Aerodynamische berekening van de schoorsteen van ketels met natuurlijke trek

De methode voor aerodynamische berekening van schoorstenen werd ontwikkeld om de weerstand en de keuze van schoorstenen te bepalen. Bij een goede aerodynamische berekening moet rekening worden gehouden met mogelijke drukverliezen in de secties van de gas-luchtpaden, waarbij ook rekening moet worden gehouden met de weerstand die in een bepaald deel ontstaat.

inhoud

Thermisch geïsoleerde schoorsteen

Nuances van aerodynamische berekeningen

Bij de berekening van de ketelschoorsteen moet rekening worden gehouden met de volgende nuances:

  • Gezien de technische kenmerken van de ketel, wordt de bepaling van het type constructie van de kofferbak en de plaats waar de schoorsteen zal worden geplaatst, uitgevoerd.
  • De sterkte en duurzaamheid van het gasafvoerkanaal wordt berekend.
  • Het is ook noodzakelijk om de hoogte van de schoorsteen te berekenen, rekening houdend met zowel het volume verbrande brandstof als het type stuwkracht.
  • Berekening van turbulatoren voor schoorstenen.
  • De maximale belasting van de stookruimte wordt berekend door de minimumwaarde van de doorvoer te bepalen.

Het is belangrijk! In deze berekeningen is het ook noodzakelijk om de windbelasting en de stuwkrachtwaarde te kennen.

  • In de laatste fase wordt een schoorsteentekening gemaakt met optimalisatie van de secties.

Aërodynamische berekeningen zijn nodig om de hoogte van de buis te bepalen in het geval van natuurlijke stuwkracht. Dan moet men ook de snelheid van emissieverdeling berekenen, die afhangt van het terrein van het territorium, de temperatuur van de gasstroom en de luchtsnelheid.

Bepaling van de hoogte van de schoorsteen voor nok en platte daken

De hoogte van de pijp is direct afhankelijk van de kracht van de ketel. De vervuilingscoëfficiënt van de schoorsteen mag de 30% niet overschrijden.

Formules voor het berekenen van een schoorsteen met een natuurlijke trek: download pdf-bestand.

Regulerende documenten gebruikt in berekeningen

Alle ontwerpnormen die nodig zijn voor het maken van ketelinstallaties worden voorgeschreven in SNiP II-35-76. Dit document vormt de basis voor alle noodzakelijke berekeningen.

Video: een voorbeeld van de berekening van de schoorsteen met natuurlijke boetes

Het schoorsteenpaspoort bevat niet alleen de technische kenmerken van de constructie, maar ook informatie over het gebruik en de reparatie ervan. Dit document moet worden uitgegeven vlak voordat de schoorsteen in gebruik wordt genomen.

Tip! Reparatie van schoorstenen is een gevaarlijke taak die uitsluitend door een specialist moet worden uitgevoerd, omdat hiervoor speciaal verkregen kennis en veel ervaring vereist is.

Milieuprogramma's stellen normen vast voor toelaatbare concentraties van verontreinigende stoffen, zoals zwaveldioxide, stikstofoxiden, as, enz. Sanitaire beschermingszone is het gebied op 200 meter rond het ketelhuis. Voor het reinigen van rookgassen worden verschillende soorten elektrostatische stofvangers, asverzamelaars, enz. Gebruikt.

Muur gemonteerde schoorsteenconstructie

Ongeacht de brandstof waarop de kachel werkt (kolen, aardgas, diesel, enz.), Is een rookgasafvoersysteem noodzakelijk. Om deze reden zijn de belangrijkste vereisten voor schoorstenen:

  • Beschikken over voldoende natuurlijke stuwkracht.
  • Naleving van vastgestelde milieunormen.
  • Goede bandbreedte.

Soorten schoorstenen voor ketelruimen

Tegenwoordig zijn er verschillende opties voor schoorstenen die in ketelruimtes worden gebruikt. Elk van hen heeft zijn eigen kenmerken.

Metalen buizen voor ketelruimen

Soorten metalen schoorstenen. Elk type buis moet voldoen aan milieunormen a) monomodus, b) tweemaster, c) viermast, d) wandmontage

Ze zijn een zeer populaire optie vanwege de volgende functies:

  • gemak van montage;
  • dankzij het gladde binnenoppervlak zijn de constructies niet vatbaar voor verstopping met roet en zijn ze daarom in staat uitstekende tractie te bieden;
  • snelheid van installatie;
  • indien nodig kan een dergelijke buis met een lichte helling worden geïnstalleerd.

Het is belangrijk! Het grootste nadeel van stalen buizen is dat hun isolatie na 20 jaar in verval raakt, waardoor de schoorsteen onder invloed van condensaat wordt vernietigd.

Brick pipes

Lange tijd hadden er geen concurrenten tussen de schoorstenen. Op dit moment is de moeilijkheid bij het installeren van dergelijke constructies de noodzaak om een ​​ervaren kachelinsteller te vinden en aanzienlijke financiële kosten voor de aanschaf van de benodigde materialen.

Met de juiste opstelling van de structuur en bekwame verwarming, wordt roetvorming praktisch niet waargenomen in dergelijke schoorstenen. Als een professional zo'n constructie heeft geïnstalleerd, dan zal deze zeer lang dienst doen.

Bakstenen schoorsteenstapel

Het is erg belangrijk om zowel het interne als het externe metselwerk op juiste verbindingen en hoeken te controleren. Ter verbetering van de stuwkracht wordt uitgevoerd aan de bovenkant van de buis, en om rook te voorkomen in de aanwezigheid van wind met behulp van een duurzame stationaire dop.

Bouw van ketelschoorstenen

Het rookkanaal kan zich op de verwarmingsapparatuur bevinden of afzonderlijk naast de ketel of oven staan. De buis moet 50 cm hoger zijn dan de hoogte van het dak. De grootte van de schoorsteen in dwarsdoorsnede wordt berekend ten opzichte van het vermogen van de ketel en de kenmerken van het ontwerp.

De belangrijkste structurele elementen van de pijp zijn:

  • gasuitlaat vat;
  • warmte-isolatie;
  • corrosiebescherming;
  • stichting en ondersteuning;
  • het ontwerp bedoeld voor de invoer van gaskanalen.

Regeling van een ketelinstallatie van het moderne type

In eerste instantie komt het rookgas de scrubber binnen, dat een reinigingsapparaat is. Hier daalt de temperatuur van de rook tot 60 graden Celsius. Daarna wordt het gas omzeild door de absorbers te reinigen en pas daarna wordt het in de omgeving vrijgegeven.

Het is belangrijk! Het rendement van het ketelhuisvermogen wordt grotendeels beïnvloed door de gassnelheid in het kanaal en daarom is professionele berekening hier eenvoudig noodzakelijk.

Soorten schoorstenen

In moderne ketelcentrales worden verschillende soorten schoorstenen gebruikt. Elk van hen heeft zijn eigen kenmerken:

  • Columns. Bestaat uit de interne kofferbak gemaakt van roestvrij staal en een externe schaal. Om te voorkomen dat de vorming van condensatie wordt voorzien van thermische isolatie.
  • Dichtbij de voorgevel. Vastgemaakt aan de gevel van het gebouw. Het ontwerp wordt gepresenteerd in de vorm van een frame met een damppijp. In sommige gevallen kunnen specialisten het frame gebruiken, maar dan wordt de ankerboutbevestiging gebruikt en worden sandwichbuizen gebruikt, waarvan het buitenkanaal is gemaakt van gegalvaniseerd staal, de binnenste is gemaakt van roestvrij staal en daartussen is een 6 cm dikke pakking.

Bouw van een industriële schoorsteen in de nabijheid

  • Truss. Het kan uit een of meerdere betonnen buizen bestaan. De boerderij is gemonteerd op een ankermand, bevestigd op de basis. Het ontwerp kan worden gebruikt in gebieden die gevoelig zijn voor aardbevingen. Om corrosie te voorkomen, worden verf en primer gebruikt.
  • Mast. Een dergelijke buis heeft dekvloeren en wordt daarom als stabieler beschouwd. Anticorrosiebescherming wordt hier geïmplementeerd in de vorm van een warmte-isolerende laag en vuurvast email. Het kan worden gebruikt in gebieden met hoog seismisch risico.
  • Zelfdragend. Dit zijn "sandwich" -pijpen, die aan de basis worden bevestigd door middel van ankerbouten. Ze worden gekenmerkt door een verhoogde sterkte, waardoor structuren gemakkelijk bestand zijn tegen alle weersomstandigheden.

conclusie

Een aerodynamische berekening van de schoorsteen is noodzakelijk voor een goede werking van de ketelinstallatie. Dit proces omvat veel nuances, variërend van de kracht van de unit en eindigend met het materiaal voor de productie van de schoorsteen, en moet daarom uitsluitend door een ervaren specialist worden uitgevoerd.

