5.2 Сопротивление дымовой трубы. Расчет самотяги

Суммарный расход газов от всех подключенных к трубе котлов при номинальной нагрузке и скорости газов на выходе из трубы, м³/с: Vc=n _*V₀ (56)

n – число котлов, n=3шт.

Vc =32,8=8,4м³/с.

Принимаем скорость = 10 м/с.

Диаметр трубы расчетный, м: , (57)

=1,03 м.

Кирпичные трубы (конические) строят с уклоном (уменьшением диаметра по высоте) i=0,02: i = (d_н – d_в)/2H, Кирпичные трубы ставят при диаметре более 1,2 м, а здесь обычная стальная труба. (58)

где d_н – внутренний нижний диаметр трубы, м;

d_в – внутренний верхний диаметр, м.

Примем Н=30 м, тогда внутренний нижний диаметр трубыd_н=2H*[i +d_в/2H].

d_н=2*30*[0,02+1,03/(2*30)]=2,23м.

Скорость газов на выходе из дымовой трубы и высота трубы определяют условия рассеивания газов в районе расположения котельной. Максимальная концентрация вредных газов уменьшается с увеличением высоты трубы и выходной скорости газов.

Сопротивление трения для кирпичной трубы при постоянном уклоне в трубе [2. формула (7.10)], Па: , (59)

где коэффициент трения для кирпичной трубы =0,05;

i- уклон трубы.

Местные сопротивления [2. формула (7.9)], Па: ,

где – коэффициент местного сопротивления, для всех труб .

Величина самотяги для дымовой трубы[2. формула (7.11)], Па:

, (60)

где Н - высота дымовой трубы, м;

t_тр– средняя температура газового потока на данном участке (в дымовой трубе), °С;

g–ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с²;

– температура наружного (холодного) воздуха для г. Череповец = -32 °С.

=12,68 Па.

=40,5 Па

=241,33 Па.

Сопротивление дымовой трубы: =11,3+36,2=47,5 Па.

5.3 Сопротивление участков воздушного тракта

Расход воздуха [2. формула (7.12)], м³/с:

,(61)

где – расчетный расход топлива, 0,12 м³/с

– теоретический объем воздуха, 10,16м³/м³;

– коэффициент расхода воздуха в топке котла 1,1

=-32^оС – температура холодного воздуха, принимается по заданию, °С.

=1 м³/с.

Рассчитаем сечение воздушного тракта исходя из полученного расхода воздуха и рекомендованной скорости потока в диапазоне 8-10 м/с.

F=V_B/w = 1/10=0,1 м²

Рассчитаем сторону сечения квадратного воздуховода:

a= =0,32 м

Примем сечение воздушного тракта300×300 мм.

Соответственно его площадьF= 0,4²=0,16 м².

Рассчитаем реальную скорость воздушного потока в воздуховоде:

w=V_B/F=1/0,16= 6,25 м/с

Данная скорость укладывается в заданный диапазон.

Эквивалентный диаметр [2. формула (7.9)], м: ,

U=4а=40,4=1,6 м. =0,4 м.

Объемная плотность воздуха, кг/м³: ,

Где - плотность воздуха при нормальных условиях.

=1,46кг/м³.

Рисунок 5.1 – Расчетная схема воздушного тракта длиной 23,3 м.

Аэродинамическое сопротивление участка тракта[2. формула (7.4)], Па:

Сопротивление трения [2. формула (7.5)], Па: ,

где h_Г – сопротивление горелки h_Г=900 Па;

– коэффициент сопротивления трения, для стального газохода =0,02;

l – суммарная длина канала, м;

w – скорость протекающей среды, = 6,25 м/с;

– эквивалентный диаметр, =0,4м;

– плотность,=1,46 кг/м³.

Местные сопротивления [2. формула (7.9)], Па: ,

где – коэффициент местного сопротивления, по [2. таблица 15]:

- колено 60º - 2 места, принимаем =0,56.

- колено 45º– 1 место, принимаем =0,355.

-патрубок с отводом для забора воздуха, принимаем =0,2 без заслонки и=0,3 с заслонкой.

-тройник симметричный, принимаем =1,05.

l=12м.

Для всего воздушного тракта принимаем, что скорость = 9,0 м/с.

=17,4 Па.

=86,26Па.

=1003,7 Па.