По цилиндрической дымовой трубе поднимаются топочные газы

По цилиндрической дымовой трубе поднимаются топочные газы

Консультации и решение задач по физике.

[администратор рассылки: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)]

Лучшие эксперты в этом разделе

Михаил Александров Статус: Академик Рейтинг: 1117

Коцюрбенко Алексей Владимирович Статус: Старший модератор Рейтинг: 997

Алексеев Владимир Николаевич Статус: Мастер-Эксперт Рейтинг: 948

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу Вас ответить на следующий вопрос:

По цилиндрической дымовой трубе поднимаются топочные газы. В нижней части трубы они имеют температуру 1073 К и скорость 6 м/с. С какой скоростью они движутся в верхней части трубы, где их температура равна 423 К? Изменением давления в трубе пренебречь.

Состояние: Консультация закрыта

Здравствуйте, Анна Юрьевна!
Постоянной величиной по всей длине трубы является масса газа, пересекающая за единицу времени поперечное сечение трубы m/t=const
Скорость течения газа прямо пропорциональна его объёму, пересекающему поперечное сечение за единицу времени
v=V/(St)
Выражаем через уравнение Менделеева-Клайперона
V=mRT/(Mp)
v=mRT/(MpSt)
Выражаем отношение скоростей, учитывая постоянство молярной массы и давления, а также цилиндрическую форму трубы.
v₂/v₁=((m/t)RT₂/(MpS))/((m/t)RT₁/(MpS))=T₂/T₁
v₂=v₁T₂/T₁=6·423/1073=2,37 м/с

0

Отправлять сообщения
модераторам могут
только участники портала.
ВОЙТИ НА ПОРТАЛ »
регистрация »

Общеизвестно, что одно и то же явление можно описать по-разному. Например: «ветер задул, и дерево упало». Это, если можно так выразиться, эмоциональное описание события. Другой вариант: «ветер дул с такой-то скоростью, дерево имело такой-то запас прочности (цифры и формулы с малопонятными простому смертному доказательствами), в конце концов, оно все-таки не выдержало и упало».

В течение многих лет я пытался дать научное обоснование тем или иным законам движения тепловых газов внутри печи, которые мне, при моей профессии, приходилось так или иначе учитывать. В конце концов, я был вынужден признать свою техническую необразованность и некомпетентность. Увы, ничего научного я сформулировать так и не смог. Но жизнь есть жизнь. Формулировать то, что требуется для работы, все равно приходилось. Поэтому пусть простят меня читатели с высшим образованием, но я просто не нашел иного выхода, как только описать законы движения тепловых газов внутри печи по принципу «ветер задул, и дерево упало». Так сказать, одни эмоции и никаких формул, доказательств или цифр.

Чем уже поперечное сечение дымохода, тем выше скорость движения по нему тепловых газов. И наоборот — чем шире дымоход, тем меньше скорость проходящих по нему газов.

Чем выше скорость движения тепловых газов, тем интенсивнее процесс теплоотбора на внутренние стенки печи.

Чем дальше от топки, тем холоднее газы.

Чтобы уяснить себе четвертый закон, надо первый и второй соединить вместе. Получается следующее: широкий колодец будет нагреваться медленнее и дольше, а узкий — быстрее и интенсивнее.

Чтобы топливо в печи (высота топки — менее 0,75-1 м) имело возможность сгорать полностью, надо первые полтора метра пути дымового колодца делать с поперечным сечением не менее 25 х 25 см, или, как говорят печники, два кирпича на плашку (около 630 см2).
Таким образом получается «камера догорания» горючих газов. Это очень важный момент, игнорирование которого приводит к тому, что горючим газам просто негде сгорать внутри печи. С годами они начинают образовывать внутри печи теплозащитную пленку из смолистых веществ и мохообразной сажи. Если у печи есть «камера догорания» и отличная тяга, то в ней даже через 25 лет интенсивной эксплуатации не будет совершенно никаких следов смолы или сажи. Кирпичи останутся чистыми, как будто их только вчера, а не четверть века назад, положили в кладку.

Если температура газов на выходе из трубы окажется ниже определенного предела (около 100-150 °С), то печь «заплачет» (образуется конденсат). А вместе с ней может заплакать и домохозяин, потому что явление это очень неприятное и не всегда легко устраняемое.
Чтобы ни печь, ни домохозяин «не плакали», общая кратчайшая (сдвоенные колодцы учитываются как один, см. закон 10 этой главы) протяженность пути дымоходов до выхода дымовых колодцев из отапливаемого помещения (первого этажа) не должна превышать 5-6 м.

Седьмой закон легче понять, если внимательно рассмотреть четвертый. Чтобы печь прогревалась равномерно, надо первый колодец сделать большим (и он не перегреется), второй сузить, но так, чтобы он был вдвое больше, чем третий. Четвертый (а также пятый, если он есть) следует сделать максимально узким (около, но не менее 300 см2, или один кирпич на плашку).

При слабой тяге дымоходы быстро зарастут сажей и смолой. И наоборот, при очень хорошей тяге они останутся абсолютно чистыми даже через 25 лет интенсивной эксплуатации печи.

Если количество поворотов тепловой струи (под углом 90°) превысит 12, усилить тягу уже не удастся ничем.