Aërodynamische berekening van de schoorsteen

Een schoorsteen is een apparaat dat het milieu beschermt tegen schadelijke emissies van ketels. De concentratie van schadelijke emissies van ketelruimen in rookgassen overschrijdt aanzienlijk hun toelaatbare gehalte in atmosferische lucht. Opdat de schadelijke emissies in de atmosfeer op het niveau van de menselijke ademhaling de toegestane concentratie niet zouden overschrijden, moeten zij over een voldoende groot gebied worden verspreid. Deze taak wordt uitgevoerd door een schoorsteen.

De schoorsteen vormt samen met de warmtegenererende installatie, luchtkanalen en kanalen een enkel aërodynamisch systeem. Daarom is het voor het uitvoeren van de aerodynamische berekening van het boilerkanaal noodzakelijk om een ​​aërodynamische berekening van de schoorsteen uit te voeren.

In het vorige semester hebben studenten cursuswerk verricht aan warmtegenererende installaties over het onderwerp: "Thermische berekening van de ketel DE-10-14GM. In de opdracht voor dit werk kreeg elke student een elementaire samenstelling van de gasvormige brandstof en de verbrandingswarmte. Tijdens het uitvoeren van dit werk werden het theoretische volume verbrandingsproducten en het theoretische luchtvolume berekend.

Het brandstofverbruik wordt bepaald door de vergelijking:

= 0,928 - genomen volgens referentie [18] voor gasvormige brandstof.

Uit de vorige cursus is het noodzakelijk om de berekende waarden van het theoretische volume verbrandingsproducten en het theoretische luchtvolume te nemen.

m 3 / nm 3; m 3 / nm 3.

Volume verbrandingsproducten dat de ketels verlaat

De doorsnede van de schoorsteenmond wordt berekend aan de hand van de volgende relatie:

= 20 m / s - de bewegingssnelheid van de rookgassen bij de uitgang van de schoorsteen wordt genomen in het bereik van 15-20 m / s;

= 125 o С - genomen volgens de tabel in het referentieboek [18] voor het verbranden van gasvormige brandstof.

Ten slotte bepalen we de bewegingssnelheid van de verbrandingsproducten verder door de geaccepteerde diameter van de buis.

De diameter van de mond van de schoorsteen:

In de gemeenschappelijke onderneming 89.13330.2012 (geactualiseerde editie van SNIP II-35-76 "Boilers") wordt een aantal diameters van de uitlaat van de schoorsteen gegeven: 1.2; 1.5; 1.8; 2.1; 2.4; 3,0; 3.6; 4.2; 4,8, 5,4; 6,0; 6,6; 7,2; 7,8; 8,4; 9.0; 9,6 m. [22]. Uit deze serie is het noodzakelijk om de dichtstbijzijnde grotere waarde te kiezen in relatie tot de berekende diameter van de schoorsteenmond.

Kies een schoorsteen met een monddiameter van 1,8 meter.

Voor de werkelijke waarde van de diameter van de buis, berekenen we de snelheid van beweging van rookgassen bij de uitgang van de schoorsteen:

De hoogte van de schoorsteen moet worden gekozen uit de volgende rij: 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150 en 180 meter.

Volgens de opdracht is het ketelhuis ontworpen voor een stedelijk gebied met gebouwen met een hoogte van meer dan 15 m binnen een straal van 200 m van het ketelhuis, daarom moet de hoogte van de buis ten minste 45 m [22] zijn.

In ons geval hebben we, gezien de voldoende grote verwarmings- en ventilatiebelasting, gekozen voor een schoorsteen van 75 meter hoog gemaakt van bakstenen.

Rookgasdichtheid bij 0 ° C en 760 mm. Hg. Art. berekend door de verhouding:

- de coëfficiënt van overtollige lucht in de rookgassen voordat de ontluchter wordt genomen, gelijk is aan de oververzadigingscoëfficiënt in de rookgassen van de thermische berekening van de ketel;

- theoretische hoeveelheid lucht die nodig is voor verbranding van brandstof,;

- van het vorige cursuswerk;

- het totale volume verbrandingsproducten bij de vastgestelde overmaat lucht aan de uitlaat van de oven, m 3 / m 3,

= 11.469 m 3 / nm 3 - van de vorige gang van zaken.

Rookgasdichtheid bij rookgastemperatuur

De wrijvingsweerstand in de buissectie wordt bepaald door de verhouding, aannemende dat de buis een constante helling heeft:

- de wrijvingsweerstandscoëfficiënt voor bakstenen buizen, rekening houdend met de ringvormige uitsteeksels van de bekleding is 0,05 [21.23];

i - de helling van de buis, we nemen aan dat deze constant is en gelijk is aan 0,02.

Het drukverlies met uitvoersnelheid wordt bepaald door de verhouding:

waarbij = 1 de coëfficiënt is van de lokale uitgangsweerstand.

De schoorsteentrek wordt berekend met de formule:

waar meters, pijphoogte, eerder door ons aangenomen;

- de absolute gemiddelde druk op de locatie, met de evenwichtsbelasting gelijk aan één.

Het drukverschil van het gaspad wordt bepaald door de formule:

- Afvoer aan de afvoer van de oven, neem het gelijk
(

- de totale weerstand van het gaspad, inclusief de weerstand van de convectieve oppervlakken van de ketel, gaskanalen en schoorsteen

De weerstanden van de convectieve oppervlakken van de ketel en gasleidingen worden bepaald volgens tabel 4.1.

Aërodynamische schoorsteen

Het doel van de berekening: bepaling van de standaard diameter en hoogte van de schoorsteen.

De totale weerstand van het volledige gaspad wordt bepaald door de uitdrukking:

waar rr, Pnaar - respectievelijk de afvoer in de verbrandingskamer en het drukverlies in de convectiekamer; accepteer Rr = 30 Pa [1, p. 487], Pnaar = 60 Pa [1, p. 488];

PMS - drukverliezen in de schoorsteen om lokale weerstand te overwinnen;

Ptr. - wrijvingskopverlies in de schoorsteen.

waar is de som van de lokale weerstandscoëfficiënten; accepteren = 4.06 [2, p. 23];

W is de lineaire snelheid van de verbrandingsproducten; neem W = 8 m / s [1, p. 488];

- dichtheid van verbrandingsproducten bij temperatuur Tuh..

Dichtheid van verbrandingsproducten onder normale omstandigheden:

waar is de som van de massa verbrandingsproducten per 1 kg brandstof;

- volume verbrandingsproducten per 1 kg brandstof:

waar mik, Mik - respectieve massa's en moleculaire massa's van de gascomponenten in de verbrandingsproducten.

Dichtheid van verbrandingsproducten bij temperatuur Tuh. = 543 K:

Dus, het drukverlies in de schoorsteen om lokale weerstand te overwinnen:

Verlies van wrijving in de schoorsteen wordt bepaald door de formule:

waarbij - respectievelijk het drukverlies aan de ingang van de buis en daaruit, het drukverlies van wrijving tijdens de beweging van gassen in de schoorsteen.

waarin Rin., O. - coëfficiënten van lokale weerstand bij de ingang van de buis en verlaat deze; accepteren (Rin. + O.) = 1,3 [2, p. 24];

sr.t. - dichtheid van gassen in de pijp bij een gemiddelde temperatuur Tsr.t.:

waar tO. - de temperatuur van de verbrandingsproducten bij de uitgang van de schoorsteen:

Verlies van wrijvingskop tijdens gasbeweging in een schoorsteen:

waarin 3, h, D - respectievelijk de coëfficiënt van de hydraulische weerstand in de schoorsteen, de hoogte en diameter van de schoorsteen.

V is de volumestroomsnelheid van verbrandingsproducten bij een temperatuur Tuh.:

Selecteer de standaard diameter van de schoorsteen: D = 2,0 m [2, tabel. 6].

De coëfficiënt van hydraulische weerstand in de schoorsteen3 wordt bepaald door de formule Yakimov:

De hoogte van de schoorsteen wordt berekend door de methode van opeenvolgende benadering door de vergelijking:

waarin in de, Tin de - dichtheid en omgevingstemperatuur; Wij accepteren

Pre-accepteer de hoogte van de buis hass.= 40 m

In dit geval, het verlies van druk op wrijving tijdens de beweging van gassen in de schoorsteen:

Totaal wrijvingsverlies in de schoorsteen:

De totale weerstand van het gehele gaspad:

Geschatte schoorsteenhoogte:

De berekende hoogte valt niet samen met de eerder aangenomen hoogte, daarom herberekenen we de hoogte hass. = hber.= 43.8607 m.

De resultaten van daaropvolgende berekeningen zullen worden gepresenteerd in de vorm van een tabel.

Tabel 10 - Iteratieve berekening van de hoogte van de schoorsteen

Aerodynamische berekening van ketelschoorsteenparameters

De schoorsteen is een integraal onderdeel van een enkel systeem dat een installatie voor het genereren van warmte, luchtkanalen en gasleidingen omvat. De schoorsteen zorgt voor de verspreiding in de atmosfeer van schadelijke emissies in de rookgassen. Een aërodynamische berekening van de parameters van de ketelschoorsteen moet worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat het systeem zijn functies effectief kan uitvoeren en geen gevaar voor de gezondheid van de mens kan vormen.

