ड्राफ्ट एक दबाव का अंतर होता है जो बायर सिस्टम में एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर हवा या गैसों के प्रवाह का कारण बनता है। बायर सिस्टम में ड्राफ्ट की आवश्यकता मुख्य रूप से दो कारणों से होती है।
जलन को पूरा करने के लिए पर्याप्त हवा की आपूर्ति करना।
जलन और ऊष्मा विनिमय के बाद सिस्टम से फ्ल्यू गैसों को हटाना।
बायर सिस्टम पर दो प्रकार के ड्राफ्ट लगाए जाते हैं।
प्राकृतिक ड्राफ्ट
बलपूर्वक ड्राफ्ट
इस लेख में हम प्राकृतिक ड्राफ्ट के बारे में चर्चा करेंगे। प्राकृतिक ड्राफ्ट को हमेशा पसंद किया जाता है क्योंकि इसके लिए कोई चलने का खर्च नहीं होता, हालांकि इसकी शुरुआती लागत बड़ी होती है। प्राकृतिक ड्राफ्ट बायर सिस्टम में हवा के प्राकृतिक प्रवाह की अनुमति देता है। प्राकृतिक ड्राफ्ट मुख्य रूप से चिमनी की ऊंचाई पर निर्भर करता है।
हम कोशिश करते हैं कि एक बायर सिस्टम के लिए आवश्यक प्राकृतिक ड्राफ्ट के लिए चिमनी की आवश्यक ऊंचाई की गणना करें। इसके लिए, हमें गैसीय दबाव के दो मूल समीकरणों से गुजरना होगा। समीकरण हैं
जहाँ, "P" हवा या गैस का दबाव, "ρ" हवा या गैस का घनत्व, "g" गुरुत्वीय स्थिरांक, और "h" शीर्ष की ऊंचाई है।
यहाँ "V" हवा या गैस का आयतन, "m" गैस या हवा का द्रव्यमान, "T" केल्विन पैमाने पर मापा गया तापमान और "R" गैस स्थिरांक है।
समीकरण (2) को फिर से लिखा जा सकता है
फर्नेस में जलन की प्रक्रिया के दौरान, मुख्य रूप से कार्बन हवा के ऑक्सीजन (O2) के साथ अभिक्रिया करता है और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) बनाता है। ठोस कार्बन का आयतन अभिक्रिया के लिए आवश्यक हवा की तुलना में नगण्य होता है। इसलिए, हम मान सकते हैं कि जलन के लिए आवश्यक हवा का आयतन जलन के बाद उत्पन्न फ्ल्यू गैसों के आयतन के बराबर होता है, यदि हम जलन से पहले और बाद में तापमान समान मानते हैं। लेकिन यह वास्तविक मामला नहीं है। जलन कक्ष में प्रवेश करने वाली हवा जलन तापमान के कारण अतिरिक्त आयतन प्राप्त करेगी। हवा का अर्जित आयतन जलन के बाद उत्पन्न फ्ल्यू गैसों के आयतन के बराबर होगा।
मान लीजिए, ρo 0oसी या 273 K पर हवा का घनत्व है, और यह To है
यहाँ, P 0oसी या 273 K पर, यानी To K पर हवा का दबाव है।
यदि हम P को निरंतर रखते हैं, तो हवा या गैसों के घनत्व और तापमान के बीच संबंध इस प्रकार लिखा जा सकता है,
जहाँ, ρa और ρg क्रमशः Ta और Tg K पर हवा का घनत्व है।
समीकरण (1) और (5) से, हम चिमनी के बाहर बिंदु "a" पर दबाव के व्यंजक को इस प्रकार लिख सकते हैं
Tg तापमान पर हवा का आयतन होगा
मान लीजिए, 1 किलोग्राम कार्बन को जलाने के लिए m किलोग्राम हवा की आवश्यकता है, तो फ्ल्यू गैस का घनत्व होगा
समीकरण (1) और (8) से, चिमनी के अंदर फ्ल्यू गैस का दबाव होगा
समीकरण (6) और (9) से चिमनी के बाहर और अंदर के बीच दबाव का अंतर होगा
यहाँ, "h" ड्राफ्ट ΔP के लिए निर्मित की जाने वाली चिमनी की न्यूनतम ऊंचाई है। फ्ल्यू गैस इस दबाव के अंतर के कारण चिमनी के माध्यम से ऊपर की ओर प्रवाहित होगा। इसलिए, इस दबाव के अंतर की गणना करके चिमनी की लगभग ऊंचाई की गणना आसानी से की जा सकती है। दबाव के अंतर को प्राकृतिक ड्राफ्ट के लिए चिमनी की ऊंचाई की गणना के लिए एक सूत्र के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है।
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