Corrent natural i camí de cimena
El tirant és la diferència de pressió que provoca un flux d'aire o gasos d'un punt a un altre en el sistema de la caldera. El tirant és necessari en un sistema de caldera principalment per dues raons.
Per proporcionar suficient aire per completar la combustió.
Per eliminar els gasos de fum des del sistema després de la combustió i l'intercanvi de calor.
Hi ha dos tipus de tirant aplicats al sistema de la caldera.
El tirant natural
El tirant forçat
En aquest article discutirem sobre el tirant natural. El tirant natural sempre es prefereix ja que no requereix cap cost de funcionament, encara que tingui un gran cost inicial. El tirant natural permet la circulació natural de l'aire a través del sistema de la caldera. El tirant natural depèn principalment de l'alçada de la ximeneia.
Intentem calcular l'alçada requerida de la ximeneia per a un tirant natural requerit en un sistema de caldera. Per a això, hem de passar per dues equacions bàsiques de pressió gaseosa. Les equacions són
On, "P" és la pressió de l'aire o gas, "ρ" és la densitat de l'aire o gas, "g" és la constant gravitacional, i "h" és l'alçada de la capa.
Aquí, "V" és el volum de l'aire o gas, "m" és la massa del gas o aire, "T" és la temperatura mesurada en escala Kelvin i "R" és la constant del gas.
L'equació (2) es pot reescriure com
Durant el procés de combustió a la fornassa, principalment el carboni reacciona amb l'oxigen (O2) de l'aire i forma diòxid de carboni (CO2). El volum del carboni sòlid comparat amb l'aire necessari per la reacció és negligible. A causa d'això, podem considerar que el volum d'aire necessari per la combustió és exactament igual al volum dels gasos de fum creats després de la combustió si assumim que la temperatura abans i després de la combustió és la mateixa. Però això no és el cas real. Les entrades d'aire a la cambra de combustió guanyaran volum addicional després de la combustió degut a la temperatura de combustió. El volum guanyat de l'aire serà equivalent al volum dels gasos de fum creats després de la combustió.
Suposem que ρo és la densitat de l'aire a 0oC o 273 K, i diguem que és To
Aquí, P és la pressió de l'aire a 0oC o 273 K, és a dir, a To K.
Si mantenim la pressió P constant, la relació entre la densitat i la temperatura de l'aire o gasos es pot escriure com,
On, ρa i ρg són les densitats de l'aire a les temperatures Ta i Tg K respectivament.
De les equacions (1) i (5), podem escriure l'expressió de la pressió al punt "a" fora de la ximeneia, com
El volum de l'aire a la temperatura Tg seria
Suposem que m kg d'aire són necessaris per cremar 1 kg de carboni, llavors la densitat dels gasos de fum seria
La pressió dels gasos de fum dins la ximeneia, segons les equacions (1) i (8), seria
La diferència de pressió entre fora i dins de la ximeneia, segons les equacions (6) i (9), seria
Aquí, "h" és l'alçada mínima de la ximeneia a construir per al tirant ΔP. Els gasos de fum fluiran cap amunt a través de la ximeneia a causa d'aquesta diferència de pressió. Així, calculant aquesta diferència de pressió, es pot calcular fàcilment l'alçada aproximada de la ximeneia a construir. La diferència de pressió es pot representar com una fórmula per calcular l'alçada de la ximeneia per a un tirant natural.
Declaració: Respecte l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar-lo.