De keuze van de leiding voor de stookruimte en de installatie ervan worden alleen gemaakt in overeenstemming met de resultaten van voorlopige berekeningen waarvoor speciale formules of computerprogramma's worden gebruikt.

Hoe de parameters van de schoorsteen van de ketel te berekenen met behulp van computerprogramma's

Het uitvoeren van de aerodynamische berekening van een schoorsteen voor een industrieel ketelhuis is een zeer gecompliceerd en lastig proces. Op dit moment worden dergelijke berekeningen gemaakt met behulp van verschillende computerprogramma's die rekening houden met veel bedrijfsomstandigheden van de apparatuur. De berekeningen zijn erop gericht om ervoor te zorgen dat bij maximale belasting van het ketelhuis de emissie van de verbrandingsresten van de verwerkte brandstof ongehinderd door de leiding kan gaan voor later gebruik in de atmosferische ruimte. Met behulp van computerberekening is het mogelijk om op betrouwbare wijze de minimale stroomcapaciteit van schoorstenen te bepalen. Fouten in dergelijke berekeningen zijn buitengewoon ongewenst, omdat ze kunnen resulteren in gevaarlijke accumulatie van gassen.

De berekening van de schoorsteen door middel van een computerprogramma omvat de invoering in het systeem van de vermelde indicatoren met betrekking tot:

  • naar de kracht van de ketel;
  • gespecificeerd in de paspoorttemperatuur van het gas aan de uitgang. Als deze gegevens niet beschikbaar zijn, is het gebruikelijk om een ​​waarde van 200 ° C te gebruiken;
  • temperatuur buiten. Om de verwarming in te schakelen, bereikt hij + 8º С, warmwatertoevoer - + 20º С;
  • Efficiëntie van ketels van dit type. Bij afwezigheid van deze gegevens in het apparatuurpaspoort, wordt de berekening uitgevoerd met een waarde van 0,92;
  • de coëfficiënt van overtollige luchtmassa voor de pit. Als er geen gegevens worden verstrekt, gebruikt u indicator 1.4;
  • het type brandstof;
  • de lengte van de schoorstenen die afkomstig zijn van de ketelapparatuur;
  • het materiaal dat wordt gebruikt om de schoorsteen te maken;
  • kamertemperatuur;
  • schoorsteen vorm;
  • schoorsteenmaten, etc.

Het type buis en de afmetingen ervan zijn afhankelijk van het type verwarmingsketel en zijn capaciteit

Na de invoering van alle gegevens door een computerprogramma, wordt de berekening van de natuurlijke stuwkracht (zelfwerkzaamheid) uitgevoerd. Als blijkt dat er grote verliezen optreden, moet het ontwerp worden aangepast aan de vorm, diameter en hoogte.

Indicatoren voor praktische aerodynamische berekening van de schoorsteen

Schoorstenen van ketelhuizen en particuliere huizen met een verwarmingsketel op vaste brandstoffen (open haarden) vereisen zorgvuldige berekening, rekening houdend met een aantal indicatoren:

  • klimatologische kenmerken van het gebied;
  • terrein en type grond waarop het gebouw wordt gebouwd;
  • regionale seismische activiteit;
  • windsnelheden en neerslagsnelheden, evenals kritieke waarden;
  • kachel type metselwerk;
  • dynamische oscillaties van apparatuur;
  • het materiaal waaruit de schoorsteen gebouwd moet worden, en de thermische uitzetting ervan;
  • type brandstof, de warmteoverdracht;
  • technische kenmerken inherent aan de ketel;
  • temperaturen van de gasuitlaat.

Met behulp van dergelijke gegevens kunt u het volgende berekenen:

  • de hoogte van de structuur;
  • optimale diameter;
  • toelaatbare massa, die kan worden gebouwd als schoorsteen en daarom een ​​materiaal kiest dat geschikt is voor de constructie van de constructie.

De berekeningsresultaten laten toe om de diameter van de toekomstige schoorsteen, de hoogte en het gewicht ervan te bepalen

Een goed berekende hoogte en doorlaatbaarheid, selectie van de vorm en materialen dragen bij aan de natuurlijke belasting en zorgen voor een goede warmteoverdracht. De juiste berekening wordt vergemakkelijkt door de betrokkenheid van professionele specialisten. Nalatigheid leidt tot structurele fouten, waardoor:

  • interne oppervlakken zullen worden onderworpen aan overmatige sedimentatie van roet en as;
  • de interne sectie zal geleidelijk afnemen, wat zal leiden tot verzwakking van de stuwkracht en de penetratie van koolmonoxide-formaties in het interieur;
  • de mogelijkheid van ontsteking van accumulerende harsen en pijpvervorming veroorzaakt door temperatuurveranderingen zal toenemen;
  • brandgevaar zal toenemen.

Schoorsteen voor stookruimte: ontwerp en typen (types)

De berekening van de hoogte van de schoorsteen van de ketelruimte en de andere parameters is onmogelijk zonder rekening te houden met de kenmerken van het ontwerp, samengesteld door:

  • stichting en ondersteuning;
  • uitlaatpijp;
  • thermische isolatie;
  • anti-corrosie bescherming;
  • het apparaat dat gasleidingen introduceert.

Voor de inrichting van de schoorsteen gebruikte buizen van baksteen, keramiek, gegalvaniseerd of roestvrij staal

Het rookgas, gekoeld in een reinigingsapparaat - een scrubber, tot 60 ° C, wordt gereinigd in absorbers en vrijgegeven in de atmosfeer.

Voor de bouw van schoorstenen kan worden gebruikt:

  • baksteen. Baksteenconstructie, geïnstalleerd door een professionele kachel, verzamelt praktisch geen roet. Het wordt gekenmerkt door voldoende brandveiligheid, mechanische sterkte en warmtecapaciteit. Vanwege de vernietiging van stenen door reacties die plaatsvonden toen zwaveloxiden die op de wanden waren afgezet met water in contact werden gebracht, werd het gebruik van bakstenen structuren drastisch verminderd;
  • staal. Hiermee kunt u de configuratie van de pijp simuleren. Het duurt ongeveer tien jaar op voorwaarde dat brandstof met een laag zwavelgehalte wordt gebruikt;
  • keramiek. Bestand tegen condensatie, brandwerend. Maar het ontwerp, belast met metalen staven, is inherent aan buitensporige massaliteit, wat installatie bemoeilijkt;
  • polymeren. Gebruikt voor installatie op gasboilers en in de stookruimte met een temperatuur van maximaal 250º C.

Afhankelijk van de kenmerken van de ondersteunende structuur, kunnen schoorstenen zijn:

  • zelfdragend, gemaakt van sandwichpijpen. Ze zijn eenvoudig te monteren op daken met bevestiging aan de binnenkant van het gebouw en, indien nodig, worden vervoerd, maar hebben aanzienlijke beperkingen in gebruik - in termen van temperatuur (350 ° C), sneeuw- en windbelasting, de mate van chemische agressiviteit van verbrandingsproducten;
  • in kolommen. Het is mogelijk om een ​​multi-barreled staalstructuur met een diameter te installeren die drie meters bereikt wanneer verbonden met verscheidene ketels;
  • (ongeveer) gevel. Het ontwerp wordt als het meest economisch beschouwd, omdat het geen sterke fundering vereist en het gebruik van dragende elementen, en het gebruik van modules zorgt voor gemakkelijke vervanging;
  • truss. In de regel toepassen in gebieden met een hoge seismische activiteit;
  • mast. Het gebruik van stalen beugels geeft extra stabiliteit aan de toren van drie of vier masten met aangehechte schoorstenen.

Hoge leidingen zijn onderhevig aan windbelasting, dus u moet voor extra montage zorgen

Hoe de hoogte van de schoorsteen te berekenen

De juistheid van de berekening van de hoogte van de schoorsteen beïnvloedt de efficiëntie van de verwarmingseenheid, uitgedrukt in het bereiken van de vereiste hoeveelheid natuurlijke stuwkracht. Volgens de door SNiP vastgestelde normen mag de hoogte niet minder dan vijf meter zijn. Verwaarlozing van deze indicatie leidt tot een daling van het niveau van natuurlijke trek en inefficiënte werking van het verwarmingssysteem. Door een pijp te installeren die te hoog is, zullen we ook de natuurlijke trek verminderen, omdat de rook die door een te langwerpig kanaal gaat, zal afkoelen en met een dalende snelheid zal bewegen. Onjuiste berekeningen leiden tot wervelingen in de lucht en problemen in verband met het gebied van het wind-binnenwater. Sterke windvlagen kunnen zelfs het vuur in de oven doven.