Сдвоенные колодцы надо учитывать как один.
Например, если сдваиваем первый и второй колодцы, то их уже надо учитывать как один. Если перемычка между первым и вторым колодцем равна 40 см, то в общий кратчайший путь зачитываются только эти 40 см. Если первый и второй колодцы имеют пять поворотов тепловой струи (под углом 90°), а перемычка — всего один, то в зачет идет всего один поворот и т. д.

Соединяемые тепловые струи в параллельных колодцах не должны быть направлены навстречу друг другу. Это значительно ослабит общую тягу печи. Общее окно, в котором будет происходить соединение, также должно в поперечном своем сечении складываться из суммы (приблизительно) поперечных сечений соединяемых колодцев.

Горизонтальные тепловые потоки нужно обязательно соединять на разных горизонтальных уровнях (рис. 28).

Рис. 28. Схема соединения потоков, боковой разрез

А. Правильно
Б. Неправильно

При объединении двух печей в одну общую трубу желательно соединять их через распределительный короб (см. п. 7 главы 4, рис. 3).

Верхняя граница входа в первый колодец должна быть хотя бы на 1-2 см выше верхней границы топочной дверки. Иначе топка печи (при открытой топочной дверке) будет обязательно поддымливать (см. п. 5 главы 4).

Внутреннее сечение горизонтального дымового колодца (вид сбоку) Стенки горизонтальных колодцев, расположенные ниже 40 см

от верхней внутренней поверхности горизонтального дымохода, почти не прогреваются проходящими горячими теплопотоками. Все тепло перераспределяется по верхним районам горизонтального дымохода, а в нижних слоях теплопотока (ниже 40 см) эффективного теплообмена с внутренними стенками печи не происходит (рис. 29).

Рис. 29. Эффективно (а) и неэффективно (б) обогреваемые зоны горизонтальных колодцев

А. Горячие слои теплового потока
Б. Слабо нагретые слои
В. Внутреннее сечение горизонтального дымового колодца (вид сбоку)

В колпаковых печах тепло сохраняется за счет того, что теплые потоки воздуха при заходе в колпак всегда стараются подняться наверх и задержаться там, а холодные потоки воздуха избирают себе пути перемещения по самым нижним зонам колпака (рис. 30).

Рис. 30. Движение тепловых потоков в колпаке, вид сбоку

a. Горячие потоки
б. Холодные потоки

В слишком широких трубах (более 30 см в диаметре) бытовые печи средней мощности неспособны создавать активные теплопотоки.

Возрастанию сопротивления теплового потока способствуют:
а) увеличение протяженности общего пути дымовых каналов (см. закон 6);
б) изменение направления тепловых потоков (см. закон 9);
в) участки, где тепловые каналы переходят в меньшие сечения и наоборот.

89. По цилиндрической дымовой трубе поднимаются топочные газы. В нижней части трубы они имеют температуру 1073 К и скорость 6 м/с. С какой скоростью они движутся в верхней части трубы, где их температура равна 423 К? Изменением давления в трубе пренебречь.

Подробное решение. Оформлено в Microsoft Word 2003. (Задание решено с использованием редактора формул)

Во избежание накруток, отзыв можно оставить только после покупки.

Покупку в нашем магазине вы можете оплатить одним из десятка способов на ваш вкус. Мы принимает практически все виды электронных денег, банковские карты, переводы платежными терминалами и даже почтой России — через надежный сервис мгновенных покупок Oplata.info, который гарантирует безопасность сделки.

Как правило, доставка электронного товара происходит практически мгновенно: он приходит на электронную почту, указанную вами при оплате. Для некоторых типов товаров возможны исключения. В этих случаях они всегда подробно и четко описаны на странице конкретного товара.

По цилиндрической дымовой трубе поднимаются топочные газы

Площадь выходного сечения дымовой трубы:
F=[B*V(θ+273)/3600*273*υ]*(1-q4/100). м2;

Где B – максимальный расход топлива, кг/ч;
V – расход дымовых газов, нм3/кг;

Θ – температура дымовых газов, º С;
q4 – механическая неполнота сгорания, %;
υ – скорость газов в выходном сечении, м/с.

Группа: Участники форума
Сообщений: 312
Регистрация: 1.2.2007
Из: Новосибирск
Пользователь №: 5821

Группа: Участники форума
Сообщений: 375
Регистрация: 2.8.2006
Из: Киев
Пользователь №: 3570

А вот в НПБ 252-98 «Аппараты теплогенерирующие, работающие на различных видах топлива. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний.»
написано вот так:

44. Скорость движения продуктов сгорания в дымовом канале без принудительного побуждения должна находиться в диапазоне от 0,15 до 0,60 м/с.

Или я что-то путаю.

Сообщение отредактировал Rina — 25.7.2007, 16:04

А вот в руководстве по монтажу и эксплуатации дымоходов из нержавеющей стали нашла следующее:
«При этом, согласно НПБ 252-98, расчетная величина скорости топочных газов в канале должна находиться в интервале от 1,5 до 2,0 м/с.»
Сравните с тем, что написано в предыдущем посте. Я просто в шоке. Ладно, если бь циферьки хоть примерно одинаковые были…В общем, чем больше я собираю информации, чтобы разобраться, тем все больше запутываюсь. Эх, мучают мою бедную головушку. Пойду поплачу.
Все, поплакала. Вернее передумала, некогда ерундой заниматься. Вот разберусь и поплачу от радости.

