Аэродинамический расчет дымовой трубы


Последовательность аэродинамического расчёта дымовой трубы: памятка и формулы

Термоизолированная дымовая труба

Расчет дымовой трубы котельной должен учитывать следующие нюансы:

  • Учитывая технические характеристики котла, осуществляется определение типа конструкции ствола, а также место, в котором будет располагаться дымоход.
  • Рассчитывается прочность и долговечность газоотводящего канала.
  • Необходимо также рассчитать высоту дымовой трубы, учитывая как объем сжигаемого топлива, так и вид тяги.
  • Расчет турбулизаторов для дымовых труб.
  • Максимальная нагрузка на котельную высчитывается посредством определения минимального значения пропускной способности.

Важно! При данных расчетах необходимо знать также ветровую нагрузку и значение тяги.

  • На последнем этапе создается чертеж дымовой трубы с оптимизацией участков.

Аэродинамические вычисления являются необходимыми для определения высоты трубы в случае использования естественной тяги. Тогда следует рассчитать также и скорость распространения выбросов, которая зависит от рельефа территории, температуры газового потока, скорости воздуха.

Определение высоты дымохода для крыш конькового и плоского типа

От мощности котла напрямую зависит высота трубы. Коэффициент загрязнения дымохода не должен превышать 30%.

Формулы для расчёта дымовой трубы при естественной тяге: скачать pdf-файл.

Читатели считают данные материалы полезными:
  • Установка керамического дымохода своими руками, советы и рекомендации
  • Ставим теплообменник на дымоход самостоятельно

Все нормы проектирования, необходимые при создании котельных установок, прописаны в СНиП ІІ-35-76. Этот документ является основой для осуществления всех необходимых вычислений.

Видео: пример расчета дымовой трубы при естественной тяге

В паспорте на дымовую трубу содержатся не только технические характеристики конструкции, но и информация относительно ее применения и ремонта. Данный документ должен выдаваться непосредственно перед тем, как дымоход будет введен в эксплуатацию.

Совет! Ремонт дымовых труб является опасной работой, которая должна проводиться исключительно специалистом, поскольку требует специально полученных знаний и большого опыта.

Природоохранными программами устанавливаются нормативы относительно допустимых концентраций загрязняющих веществ, таких как сернистый газ, окислы азота, зола и т. д. Санитарно-защитной зоной считается территория, расположенная на 200 метров вокруг котельной. Для очистки дымовых газов используются различного рода электрофильтры, золоуловители и т. д.

Конструкция дымохода с настенным креплением

Вне зависимости от топлива, на котором работает отопительный прибор (уголь, природный газ, дизельное топливо и т. д.), система отвода продуктов сгорания является необходимой. По этой причине, основными требованиями, предъявляемыми к дымовым трубам, являются:

  • Наличие достаточной естественной тяги.
  • Соответствие установленным экологическим нормам.
  • Хорошая пропускная способность.

Виды дымовых труб для котельных

Сегодня существует несколько вариантов дымовых труб, используемых в котельных. У каждого из них имеются свои особенности.

Металлические трубы для котельных

Виды металлических дымоходов. Каждый тип труб должен отвечать экологическим стандартам а) одномачтовая, б) двухмачтовая, в) четырёхмачтовая, г) настенного крепления

Являются очень популярным вариантом ввиду следующих особенностей:

  • легкость сборки;
  • благодаря гладкой внутренней поверхности, конструкции не склонны к засорению сажей, а потому способны обеспечить отличную тягу;
  • быстрота монтажа;
  • если присутствует необходимость, такая труба может быть установлена с небольшим уклоном.

Советуем изучить как производится расчёт высоты дымовой трубы на нашем сайте.

Важно! Основным недостатком стальных труб является то, что их теплоизоляция через 20 лет приходит в негодность, что вызывает разрушение дымохода под действием конденсата.

Кирпичные трубы

В течение длительного времени не имели конкурентов среди дымоходов. В настоящее время сложность в установке таких конструкций заключается в необходимости поиска опытного печника и значительных финансовых затратах на покупку необходимых материалов.

При правильном обустройстве конструкции и грамотной топке, в таких дымоходах практически не наблюдается образования сажи. В случае, если такую конструкцию устанавливал профессионал, то служить она будет очень долго.