De berekeningen die worden uitgevoerd tijdens de constructie van de industriële constructie zijn zeer complex en omvatten de introductie van een groot aantal verschillende indicatoren. Bij het bepalen van de hoogte van de schoorsteen voor een particulier bouwproject, is het raadzaam om de volgende aanbevelingen te volgen:

  • de lengte moet ten minste vijf meter zijn in het segment dat de basis en het hoogste punt verbindt. Met een dergelijke lengte is voldoende beveiliging tegen ontsteking verzekerd;
  • een schoorsteen die op een plat dak is geïnstalleerd, mag niet minder dan een halve meter boven het oppervlak uitsteken;
  • Bij het plaatsen van een schoorsteen op een schuin dak, wordt een pijp op minder dan anderhalve meter van de nok geïnstalleerd, een halve meter erboven. In dit geval is een extra versterking van de structuur met beugels om de stabiliteit te verhogen verplicht, anders kan deze worden beschadigd door sterke windstoten. Op een afstand van maximaal drie meter van de nok wordt de buis op dezelfde hoogte geïnstalleerd. Als de afstand meer dan drie meter bedraagt, moet de hoek tussen de horizontale lijn van de daknok en de virtuele lijn tussen de rand en de bovenste opening van de schoorsteen 10º bedragen;
  • de afstand tussen de buis en hoge bomen en gebouwen moet meer dan twee meter zijn;
  • als het dakbedekkingsmateriaal brandbaar is, moet de hoogte van de schoorsteen verder worden verhoogd met een halve meter;
  • op een dak met meerdere niveaus met hoogteverschillen, bij het maken van berekeningen, ze zijn gebaseerd op de hoogte van de rand;
  • Wanneer het ketelhuis zich in de huisuitbreiding bevindt, moet de buiskop boven de zone van het windwingewater uitsteken die zich bevindt in de ruimte die wordt bepaald door de lijn die onder een hoek van 45º vanaf het hoogste punt van het huis naar het grondoppervlak wordt getrokken.

Als het dakbedekkingsmateriaal geen vuurvaste eigenschappen heeft, moet de lengte van het buitenste deel van de schoorsteen worden vergroot.

De documentatie die is gekoppeld aan de verwarmingsapparatuur bevat parameterwaarden die van invloed zijn op de selectie van de hoogte van de schoorsteen.

Uitvoeren van berekeningen in verband met het gebruik van de formule:

Deze formule voorziet in het gebruik van dergelijke parameters: A - coëfficiënt die regionale meteorologische omstandigheden karakteriseert; Mi - de massa gasvormingen die per tijdseenheid door de schoorsteen gaan; F - sedimentatiesnelheid van deeltjes gevormd tijdens verbranding; Spdki en Sfi - indicatoren die de concentratie van stoffen aangeven die het rookgas bevat; V is het gasvolume; T is het verschil in luchttemperatuurwaarden bij het betreden en verlaten van de buis.

Hoe wordt de diameter van de schoorsteen berekend

De bepaling van de vereiste diameter van de schoorsteen wordt uitgevoerd om de stuwkracht te berekenen. Met een bekend vermogen van de verwarmingseenheid kunt u vertrouwen op de aanbevelingen, volgens welke:

  • als het vermogen lager is dan 3,5 kW, dan is een schoorsteen met een doorsnede van 0,14 x 0,14 m voldoende;
  • met een vermogen van vier tot vijf kW is een sectie van 0,14 x 0,2 m optimaal;
  • met een vermogen van vijf tot zeven kW - 0,14 x 0,27 m.

De berekening van de rookgasafvoer vereist de volgende gegevens:

  • de hoeveelheid verbruikte brandstof in één uur (informatie vervat in het paspoort van de apparatuur). Deze parameter wordt als de belangrijkste beschouwd;
  • de temperatuur van het gas dat de pijp binnenkomt (ook paspoortgegevens, ongeveer 150 - 200 ° C);
  • schoorsteenhoogten;
  • de snelheid van het gas in de buis, gewoonlijk genomen voor 2 m / s;
  • indicator van natuurlijke tractie, in de regel genomen voor 4Pa.

Het is eenvoudig om het te berekenen door de stapelhoogte te vermenigvuldigen met het verschil in dichtheid tussen atmosferische lucht en rookgas.

U kunt deze formule gebruiken:

d2 = 4V / πW, waarin:

d2 - de gewenste waarde van het oppervlak van de dwarsdoorsnede; V is het volume van gas; W is de snelheid van het gas in de pijp.

De formule voor het berekenen van de diameter:

S = m / ρw, waarin:

S is het sectiegebied; m is de hoeveelheid brandstof die verbruikt is gedurende het uur; ρ is de dichtheid van gassen in de schoorsteen. In de regel, vereenvoudiging van berekeningen, wordt het beschouwd als gelijk aan de dichtheid van lucht; w is de gassnelheid in de schoorsteen. In gevallen waar de diameter van de schoorsteen met hoge nauwkeurigheid moet worden bepaald, is het beter om de hulp in te roepen van specialisten met de nodige kwalificaties. Voor de plaatsing van de schoorsteen voor privéwoningbezit volstaat het om de meest algemene aanbevelingen na te leven.

Door de aërodynamische berekening van de schoorsteen op een vakkundige manier uit te voeren, kunt u rekenen op vele jaren van succesvolle werking van het verwarmingssysteem. Als u een goede natuurlijke stuwkracht en een hoge doorvoer hebt bereikt, hoeft u zich geen zorgen te maken dat de schoorsteen verstopt raakt met roet en moet worden gerepareerd. Competent uitgevoerde berekeningen bepalen het werk van ketelapparatuur in volledige overeenstemming met de eisen van milieunormen. Er zal een combinatie van twee factoren worden bereikt, die het bestaan ​​van, overeenkomstig de normen van de moderne beschaving, garandeert - een comfortabele temperatuur in verwarmde gebouwen en de afwezigheid van schade aan het milieu en de menselijke gezondheid.

Schoorsteendeflector: waarom en wanneer nodig, types, keuzes, zelfgemaakte opties

Als je kijkt naar de schoorsteen- en ventilatiepijpen van woongebouwen, is de verscheidenheid aan schoorstenen op hen (schotten, flagerocks) geweldig. Maar de hoofdtaak van de deflector is niet om de schoorsteen te versieren, maar om de trek afhankelijk van het weer te verhogen en te stabiliseren en daardoor de efficiëntie van de kachel te verbeteren en de stookkosten te verlagen. De deflector op de ventilatiepijp kan niet-vluchtige (en gratis) toevoer- en uitlaatventilatie bieden, zie hieronder. Maar tegelijkertijd zijn tegenstanders van het installeren van schotten op de buizen van woonhuizen ook voldoende, en geven ze goede redenen in hun voordeel. Het doel van dit artikel is om de lezer te helpen uit te zoeken in welke gevallen het verstandig is om een ​​afbuiger op de schoorsteen of ventilatie te plaatsen, hoe u vervolgens degene kunt kiezen die bij u past of die u zelf kunt maken.

Deflectors op schoorstenen van woongebouwen

De belangrijkste vraag

Voordat u een pijpdeflector kiest of maakt, moet u beslissen - is het echt nodig? De deflector kan bevriezen, slepen met roet of koolstof (verkooksen), de gevallen bladeren verstoppen, door de wind meegesleurd met puin of stof. In elk van deze gevallen, als de schoorsteendeflector, lopen de bewoners van het huis het risico boos te worden. Het rendement van de kachel of de deflector van de ketel neemt iets toe, maar vereist regelmatige inspectie en reiniging. Minstens eens per 3 maanden voor vaste-brandstofkachels en minstens eens per zes maanden voor kachels en ketels voor gas, vloeibare brandstof of pyrolyse. Zie de video voor meer informatie over de gevaren die de installatie van een ongeschikte opening op de pijp kan veroorzaken:

Video: Wat zijn gevaarlijke deflectors, paraplu's en weerhanen op de schoorsteen?

Daarom, als u een oude hout- of kolenfornuis heeft, maar de tractie is onbelangrijk en de wind in de schoorsteen blaast, in plaats van een ingewikkelde deflector, is het beter om bijvoorbeeld een eenvoudige rokerij te plaatsen. paraplu of tent En in andere gevallen moet u goed begrijpen wat voor soort deflector nodig is voor deze specifieke oven / boiler met deze specifieke schoorsteen. Het is ook belangrijk om de rookafleider niet te verwarren met de ventilatie - kleine handelaars en auteurs van sommige populaire publicaties zien het verschil niet of niet.

Deflector evolutie

Deflectio in het Latijn betekent "reflecteren" in de betekenis van "weggooien". Niet gericht op een bepaalde manier, als een reflector, maar alleen aan de zijkant. Een dop op de schoorsteenpijp gemaakt van huiden, grote schelpen, enz. al primitieve mensen om te voorkomen dat ze wind in de pijp blazen.

