Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

Содержание

Расчет дымовой трубы: как рассчитать необходимые параметры

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

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.

Источник: https://o-trubah.ru/prednaznachenie/dymovie/raschet-dymovoj-truby-82

Расчет дымовой трубы: ищем высоту и диаметр сечения

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

Прежде чем приступать к монтажу дымохода, надо провести проектные работы, включающие в себя расчет дымовой трубы и подбор материала, из которого дымоход будет изготовлен. В промышленных масштабах все расчеты целесообразнее доверить профессионалам, а в масштабах частного строительства можно ограничиться своими силами.

Стандартный дымоход

Виды дымоходов

Дымоходы предназначены для отведения дыма и вредных для человека продуктов горения от печи или иного отопительного устройства за пределы помещения. В любом дымоходе тяга дымовой трубы, образуемая в процессе наполнения последней газами должна производиться естественным образом, то есть без применения дополнительных приспособлений.

В настоящее время дымоходы изготавливаются:

  • из кирпича. Для такого дымохода дополнительно сооружается прочный фундамент. В состав соединительной смеси, применяемой для кладки кирпича, желательно добавлять известь. Это позволит избежать излишнего скопления конденсата, способного разрушить стенки изделия;

Дымоотвод из кирпича пользуется большой популярностью

  • из сэндвич труб, произведенных из двух слоев металла, между которыми проложен утеплитель. В большинстве случаев для изготовления сэндвич труб применяется нержавеющая сталь, а в качестве утеплителя используется базальт;

Сэндвич трубы имеют слой утеплителя внутри

  • из керамики. Такие дымоходы отличаются высокой прочностью, но и большой стоимостью. Поэтому применяются для обустройства промышленных дымоходов. Из-за большого веса керамический дымоход, так же как и кирпичный требует изготовления дополнительного фундамента;

Дымоходы из керамики обладают довольно высокой стоимостью

  • из полимера. Такой дымоход не может подвергаться воздействию слишком больших температур, поэтому может применяться для отведения вредных веществ от газовых колонок и небольших котельных. Полимерный дымоход отличается высокой прочностью при небольшой стоимости и легкости установки.

Изделие из полимера легче устанавливать

В некоторых случаях материалы для изготовления дымоходов могут комбинироваться. Например, полимерный дымоход обложен кирпичам.

Комбинированный из полимера и кирпича дымоход

Основные параметры расчета дымовой трубы

Чтобы вычислить размеры дымовых труб, состоящие из высоты дымохода и диаметра поперечного сечения надо знать основные параметры используемого отопительного прибора.  Найти необходимые значения можно в сопроводительной документации приобретаемого оборудования.

Расчет высоты дымохода

Высота дымовой трубы влияет на работоспособность приборов отопления. Минимальный размер дымохода (по основополагающим документам – СНиПам) составляет 5 м.

Если дымоход меньше указанной величины, то устройством не будет вырабатываться необходимая естественная тяга. Однако слишком большой высоты дымоходы делать не рекомендуется.

В этом случае тяга дымовой трубы также снижается за счет медленного прохождения и остывания дыма.

Расчет тяги дымовой трубы применяется для строительства промышленных дымоходов, причем подразумевает сложнейшую систему расчетов. Для частного небольшого строения этот показатель ничтожен.

В частных домах расчет высоты дымовой трубы основывается на следующих правилах:

  1. общая длина дымовых труб должна составлять от основания до конечного грибка более 5 м;
  2. если дымоход выходит на плоскую крышу, то он должен возвышаться над ней на 500 мм;

Схема расположения дымохода на плоской кровле

  1. если на скатной крыше дымоход выводится не далее 1,5 м от крышного конька  или если на крыше есть дополнительное ограждение, то окончательное звено трубы должно быть выведено на 500 мм за уровень самой высокой конструкции;
  2. если на скатной крыше дымоход располагается в пределах 1,5 – 3 м от свода крыши, то высота дымоотводящей трубы должна быть с ним на одном уровне;
  3. если на скатной крыше дымоход выводится на расстояние более 3 м от крышного конька, то высота трубы должна рассчитываться таким образом, чтобы горизонтальная линия уровня конька крыши и линия, соединяющая конек крыши с дымовой трубой образовывали угол, приблизительно равный 10º.