Помогите мне, пожалуйста, разобраться с дымоходом, как его лучше сконструировать. Делаю впервые, почитала про него, поразбиралась, вроде суть поняла, что да как, а вот узелок присоединения котла к дымоходу не могу организовать. Нет у меня пока еще чутья, как это лучше сделать.
Ситуация такова: коттедж, котельная расположена ниже уровня земли, котел жидкотопливный Ferroli (выход для дымохода у него сзади). Дымоход двустенный из нержавеющей стали снаружи. Вообще, основные будут электрокотлы, а жидкотопливный только на резерв, на случай отключения электричества.
Вот тута схемка (1 картинка)

Вот я тут сидела рисовала-вырисовывала. В общем, не пойму, как лучше-то…
Ну не делать же мне такой высоченный фундамент под котел (2 картинка). Прям царь какой-то на троне получается.
По второму варианту (картинка 3) вроде поудачней будет. Да и все равно, кажется, высоковато. И можно ли в таком случае делать ревизию выше тройника? Запретов на это вроде не встречала. Просто сомнения меня немного одолевают, хочется для полной уверенности услышать компетентное мнение.
Я еще много всяких схемок накалякала. Вот, например, еще рисунок 4. Здесь мне не нравится, что соединения трубы в стене получаются, да и отверстие в стене для выхода какое-то немаленькое будет.
Посмотрите, пожалуйста, если будет желание поделиться опытом, буду очень Вам благодарна…

Сообщение отредактировал Rina — 25.7.2007, 16:11

Что делать, если возникает обратная тяга в дымоходе частного дома. Причины возникновения и способы устранения

Как правильно собрать дымоход в частном доме, что учесть при его сборке и почему возникает «обратная тяга в дымоходе»? Ответы в нашей статье.

Что такое тяга

Соответственно, если взять трубу достаточного диаметра, в которой у воздуха есть возможность двигаться, и вытянуть ее высоко вверх, то воздух от земли начнет постоянно вытекать наверх. Это происходит потому что вверху ниже давление, а разрежение больше, и воздух стремится туда естественным образом. А на его место придет воздух с других сторон.

В системе «топка + дымоход» тяга действует даже если печь в частном доме не работает. При горении дров образуется повышенное давление во внутренней топочной камере и образующиеся при горении дымовые газы требуют выхода. Все топки и печи имеют конструкцию, выводящую дымовые газы в дымоход.

Высота каждого дымохода подобрана так, чтобы создалась тяга, создалось изначальное разрежение. При горении в топочной камере, выделяется тепло, газы и возникает избыточное давление. Газы движутся в дымоходе под воздействием тяги, стремятся идти из области повышенного в область пониженного давления. Работают законы созданные природой.

Почему возникает обратная тяга в печи или дымоходе?

Обратная тяга – это движение дымовых газов из области повышенного давления в область пониженного, но не вверх (как описано ранее), а вниз. Обратная тяга образуется при инверсии давления — когда давление вверху выше, чем внизу.

Причинами становятся самые обыденные вещи: если в частном доме или помещении герметично, стоят стеклопакеты, а вместе с дымоходом работает вытяжка, вытягивающая воздух из помещения. Тут и создается пониженное давление относительно окружающей местности. Поэтому, при растопке, когда дымоход пока еще холодный, у воздуха в верхней части дымохода большее давление, чем в помещении. Дым конечно пойдет туда, куда ему легче. Это явление называют «холодный столб». При остывании дымохода, внутри образуется воздушная масса низкой температуры, которая давит вниз, возникает обратная тяга. Если давление в частном доме, не пониженное, то теплый воздух пойдет вверх, в дымоход.

Таким образом, если в доме нет кухонной вытяжки и он не герметичен, никакого застаивания холодного воздуха в топке не будет.

Проверьте: если зимой перед тем, как затопить камин, сперва поджечь газету и занести ее в трубу (минуя топочную часть), то огонь не пойдет в помещение, какой бы ни был столб холодного воздуха. Огонь будет гореть и выходить только в трубу. Это указывает на то, что давление в помещении не пониженное и теплый воздух нормально стремится вверх.

При растопке печи или камина в частном доме иногда дым идёт в помещение. Связано это с тем, что образующиеся дымовые газы при первоначальной растопке еще не успели нагреться, и, при подъёме вверх соприкасаясь с холодными стенками, сразу охлаждаются. После этого они, естественно, устремятся вниз. Снова возникает обратная тяга в вентиляции дымохода. Чтобы нормализовать тягу в печке, важно растапливать правильно, понимая происходящие там процессы.

Опрокидывание тяги

Еще один возникающий вопрос – это опрокидывание тяги. В каких случаях это происходит?