De rol van de deflector bij het creëren van tractie, de stabilisatie ervan ondanks de grillen van het weer en het vermogen van de deflector om de efficiëntie van warmtegenererende apparaten voor de eerste keer te vergroten, serieus nagedacht bij TsAGI bijna 100 jaar geleden in opdracht van de pas uitgekomen Sovjetregering. Voordat verwarmings-ingenieurs probeerden schoorstenen voor dit doel te verbeteren. Zag je op de oude foto's enorme dikbuikige, zoals omgekeerde peren, pijpen van Amerikaanse locomotieven of lange dunne, met bovenaan een rozet, Engelse?

Bij TsAGI nam de eerbiedwaardige vliegtuigontwerper D. P. Grigorovich deflectors op in een creatieve samenwerking met A.F. Volpert, die de wiskundige apparatuur perfect beheerste. De laatste is ook, en zelfs meer, bekend om zijn werk op het gebied van radio-engineering (Volpert-Smith diagram, etc.). Grigorovich en Volpert hebben samen en afzonderlijk verschillende soorten deflectors ontwikkeld voor verschillende doeleinden. Daarom worden verschillende deflectors van Grigorovich, Volpert en Volpert-Grigorovich beschreven in de speciale literatuur.

Stadia van evolutie van de rookafleider van een eenvoudige paraplu naar de TsAGI-deflector

Grigorovich begon met het feit dat hij aerodynamisch correct de gebruikelijke rookparaplu, pos. 1 in Fig. Dit heeft de prestaties van het apparaat aanzienlijk verbeterd; Grigorovich's kegel - onthoud, het zal erg handig zijn. Volpert stelde voor de deflector paraplu te voorzien van een aerodynamische rok-diffuser (positie 2), maar de deflector bleef aërodynamisch onvolmaakt, zie hieronder. Het werd aangevuld met een gestroomlijnd rotatielichaam in plaats van een dop en een cilindrische schaal. Uiteindelijk werd na herhaalde windtunnelslagen een TsAGI-deflector (positie 3) gepresenteerd aan de overheidscommissie, die volledig voldeed aan de uitgegeven TZ en deze veel meer blokkeerde.

TsAGI deflector is nog steeds de meest voorkomende in de wereld vanwege zijn technische uitmuntendheid. Er zijn wijzigingen voor verschillende doeleinden, zie hieronder. Maar andere ontwikkelingen van Grigorovich en Volpert waren niet voor niets - de meeste modellen van moderne rookgeleiders worden op basis daarvan ontwikkeld. Welke van hen is meer geschikt voor wat, we zullen dit later bespreken.

Typen en schema's

Alle verschillende handelsnamen van rookgeleiders passen in een beperkt aantal ontwerptypen en aerodynamische schema's. Allereerst is de interactie met de natuurlijke schoorsteendeflectoren verdeeld in:

  • Actief - met een ingebouwde werkende uitlaatventilator. Om de gespecificeerde kenmerken van de deflector te waarborgen, moet de ontluchter continu werken terwijl deze in de vuurhaard brandt.
  • Actief-passieve - laagvermogen afzuiging in geval van nood: volledige rust, storm, te intensieve verwarming, etc. De minimaal toelaatbare technische kenmerken van de schoorsteen worden zelfs met de rookafzuiger uitgeschakeld.
  • Passief actief - de deflector creëert een kleine eigen tractie op een niet-vluchtige manier.
  • Passieve - eigen deflectorstuwkracht is afwezig.

Actieve deflectors als vluchtig en niet optimaal voor thuisverwarmingsapparaten met een laag vermogen, we worden niet verder beschouwd. Van de actieve-passieve zal worden beschouwd als een, ontworpen voor low-power 12 V-ventilator en geschikt voor het maken van hun eigen handen.

Aërodynamische schema's van schoorsteendeflectors

Het aerodynamische ontwerp van de schoorsteendeflector is mogelijk om een ​​spoor uit te voeren. op de manier (bovenaan in fig.):

  1. Aerodynamisch onvolmaakt (onvolledig) - in de ruimte die wordt bezet door de deflector bevindt zich een "pocket" - een oprolruimte waarin lucht, rookgassen of hun mengsels zich kunnen verzamelen;
  2. Aerodynamisch volledig open - er is geen windzak, maar de wind heeft vrije toegang tot de deflector-werkruimte;
  3. Aerodynamisch perfect gesloten - geen windzak, de wind in de werkruimte heeft geen vrije toegang;
  4. Deflector-vin (zie hieronder);
  5. Wervelschuiver.

Aerodynamisch perfecte gesloten deflector is de meest complexe, structureel en technologisch, maar het heeft een enorm voordeel: door de verwarming van de schaal hebben de aerodynamisch perfecte gesloten deflectoren bijna allemaal hun eigen niet-vluchtige tractie. Dit is het enige passieve type deflector dat de natuurlijke trek van de schoorsteen in volledige kalmte kan verhogen.

Opmerking: de aerodynamisch perfecte gesloten deflector is de hierboven genoemde TsAGI-deflector. Dit aërodynamische schema is juist bij TsAGI uitgevonden.

Vortex deflectors zijn gemakkelijk te herkennen aan het "gerafelde" ontwerp met scherpe uitsteeksels. In hun aerodynamica, zoals in de vortex-aerodynamica in het algemeen, is er nog steeds veel onduidelijkheid (de Navier-Stokes-vergelijking werd slechts 2 jaar geleden in algemene vorm opgelost). Het is onmogelijk om het gedrag van de vortex deflector te voorspellen onder externe omstandigheden met een schoorsteen. Daarom worden verdere vortex deflectors niet beschouwd. Geloven of niet dat hun fabrikanten uw eigen bedrijf zijn.

aërodynamica

De stroompatronen van rookgassen in de deflectors in openbare bronnen zijn voldoende. Maar vanuit het oogpunt van de huiseigenaar en de meester is de aard van de interactie van de deflector met de natuurlijke schoorsteentrek en de windvolging belangrijker. aspecten:

  • Zal de deflector de oorspronkelijke stuwkracht verslechteren?
  • Is de deflector in staat om de initiële diepgang in een kalmte te verhogen?
  • Hoeveel en hoe verhoogt de deflector de windbelastingen op de pijp?
  • Voor zover de afbuiger van dit schema gevoelig is voor ijsvorming / verstopping en gemakkelijk schoon te maken is?

Dan is het beter om de wind niet te beschouwen als door de meteoschaal, maar door de ruwe gradatie van kracht en de dynamiek van het snelheidsveld:

  1. geen lucht;
  2. zwak / medium (matig) - tot 6 punten op meteo-schaal;
  3. sterk - 6-8 punten;
  4. erg sterk - meer dan 8 punten;
  5. vlagerig - de wind van welke kracht dan ook is echt vlagerig, of scherp (sterk hellend boven of onder), of wervelend.

Het idee van de aerodynamische eigenschappen van passieve rookdeflectoren wordt gegeven in Fig. boven.

Eenvoudige cap

Een gewone schoorsteen op de schoorsteen in de vorm van een paraplu, als deze is gemaakt in de vorm van een kegel van Grigorovich, is niet zo slecht:

Schoorsteen met een paraplu met schilddak.

  • Met een enorme, warmte-absorberende schoorsteen, houdt het de tractie binnen aanvaardbare grenzen voor een hout- / kolenfornuis op een gelijkmatige wind met een kracht tot een wrede storm (10 punten).
  • In elke wind tot orkaan veroorzaakt geen destructieve belastingen op de pijp; hij zal eerder losbreken en wegvliegen.
  • Structureel eenvoudig.
  • Het is zwak verkookst en verstopt, gemakkelijk te reinigen in de volgorde van de jaarlijkse inspectie en onderhoud van de schoorsteen.
  • Vanwege de onvolmaakte aerodynamica is het niet erg gevoelig voor de configuratie van de paraplu. Als het huis zich in het verbondsgebied bevindt, kan de rookparaplu worden geschoord (zie de afbeelding rechts), wat het werk vereenvoudigt en grote kansen biedt voor het ontwerp.
  • Met een 2 - kanaals schoorsteen (zie hieronder), biedt deze technische indicatoren (behalve een toename van de stuwkracht in de wind) niet erger dan een aerodynamisch perfecte gesloten deflector.

De nadelen van een onvolmaakte rookdeflector zijn ook behoorlijk serieus:

  1. Bij rustig weer wordt de oorspronkelijke stuwkracht verminderd, des te intensiever wordt de kachel verwarmd. Dat is vooral gevaarlijk in een strenge, stille winter: de kachel kan stikken en wegdrijven met waanzin.
  2. In een krachtige wind is het in staat om overmatige diepgang te creëren, wat de efficiëntie van compacte kanaalovens (bijvoorbeeld Nederlands met 2.5-3.5 stenen) en open haarden drastisch vermindert.
  3. Bij een zeer krachtige / windstille wind is het niet uitgesloten dat de pijp in blaast en het uiterlijk van omgekeerde stuwkracht wordt veroorzaakt.