Схема для расчета высоты дымоходной трубы

Следует отметить, что располагать дымоходную трубу нельзя вблизи мансардных окон, дверей и так далее. Это может повлечь попадание искр в строение, особенно при сильном ветре и привести к возгоранию.

Расчет сечения дымоходной трубы

Чтобы рассчитать диаметр дымовой трубы потребуется:

  1. определить количество топлива, сжигаемого в отопительном приборе за 1 час. В большинстве случаев этот параметр указывается в характеристике, прилагаемой к отопительному оборудованию при покупке. Самостоятельный расчет этого показателя представлен ниже;
  2. температурный показатель газа, располагающегося на входе в дымоход. Параметр можно найти в дополнительной характеристике оборудования. В большинстве случаев он принимается равным 150ºС — 200ºС;
  3. скорость прохода газа в дымовой трубе составляет 2м/с;
  4. высота дымохода;
  5. показатель естественной тяги принимается равным 4 Па на 1 м дымохода.

Таким образом, сечение дымовой трубы зависит исключительно от количества топлива, сжигаемого при работе оборудования.

При расчете диаметра дымохода надо пользоваться формулой площади круга (где π — число «пи»):

F=(π*d²)/4

Исходя из указанной формулы, получаем:

d²=4*F/π

Чтобы вычислить площадь сечения трубы надо определить объем газов, располагающихся на входе в дымоходную трубу. Этот параметр зависит от количества расходуемого топлива и рассчитывается по формуле:

Vгаза=B*Vтоплива*(1+t/273)/3600, где

  • В – количество топлива в килограммах, которое сжигается за 1 час времени (кг/час);
  • Vтоплива – табличный коэффициент, зависящий от вида топлива (найти его можно в ГОСТе № 2127 или в таблице ниже);
  • t – температура газа, зафиксированная на выходе из трубы (также приведена в таблице).

Значения табличных коэффициентов

Площадь сечения (F) находится как отношение V газа к скорости движения газов в трубе (W), то есть

F=Vгаза/W

Отсюда:

d²=(4*Vгаза)/π*W

Например, для отопления сооружения в течение часа требуется 10 кг дров, влажность которых приблизительно составляет 25%. Поправочный коэффициент на такой вид топлива, исходя из вышеуказанной таблицы, равняется 10. Температура газа, зарегистрированная на выходе в дымоходную трубу, принимается равной 150ºС.

Тогда расчет дымовой трубы котельной будет следующим:

  1. 1+150/273=1,55
  2. Vгаза=10*10*1,55/3600=0,043
  3. d²=(4*0/043)/3,14*2=0,027
  4. d=0,165

То есть при определенных условиях диаметр дымоходной трубы должен быть не менее 165 мм.

Для того чтобы не осложнять обустройство дымохода сложными расчетами, можно воспользоваться разработанными специалистами нормативами:

  • для обогревательного оборудования, мощность которого составляет менее 3,5 кВт подойдет дымоход, размеры которого не менее 0,14*0,14м;
  • если заявленная мощность отопительного котла находится в границах 3,5 кВт – 5 кВт, то параметры дымовой трубы должны быть не менее 0,14*0,20 м;
  • если для обогрева помещения используются приборы мощностью от 5 кВт до 7 кВт, то сечение применяемой дымоходной трубы не должно составлять менее 0,14*0,27 м.

Таким образом, при выборе материала изготовления дымохода, так же как и при расчете необходимых для его строительства параметров надо опираться на мощность отопительного прибора. Чем больше его мощность, тем больше и надежнее должен быть дымоход.

Если параметры прибора неизвестны, и вычислить нужные величины самостоятельно не получается, то необходимо прибегнуть к помощи квалифицированных специалистов.

Любая ошибка в расчетах может привести к неработоспособности дымохода или к неполному выведению вредных веществ из жилого помещения.

Источник: http://vse-o-trubah.ru/raschet-dymovoj-truby.html

Все про дымовые трубы для котельной: высота, эксплуатация, расчет

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

Климат на большей части нашей страны предполагает наличие системы отопления в зимний сезон. Наиболее распространённые системы отопления основаны на получении тепла при сжигании различного топлива – дров, угля, газа, солярки. А процесс сжигания топлива обязательно включает отведение продуктов сгорания в окружающую среду.

