Proud vzniká rozdílem tlaku, který způsobuje proudění vzduchu nebo plynů z jednoho místa do druhého v systému kotly. Proud je v systému kotly potřebný ze dvou hlavních důvodů.
Poskytnout dostatečné množství vzduchu pro dokončení spalování.
Odstranit spalinové plyny ze systému po spalování a výměně tepla.
Existují dva typy proudu používaného v systému kotly.
Přirozený proud
Vynucený proud
V této článku se zaměříme na přirozený proud. Přirozený proud je vždy preferován, protože nerequiruje žádné běžné náklady, i když má velké počáteční náklady. Přirozený proud umožňuje přirozené oběh vzduchu v systému kotly. Přirozený proud závisí především na výšce komínu.
Snažíme se vypočítat požadovanou výšku komínu pro požadovaný přirozený proud v systému kotlu. Pro to musíme projít dvěma základními rovnicemi pro tlak plynů. Rovnice jsou
Kde „P“ je tlak vzduchu nebo plynu, „ρ“ je hustota vzduchu nebo plynu, „g“ je gravitační konstanta a „h“ je výška hlavy.
Zde „V“ je objem vzduchu nebo plynu, „m“ je hmotnost plynu nebo vzduchu, „T“ je teplota změřená v kelvinech a „R“ je plynová konstanta.
Rovnice (2) lze přepsat jako
Během spalovacího procesu v peci se především uhlík reaguje s kyslíkem (O2) vzduchu a tvoří oxid uhličitý (CO2). Objem tuhého uhlíku ve srovnání s požadovaným vzduchem pro reakci je zanedbatelný. Proto můžeme předpokládat, že objem vzduchu požadovaný pro spalování je přesně stejný jako objem spalinových plynů vytvořených po spalování, pokud předpokládáme, že teplota před a po spalování je stejná. Ale to není skutečný případ. Vzduch, který vstupuje do spalovací komory, získá dodatečný objem po spalování kvůli teplotě spalování. Získaný objem vzduchu bude ekvivalentní objemu spalinových plynů vytvořených po spalování.
Předpokládejme, že ρo je hustota vzduchu při 0oC nebo 273 K, a řekněme, že je To
Zde, P je tlak vzduchu při 0oC nebo 273 K, tj. při To K.
Pokud udržíme tlak P konstantní, vztah mezi hustotou a teplotou vzduchu nebo plynů lze zapsat jako,
Kde, ρa a ρg je hustota vzduchu při teplotách Ta a Tg K.
Z rovnic (1) a (5) můžeme napsat výraz pro tlak v bodě „a“ mimo komín, jako
Objem vzduchu při teplotě Tg by byl
Předpokládejme, že je potřeba m kg vzduchu pro spálení 1 kg uhlíku, pak hustota spalinových plynů by byla
Tlak spalinových plynů uvnitř komínu z rovnic (1) a (8) by byl
Rozdíl tlaku mezi vnějškem a vnitřkem komínu z rovnic (6) a (9) by byl
Zde, „h“ je minimální výška komínu, kterou je třeba postavit pro proud ΔP. Spalinové plyny budou proudit vzhůru komínem díky tomuto rozdílu tlaku. Po výpočtu tohoto rozdílu tlaku lze snadno vypočítat přibližnou výšku komínu, kterou je třeba postavit. Rozdíl tlaku lze vyjádřit formulí pro výpočet výšky komínu pro přirozený proud.
Prohlášení: Respektujte původ, doporučujeme sdílet kvalitní články. Pokud jde o porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odstranění.