Over het algemeen is een onvolmaakte deflector-paraplu de optimale schoorsteen op een stenen pijp van een goed gebouwde en goed onderhouden massief houtkachel, gebruikt op plaatsen waar orkanen en stormen uiterst zeldzaam zijn. Er zijn manieren om een ​​paraplu losschroefbaar te maken (zie hieronder), maar ze bemoeilijken het tot het punt dat je meestal een aerodynamisch complete of perfecte deflector moet kiezen.

open

Een aerodynamisch open deflector vermindert de oorspronkelijke diepgang niet en houdt deze binnen de toegestane grenzen voor ovens en ketels voor vaste, vloeibare brandstof en gas. Het is tamelijk moeilijk om te bevriezen, te verkolen en te strooien, maar is gemakkelijk toegankelijk voor reiniging. De nadelen zijn:

  • Het gestroomlijnde lichaam van rotatie in plaats van de dop is een technologisch complex knooppunt.
  • De resulterende vector van windbelastingen is zodanig dat de aerodynamisch open deflector de neiging heeft om de pijp samen te vouwen, terwijl de paraplu zelf wegvliegt.
  • In een wind die sterker is dan 8 punten neemt de zijdelingse belasting op de buis sterk toe en groeit dan volgens een krachtwet.
  • Het dempt de dynamische belasting niet van windvlagen, daarom kan een open keerplaat niet op een stenen pijp worden geplaatst.
  • Niet geschikt voor pyrolyse-hitte-opwekkende apparaten: bij sterke wind zuigt het onmiddellijk pyrolysegassen uit en gaat de oven / boiler uit.
  • Niet geschikt voor ontwerp: vlekken en figuren bederven de algehele aerodynamica. De enige plaats waar het mogelijk is om decoraties te plaatsen, is de bovenste pool van het rotatie-lichaam en de onderkant van de diffuser (zie hieronder).

Opmerking: Er zijn ooit experimenten met ons en in de Verenigde Staten uitgevoerd over het gebruik van open deflectors op locomotieven om de efficiëntie bij lage snelheid te verhogen. Het resultaat is betreurenswaardig - in het midden liep een vlamtong uit de buis en geen van hen kon versnellen naar ontwerpsnelheid.

Over het algemeen is de aerodynamisch open deflector geschikt voor alle soorten verwarmingsapparaten, behalve pyrolyse. Op voorwaarde dat de deflector ten minste eenmaal per 2 maanden wordt geïnspecteerd en gereinigd, en voor elke oven de stuwkracht wordt gecontroleerd. Het is zeer geschikt voor schoorstenen met onvoldoende paal en, vooral, sauna-kachels: er waren geen gevallen van branden in de baden vanwege de open deflector. Een badhuis goed verwarmen is niet gemakkelijk, en het controleren van de deflector zal het niet aanzienlijk compliceren.

Opmerking: er zijn soorten open deflectors die praktisch geen zijbelastingen op de buis veroorzaken en zijn geschikt voor breekbare keramische en glazen schoorstenen, zie fig. aan de rechterkant. Stof, puin en roet hopen zich echter op in het open rotatie- lichaam, waardoor de aerodynamica van het apparaat wordt bedorven en het is moeilijk om het schoon te maken. Daarom raden fabrikanten dergelijke producten alleen aan voor gasketels op plaatsen met weinig stoffige lucht.

perfect

De voordelen van de aerodynamisch perfecte gesloten deflector zijn gedeeltelijk hierboven aangegeven. Bovendien:

  • Aerodynamisch perfecte gesloten deflector zorgt voor stabiliteit van de tractie in alle externe omstandigheden, voldoende voor alle huishoudelijke kachels en boilers.
  • Het verstopt niet en het is niet aan de binnenzijde bevroren, en vorst en stof buiten hebben weinig invloed op de werking ervan.
  • Met ondergeschikte wijzigingen die geschikt zijn voor gebruik als zowel rookafvoer als niet-vluchtige ventilatie, zie hieronder.
  • Het absorbeert perfect de dynamische belasting van windstoten en is daarom geschikt voor installatie op buizen van enig materiaal.
  • In een ovale, driehoekige of vierkante schaal kan bundel 2-3-4 schoorsteen convergeren.

De nadelen van een gesloten deflector zijn niet zo belangrijk:

  1. De zijdelingse kracht op de pijp in de wind te sterk geeft meer dan open, maar dan met de versterking van de wind groeit hij lineair, d.w.z. de pijp onder de open deflector kan altijd worden versterkt of versterkt door beugels.
  2. Het is structureel en technologisch nogal gecompliceerd.
  3. Ongeschikt voor ontwerp: alle nashlepki en figuren bederven de algehele aerodynamica, en de kleuring verbetert alleen het utilitaire uiterlijk van de deflector.

Technologische trucs

Onjuist ontwerp van de schoorsteenkap

De eerste regel - maak geen schoorstenen zoals een dak met twee hellingen of een cilinderdak (zie de afbeelding rechts). Deze zijn alleen geschikt voor het beoogde doel voor mobiele apparaten, wanneer de as van de paraplu willekeurig kan worden georiënteerd met de wind. Of als een decoratieve op de valse wind. Er is zo'n mode in huizen met biofireplaces. En in andere gevallen zal de stuwkracht op bevel van de elementen naar het tegenovergestelde lopen.

Om vervolgens met uw eigen handen een deflector op de schoorsteen te maken, moet u enkele technieken voor het verbeteren van de vaardigheid beheersen. Allereerst - de verbinding van vellen in de vouw (vouw), of vouwen, zie fig. hieronder. Meestal zijn de delen van de deflectoren verbonden door een enkele liggende naad, maar voor paraplu's van onvolmaakte deflectors voor decoratieve doeleinden, wordt soms een dubbele staande naad gebruikt.

De verbinding van vellen dun metaal in de vouw (vouwen)

Vervolgens moet je leren hoe je de buitenafmetingen van de patronen van de details van de deflector kunt opmaken. Voor degenen die de voorkeur geven aan een duidelijke studie, geven we een selectie video-tutorials over de vervaardiging van delen van rookdeflectoren:

Hoe de berekening van de schoorsteen te maken - 4 belangrijke punten om te overwegen bij het installeren van de schoorsteen

Het uiteinde van de schoorsteen van een modern woongebouw.

Voor het verwarmen van privé-huizen in het koude seizoen, worden meestal gewone steenkachels en open haarden gebruikt, of huisverwarmingsketels voor vaste, vloeibare of gasvormige brandstoffen. Een onmisbare voorwaarde voor de normale werking van dergelijke verwarmingsinrichtingen is de vrije stroom van een voldoende hoeveelheid verse lucht in de zone van verbranding van de vlam en de snelle afvoer in de atmosfeer van afvalproducten van verbranding van brandstof. Om ervoor te zorgen dat aan deze voorwaarden wordt voldaan, is het vóór de montage van de schoorsteen van de oven van groot belang om een ​​deskundige berekening van de schoorsteen uit te voeren met natuurlijke wrijving, omdat niet alleen de efficiëntie van verwarmingsapparaten, maar ook de veiligheid van bewoners van een privéwoning ervan afhangt.

Hierdoor wordt natuurlijke trek gegenereerd in de oven.

De meeste verwarmings- en kookovens en autonome verwarmingsketels zijn niet uitgerust met een systeem van gedwongen blazen van verse lucht en het verwijderen van uitlaatgassen. Het proces van verbranding van brandstof daarin hangt dus rechtstreeks af van de aanwezigheid van natuurlijke trek in de schoorsteenleiding.

Theoretisch is de berekeningsmethode van de schoorsteen vrij eenvoudig. Om de lezer duidelijk te maken waar de natuurlijke diepgang vandaan komt, zal ik de fysica van de thermische en gasdynamische processen die plaatsvinden in de oven tijdens de verbranding van de brandstof kort blijven uitleggen.

  1. De schoorsteen van de kachel wordt altijd verticaal geïnstalleerd (met uitzondering van bepaalde horizontale of hellende secties). Zijn kanaal begint bovenaan de boog van de vuurkist en eindigt op straat, op enige hoogte boven het dak van het huis;

Het schema van de moderne oven schoorsteen.

  1. De verwarmde rookgassen in de verbrandingszone van de brandstof hebben een zeer hoge temperatuur (tot 1000 ° C), dus volgens de wetten van de fysica snellen ze snel naar boven;
  2. Als de schoorsteen met een snelheid van ongeveer twee meter per seconde oprijst, creëren de rookgassen in de oven een gebied met verminderde druk;
  3. Vanwege de natuurlijke verdunning in de oven, wordt verse lucht door de ventilator en het rooster in de zone van verbranding van de vlam gebracht;
  4. Het is dus gemakkelijk te begrijpen dat voor het vormen van een goede natuurlijke stuwkracht het noodzakelijk is om verschillende omstandigheden tegelijkertijd te observeren:
  • Schoorsteen moet strikt verticaal zijn. Bovendien moet de ode een voldoende hoogte en de meest rechtlijnige configuratie hebben, zonder onnodige wendingen en bochten onder een hoek van meer dan 45 °.

Toegestane afmetingen en hellingshoeken van rookkanalen.