Дымовая труба, изготовленная из кирпича

Очень важной является проверка как внутренней, так и наружной кладки на правильность стыков и углов. Для улучшения тяги осуществляется напуск вверху трубы, а для того, чтобы предупредить задымление при наличии ветра используется прочный стационарный колпак.

Этот материал отлично дополнят следующие публикации:
  • Обзор дымоходов для печи из различных материалов
  • Правила установки дымоходов: выводим дымоходную трубу через стену

Дымовой канал может быть как расположен на отопительном оборудовании, так и стоять отдельно, примыкая к котлу или печи. Труба должна на 50 см превышать высоту крыши. Размер дымохода в сечении высчитывается относительно мощности котельной и особенностей ее конструкции.

Основными конструкционными элементами трубы являются:

  • газоотводящий ствол;
  • теплоизоляция;
  • антикоррозионная защита;
  • фундамент и опора;
  • конструкция, предназначенная для ввода газоходов.

Схема устройства котельной установки современного типа

Поначалу дымовой газ попадает в скруббер, представляющий собой очистительное устройство. Здесь температура дыма снижается до 60 градусов по Цельсию. После этого, минуя абсорберы, газ очищается и только после этого происходит его выброс в окружающую среду.

Важно! На эффективность работы котельной электростанции во многом влияет скорость газа в канале, а потому профессиональный расчет здесь просто необходим.

Типы дымоходов

В современных котельных электростанциях используются различные виды дымоотводов. Каждый из них имеет свои особенности:

  • Колонный. Состоит из внутреннего ствола, изготовленного из нержавейки и внешней обечайки. Для предотвращения образования конденсата здесь предусмотрена теплоизоляция.
  • Околофасадный. Крепится к фасаду здания. Конструкция представлена в виде рамы, имеющей газоотводящие трубы. В некоторых случаях специалисты могут обойтись и без рамы, но тогда используется крепление на анкерных болтах и применяются сэндвич-трубы, внешний канал которых сделан из оцинкованной стали, внутренний — из нержавеющей, а между ними располагается уплотнитель, толщиной 6 см.

Конструкция околофасадного промышленного дымохода

  • Фермовый. Может состоять как из одной, так и нескольких бетонных труб. Ферма устанавливается на анкерной корзине, закрепленной на основании. Конструкция может быть использована в сейсмоопасных районах. Для предотвращения коррозии используется окраска и грунтование.
  • Мачтовый. Такая труба имеет стяжки, а потому считается более устойчивой. Антикоррозионная защита реализована здесь в виде теплоизоляционного слоя и огнеупорной эмали. Может использоваться в зонах с повышенной сейсмоопасностью.
  • Самонесущие. Это трубы типа «сэндвич», которые крепятся к основанию посредством анкерных болтов. Им свойственна повышенная прочность, что позволяет конструкциям с легкостью выдерживать любые погодные условия.

Заключение

Аэродинамический расчет дымовой трубы необходим для правильной работы котельной установки. Этот процесс включает в себя множество нюансов, начиная от мощности агрегата, и заканчивая материалом изготовления дымохода, а потому должен осуществляться исключительно опытным специалистом.

Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной

Дымоход — это составная часть единой системы, включающей теплогенерирующую установку, воздуховоды и газоходы. Дымовой трубой обеспечивается рассеивание в атмосфере вредных выбросов, содержащихся в дымовых газах. Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной необходимо проводить для того, чтобы система эффективно выполняла свои функции и не несла угрозы человеческому здоровью.

Выбор трубы для котельной и ее установка производятся только в соответствии с результатами предварительных расчетов, для которых используются специальные формулы или компьютерные программы

Как производится расчет параметров дымовой трубы котельной с помощью компьютерных программ

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы для промышленной котельной является весьма сложным и хлопотным процессом. В настоящее время подобные расчеты производятся с использованием разных компьютерных программ, учитывающих многие условия работы оборудования. Проведение вычислений нацелено на то, чтобы при максимальной загрузке котельной выброс остатков сгорания переработанного топлива беспрепятственно уходил через трубу для последующей утилизации в атмосферном пространстве. При помощи компьютерного расчета удается достоверно определить минимальную пропускную способность дымовых труб. Ошибки при проведении подобных расчетов крайне нежелательны, так как могут обернуться опасным скоплением газов.