Если дымоход протяженный и холодный (зачастую кирпичный), а давление сниженное. Если соотношение размеров топки и сечения дымохода соответствуют, если в доме нормальное давление, все равно возникает ситуация, когда при растопке пламени не хватает силы и отходящие дымовые газы успевают охладиться в дымоходе и обрушиваются вниз. Почему нет тяги в дымоходе? Происходит подобное при пасмурной погоде, ветре. Бывает, что огонь нормально разгорается, но потом дым валит внутрь дома. Почему нет тяги в печи? Почему образуется обратная тяга в дымоходе? Воздух из дома забирается, и давление снижается, притока воздуха нет. А дымовые газы поднимаясь охлаждаются и обрушиваются вниз. Что надо знать в таких ситуациях? Приоткройте форточку, если помещение имеет стеклопакеты и герметично. Важна подготовка дров, их качество.

Как правильно собрать дымоход?

Существует мнение, что собирать по дыму правильнее. Объясняют тем, что на стыках труб остаются щели, куда забиваются выходящие в трубу дымовые газы. В противоположность этому, считается, что если собрать по дыму, то дым перестанет выходить.

Решить такой спор можно, если в действующей печи дома высверлить в любом месте дымохода отверстие и посмотреть, а что же произойдет. Наиболее интересно сделать это в нижней части. Отверстие высверлите любое, хоть сантиметр в диаметре. Что вы увидите? Из этого отверстия никакого дыма выходить не будет (если не закрывать плотно дымоход сверху).

Способы нормализации тяги

Главное – учесть то, что в каждом дымоходе дома возможно возникновение конденсата, особенно когда он еще холодный и теплые дымовые газы, поднимаясь сильно охлаждаются. На стенках может оседать конденсат, который стекает по трубе.

Если дымоход собран по дыму, то конденсат легко проникает в щели и увлажняет изоляцию, полностью лишая её теплоизолирующих свойств. Тут и до пожара недалеко. Поэтому сборка модульных дымоходов ведётся только по конденсату. Дымоходы собираются на четкий стык, с герметиком по внутренней трубе. Однако дымоходы сами по себе должны быть качественными, чтобы не оставалось посторонних щелей. Если щели останутся — через них зайдет воздух, и получается, что все равно тяги не будет.

Но дымоход ведь большой, высокий! Не понимая в чем причина, вызывают мастеров. Мастера используют простой метод: накрывают сверху дымоход и смотрят, откуда пойдет дым. Тут обнаруживаются всевозможные нестыковки в дымоходе, которые и приводят к тому, что подсасывается воздух внутрь дымохода. Помните? Воздух стремится вверх, туда, где давление ниже. Поэтому, чем больше щелей, тем хуже тяга внизу. Сборка по дыму, к сожалению, не учитывает саму суть тяги. В результате огонь горит, а дым прёт во все стороны. Хотя логика тут не сложная — дым идет из области повышенного в область пониженного давления, туда, куда ему легче.

В чем измеряется тяга?

Норма тяги для стандартного камина или печи — в среднем 10 Паскаль (Па). Замеряется тяга за дымовым патрубком, так как именно там видны скорость эвакуации дымовых газов и соответствие соотношению размеров топки печи и диаметра дымохода.

Что еще влияет на величину тяги?

В первую очередь, высота дымохода. Минимально необходимая высота – 5 метров. Этого достаточно для возникновения естественного разрежения и начала движения вверх. Чем выше дымоход, тем сильнее тяга. Однако, в кирпичном дымоходе сечением в среднем 140х140мм., при высоте свыше 10-12 метров, тяга уже не возрастает. Это происходит потому, что значение шероховатости стенок растет с увеличением высоты. Поэтому, избыточная высота не влияет на тягу. Подобный вопрос возникает у желающих использовать под дымоходы каналы в домах. Они бывают большой высоты и узкого сечения, поэтому серьёзный камин редко подсоединяют к такому дымоходу.

Причины влияющие на тягу:

• Температура отходящих дымовых газов. Чем выше температура, тем скорее устремляются дымовые газы вверх, возникает большая тяга.
• Прогреваемость дымохода. Чем быстрее прогревается дымоход, тем быстрее нормализуется плохая тяга.
• Степень шероховатости дымохода, внутренних стенок. Шероховатые стенки тягу снижают, при гладких стенках тяга лучше.
• Форма сечения дымохода. Круглое сечение – это образец; овальное, прямоугольное и так далее. Чем замысловатее форма, тем это сильнее влияет на тягу, снижая ее.
• Важно отметить,что влияет и соотношение размеров топки, диаметра выходного патрубка и диаметра дымоходной трубы. При избыточной высоте проектируемого дымохода, следует подумать о том, чтобы уменьшить сечение дымохода в среднем на 10%. На топку, на дымовой патрубок, установить переходник (например с 200-го диаметра на 180-й) и саму трубу брать 180-ую. Это допускается производителями. Если для примера говорить о «EdilKamin», видно, что он расписывает в инструкциях к топкам, какого диаметра брать дымоход в зависимости от высоты.

• высота до 3 м – диаметр 250,
• высота от 3 м до 5 м – 200,
• высота от 5 м и выше – 180 или 160. Строгие рекомендации.

Другие производители (как пример, фирма Supra) допускают, что возможны изменения. Некоторые вовсе не допускают. Поэтому руководствуясь инструкциями, не стоит забывать и о происходящих в дымоходе процессах.

Как измеряется тяга?