  • Het inwendige gedeelte van het rookkanaal moet zo worden berekend dat het de volledige hoeveelheid rookgassen, die tijdens de verbranding van de brandstof worden gevormd, ongehinderd doorlaat in de atmosfeer;
  • Om geen significante aerodynamische weerstand te creëren tegen de beweging van rook, moeten de binnenwanden van de buis het meest gelijkmatige en gladde oppervlak hebben met het minimale aantal overgangen en verbindingen;
  • Terwijl u door de buis gaat, koelen de rookgassen geleidelijk af, wat leidt tot een toename van hun dichtheid en een neiging tot condensaatvorming. Om dit te voorkomen, moet de schoorsteenpijp een goede thermische isolatie hebben.

Het effect van wind op normale en omgekeerde stuwkracht.

De wind op straat heeft een significant positief effect op de natuurlijke stuwkracht. Dit wordt verklaard door het feit dat een continue luchtstroom, loodrecht gericht op de as van de schoorsteen, daarin een verminderde druk creëert. Daarom is er bij winderig weer altijd goede tractie in de oven.

Moment 1. De keuze van materiaal en ontwerp van de schoorsteen

De wettelijke en technische constructiedocumentatie specificeert geen strikte vereisten voor de opstelling van ovenschoorstenen, dus maakt elke huiseigenaar naar eigen goeddunken een schoorsteen. Tegelijkertijd moet ik zeggen dat alle soorten schoorstenen niet alleen verschillen in hun structurele en externe kenmerken, maar ook in hun thermische, gewichts- en gasdynamische eigenschappen.

  1. Een gemetselde schoorsteen wordt gekenmerkt door hoge sterkte en duurzaamheid, het is bestand tegen langdurige blootstelling aan hoge temperaturen, maar is niet bestand tegen de gevolgen van agressief rookcondensaat. Vanwege de massieve bakstenen muren, wordt het gekenmerkt door een hoge warmtecapaciteit en bevredigende thermische isolatie-eigenschappen. Wat betreft de kwestie van condensatie van waterdamp en de gasdynamiek van een bakstenen schoorsteen, is alles niet zo goed.
  • Een enorme stenen pijp heeft een aanzienlijk gewicht, dus de installatie vereist een eigen fundering, die op zijn beurt ook aparte berekeningen vereist;

De fundering voor een stenen buis kan worden opgebouwd uit twee ononderbroken rijen stenen op een cementzandmortel.

  • De rechthoekige of vierkante dwarsdoorsnedevorm van de rookkanalen, in combinatie met ongelijke en ruwe binnenwanden, creëert aanzienlijke weerstand tegen de beweging van de rookgassen, daarom moet de doorsnede van dergelijke schoorstenen met een kleine marge worden geselecteerd;
  • De afwezigheid van extra thermische isolatie kan leiden tot de vorming van condensaat in de schoorsteen, dus de wanden moeten voldoende dik zijn zodat de temperatuur van de rookgassen binnenin niet onder het dauwpunt komt.

Om ervoor te zorgen dat de stenen schoorsteen langer functioneert, raad ik u aan een roestvrij stalen inzetstuk erin te plaatsen.

  1. Asbotsementnye en keramische buizen worden in afgewerkte vorm verkocht en kunnen eenvoudig met hun eigen handen worden gemonteerd, zodat ze vaak worden gebruikt bij de bouw van particuliere huizen om gas- of verwarmingsketels op vaste brandstoffen aan te sluiten. Veel huiseigenaren voelen zich aangetrokken door hun niet erg lage prijs, maar ik wil u eraan herinneren dat bij het installeren van een schoorsteen gemaakt van asbest-cement leidingen, de volgende punten in aanmerking moeten worden genomen:
  • Asbotsementnye buizen hebben een hoge thermische geleidbaarheid en houden slecht de warmte van de rookgassen vast, waardoor condensaat zich binnen kan vormen, wat snel zal leiden tot de vernietiging van de wanden;
  • Om dit te voorkomen, is het bij het installeren van een asbestcement schoorsteen belangrijk om het isolatiemateriaal correct te kiezen en de dikte ervan te berekenen zodat de rookgastemperatuur aan de uitlaat niet onder de 110 ° C daalt;
  • Bij temperaturen boven 350 ° C kan asbestcement barsten en verslechteren, daarom, tussen de schoorsteeninlaat en de uitlaat van de ketel, raad ik u aan een afstandsstuk van de verwarmde metalen buis te installeren;
  • De lengte ervan moet zo worden berekend dat de temperatuur van de rookgassen bij de ingang van de asbestcementpijp niet hoger is dan 300-350 ° C;
  • Asbest-cement pijp, op zichzelf, heeft voldoende stijfheid. Ondanks dit, voor een betere thermische isolatie en bescherming tegen mechanische schade, raad ik aan om een ​​dergelijke schoorsteen in een beschermend, met stenen gemaakt beschermend shirt te installeren.

Schoorstenen van buizen van asbestcement, bekleed met een beschermende laag van metselwerk van baksteen.

  1. Metalen sandwichbuizen van roestvrij staal zijn naar mijn mening de meest succesvolle optie voor een huishoudelijke schoorsteen, die evengoed geschikt is voor zowel massieve bakstenen als moderne compacte verwarmingsketels. Ze worden gerekruteerd uit afzonderlijke secties, zodat ze zichzelf toestaan ​​om een ​​externe of interne schoorsteen van bijna elke configuratie te maken.
  • De binnenhuls van hittebestendig roestvrij staal heeft een perfect glad oppervlak en een ronde dwarsdoorsnede waardoor er minimale aerodynamische weerstand ontstaat tegen de stroom rookgassen. Om deze reden moet de binnendiameter van het rookkanaal overeenkomen met de minimumwaarde van de ontwerpkenmerken;

Metalen sandwichschoorstenen kunnen zowel buiten als in een woongebouw worden geïnstalleerd.

  • Geïsoleerde metalen sandwichpijp heeft goede thermische isolatie-eigenschappen en heeft geen extra isolatie nodig, daarom zijn er berekeningen in de warmtetechniek, in dit geval is het niet nodig om uit te voeren;
  • Bij het installeren en monteren van de schoorsteen moet elke sectie zodanig worden gemonteerd dat deze op ten minste twee punten aan de binnenmuur of gevel van het gebouw is bevestigd. De afstand tussen de montagebeugels mag niet meer dan 1200 mm zijn.

De verwarmde sandwichpijpen van hittebestendig roestvrij staal.

  1. Geprefabriceerde geïsoleerde keramische schoorstenen hebben vergelijkbare kenmerken en kunnen ook met bijna geen beperkingen worden gebruikt, in combinatie met elk type kachel, open haard of verwarmingsketel voor huishoudelijk gebruik.
  • Ze zijn ontworpen en vervaardigd in de fabriek, in overeenstemming met alle noodzakelijke thermische berekeningen en de vereisten van brandveiligheidsregels;
  • Dit maakt het mogelijk om ze te monteren in de vorm waarin ze zich bevinden, zonder na te denken over hun eigen aanvullende berekeningen;
  • Desondanks wil ik u eraan herinneren dat een dergelijke sandwich gemaakt van geëxpandeerde klei-betonblokken, minerale wolisolatie en keramische buisinserts veel gewicht kan hebben in de collectie, daarom is het ook nodig om er een aparte basis voor te berekenen en te maken.

De interne structuur en de belangrijkste voordelen van keramische schoorstenen.

  1. Onlangs verscheen een relatief nieuw type polymere schoorsteen, beter bekend onder de handelsnaam Furan Flex, op de markt voor bouwmaterialen. Het is een flexibele versterkte slang die is geïnstalleerd in een bestaand rookkanaal en vervolgens is gevuld met hete stoom onder hoge druk. Onder invloed van druk en hoge temperatuur recht de bus recht en polymeriseert, waardoor het het lumen van het rookkanaal volledig vult en de wanden van de buis van binnenuit versterkt.
  • De installatie van een dergelijk polymeer insert vereist het gebruik van speciale apparatuur en een strikte naleving van technologische regimes, daarom kan dit uitsluitend worden gedaan door gekwalificeerde specialisten
  • Op basis hiervan adviseer ik in dit geval niet mezelf lastig te vallen met complexe formules en vertrouw de uitvoering van alle berekeningen toe aan de ingenieurs van de contracterende organisatie die de installatie zullen uitvoeren.

Het restauratieschema van het oude rookkanaal met versterkte polymere insert "Furan Flex".

Asbestcementpijpen hebben een ruw binnenoppervlak, wat bijdraagt ​​aan de snelle hechting van roet en roet. In de loop van de tijd vermindert de groeiende roetlaag het inwendige oppervlak van de dwarsdoorsnede en verhoogt de aerodynamische weerstand van het rookkanaal, dus ik raad het gebruik van dergelijke pijpen voor kachels en ketels voor vaste en vloeibare brandstoffen af.