Расчет дымовой трубы посредством компьютерной программы предполагает введение в систему заявленных показателей, относящихся:

  • к мощности котла;
  • указанной в паспорте температуре газообразования на выходе. Если эти данные отсутствуют, принято пользоваться значением в 200º С;
  • температуре на улице. Для включения отопления она достичь +8º С, подачи горячей воды — +20º С;
  • КПД котлов данного типа. При отсутствии этих данных, содержащихся в паспорте оборудования, расчет ведется со значением, равным 0,92;
  • коэффициенту излишка воздушной массы для фитиля. Если данные не предоставлены, то пользуются показателем 1,4;
  • виду топлива;
  • длине дымоходов, идущих от котельного оборудования;
  • материалу, использованному для изготовления дымовой трубы;
  • температуре помещения;
  • форме дымохода;
  • размерам дымохода и т. д.

Тип трубы и ее размеры зависят от вида отопительного котла и его мощности

После введения всех данных компьютерной программой производится выполнение расчета естественной тяги (самотяги). Если окажется, что происходят большие потери, то требуется внести изменения в конструкцию, относящиеся к ее форме, диаметру, высоте.

Показатели для практического аэродинамического расчета дымовой трубы

Дымовые трубы котельных и частных домов с твердотопливным котлом (каминами) требуют проведения тщательного вычисления с учетом ряда показателей:

  • климатических особенностей данной местности;
  • рельефа местности и типа грунта, на котором возводится постройка;
  • региональной сейсмической активности;
  • скорости ветров и норм выпадения осадков, а также критических величин;
  • типа кладки печи;
  • динамических колебаний оборудования;
  • материала, из которого построят дымовую трубу, и его температурного расширения;
  • вида топлива, его теплоотдачи;
  • технических характеристик, присущих котлу;
  • температуры газов на выходе.

Оперируя такими данными, можно просчитать:

  • высоту сооружения;
  • оптимальный диаметр;
  • допустимую массу, которую может иметь возводимая дымовая труба и, следовательно, выбрать материал, подходящий для обустройства конструкции.

Результаты расчетов позволят определиться с диаметром будущего дымохода, его высотой и массой

Правильно просчитанная высота и проходимость, подбор формы и материалов поспособствуют естественной тяге, обеспечивая хорошую теплоотдачу. Правильному расчету способствует привлечение профессиональных специалистов. Проявление небрежности обернется конструкционными ошибками, вследствие которых:

  • внутренние поверхности будут подвергаться чрезмерному оседанию сажи и золы;
  • внутреннее сечение будет постепенно уменьшаться, что приведет к ослабеванию тяги и проникновению угарных газовых образований во внутренние помещения;
  • возрастет возможность возгорания накапливающихся смол и деформации трубы, вызванной температурными перепадами;
  • повысится пожароопасность.

Дымовая труба для котельной: конструкция и виды (типы)

Проведение расчета высоты дымовой трубы котельной и прочих ее параметров невозможно без учета особенностей ее конструкции, составляемой:

  • фундаментом и опорой;
  • газоотводящим стволом;
  • теплоизоляцией;
  • антикоррозионной защитой;
  • приспособлением, вводящим газоходы.

Для устройства дымохода используется кирпич, керамические, оцинкованные или нержавеющие трубы

Дымовой газ, охладившись в очистительном устройстве – скруббере, до 60º С, проходит очистку в абсорберах и выбрасывается в атмосферу.

Для возведения дымовых труб могут быть использованы:

  • кирпич. Кирпичная конструкция, установленная профессиональным печником, практически не накапливает сажи. Ей присущи достаточная пожаробезопасность, механическая прочность и теплоемкость. Ввиду разрушения кирпича реакциями, наступающими при контактировании оксидов серы, оседающих на стенках, с водой использование кирпичных конструкций резко сократилось;
  • сталь. Позволяет моделировать конфигурацию трубы. Прослужит около десяти лет при условии использования топлива с невысоким содержанием серы;
  • керамика. Устойчива к воздействию конденсата, отличается огнеупорностью. Но конструкции, отягощенной металлическими стержнями, присуща чрезмерная массивность, затрудняющая монтаж;
  • полимеры. Используются для установки на газовые колонки и в котельную с температурой не более 250º С.