Вначале затопите печь или камин в доме. Топить не менее получаса, чтобы нормализовались процессы. Затем, проделав отверстие в трубе чуть выше дымового патрубка, вставьте туда специальный датчик депримометра и измерьте тягу. Проверьте, избыточна она или ее не хватает. Факторов, влияющих на тягу, много, рассмотрим еще несколько.

Роза ветров

Ситуация когда господствующие ветра задувают прямо в дымоход и снижают тягу либо разворачивают её. Дымоход ставят с наветренной стороны, конечно если определены направления ветров. Если дымоход расположен далеко от конька и ниже, нельзя использовать подветренную сторону. Многоэтажные дома и деревья тоже влияют на тягу. Для компенсации порывов ветра и неудачного расположения дымохода используют антиветровые дефлекторы. По нормативам дымоход выводится на полметра выше конька. Если расстояние от конька 1,5 м — 3 м, то выводится в один уровень с коньком. Если расстояние свыше 3-х метров, то дальше действуют по формуле: от горизонтали, проведенной от конька, 10 градусов вниз. На практике дымоход делают выше конька, либо в один уровень с коньком. Важно использовать один дымоход для одной печи в доме.

Способы расчета диаметра дымохода для печи на дровах

От оптимального размера сечения и высоты дымохода зависит экономичность и производительность работы печи. Правила СНиП и несколько вариантов расчета помогут вам правильно подобрать размер для дровяной печи в доме.

• Зачем нужно знать диаметр?
• Какой должен быть диаметр дымохода для печи?
• Способы расчетов
• Точный метод + формула
• Шведский метод расчета
• Что делать если сечение дымохода квадратное?
• Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?
• Зачем нужен этот параметр?
• Требования СНиП
• Методика самостоятельного расчета
• Таблица “Высота печной трубы над коньком”
• Вывод

Зачем нужно знать диаметр?

Новички не понимают, какое значение имеет сечение дымохода для печи и почему так важно правильно провести расчеты не только внутреннего размера, но и высоту трубы. При разработке индивидуального проекта для автономной системы отопления жилого или производственного помещения, от точности данных зависит уровень тяги и производительность агрегата.

Неопытные строители могут сделать трубу с большим или недостаточным сечением. В любом таком варианте работа отопительного прибора нарушается, и вы просто выбрасываете деньги на ветер. Для оптимальной работы системы отопления дома важно провести точный расчет и ознакомится с рекомендациями нормативных документов.

Какой должен быть диаметр дымохода для печи?

Размер печной трубы можно рассчитать несколькими способами. Самый простой – определение сечения дымохода в зависимости от размеров топочного отсека. Расход твердого топлива определяется по этой характеристике, а исходя из этих данных можно определить объем отработанных газов.

Если у вас открытый вид топки и дымоход изготовлен из стальной круглой трубы – эти величины должны находиться в пропорции 10 к 1. Для примера – габариты топочной камеры 50/40. Такая печь должна оборудоваться дымоходом, сечением 180 мм.

Если изготавливаем трубу из кирпича, ее внутренний размер должен превышать размер дверцы зольника или поддувала в полтора раза. Минимальный размер квадратной полости для удаления газов – 140/140 мм.

Способы расчетов

Точный метод + формула

Рассчитать дымоход для печки, занятие не для новичков. Такую работу лучше доверить профессионалам. Но если вы решили рассчитать этот параметр самостоятельно вам понадобится знание основных данных и нескольких формул:

1. Для определения кубатуры выходящих газов важно знать мощность отопительного агрегата. Для расчетов применяем формулу:, где:

• В – коэффициент скорости сгорания твердого топлива. Это значение определяется исходя из данных таблицы №10 ГОСТа 2127;
• V – уровень объема сжигаемого топлива. Эта величина указывается на бирке промышленного прибора;
• Т – уровень нагрева отводящихся газов в месте выхода из дымохода. Для дровяных печей – 1500.

1. Общей площади дымохода. Ее высчитывают исходя из соотношения объемов газов, это значение обозначается «Vr» и скорости их продвижения в трубопроводе. Для бытовой печи, работающей на дровах, это число равно – 2 м/сек.
2. Диаметр круглой трубы высчитываем по формуле – d² = (4 * Vr) / (π * W), где W – это скорость продвижения газов. Все расчеты лучше выполнять на калькуляторе и внимательно вносить все величины.

Рассчитываем оптимальную величину тяги

Эта операция выполняется для контроля над расчетами оптимальной высоты и сечения дымохода. Такой расчет можно проводить по 2 формулам. Основную, но сложную мы приведем в этой главе, а основную, простую формулу приведем при выполнении пробного расчета данных:

• С – это постоянный коэффициент, равный для печей на дровах 0,034;
• литера «а» – величина атмосферного давления. Величина естественного давления в дымоходе – 4 Па;
• высота дымохода обозначается буквой «h».
• Т0 – средний уровень температур атмосферы;
• Тi – величина нагрева отработанных газов при выходе их из трубы.

Пример расчета сечения дымохода

Принимаем за основу:

• буржуйка работает на твердом топливе;
• в течение 60 минут в печи сгорает до 10 кг дров лиственных пород деревьев;
• уровень влажности топлива – до 25%.