Проще говоря, наличие системы дымоходных каналов и дымовой трубы. Для эффективного и безопасного удаления дымовых газов, дымовые трубы для котельных проектируются и монтируются по определённым правилам, которые мы и рассмотрим в этой статье.

Движение газов в трубах дымоходов подчиняется законам физики. Сильно углубляться в воспоминания о школьном курсе физики и законах термодинамики мы не станем. Остановимся лишь на явлении образования тяги в дымовой трубе.

Явление возникновения естественной тяги подчинено действию Архимедовой силы. Нагретый газ имеет меньшую плотность в сравнении с холодным. Благодаря этому, образуется разность давления внутри трубы дымохода и снаружи. Нагретые газы устремляются по каналу дымохода вверх, в нижней части канала образуется область разряжения, куда устремляется воздух из помещения. Так образуется тяга.

Процесс этот взаимосвязанный: чем лучше горит, тем более сильная тяга, чем лучше тяга, тем активнее происходит процесс горения. На эффективность этого процесса влияет и разность температур нагретых газов и окружающего воздуха.

Для функционирования бытовых отопительных приборов, таких как котлы, печи или камины, в большинстве случаев, достаточно естественной тяги. К принуждению движения газов в дымовой трубе – использованию вентиляторов-дымососов, приходится прибегать в случае:

  1. Конструктивных особенностей дымохода. При отсутствии технической возможности устройства дымохода с соблюдением определённых параметров, например, при наличии протяжённых горизонтальных участков или большой высоте дымовой трубы.
  2. Низкой температуре отходящих газов. Устройство отопительного прибора может быть таково, что температура газообразных продуктов сгорания на выходе из топливника или горелки невысока, и достаточного для образования устойчивой естественной тяги разряжения не получается.

Как добиться «правильной» тяги

Расчет дымовых труб котельных – важный момент в устройстве системы отопления. От правильно подобранных высоты и диаметра сечения дымовой трубы зависит не только эффективность удаления в атмосферу вредных продуктов сгорания топлива, но и, собственно, правильное функционирование отопительного прибора и пожарная безопасность здания.

Расчёт диаметра и высоты трубы котельной, печи или камина зависит от объёма топливника, или в случае с котлом, от мощности горелки. То есть, от количества топлива, сжигаемого за единицу времени. Для этого существуют всякие специальные формулы аэродинамического расчёта дымовых каналов.

К счастью, в большинстве случаев, для бытовых целей используются стандартные приборы, все проектные изыскания относительно которых уже были произведены инженерами.

Поэтому, внимательно почитаем паспорт изделия, а расчёты соотношения мощности камеры сгорания к диаметру и протяжённости дымохода оставим для проектировщиков больших промышленных котельных и дымовых труб мартеновских печей.

Основные правила устройства каналов дымоудаления

Чтобы котельная не доставляла неудобств и эффективно справлялась со своими обязанностями, есть несколько правил:

Своевременность

Планируя постройку загородного дома, владелец изначально знает, что живёт он не в Африке, а по сему, вопрос отопления является одним из первоочередных. Скорее всего, еще до начала строительства были произведены все теплотехнические расчёты и мощность отопительного прибора известна. Возможно, и модель котла в связи с этими параметрами и финансовыми возможностями уже подобрана.

Осталось только внимательно ознакомиться с инструкцией производителя и не забыть заложить коммуникации – каналы дымоудаления необходимого сечения, на начальном этапе строительства. Эта предусмотрительность поможет избежать ненужных проблем, связанных с проведением дымовой трубы котельной в уже готовом доме и прокладки трубы дымохода по фасаду строения.

Конечно, возможны исключения – например, когда отопление делается в уже построенном доме – при переоборудовании летней дачи в дом для постоянного проживания.

Диаметр трубы котельной

Как уже говорилось выше, диаметр трубы – важный технический параметр. Оптимальное сечение уже подобрано производителем и указано в паспорте изделия.

Пользователю остаётся ознакомиться с руководством, и помнить, что сильное заужение диаметра приведёт к ухудшению работы прибора.

Печь, камин или твёрдотопливный котёл будут «захлёбываться» – узкий канал не справится с отведением того количества дыма, которое образуется во время сгорания, а автоматика котла на газовом или жидком топливе может попросту не дать горелке запуститься.