В зависимости от особенностей несущей конструкции дымовые трубы могут быть:

  • самонесущими, изготовленными из сендвич-труб. Легко монтируются на крышах с закреплением внутри строения и, при необходимости, перевозятся, но имеют значительные ограничения в применении – по температуре (350º С), снеговой и ветровой нагрузке, уровню химической агрессивности продуктов сгорания;
  • колонными. Возможна установка многоствольной стальной конструкции с диаметром, доходящим до трех метров при подключении к нескольким котлам;
  • (около)фасадными. Конструкция считается самой экономичной, так как не требует мощного фундамента и использования несущих элементов, а применение модулей обеспечивает простоту замены;
  • фермовыми. Применяются, как правило, в зонах с повышенной сейсмической активностью;
  • мачтовыми. Использование стальных оттяжек придает дополнительную устойчивость опорной башне из трех-четырех мачт с прикрепленными дымоходами.

Высокие трубы подвержены ветровой нагрузке, поэтому нужно позаботиться о дополнительном креплении

Как проводится расчет высоты дымовой трубы

Правильность расчета высоты дымовой трубы сказывается на работоспособности отопительного агрегата, выражаясь в достижении необходимой величины естественной тяги. По нормативам, задаваемым СНиП, высота не может быть менее пятиметровой. Пренебрежение этим указанием приводит к падению уровня естественной тяги и неэффективной работе отопительной системы. Устанавливая слишком высокую трубу, также снизим естественную тягу, потому что дым, проходящий по чрезмерно удлиненному каналу, будет остывать и перемещаться с падающей скоростью. Неправильные подсчеты приводят к возникновению воздушных завихрений и проблемам, связанным с зоной ветрового подпора. Сильными порывами ветрами может быть даже погашен огонь в топке.

Вычисления, производимые в ходе возведения объектов промышленного строительства, весьма сложны и сопряжены с введением большого количества различных показателей. Определяясь с высотой дымохода для объекта частного строительства, желательно соблюдать следующие рекомендации:

  • длина должна составить не менее пяти метров на отрезке, соединяющем основание и самую высокую точку. При такой длине обеспечивается достаточная безопасность от возгорания;
  • дымоход, устанавливаемый на плоской крыше, должен возвышаться над ее поверхностью не менее, чем на полметра;
  • при возведении дымохода на скатной крыше труба, расположенная на расстоянии менее полутора метров от конька, устанавливается выше него на полметра. Обязательным в этом случае является дополнительное укрепление конструкции растяжками для повышения устойчивости, иначе она может быть повреждена сильными порывами ветра. При расстоянии до трех метров от конька труба устанавливается на одной высоте с ним. Если расстояние превышает три метра, то угол между горизонтальной линией крышного конька и виртуальной линией, проведенной между коньком и верхним срезом дымохода, должен составить 10º;
  • расстояние между трубой и высокими деревьями и постройками должно составить более двух метров;
  • если материал кровли горюч, то высоту дымохода следует дополнительно увеличить на полметра;
  • на многоуровневой крыше с перепадами высот при проведении расчетов опираются на высоту конька;
  • при расположении котельной в домовой пристройке оголовок трубы должен подняться над зоной ветрового подпора, располагающейся в пространстве, заданном проведенной под углом в 45º линией от верхней точки дома до поверхности земли.

Если материал кровли не имеет огнеупорных свойств, длину наружной части дымохода нужно увеличить

Документация, прилагаемая к отопительному оборудованию, содержит значения параметров, оказывающих влияние на подбор высоты дымовой трубы.

Проведение вычислений связано с применением формулы:

Hmin = √A*Mi*F/(Спдкі*Сфі*√V*T)

Этой формулой предусматривается использование таких параметров: A – коэффициента, характеризующего региональную метеорологическую обстановку; Мi – массы газовых образований, проходящих по дымоходу за единицу времени; F – скорости оседания частиц, образующихся при горении; Спдкi и Сфi – показателей, отображающих уровень концентрации веществ, которые содержит дымовой газ; V – объема газа; T – разницы значений температуры воздуха при поступлении в трубу и при выходе из нее.

