Φυσική Ανατολίφτηση και Κάμινος

Η ροπή είναι η διαφορά πίεσης που προκαλεί ροή αέρα ή αερίων από ένα σημείο σε άλλο στο σύστημα της καυστήρας. Η ροπή είναι απαραίτητη σε ένα σύστημα καυστήρας κυρίως για δύο λόγους.

1. Για την παροχή αρκετού αέρα για την ολοκλήρωση της καύσης.

2. Για την αφαίρεση των καπνών από το σύστημα μετά την καύση και την ανταλλαγή θερμότητας.

Υπάρχουν δύο τύποι ροπής που εφαρμόζονται στο σύστημα της καυστήρας.

1. Η φυσική ροπή

2. Η εξαναγκασμένη ροπή

Θα συζητήσουμε εδώ στο άρθρο για τη φυσική ροπή. Η φυσική ροπή προτιμάται πάντα, καθώς δεν απαιτεί καμία λειτουργική δαπάνη, παρά το γεγονός ότι έχει μεγάλη αρχική δαπάνη. Η φυσική ροπή επιτρέπει τη φυσική κυκλοφορία του αέρα μέσα στο σύστημα της καυστήρας. Η φυσική ροπή εξαρτάται κυρίως από το ύψος του καμινάδα.

Προσπαθούμε να υπολογίσουμε το απαιτούμενο ύψος του καμινάδα για την απαιτούμενη φυσική ροπή για ένα σύστημα καυστήρας. Γι' αυτό, πρέπει να περάσουμε από δύο βασικές εξισώσεις πίεσης αερίων. Οι εξισώσεις είναι

Όπου, «P» είναι η πίεση του αέρα ή αερίου, «ρ» είναι η πυκνότητα του αέρα ή αερίου, «g» είναι η σταθερά βαρύτητας και «h» είναι το ύψος του κεφαλής.

Εδώ «V» είναι το όγκο του αέρα ή αερίου, «m» είναι το μάζα του αερίου ή αέρα, «T» είναι η θερμοκρασία μετρημένη στην κλίμακα Kelvin και «R» είναι η σταθερά του αερίου.
Η εξίσωση (2) μπορεί να αναδιατυπωθεί ως

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης στην καμίνα, κυρίως το άνθρακας αντιδρά με το οξυγόνο (O2) του αέρα και δημιουργεί διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Ο όγκος του στερεού άνθρακα σε σχέση με τον απαιτούμενο αέρα για την αντίδραση είναι ασήμαντος. Λόγω αυτού, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι ο όγκος αέρα που απαιτείται για καύση είναι ακριβώς ίσος με τον όγκο των καπνών που δημιουργούνται μετά την καύση, αν υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία πριν και μετά την καύση είναι η ίδια. Αλλά αυτό δεν είναι η πραγματική περίπτωση. Οι εισόδους αέρα στην καμίνα θα κερδίσουν επιπλέον όγκο μετά την καύση λόγω της θερμοκρασίας καύσης. Ο κερδισμένος όγκος αέρα θα είναι ισοδύναμος με τον όγκο των καπνών που δημιουργούνται μετά την καύση.

Ας υποθέσουμε, ρo είναι η πυκνότητα του αέρα στα 0oC ή 273 K, και ας πούμε ότι είναι To
Εδώ, P είναι η πίεση του αέρα στα 0oC ή 273 K, δηλαδή στο To K.
Εάν διατηρήσουμε, την πίεση P σταθερή, η σχέση μεταξύ πυκνότητας και θερμοκρασίας του αέρα ή αερίων μπορεί να γραφτεί ως,

Όπου, ρa και ρg είναι η πυκνότητα του αέρα στη θερμοκρασία Ta και Tg K αντίστοιχα.

Από την εξίσωση (1) και (5) μπορούμε να γράψουμε την έκφραση της πίεσης στο σημείο "a" εκτός του καμινάδα, ως

Ο όγκος του αέρα στη θερμοκρασία Tg θα ήταν

Ας υποθέσουμε, m kg αέρα απαιτείται για την καύση 1 kg άνθρακα, τότε η πυκνότητα των καπνών θα ήταν

Η πίεση των καπνών μέσα στον καμινάδα από την εξίσωση (1) και (8), θα ήταν

Η διαφορά πίεσης μεταξύ εκτός και μέσα στον καμινάδα από την εξίσωση (96) και (9) θα ήταν

Εδώ, «h» είναι το ελάχιστο ύψος του καμινάδα που πρέπει να κατασκευαστεί για τη ροπή ΔP. Οι καπνοί θα ρέουν προς τα επάνω μέσα στον καμινάδα λόγω αυτής της διαφοράς πίεσης. Έτσι, υπολογίζοντας αυτή τη διαφορά πίεσης, μπορεί κανείς εύκολα να υπολογίσει το προσεγγιστικό ύψος του καμινάδα που πρέπει να κατασκευαστεί. Η διαφορά πίεσης μπορεί να αναπαρασταθεί ως τύπος για τον υπολογισμό του ύψους του καμινάδα για μια φυσική ροπή.

Δήλωση: Σεβαστές τα αρχικά, καλά άρθρα αξίζει να μοιραστούν, αν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων παρακαλώ επικοινωνήστε για διαγραφή.