều này sẽ dẫn đến suy yếu lực kéo và sự xâm nhập của các dạng khí carbon monoxide vào bên trong;
• khả năng đánh lửa của nhựa tích lũy và biến dạng đường ống do chênh lệch nhiệt độ sẽ tăng lên;
• nguy cơ hỏa hoạn sẽ tăng lên.

Ống khói cho một phòng nồi hơi: thiết kế và các loại (loại)

Tính toán chiều cao của ống khói của phòng lò hơi và các thông số khác của nó là không thể mà không tính đến các tính năng của thiết kế, bao gồm:

• nền tảng và hỗ trợ;
• cửa thoát khí;
• vật liệu cách nhiệt;
• bảo vệ chống ăn mòn;
• thiết bị giới thiệu ống khói.

Để lắp đặt ống khói, gạch, gốm, mạ kẽm hoặc ống không gỉ được sử dụng

Khí thải, được làm mát trong thiết bị làm sạch - máy chà sàn, lên đến 60 độ C, được làm sạch trong các chất hấp thụ và thải ra khí quyển.

Đối với việc xây dựng các ống khói có thể được sử dụng:

• gạch. Cấu trúc gạch được lắp đặt bởi một nhà sản xuất bếp chuyên nghiệp thực tế không tích lũy bồ hóng. Nó vốn có đủ an toàn cháy nổ, độ bền cơ học và khả năng nhiệt. Do sự phá hủy của gạch bởi các phản ứng xảy ra khi các oxit lưu huỳnh lắng đọng trên tường tiếp xúc với nước, việc sử dụng các cấu trúc gạch đã giảm mạnh;
• Thép. Cho phép bạn mô phỏng cấu hình của đường ống. Nó sẽ kéo dài khoảng mười năm, với điều kiện là nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp được sử dụng;
• gốm sứ. Nó ổn định chống lại ảnh hưởng của ngưng tụ, khác nhau về khả năng chống cháy. Nhưng việc xây dựng, được cân bằng các thanh kim loại, được đặc trưng bởi khối lượng quá lớn, khiến cho việc lắp đặt khó khăn;
• Polime. Được sử dụng để lắp đặt trên các mạch nước phun và trong phòng lò hơi có nhiệt độ không quá 250 độ C.

Tùy thuộc vào các tính năng của cấu trúc hỗ trợ, ống khói có thể:

• tự hỗ trợ, làm bằng ống sandwich. Chúng dễ dàng được gắn trên các mái nhà với việc buộc chặt bên trong tòa nhà và, nếu cần, được vận chuyển, nhưng có những hạn chế đáng kể trong sử dụng - về nhiệt độ (350 độ C), tải trọng gió và tuyết, mức độ xâm lấn hóa học của các sản phẩm đốt;
• cột. Có thể lắp đặt kết cấu thép nhiều nòng có đường kính lên đến ba mét khi kết nối với nhiều nồi hơi;
• (về) phía trước. Thiết kế được coi là tiết kiệm nhất, vì nó không đòi hỏi nền tảng vững chắc và việc sử dụng các yếu tố chịu tải, và việc sử dụng các mô-đun cung cấp dễ dàng thay thế;
• nông trại. Chúng được sử dụng, như một quy luật, trong các khu vực có hoạt động địa chấn gia tăng;
• bậc thầy. Việc sử dụng nẹp thép mang lại sự ổn định bổ sung cho tháp hỗ trợ từ ba đến bốn cột buồm với các ống khói kèm theo.

Các ống cao phải chịu tải trọng gió, vì vậy bạn cần phải chăm sóc thêm

Cách tính chiều cao của ống khói

Tính chính xác của việc tính toán chiều cao của ống khói ảnh hưởng đến hiệu quả của đơn vị sưởi ấm, thể hiện trong việc đạt được số lượng dự thảo tự nhiên cần thiết. Theo các tiêu chuẩn do SNiP đặt ra, chiều cao không thể nhỏ hơn năm mét. Việc bỏ qua chỉ dẫn này dẫn đến giảm mức độ lực kéo tự nhiên và hoạt động không hiệu quả của hệ thống sưởi ấm. Bằng cách đặt đường ống quá cao, chúng tôi cũng sẽ giảm dự thảo tự nhiên, vì khói đi qua một kênh quá dài sẽ làm mát và di chuyển với tốc độ giảm. Tính toán không chính xác dẫn đến nhiễu loạn không khí và các vấn đề liên quan đến diện tích của nước ngược gió. Những cơn gió mạnh thậm chí có thể dập tắt đám cháy trong lò.