Как рассчитывается диаметр дымовой трубы

Определение необходимого диаметра дымовой трубы выполняется для того, чтобы произвести расчет тяги. При известной мощности отопительного агрегата можно положиться на рекомендации, согласно которым:

  • если мощность ниже 3,5 кВт, то будет достаточно дымохода сечением 0,14х0,14 м;
  • при мощности в четыре-пять кВт оптимальным будет сечение 0,14х0,2 м;
  • при мощности в пять-семь кВт – 0,14х0,27 м.

Проведение расчета сечения дымовой трубы требует следующих данных:

  • количества топлива, потребляемого за один час (сведения содержатся в паспорте оборудования). Этот параметр рассматривается как основной;
  • показателей температуры газа, входящего в трубу (также паспортные данные, порядка 150-200º С);
  • высоты дымохода;
  • скорости движения газа в трубе, обычно принимаемой за 2 м/с;
  • показателя естественной тяги, принимаемого, по общему правилу, за 4Па.

Рассчитать его несложно, умножив высоту дымовой трубы на разность плотностей атмосферного воздуха и дымового газа.

Воспользоваться можно такой формулой:

d2 = 4V/πW, в которой:

d2 – искомая величина площади поперечного сечения; V – объем газа; W – скорость движения газа в трубе.

Формула расчета диаметра:

S = m/ρw, в которой:

S – площадь сечения; m – величина расходуемого в течение часа топлива; ρ – плотность газов в дымовой трубе. Как правило, упрощая расчеты, ее принимают как равную плотности воздуха; w – скорость газов в дымовой трубе. В случаях, когда величину диаметра дымовой трубы необходимо определить с высокой точностью, лучше прибегнуть к помощи специалистов, обладающих необходимой квалификацией. Для обустройства дымохода для частного домовладения вполне достаточно будет придерживаться рекомендаций самого общего характера.

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы, осуществленное достаточно квалифицированно, позволяет рассчитывать на многолетнее успешное функционирование отопительной системы. Добившись хорошей естественной тяги и высокой пропускной способности, можно не беспокоиться, что дымоход будет забиваться сажей и требовать ремонта. Грамотно проведенные расчеты обусловят работу котельного оборудования в полном соответствии с требованиями экологических норм. Будет достигнуто сочетание двух факторов, обеспечивающих существование, соответствующее нормам современной цивилизации – комфортной температуры в отапливаемых помещениях и отсутствия ущерба окружающей среде и человеческому здоровью.

Расчет дымовой трубы

Высоту дымовой трубы определяют исходя из допустимой концентрации вредных выбросов в атмосферу. Методика расчета приведена в [1], стр. 462-466. Для каждого вида выбросов (золы, оксидов серы, углерода, оксидов азота) рассчитывается высота трубы. При расчете величиной фоновой концентрации можно пренебречь. Окончательно принимается расчетная высота трубы с учетом рекомендаций на стр. 466 [1].

Внутренний диаметр трубы на выходе , м., определяется по формуле:

, (3.3.)

где: Vг - расход продуктов сгорания от одного котла при ,м3/м3 (м3/кг); эта величина определена в курсовой работе “Поверочный расчет парового котла”;

Вр -расчетный расход топлива, м3/с (кг/с), из курсовой работы «Поверочный расчет парового котла»;

n - количество котлов, подключенных к трубе;

Wвых - скорость газов на выходе из трубы, м/с;

Скорость газов на выходе из дымовой грубы при искусственной тяге принимается 12÷15 м/с. Окончательно dв выбирается приложению [4] унифицированного ряда типоразмеров дымовых труб. Дымовые трубы выполняются металлическими, кирпичными и железобетонными. Металлические трубы следует применять диаметром не более 1,0 м. Уточняется действительная

скорость газов на выходе при стандартном диаметре трубы.

, (3.4)

где: , °C - температура уходящих газов, выбранная при выполнении курсовой работы “Поверочный расчет парового котла”. Нижний внутренний диаметр металлической трубы dн=dв, м, кирпичной или железобетонной трубы определяется по формуле:

, (3.5)

где Н, м - высота дымовой трубы, выбирается по приложению [4] для принятого dв.