Еще раз приведем основную формулу:

Расчет проводим в несколько этапов:

1. Выполняем действие в скобках – 1+150/273. После вычислений получаем число 1,55.
2. Определяем кубатуру выходящих газов – Vr= (10*10*1,55)/3600. После вычислений получаем объем, равный 0,043 м 3 /сек.
3. Площадь трубы дымохода – (4*0,043)/3,14*2. Расчет дает значение – 0,027 м 2 .
4. Берем квадратный корень из площади дымохода и высчитываем его диаметр. Он равен 165 мм.

Теперь определяем величину тяги по простой формуле:

1. По формуле расчета мощности высчитываем эту величину – 10*3300*1.16. эта величина равна – 32,28 кВта.
2. Рассчитываем уровень потерь тепла на каждом метре трубы. 0,34*0,196=1,73 0 .
3. Уровень нагрева газа на участке выхода из трубы. 150-(1,73*3)=144,8 0 .
4. Атмосферное давление газа в дымоходе. 3*(1,2932-0.8452)=1,34 м/сек.

Шведский метод расчета

Размер дымохода для печи можно выполнить и по такой методике, но основное назначение шведского метода – расчет дымоходов каминов с открытой топкой.

В этой методике для расчета не используется величина топочного отсека и объем воздуха в нем. Для определения правильности расчета используется график:

Здесь важно соответствие соотношения площади топочного отсека («F») и отверстия дымоотводящей трубы («f»). Для примера:

• габариты топки 770/350 мм. Высчитываем площадь отсека – 7,7*3,5=26,95 см 2 ;
• размер дымохода 260/130 мм, площадь трубы – 2,6*1,3=3,38 м 2 ;
• высчитываем соотношение. (338/2695)*100=12,5%.
• смотрим в нижней части таблицы величину 12,5 и видим, что расчет длины и диаметра произведен правильно. Для нашей печи необходимо построить дымоход, высотой 5 м.

Разберем еще один пример расчета:

• топка 800/500 мм, ее площадь – 40 см 2 ;
• сечение дымохода 200/200 мм, площадь равна 4 см 2 ;
• рассчитываем соотношение (400/4000)*100=10%.
• по таблице определяем длину дымохода. В нашем случае, для круглой сэндвич – трубы она должна быть 7 м.

к содержанию ↑

Что делать если сечение дымохода квадратное?

Цилиндрические дымоходы, особенно после появления сэндвич – труб самые распространенные виды устройств. Но при строительстве кирпичной печи приходится выкладывать квадратную или прямоугольную форму.

В таких дымоходах образуются завихрения, препятствующие нормальному прохождению отработанных газов и уменьшающие тягу. Но для дровяных печей или каминов – прямоугольные трубы остаются самой востребованной формой. В таких устройствах не требуется повышенный уровень вытяжки отработанных газов.

Расчет дымохода для дровяной печи с квадратным или прямоугольным сечением производится с учетом соотношения размеров трубы к габариту поддувального отверстия на печи. Такая пропорция – 1/1,5, где 1 – внутреннее сечение трубопровода, а 1,5 габариты поддувала или зольника.

Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?

Расчет этого параметра позволяет избежать возникновения обратной тяги и других возможных неприятностей. Этот вопрос регламентируется правилами СНиП и других документов.

Зачем нужен этот параметр?

Для того чтобы понять важность этого фактора разберем подробнее несколько физических законов и последствия неправильно сделанных дымоходов. При прохождении нагретых газов, температура понижается, но теплый воздух или газы всегда поднимаются вверх.

На выходе из трубы температура еще больше снижается. Отработанные газы, находящиеся в трубопроводе с надежным слоем теплоизоляции имеют высокую температуру и столб нагретого дыма, поднимаясь вверх увеличивает тягу в топке.

Разберем ситуацию – уменьшаем внутреннее сечение трубы и увеличиваем высоту трубы над коньком крыши. Если вы думаете, что увеличивается объем нагретого газа, увеличивается время остывания дыма и увеличивается тяга – такое утверждение верно только наполовину. Тяга будет отличной, даже с большим излишком. Дрова будут быстро сгорать и расходы на покупку топлива возрастут.

Чрезмерное увеличение высоты дымохода может вызвать возрастание аэродинамических завихрений и понижения уровня тяги. Это чревато возникновением обратной тяги и выхода дыма в жилые помещения.

Требования СНиП

Длина трубопроводов вытяжки отработанных газов регламентируется требованиями СНиП 2.04.05. правила предписывают соблюдать несколько основных правил монтажа:

• минимальное расстояние от колосниковой решетки в топке, до защитного козырька на крыше – 5000 мм. Высота над уровнем покрытия плоской крыши 500 мм;
• высота трубы над скатом крыши или коньком должна соответствовать рекомендованной. Об этом расскажем в отдельной главе;
• если на плоской крыше находятся постройки, труба должна быть выше. В этом случае, при большой высоте трубы, ее раскрепляют растяжками из проволоки или троса;
• если здание обустроено системой вентиляции, их высота не должна превышать колпак трубопровода вывода отработанных газов.