Các tính toán được thực hiện trong quá trình xây dựng công nghiệp rất phức tạp và liên quan đến việc đưa ra một số lượng lớn các chỉ số khác nhau. Xác định chiều cao của ống khói cho một đối tượng xây dựng tư nhân, nên tuân thủ các khuyến nghị sau:

• chiều dài tối thiểu phải là năm mét trên đoạn nối giữa chân đế và điểm cao nhất. Với chiều dài này, đảm bảo an toàn cháy nổ đủ;
• một ống khói gắn trên một mái nhà bằng phẳng nên nổi lên trên bề mặt của nó ít nhất nửa mét;
• khi dựng một ống khói trên mái dốc, một đường ống nằm ở khoảng cách dưới một mét rưỡi so với sườn núi được lắp đặt cách nó nửa mét. Bắt buộc trong trường hợp này là việc tăng cường thêm cấu trúc bằng các vết rạn để tăng tính ổn định, nếu không nó có thể bị phá hủy bởi những cơn gió mạnh. Ở khoảng cách lên đến ba mét từ sườn núi, đường ống được lắp đặt ở cùng độ cao với nó. Nếu khoảng cách vượt quá ba mét, thì góc giữa đường ngang của sườn mái và đường ảo được vẽ giữa sườn núi và đường cắt trên của ống khói phải là 10º;
• khoảng cách giữa ống khói và cây cao và các tòa nhà nên hơn hai mét;
• nếu vật liệu lợp dễ cháy, thì chiều cao của ống khói nên được tăng thêm nửa mét;
• trên một mái nhà đa cấp có chênh lệch độ cao khi tính toán, dựa vào chiều cao của sườn núi;
• khi phòng lò hơi nằm trong phần mở rộng, đầu ống phải nhô lên trên vùng hỗ trợ gió nằm trong không gian được xác định bởi đường được vẽ ở góc 45 ° từ đỉnh nhà xuống mặt đất.

Nếu vật liệu mái không có tính chất chịu lửa, chiều dài của phần bên ngoài của ống khói phải được tăng lên

Tài liệu được cung cấp cùng với thiết bị sưởi ấm chứa các giá trị của các tham số ảnh hưởng đến việc lựa chọn chiều cao của ống khói.

Thực hiện các tính toán liên quan đến việc sử dụng công thức:

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

Công thức này quy định việc sử dụng các tham số sau: A - hệ số đặc trưng cho tình hình khí tượng khu vực; Mi - khối lượng các thành tạo khí đi qua ống khói trên mỗi đơn vị thời gian; F - tốc độ lắng của các hạt hình thành trong quá trình đốt cháy; Spdki và Sfi - các chỉ số phản ánh mức độ tập trung của các chất có chứa khí thải; V là thể tích khí; T là chênh lệch nhiệt độ không khí khi đi vào đường ống và khi thoát ra.

Đường kính của ống khói được tính như thế nào

Việc xác định đường kính yêu cầu của ống khói được thực hiện để tính toán dự thảo. Với sức mạnh đã biết của bộ sưởi, bạn có thể dựa vào các khuyến nghị theo đó:

• nếu công suất dưới 3,5 kw, thì một ống khói có tiết diện 0,14x0,14 m là đủ;
• với công suất từ ​​bốn đến năm kW, tiết diện 0,14 x 0,2 m sẽ là tối ưu;
• với công suất năm đến bảy kW - 0,14x0,27 m.

Việc tính toán mặt cắt ngang của ống khói yêu cầu dữ liệu sau:

• lượng nhiên liệu tiêu thụ trong một giờ (thông tin có trong hộ chiếu thiết bị). Tham số này được coi là chính;
• chỉ số nhiệt độ của khí đi vào đường ống (cũng là dữ liệu hộ chiếu, khoảng 150-200 C);
• chiều cao ống khói;
• vận tốc khí trong đường ống, thường được lấy là 2 m / s;
• dự thảo tự nhiên, được thực hiện, như một quy tắc chung, cho 4Pa.

Không khó để tính toán nó bằng cách nhân chiều cao của ống khói với sự khác biệt về mật độ của không khí trong khí quyển và khí thải.

Bạn có thể sử dụng công thức này:

d2 = 4V / πW, trong đó:

d2 là giá trị mong muốn của diện tích mặt cắt ngang; V là thể tích khí; W là vận tốc khí trong đường ống.

Công thức tính đường kính:

S = m / ρw, trong đó:

S là diện tích mặt cắt ngang; m là lượng nhiên liệu tiêu thụ trong giờ; là mật độ khí trong ống khói. Theo quy luật, đơn giản hóa các tính toán, nó được lấy bằng với mật độ của không khí; w là vận tốc khí trong ống khói. Trong trường hợp đường kính của ống khói phải được xác định với độ chính xác cao, tốt hơn là nhờ đến sự giúp đỡ của các chuyên gia với trình độ cần thiết. Để trang bị một ống khói cho quyền sở hữu nhà riêng, nó sẽ khá đủ để tuân thủ các khuyến nghị có tính chất chung nhất.

Tính toán khí động học của ống khói, được thực hiện khá khéo léo, cho phép dựa vào hoạt động thành công lâu dài của hệ thống sưởi ấm. Đã đạt được lực kéo tự nhiên tốt và thông lượng cao, bạn không thể lo lắng rằng ống khói sẽ bị tắc do bồ hóng và yêu cầu sửa chữa. Tính toán được thực hiện đúng sẽ xác định hoạt động của thiết bị nồi hơi tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn môi trường. Một sự kết hợp của hai yếu tố sẽ đạt được, đảm bảo sự tồn tại đáp ứng các tiêu chuẩn của nền văn minh hiện đại - nhiệt độ thoải mái trong phòng nóng và không có thiệt hại cho môi trường và sức khỏe con người.