Не стоит и через чур сильно расширять канал для удаления дыма: поток газов будет не плотный, а значит, не создастся достаточного разряжения для возникновения тяги. Результат тот же: плохое горение твёрдотопливных устройств или срабатывание блокирующей автоматики.

Высота дымовых труб котельной

Второй важный параметр – высота трубы котельной. Согласно расчётам, наиболее оптимальные параметры для возникновения устойчивой естественной тяги в бытовых отопительных приборах без принудительного дымоудаления создаются при высоте трубы около пяти метров. Выполнения этого требования легко достичь, учитывая конструкцию большинства частных домов.

Высота над коньком

Чтобы отопительный прибор функционировал без проблем, при монтаже трубы дымохода следует учитывать влияние ветрового подпора.

Что это такое? Ветры, конструкция крыши и её неравномерный нагрев вызывают возникновение над зданием турбулентных потоков воздуха.

Эти воздушные завихрения способны «опрокинуть» тягу, или вовсе вызвать противотягу. Чтобы этого избежать, следует делать высоту трубы не ниже 500 мм от конька.

Кроме расположения конька, необходимо учитывать также высокие конструкции на крыше или рядом со строением, и растущие около дома деревья.

Если расстояние от трубы до конька три метра, то допустимо делать высоту дымохода вровень с коньком. В случае если расстояние более трёх метров, высоту можно определить, пользуясь схемой, представленной на фото.

Избегайте поворотов и горизонтальных участков. Проектируя расположение дымохода, следует делать не более трёх колен поворотов, а также избегать горизонтальных участков длиннее одного метра. Если горизонтального участка не избежать, следует прокладывать канал хотя бы с небольшим уклоном.

Эксплуатация дымоходов

Правильное проектирование и грамотный монтаж труб — и котельная работает, как часы. Но выбрать дымоход и качественно его смонтировать – только полдела. Не зависимо от того, кирпичный дымоход, керамический или из стальных модульных элементов, необходимо регулярно производить чистку, удаляя осевшую на стенках сажу.

При регулярной эксплуатации прибора, профилактическую чистку следует производить не реже двух раз в год – при смене сезонов. Кирпичные дымоходы более подвержены накоплению сажи из-за шероховатой внутренней поверхности и прямоугольного сечения канала. Для чистки и ремонта необходимо предусмотреть прочистные люки.

Если котельная работает на жидком или газообразном топливе, то температура отходящих газов может быть недостаточно высока и образуется конденсат. Для его удаления следует в канале дымоудаления предусматривать монтаж конденсатосборника.

Устройство дымовой трубы по всем правилам и правильная эксплуатация способствуют теплу в доме и пожарной безопасности.

Источник: http://TrubyGid.ru/dymovye-truby-dlya-kotelnoj

Расчет высоты дымовой трубы – Строим баню или сауну

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

При изготовлении печи или камина особое внимание уделяется дымоходному каналу. При его изготовлении требуется рассчитать такие параметры, как его сечение и высота. Высота дымовой трубы определяется исходя из условий оптимальной тяги, которая зависит от вида используемого отопительного прибора и иных параметров. Как сделать расчет высоты самостоятельно, расскажет данная статья.

Наружный дымоход в частном доме

Зачем требуется вычислять высоту дымохода

Расчет высоты дымовой трубы необходимо производить по нескольким причинам:

  • Для увеличения коэффициента полезного действия отопительного прибора. Если высота трубы дымохода определена правильно, то оборудование будет максимально быстро отдавать тепло при минимальных затратах топлива.
  • Для безопасности здоровья людей. Если высота дымохода для котла или иного оборудования рассчитана неправильно, то продукты горения, вредные для здоровья человека, будут попадать внутрь помещения. Для обеспечения безопасности требуется нормальная тяга дымохода.

Наличие тяги обуславливает возможность использования отопительного прибора

  • Для исключения угрозы возникновения пожаров. При недостаточной высоте дымоходного канала горячие газы не успевают остывать до требуемой температуры, что увеличивает возможность возгорания.

Из-за малой высоты дымового канала может произойти пожар

Методика самостоятельного расчета

Какой высоты должен быть дымоход? Этот параметр регламентируется СНиП 2.04.05-91.