Moment 2. Berekening van de binnendiameter van de schoorsteen voor kachels en haarden met vaste brandstof

Voor het uitvoeren van de correcte berekening van de schoorsteentrek, moet allereerst het vereiste oppervlak van de inwendige doorsnede worden bepaald. In dit gedeelte zal ik uitleggen hoe dit wordt gedaan, aan de hand van het voorbeeld van het berekenen van de doorsnede van een schoorsteen voor het verwarmen van kachels en open haarden op vaste brandstoffen.

  1. Allereerst moet u bepalen hoeveel rookgas er geproduceerd zal worden wanneer een bepaald type brandstof in een oven in één uur wordt verbrand. Deze berekening wordt uitgevoerd volgens de volgende formule:

V gas = V * V brandstof * (1 + T / 273) / 3600, waar

  • V-gas is het rookgasvolume dat in één uur door de leiding gaat (m³ / h);
  • B - de maximale massa brandstof die één uur in de vuurhaard brandt (kg);
  • V-brandstof - de verhouding tussen het volume rookgassen dat vrijkomt bij de verbranding van een bepaald type brandstof (m³ / kg).
  • Deze waarde wordt bepaald door speciale tabellen, en de waarde ervan is: voor droog brandhout en forfaitair veen - 10 m³ / kg, voor gebrande bruinkool - 12 m³ / kg, en voor kolen en antraciet - 17 m³ / kg;
  • T is de temperatuur van de rookgassen bij de uitlaat van de buis (° C). Bij een normaal geïsoleerde schoorsteen kan de waarde variëren van 110 tot 160 ° C.

Verschillende manieren om de temperatuur van het gas-rookmengsel te regelen.

  1. Nadat de waarde van het totale gasvolume dat per tijdseenheid door de buis gaat is verkregen, is het eenvoudig om de vereiste dwarsdoorsnede van het kanaal van de schoorsteen te berekenen. Het wordt gedefinieerd als de verhouding van het resulterende volume tot de snelheid van de rookgassen en wordt berekend met de volgende formule:

S smoke = V gas / W, waar

  • S rookdoorsnede van het rookkanaal (m²);
  • V-gas is het volume rookgassen per tijdseenheid dat we hebben verkregen in de vorige formule (m³ / u);
  • W is de verminderde snelheid van de opwaartse beweging van de gasrookstroom in de pijp (m / s). Hier moet ik zeggen dat deze waarde voorwaardelijk constant is en de waarde ervan 2 m / s is.
  1. Om te begrijpen welke diameter van de pijp we nodig hebben voor de fabricage van de schoorsteen, op basis van de verkregen waarde van het cirkeloppervlak, is het noodzakelijk om de diameter ervan te bepalen. Gebruik hiervoor de volgende formule:

D = √ 4 * S smoke / π, waar

  • D is de binnendiameter van een ronde schoorsteen (m);
  • S smoke - het gedeelte van het interne gedeelte van de schoorsteen, verkregen in eerdere berekeningen (m²)

De foto toont een tabel voor het bepalen van de parameters van verschillende soorten brandstof.

Om het de lezer duidelijk te maken, stel ik voor om een ​​eenvoudig voorbeeld te nemen van het berekenen van een schoorsteen voor een saunakachel, als bekend is dat tijdens het verwarmen 8 kg droog brandhout erin per uur verbrandt, en de rookgastemperatuur aan de uitlaat 140 ° C is.

  1. Volgens de eerste gegeven formule, bepalen we de maximale hoeveelheid rook die kan vrijkomen in één uur branden 8 kg droog hout: V-gas = 8 * 10 * (1 + 140/273) / 3600 = 0,033 m³ / h;
  2. Volgens de tweede formule is het noodzakelijk het vereiste doorsnedeoppervlak van het rookkanaal te berekenen: S smoke = 0.034 / 2 = 0.017 m²;
  3. Met de laatste formule kunt u de gewenste buisdiameter bepalen op basis van het bekende dwarsdoorsnede-oppervlak: D = √ 4 * 0.017 / 3.14 = 0.147 m;
  4. Zo hebben we vastgesteld dat voor deze oven in het bad een schoorsteen met een binnendiameter van minimaal 150 mm nodig zal zijn.

Er zijn speciale programma's waarmee u automatisch berekeningen van schoorstenen kunt uitvoeren.

Als u tijdens berekeningen een niet-geheel getal krijgt, raad ik u aan om deze af te ronden tot een geheel getal, maar een dergelijke afronding mag binnen redelijke grenzen worden uitgevoerd, omdat in dit geval een zeer grote diameter niet zo goed is.

Moment 3. De berekening van de schoorsteenpijp voor huishoudelijke ketels

In dit artikel heb ik bewust geen afzonderlijke berekeningen gegeven voor huishoudelijke vaste brandstof en gasketels van de fabrieksproductie, aangezien alle instructies over het gebruik van ketelapparatuur al alle nodige technische informatie bevatten.

Als u het thermische vermogen van uw gasketel op het typeplaatje kent, is de diameter van de schoorsteen gemakkelijk te vinden, in overeenstemming met de vooraf berekende parameters.

  1. Voor kleine verwarmingsketels met een maximale warmteafgifte van niet meer dan 3,5 kW, volstaat een pijp met een binnendiameter van 140-150 mm;

Technische paspoort gasketel.

  1. Voor huishoudelijke ketelapparatuur met een gemiddeld vermogen (van 3,5 tot 5 kW) heeft u schoorstenen met een diameter van 140 tot 200 mm nodig;
  2. Als het vermogen van de verwarmingsketel van 5 tot 10 kW is, dan zal het nodig zijn om buizen met een diameter van 200 tot 300 mm te gebruiken.

Elektrische turbine om gedwongen trek in de ketel te creëren.

Als de gasboiler is uitgerust met een ingebouwde turbine om geforceerde tractie te creëren, dan kan de diameter van de uitlaatpijp veel kleiner zijn dan de bovengenoemde waarden. In dit geval moet de aanbevolen leidingmaat worden aangegeven in het productgegevensblad.

Moment 4. Bepaling van de hoogte van de buis en locatie op het dak

De kracht van de natuurlijke trek hangt grotendeels af van het hoogteverschil tussen het niveau van het vuurhaardrooster in het onderste deel van de oven en de windafbuiger of de monding van het rookkanaal in het bovenste deel van de schoorsteen.

Om ervoor te zorgen dat de verwarmde rookgassen hun energie gebruiken om de natuurlijke stuwkracht zo efficiënt mogelijk te maken, is het erg belangrijk om een ​​juiste berekening te maken van de hoogte van de schoorsteen ten opzichte van het rooster en ten opzichte van de rand van het dak.

  1. De relatieve hoogte van de schoorsteen van de oven, van het niveau van het rooster tot de monding van de schoorsteen, moet ten minste 5000 mm bedragen;

De hoogte van de kolom met verwarmde gassen boven de vuurhaard moet minstens 5 meter zijn.

  1. Op residentiële gebouwen met een geëxploiteerd plat dak, moet de monding van de schoorsteen niet minder dan 500 mm hoger zijn dan de maximale hoogte van de zijrand of dakafrastering;
  2. Op huizen met een hellend of hellend dak met dubbele helling moet de monding van de schoorsteen zich op niet minder dan 500 mm van het niveau van de dakrand bevinden;
  3. Als de schoorsteen op een hellend dak zich op een van de hellingen bevindt, op een afstand van niet meer dan 1500 mm van de rand van het dak, dan moet deze ook 500 mm boven het nokniveau uitstijgen;

De deflector voorkomt niet alleen dat neerslag in de buis komt, maar draagt ​​ook bij aan de vorming van goede tractie.

  1. In het geval dat deze afstand van 1500 tot 3000 mm is, kan de windbestendige deflector van een dimmer zich ter hoogte van de nok van het dak bevinden;
  2. Op hellende hellende daken met een kleine helling van de hellingen, kan de schoorsteen zich op een afstand van meer dan 3000 mm van de rand bevinden. In dit geval wordt de optimale hoogte berekend in overeenstemming met het diagram in de onderstaande afbeelding.

Het diagram toont de juiste hoogte van de schoorstenen in relatie tot de verschillende daktypes.

De verkeerde keuze van de hoogte van de buis of zijn locatie ten opzichte van de nok van het dak, met een ongunstige windrichting kan de vorming van omgekeerde stuwkracht veroorzaken. Een dergelijk fenomeen is zeer gevaarlijk, omdat het kan leiden tot de uitstoot van brandende kool en giftige koolmonoxide uit een ventilator of een vuurhaard in een woning.

conclusie

Samenvattend wil ik opmerken dat bij het kiezen van materialen, afmetingen en configuratie van de schoorsteen allereerst moet worden uitgegaan van het maximale thermische vermogen van de kachel. Tegelijkertijd moet u ook rekening houden met uw financiële mogelijkheden en met welke soorten brandstof uw oven of verwarmingsketel is ontworpen.

In dit artikel leest u meer over alle beschreven soorten schoorstenen uit de bijgevoegde video. Als u vragen of opmerkingen heeft, nodig ik hen uit om opmerkingen in het formulier te bespreken.