к содержанию ↑

Методика самостоятельного расчета

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала, для этого потребуется выполнить расчет по формуле:

• «А» – климатические и погодные условия в данном регионе. Для севера этот коэффициент равен 160. Значение в других районах вы сможете найти в интернете;
• «Мi» – масса газов, проходящих сквозь дымоход за определенное время. Эту величину можно найти в документации вашего отопительного прибора;
• «F» – время оседания золы и других отходов на стенках дымохода. Для дровяных печей коэффициент – 25, для электрических агрегатов – 1;
• «Спдкi», «Сфi» – уровень концентрации веществ в отработанном газе;
• «V» – уровень объема отработанных газов;
• «Т» – разность температур поступающего из атмосферы воздуха и отработанных газов.

Приводить пробный расчет не имеет смысла – коэффициенты и другие величины не подойдут для вашего агрегата, а извлечение квадратных корней потребует скачать инженерный калькулятор.

Таблица “Высота печной трубы над коньком”

Определится с размерами труб без проведения сложных расчетов поможет таблица высоты печной трубы над крышной конструкции. Сначала разберем подбор длины трубы для плоских крыш.

Вывод

Выполнив расчет или определив размер по таблице, вы не только обезопасите ваш дом от возникновения пожаров, но и значительно сэкономите на топливе. Главное внимательно и ответственно выполнить монтаж и комфорт и уют в доме будет обеспечен.

flue.com.ua

Изделия из жести в Харькове и по Украине!

Изделия из жести в Харькове и по Украине!

• О нас
  • Условия соглашения
  • Политика безопасности
  • Оплата и доставка
• Фото
• Прайс
  • Дымоходы
  • Вентиляция
  • Труба
  • Зонт
  • Отвод
  • Колено
  • Тройник с заглушкой
  • Воронка
  • Водосточные системы
  • Отлив
  • Заборы из ламелей
  • Мебель из нержавейки
  • Другое
• Новости и статьи
• Контакты

Как проверить дымоход и отрегулировать тягу самостоятельно

Содержание статьи

• Причины возникновения плохой тяги в дымовой трубе
• Информация для владельцев котлов и каминов
• Советы, как улучшить тягу в дымоходе
• Применение дымоходных механических вентиляторов для стабилизации тяги
• Влияние приточной вентиляции на работу отопительных приборов и улучшение тяги

Естественная тяга — это результат разницы между плотностью дымовых газов в дымоходе и воздухом снаружи здания. Горячие выхлопные газы легче воздуха и поднимаются вверх. Чем выше их температура, тем быстрее они поднимаются и тем больше скорость дымовых газов.

Однако из-за меняющейся температуры окружающей среды размер естественной тяги меняется — она самая сильная зимой и очень слабая летом. На неё так же влияет ветер, который улучшает или ослабляет её. При направлении ветра параллельно земле тяга в дымоходе будет усиливаться. Однако, когда ветер наклонён к земле возникает обратная тяга и дымовые газы начинают проникать в помещение. Как проверить, а также исправить тягу в печи, камине, котле расположенных в квартире или загородном доме рассмотрим в этой статье.

Причины возникновения плохой тяги в дымовой трубе

Эффективная и безопасная работа дымохода зависит от многих факторов. Возникновение обратной тяги может быть вызвано:

• слишком маленьким сечением в дымовой трубе — чем уже канал, тем меньше тяга в нём;

Как проверить дымоход в квартире? Используйте для этого папиросную бумагу или зажжённую спичку. Кирпичные каналы должны быть минимум 14 × 14 см или 15 см в диаметре при сечении топочного проёма менее 25 см; и, соответственно, 14 × 27 см или диаметром 18 см, если поперечное сечение выхода дымовых газов из топки больше 25 см. Для сечений большего размера соотношение сторон должно быть 3:2.

Внимание: минимальное значение разрежения в дымовом канале не менее 10 Па (Паскаль).

Проблема слишком узкого дымохода часто возникает, когда камин подключается к каналу, который не предназначен для отвода дымовых газов (он также обычно имеет небольшое поперечное сечение). Стоит знать, что стандартные сечения дымохода (14 × 14 см или 14 × 27 см) часто делают невозможным горение в мощном камине при.

• плохом техническом состоянии внутренних поверхностей дымохода. Применение кривых кирпичей, большой толщины швов, наплывов раствора способствует ослаблению тяги в дымовой трубе. Накопление сажи на неровных внутренних поверхностях затрудняет прохождение выхлопных газов, а также является частой причиной пожара в дымоходе;
• ветер при падении закручивается вокруг дымохода, что приводит к образованию зон избыточного давления. Это мешает правильному функционированию, а затем создаёт обратную тягу, из-за которой выхлопные газы могут попадать обратно в здание;
• попадании в трубу атмосферных осадков из-за отсутствия оголовка;
• разгерметизация дымовой трубы из-за выпадания раствора;
• засорение дымоходной трубы паутиной, листьями;
• низкого атмосферного давления на улице.

В домашних условиях проще всего использовать пламя горящей спички. Поднесите его к открытым дверцам топки теплового прибора. Если пламя втягивается внутрь камина, котла или печи, значит всё отлично.

Информация для владельцев котлов и каминов

Производители котлов указывают необходимое отрицательное давление в дымоходе, которое должно быть обеспечено для того, чтобы отопительные приборы работали с максимальной эффективностью. Это значение колеблется в пределах 10—25 Па. Что касается каминов, их производители указывают в инструкции по установке, при каком отрицательном давлении устройство работает лучше всего.