Согласно данному документу:

  • минимальная высота дымоотводящего канала от колосника до оголовка составляет 5 м;
  • оптимальная высота – 6 м.

Параметры, влияющие на высоту дымохода

Как рассчитать высоту дымохода? Специалисты рекомендуют пользоваться следующей формулой.

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала

Исходя из представленной формулы, можно определить параметры, которые существенно влияют на высоту дымоотводящей трубы:

  • метеорологические условия окружающей местности (параметр А). Для северных районов значение коэффициента принимается равным 160. Для других районов значение можно найти в описательных документах;
  • масса вещества, проходящего через трубы за единицу времени (Мi). Данные можно определить на основании документации, прилагаемой к отопительному оборудованию;
  • скорость оседания частиц, образующихся в результате горения (F). Для золы при дровяном отоплении данный коэффициент принимается равным 25, а при использовании электрического нагревательного прибора F=1;
  • концентрация различных веществ в газе, который следует вывести (Спдкi и Сфi). Показатели берутся из описательной характеристики отопительного оборудования;
  • объем выводящего газа (V);
  • разница между температурой поступающего воздуха и выходящего из трубы (Т).

Оптимальная высота трубы на крыше

Высота дымохода над крышей также определяется СНиП 2.04.05 и формой крыши. Регламентируется данный показатель следующим образом:

  1. Для плоской крыши высота дымоотводящей трубы определяется так:
    • при отсутствии парапетов и иных устройств минимальная высота дымовой трубы над кровлей составляет 120 см;
    • при наличии защитных бордюров и иного оборудования длина трубы должна быть увеличена. Рассчитать параметр можно, увеличив максимальную длину оборудования на 1 м;
    • если на крыше располагается вентиляционная труба, то высота дымоходного канала должна быть на 50 см больше высоты вентиляционного канала. При этом следует учесть, что дымоотводящая труба должна располагаться минимум в 5 м от вентиляционной шахты.

Определение высоты дымоотводящего канала для плоской крыши

  1. Какая высота дымохода должна быть на скатной крыше? Параметр следует определять исходя из месторасположения дымовыводящего канала, а именно от его удаленности от конька крыши, то есть:
    • если труба от отопительного прибора выходит ближе 1,5м от конька крыши, то ее минимальная высота должна составлять 500 мм;
    • высота дымохода от конька при удалении трубы на расстояние 1,5 – 3 м должна быть равна максимальной высоте крыши;
    • если дымоотводящий канал выходит на крышу на расстоянии более 3 м от конька, то между горизонтальной линией конька и окончанием дымохода должен образовываться угол в 10º.

Определение длины дымового канала для скатной крыши

Высота дымохода над коньком также определяется на основании сторонних факторов, таких как расположенные рядом высокие деревья или строения.

При наличии сторонних помех образуется так называемая зона ветрового подпора, в которой невозможно обустроить тягу, достаточную для корректной работы отопительного прибора.

Для улучшения тяги требуется минимум на 50 см увеличить высоту трубы для выхода из ветровой зоны.

Как рассчитать длину дымохода при наличии высоких предметов рядом с домом

Аналогичная ситуация складывается при установке отопительного оборудования в подсобном помещении, расположенном в пристройке к основному дому.

Расчет высоты трубы при расположении прибора отопления вне основного дома

О том, как правильно рассчитать высоту дымовыводящей трубы в зависимости от вида крыши и места расположения канала, а также при образовании ветрового подпора можно посмотреть на видео.

Определение высоты дымового канала необходимо для корректной работы отопительного оборудования. Произведение расчетов желательно доверить опытным специалистам, так как неправильное определение параметра может привести к непоправимым последствиям и нанести вред не только имуществу, но и здоровью окружающих людей.

Высота дымовой трубы: как самостоятельно рассчитать этот параметр
Основными параметрами дымовой трубы являются сечение и высота дымохода. Эти характеристики определяют уровень тяги и способствуют нормальному физическому состоянию окружающих людей.

Источник: vse-o-trubah.ru

8.10. Расчет дымовой трубы

Расчет дымовой трубы заключается в правильном выборе ее конструкции и подсчете высоты, обеспечивающей допустимую концентрацию вредных веществ в атмосфере.

Рассчитаем минимальную высоту дымовой трубы.