Средний расчетный диаметр трубы dcp, м:

, (3.6)

Средняя скорость продуктов сгорания Wcp, м/с, в дымовой трубе определяется по формуле:

, (3.7)

Потери давления на трение , ПА, в трубе определяются по выражению:

, (3.8)

где: - безразмерный коэффициент гидравлического трения, принимается для бетонных и кирпичных труб равным 0.05, для металлических – 0,02.

- плотность газового потока в трубе, кг/м3

, (3.9)

здесь - плотность газов при нормальных условиях, равная 1,3 кг/м3.

Потери давления в местных сопротивлениях Рм, Па, дымовой трубы вычисляются по формуле:

, (3.10)

где =1,0- коэффициент местного сопротивления выхода из дымовой трубы.

Общие потери давления в дымовой трубе , Па, составят:

, (3.11)

Величина самотяги дымовой трубы, Па, вычисляется по формуле:

, (3.12)

где g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения.

Выбор тягодутьевых устройств

По рекомендации [7] каждый котельный агрегат должен иметь дымосос и вентилятор (индивидуальные).

Производительность дымососа Vдым, м3/ч., определяется по формуле:

, (3.13)

Давление, создаваемое дымососом Рдым, Па, определяется по формуле:

, (3.14)

По аэродинамическим характеристикам дымососов [1.4], по величинам давления и производительности выбирается номер дымососа.

  1. Выбор дутьевого вентилятора.

Производительность вентилятора Vдв , м3/ч, вычисляется по формуле:

(3.15)

Значения величин Vo, , tв принимают из поверочного расчета котельного агрегата.

Давление вентилятора Рдв, Па:

, (3.16)

Ргор - где потери давления в газомазутной горелке, Па. Для котлов ДЕ указаны в приложении Ж.

- потери давления в воздуховоде, Па, указаны там же.

По полученным величинам давления и производительности, по аэродинамическим характеристикам дутьевых вентиляторов выбирают его номер. Выписывают по характеристикам вентилятора производительность, давление, кПа, число оборотов, диаметр рабочего колеса. Приложение Л

Приложение А (справочное)

Конструктивные и технологические показатели ионитных фильтров

Марка

Диаметр,

мм

Площадь

м2

Высота слоя катионита, м

Объем

ионитного

слоя, м3

ФИПа 1-0.45-0.6-Na

450

0,17

2

0,34

ФИПа 1-0.7-0.6-Na

700

0,38

2

0,8

ФИПа 1-1.0-0.6-Na

1000

0,78

2

1,6

ФИПа 1-1.0-0.6-Н

1000

0,78

2

1,6

ФИПа 1-1.4-0.6-Na

1400

1,54

2

3,42

ФИПа 1-1.4-0.6-Н

1400

1,54

2

3,42

Приложение Б (справочное)

Расчет дымовой трубы: как рассчитать необходимые параметры

Статьи

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:

  1. сейсмической активности;
  2. поведения грунта;
  3. ветровых и снеговых нагрузок.

Учитываются и эксплуатационные факторы:

  1. масса трубы;
  2. динамические колебания оборудования;
  3. 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:

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

  1. Допустим, что на колоснике топки сжигается 10 кг дров в час, имеющих влажность в 25%.
  2. Тогда объем газов (V) при нормальных условиях (учитывая коэффициент избытка воздуха), нужных для горения — 10 м³/кг.
  3. Температура на входе в трубу равна 150º.
  4. Следовательно, Vг = (10∙10∙1.55)/3600. Произведя вычисления, получим объем газов, в 0.043 м³/сек.
  5. Приняв скорость газов за 2м/сек., вычисляем диаметр трубы для дымохода: d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем значение 0,027.
  6.  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

  1. 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.
  2. Тепловой коэффициент для нашей трубы равен 0.34.Значит, на один ее метр потери составят: 0.34:0.196=1,73º.
  3. Поэтому, на выходе из 3 метрового ствола (из общих 5 м отнимаем 2 м печи) температура газов: 150-(1.73∙3)=144,8º.
  4. Значение самотяги при определении плотности воздуха, в нормальных условиях при 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.


Смотрите также