Минимальное значение отрицательного давления 10 Па или 1 метр в секунду. Как проверить тягу в дымоходе, каналах печи, камине или сельской печке? Величину тяги можно определить самостоятельно, проверив скорость выходящего воздуха с помощью анемометра. Однако лучше всего доверить это специалисту, устанавливающему котёл или камин.

Советы, как улучшить тягу в дымоходе

Способы улучшения тяги:

• Установите кожух на дымовой трубе. Кожухи защищают дымоход от турбулентности ветра и в то же время используют его силу для создания отрицательного давления;
• Утеплите наружную часть дымохода. Если горение топлива улучшается после первых нескольких минут горения, это означает, что его нарушения были вызваны слишком низкой внутренней температурой стенок.
• Увеличьте дымовую трубу, если она имеет высоту меньше пяти метров. Это заключается в удлинении дымохода таким образом, чтобы его конец находился над препятствием (коньком крыши, крышей соседнего дома), ограничивающим прямую или вызывающим обратную тягу. Удлинители дымовых труб должны быть теплоизолированы.

Также важно, чтобы выходное отверстие труб находилось на соответствующей высоте над поверхностью крыши.

Если причиной отсутствия тяги является плохое техническое состояние каналов (например, сажа, сужающая его сечение), то обычно помогает посещение трубочиста.

Однако, если причиной является неблагоприятный ветер или неправильное расположение трубы по отношению к крыше, стоит использовать средства усиления тяги.

Саморегулирующиеся заглушки чаще всего устанавливаются на концах дымоходов, выводящих дым из каминов. Они выстраиваются в направлении дующего ветра, закрывая выход дыма своим навесом и создавая отрицательное давление, величина которого прямо пропорциональна силе дующего ветра.

Все кожухи дымоходов должны быть изготовлены из высококачественной кислотостойкой стали. Те, что сделаны из оцинковки не прослужат дольше одного отопительного сезона.

Применение дымоходных механических вентиляторов для стабилизации тяги

Механические вентиляторы обеспечивают правильную тягу в дымоходе, независимо от размеров и высоты трубы, расположения здания, перепадов температуры и вида топлива. Некоторые из них, благодаря своей специфической конструкции, не ограничивают свободный отток выхлопных газов. Вытяжной колпак устанавливается на конце дымохода, и отработанные газы всасываются через отверстие в основании вентилятора и выбрасываются через вращающееся рабочее колесо.

Их работой можно управлять вручную, электронным или беспроводным способом. Ручная регулировка заключается в изменении положения ручки на панели контроллера, которая изменяет скорость вращения вентилятора. Во время розжига вентилятор должен работать с максимальной эффективностью. Позже для поддержания надлежащей тяги необходимо снизить число оборотов в минуту, чтобы эффективность упала примерно до 30%.

Электронный контроллер регулирует тягу автоматически. Датчик температуры, расположенный в дымоходе, отключает вытяжку при потухании огня. А если после розжига камина пользователь забудет его включить, датчик сработает автоматически, когда температура в дымоходе превысит 40° C.

Установка дымоходных вентиляторов с регулятором тяги и датчиком вакуума наиболее эффективный способ улучшить тягу. Когда она большая регулятор уменьшает, а если слишком маленькая увеличивает обороты вентилятора.

Обеспечение необходимой тяги в дымоходе для эффективного отвода выхлопных газов из котла или камина иногда бывает затруднительным. Есть много факторов, которые могут нарушить работу этой, казалось бы, не очень сложной установки. Однако нельзя недооценивать проблему, если она возникает, и надеяться, что она как-то решится сама собой.

Влияние приточной вентиляции на работу отопительных приборов и улучшение тяги

Плохо работающая приточная вентиляция может привести к плохой работе камина или котла, перерасходу топлива и как следствие финансовым потерям. Достаточно ли кислорода для горения, можно проверить, открыв окна при розжиге печи, котла или камина. Если процесс розжига усиливается, это связано с отсутствием должной приточной вентиляции. В такой ситуации эффективным решением будет установка воздухозаборника над или под окном.

Результатом чрезмерной тяги является быстрое, неэффективное и неполное сгорание топлива. Обычно это происходит, когда дымоход слишком высок или его поперечное сечение слишком велико по сравнению с размером печи.

Другой причиной может быть изношенный уплотнитель в топке или в камине и по этой причине воздух для горения всасывается через эти утечки, что приводит к слишком быстрому горению древесины или угля.

Однако ограничить тягу или стабилизировать её при помощи вентилятора намного проще, чем исправить кладку в дымовой трубе. Каминные топки или твердотопливные котлы снабжены регулирующим элементом — заслонкой, с помощью которой регулируется размер поперечного сечения дымохода в точке выхода выхлопа из каминной топки.

Регулятор тяги. Его устанавливают, когда тяга слишком велика. Подвижная заслонка регулятора, к которой прикреплён груз, открывается под действием давления в дымоходе и тем самым ограничивает подачу воздуха. Работа регулятора контролируется установкой значения разрежения на специальной ручке, с помощью которой заслонка регулирует количество подаваемого воздуха.