Диаметр устья дымовой трубы D0, м, определяется по формуле:

, /8/ (77)

где N – предполагаемое число дымовых труб (принимаем N = 1);

w0 – скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с

V – объемный расход дымовых газов, м 3 /с,

где В – суммарный расход топлива на станцию, кг/с;

VГ – удельный объем дымовых газов, м 3 /кг,

, /14/ (79)

где — удельный объем дымовых газов, соответствующий теоретически необходимому объему воздуха, м 3 /кг,

, /14/ (80)

Объемы продуктов сгорания подсчитываются по формулам:

, /14/ (81)

м 3 /м 3 ;

, (82)

м 3 /м 3 ;

, (83)

где dГ – влагосодержание топлива (при температуре топлива 20 0 С

м 3 /м 3 ;

Тогда действительный объем газов:

м 3 /м 3 ;

С учетом плотности топлива имеем:

м 3 /кг.

Суммарный расход топлива всеми котлами:

где ВР – расчетный расход топлива на один котел, кг/с;

n – число котлов.

В = 7,99*4 = 31,96 кг/с.

Тогда объемный расход дымовых газов:

V = 19*31,96 = 607,24 м 3 /с.

Диаметр устья дымовой трубы:

м.

Высота дымовой трубы Н, м, определяется по формуле :

, /12/ (85)

где F – поправочный коэффициент, учитывающий содержание примесей в дымовых газах (для газообразных примесей F = 1);

A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (для данного региона А= 200);

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из трубы;

ПДК – предельно допустимая концентрация какого-либо элемента в атмосфере, мг/м 3 ;

CФ – фоновая концентрация вредных веществ, обусловленная внешними источниками загазованности, мг/м 3 ;

М – массовый выброс вредных веществ в атмосферу, г/с;

— разность температур уходящих газов и атмосферного воздуха, 0 С.

Разность температур определяется формулой:

, (86)

Т – температура воздуха самого жаркого месяца в 13 часов дня

=150-20 = 130 0 С.

Фоновая концентрация СФ зависит от промышленной развитости района сооружения станции. Поскольку город Сызрань является крупным промышленным центром, то фоновая концентрация велика: СФ = 0,025 мг/м 3 .

Поскольку в топливе отсутствует сероводород, будем вести расчет только по выбросам диоксида азота NO2. ПДК по содержанию в воздухе этого элемента составляет 0,085 мг/м 3 .

Массовый выброс диоксида азота определяется пол формуле:

, (87)

где q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива (при сжигании газообразного топлива q4 = 0 %);

— поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (для газообразного топлива, при отсутствии содержания в нем N, =0,9 );

— коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок =1);

— коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления (= 1);

— коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку (=0);

r – степень рециркуляции дымовых газов (r = 0 %);

— коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (=1).

К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т;

, /8/ (88)

где D – паропроизводительность котла, т/ч;

кг/т.

Итак массовый выброс оксида азота:

Для того, чтобы определить коэффициенты m и n, необходимо знать высоту трубы. Поэтому расчет ведется методом последовательных приближений.

Задаемся высотой трубы H = 150 м.

Коэффициент m определяем по формуле:

, (89)

где f – безразмерный параметр, определяемый по формуле:

, (90)

;

.

Коэффициент n зависит от параметра VМ, который определяется по формуле:

VM = , /12/ (91)

VM = = 13,6;

Итак определяем высоту дымовой трубы по формуле 85:

м.

Принимаем ближайшее к полученному значение высоты дымовой трубы из стандартного ряда Н = 150 метров, что совпадает с ранее принятым значением. Выбираем железобетонную конструкцию дымовой трубы с естественно-вентилируемым зазором.

Определим максимально возможную приземную концентрацию диоксида азота по формуле :

, /12/ (92)

где КР – безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (для ровной местности КР = 1 /12/);

мг/м 3 .

Проверим соблюдения условий экологической безопасности по концентрации вредных веществ в атмосфере. Проверить можно с помощью двух формул:

0,082

Источник: https://banya-ili-sauna.ru/raschet-vyisotyi-dyimovoy-trubyi.html

Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

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

https://www.youtube.com/watch?v=YK8P7vyiWD0

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.

Источник: http://TrubaMaster.ru/dymovye/aehrodinamicheskij-raschet-dymovoj-truby-kotelnoj.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.