Luonnollinen tuulija ja savupiippu
Luuppi on paineeriero, joka aiheuttaa ilman tai kaasujen virtauksen yhdestä pisteestä toiseen kattilajärjestelmässä. Luuppi on tarpeellinen kattilajärjestelmässä pääasiassa kahdesta syystä.
Tarjota riittävästi ilmaa polttoon.
Poistaa savukaasut järjestelmästä poltto- ja lämpövaihdetta jälkeen.
Kattilajärjestelmään sovelletaan kahdenlaisia luuppia.
Luonnollinen luuppi
Pakotettu luuppi
Tässä artikkelissa keskustelemme luonnollisesta luuppista. Luonnollista luuppia suositaan, koska siihen ei liity käyttökuluja, vaikka sen alkuinvestointi onkin suuri. Luonnollinen luuppi mahdollistaa ilman luonnollisen virtauksen kattilajärjestelmässä. Luonnollinen luuppi perustuu pääasiassa tuulenputken korkeuteen.
Yritämme laskea tarvittavan tuulenputken korkeuden kattilajärjestelmän luonnolliselle luuppille. Tähän tarkoituksessa meidän on kuljettava kautta kaksi perusyhtälöä kaasupaineille. Yhtälöt ovat
Missä "P" on ilma- tai kaasupaine, "ρ" on ilma- tai kaasun tiheys, "g" on gravitointivakio, ja "h" on päässä olevan korkeus.
Tässä "V" on ilma- tai kaasun tilavuus, "m" on kaasu- tai ilman massa, "T" on lämpötila kelvinasteina ja "R" on kaasuvakio.
Yhtälö (2) voidaan kirjoittaa uudelleen muotoon
Polttoon furnaasissa pääasiassa hiili reagoi ilma- tai kaasun hapolla (O2) ja muodostaa hiilidioksidin (CO2). Keskushiilian tilavuus verrattuna reaktioon tarvittavaan ilma- tai kaasuun on merkityksetön. Siksi voimme olettaa, että polttoon tarvittava ilma- tai kaasun tilavuus on täsmälleen sama kuin poltto- ja lämpövaihdon jälkeen syntyneiden savukaasujen tilavuus, jos oletamme, että lämpötila ennen ja jälkeen poltto on sama. Mutta tämä ei ole todellinen tapaus. Ilma- tai kaasun virtaus polttohuoneeseen saa lisättyä tilavuutta polttolämpötilan vuoksi. Virtaavan ilman- tai kaasun lisätty tilavuus vastaa poltto- ja lämpövaihdon jälkeen syntyneiden savukaasujen tilavuutta.
Oletetaan, että ρo on ilma- tai kaasun tiheys 0oC tai 273 K, ja sanotaan, että se on To
Tässä, P on ilma- tai kaasun paine 0oC tai 273 K, eli To K.
Jos pidämme paineen P vakiona, ilman- tai kaasun tiheyden ja lämpötilan välinen suhde voidaan kirjoittaa muotoon,
Jossa, ρa ja ρg on ilman- tai kaasun tiheys lämpötiloissa Ta ja Tg K vastaavasti.
Yhtälöistä (1) ja (5) voimme kirjoittaa paineen lausekkeen pisteen "a" ulkopuolella, eli
Ilman- tai kaasun tilavuus lämpötilassa Tg olisi
Oletetaan, että m kg ilmaa- tai kaasua tarvitaan 1 kg hiilen polttamiseen, niin savukaasun tiheys olisi
Savukaasun paine tuulenputken sisällä yhtälöistä (1) ja (8) olisi
Paineeriero tuulenputken ulkopuolella ja sisäpuolella yhtälöistä (96) ja (9) olisi
Tässä, "h" on vähimmäiskorkeus, joka pitää rakentaa tuulenputkeksi luupille ΔP. Savukaasut virtaavat ylöspäin tuulenputken kautta tämän paineerieron vuoksi. Laskemalla tämän paineerieron, voi helposti laskea tuulenputken likimääräisen korkeuden. Paineeriero voidaan esittää kaavana, jolla lasketaan tuulenputken korkeus luonnolliselle luuppille.
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakamisen arvoisia, jos on rikkominen tehokasta, ota yhteyttä poistamaan.
