Корзина
Разделы
Информация
Поиск
Новости
Интересные статьи
- Плюсы и минусы стальных печей
- Чугунные печи
- Почему дымит камин
- Как очистить трубу и стекло
- Техника безопасности при установке камина
- Кафельные печи
- «Горячий камень» талькохлорит
- Еще больше информации о печах и каминах!
Расчет каминов с организованной подачей наружного воздуха в зону горения
В основу теплогидравлического расчета печи-камина положено уравнение баланса
аэродинамического сопротивления и тяги, создаваемой трубой. Для отопительной печи это уравнение выглядит так:
Σ ∙ ξ ∙ ρГ ∙ WГ2/2 + R ∙ H = H ∙ (ρХ - ρГ) ∙ g ,
где рг, рх - плотности
газов в трубе и наружного воздуха, кг/м3; Н- высота трубы,
м; WГ - скорость газов в
газоходе, м/с.
По этому уравнению и производится аэродинамический расчет печей. Процесс в камине,
однако, имеет существенное отличие от печного.
В печах процесс горения топлива стремятся всегда вести с минимальными избытками воздуха. Это делается для того, чтобы получить более высокую температуру газов, обогревающих дымообороты, и повысить теплоотдачу наружной поверхности печи. Топка печи закрыта дверцей. Камин же имеет открытую топку, в которую под действием тяги трубы засасываются большие массы воздуха. Например, средний камин, отапливающий комнату площадью 30 м2, засасывает 700-800 м3
воздуха в час. Это примерно в 10 раз больше, чем необходимо для вентиляции помещения. Весь этот воздух должен поступить в помещение за счет разрежения, создаваемого дымовой трубой камина.
При неорганизованном поступлении воздух проникает в помещение через не плотности в
наружных ограждениях (двери, окна, щели и т. д.), что создает сквозняки. В этом случае возникают неблагоприятные условия и для развития процесса горения, так как топливо горит на сплошном поду, а воздух в зону горения поступает сверху. При верхней подаче воздуха затрудняется его доступ непосредственно к зоне горения, так как продукты сгорания, поднимаясь вверх, оттесняют воздух.
Гораздо более благоприятна для нормального проведения процесса горения подача дутьевого воздуха к слою топлива снизу через поддувало так, как это практикуется в печах. При нижней подаче воздух беспрепятственно проникает в зону горения и условия сгорания топлива становятся благоприятными. Поэтому при сооружении камина весьма целесообразно устройство воздуховода, подводящего наружный воздух к поду топки, на котором размещена колосниковая решетка (рис. 1.21). Это устраняет в помещении избыточные неорганизованные потоки и улучшает сжигание твердого
топлива в камине.
В камине с организованной подачей воздуха располагаемый напор, создаваемый дымовой
трубой, должен преодолевать сопротивление, возникающее и в газоходах, и в воздуховоде. Уравнение баланса напоров дополняется членом, представляющим сопротивление подающего воздуховода
Σ ∙ ξВ ∙ ρХ ∙ WХ2/2 + RB ∙ LB + Σ ∙ ξГ ∙ ρГ ∙ WГ2/2 + RГ ∙ H = H ∙ (ρХ - ρГ) ∙ g ,
где рх - плотность наружного воздуха, кг/м3; Wx - скорость воздуха в воздуховоде, м/с; RB - удельная потеря на трение в воздуховоде, Па/м;
LB - длина воздуховода, м.
Через воздуховод необходимо подавать только первичный воздух, на долю которого
приходится примерно 15% общего количества воздуха, засасываемого камином.
Кроме того, по дымоходу проходят горячие газы, имеющие большой удельный объем по сравнению с наружным воздухом. В результате площадь поперечного сечения воздуховода может быть значительно меньше, чем отводящих дымоходов. Основным показателем, влияющим на то, как зависит дополнительное сопротивление воздуховода на тягу камина, является отношение сечений воздуховода Fх и отводящего дымохода FГ . Чем больше величина этого отношения, тем меньше влияние воздуховода на аэродинамическое . сопротивление камина.
На рис. 1.22 показана полученная расчетом по скорректированной формуле зависимость
расхода газов V и теплопроизводительности камина Q от величины
Ω = FВ /FГ .
Как видно, при Ω = 1 относительная теплопроизводительность камина составляет примерно 80% максимальной, получаемой при отсутствии сопротивления в воздуховоде.
Однако, если учесть, что в действительности через воздуховод следует подавать лишь
20-30% общего объема воздуха, реальное влияние дополнительного сопротивления
воздуховода будет существенна ниже. Можно сделать вывод, что при конструировании камина можно принимать Ω
= 1, а влиянием сопротивления воздуховода можно пренебречь и вести расчет
с учетом сопротивления только отводящих дымоходов.
Для разработки достаточно точного и практически удобного метода расчета камина
необходимо установить основные качественные зависимости между отдельными
характеристиками работы камина: расходом газов VГ, площадью поперечного сечения дымоходов FГ , температурой газов ТГ
и высотой дымовой трубы Я. Из анализа основного уравнения баланса напоров,
а также известных теоретических положений гидравлики для потоков можно получить следующие соотношения" между этими параметрами:
VГ = FГ ∙ √ˉ [(TГ-TХ)/TХ ∙ g ∙ H ] ,
где ТХ - температура наружного воздуха, К.
Рис. 1.21. Камин с воздуховодом: 1 - камин; 2 - воздуховод
Рис. 1.22. Зависимость расхода газов и теплопроизводительности от
величины отношения сечений воздуховода и отводящего газохода
Рис. 1.23. Зависимость скорости газов в дымоходе от разности
температур TГ
- TХ
и высоты дымовой трубы H
На рис. 1.23 показана зависимость скорости газов W в дымоходе размером 25x25 см от разности температур ТГ - ТХ для дымовых труб высотой соответственно 5, 10 и 15 м.
Рис. 1.24; Зависимость объема газов от разности температур:
l - h =
10 м,
F= 25 х 25 см; 2 - h = 7 м, F = 25 х 25 см; 3 -.
h = 5м, J= 20x20 см
На рис. 1.24 показаны расходы газов в дымоходах различного сечения в зависимости от TГ - TХ. Как видно из рисунка, расход газов зависит не только от TГ - TХ, но и от высоты трубы H.
перейти к теплотехническому и аэродинамическому расчету каминов