Prirodno vrebanje i komina
Tlačna razlika, koja uzrokuje protok zraka ili plinova od jedne do druge točke u sustavu kotla, naziva se draught. Draught je potreban u sustavu kotla uglavnom iz dva razloga.
Za osiguranje dovoljno zraka za završetak sagorijevanja.
Za uklanjanje dimnih plinova iz sustava nakon sagorijevanja i razmjene topline.
Postoje dvije vrste draughta primjenjene na sustav kotla.
Prirodni draught
Prisilni draught
U ovom članku diskutirat ćemo o prirodnog draughta. Prirodni draught uvijek se preferira jer ne zahtijeva nikakve troškove održavanja, iako ima velike početne troškove. Prirodni draught omogućuje prirodnu cirkulaciju zraka kroz sustav kotla. Prirodni draught uglavnom ovisi o visini komina.
Pokušavamo izračunati potrebnu visinu komina za potreban prirodni draught u sustavu kotla. Za to moramo proći kroz dvije osnovne jednadžbe tlaka plinova. Jednadžbe su
gdje je “P” tlak zraka ili plinova, “ρ” gustoća zraka ili plinova, “g” gravitacijska konstanta, a “h” visina glave.
Ovdje “V” predstavlja volumen zraka ili plinova, “m” masa plinova ili zraka, “T” temperatura izražena u kelvinima, a “R” plinska konstanta.
Jednadžbu (2) možemo prepisati kao
Tijekom procesa sagorijevanja u pećnici, uglavnom ugljični element reagira s kiseonikom (O2) zraka i stvara ugljični dioksid (CO2). Volumen čvrstog ugljičnog elementa u usporedbi s potrebnim zrakom za reakciju je zanemariv. Zbog toga možemo smatrati da je volumen zraka potreban za sagorijevanje točno jednak volumenu dimnih plinova stvorenih nakon sagorijevanja ako pretpostavimo da su temperature prije i poslije sagorijevanja jednake. Ali to nije zapravo slučaj. Zrak koji ulazi u sagorjevnu komoru dobiva dodatni volumen nakon sagorijevanja zbog temperature sagorijevanja. Dobiveni volumen zraka bit će ekvivalentan volumenu dimnih plinova stvorenih nakon sagorijevanja.
Pretpostavimo, ρo je gustoća zraka na 0oC ili 273 K, i recimo da je To
Ovdje, P je tlak zraka na 0oC ili 273 K, to jest na To K.
Ako održavamo tlak P konstantan, odnos gustoće i temperature zraka ili plinova može se napisati kao,
gdje su ρa i ρg gustoće zraka na temperaturama Ta i Tg K redom.
Iz jednadžbi (1) i (5) možemo napisati izraz za tlak na točki “a” van komina, kao
Volumen zraka na temperaturi Tg bi bio
Pretpostavimo, m kg zraka je potreban za spaliti 1 kg ugljičnog elementa, tada bi gustoća dimnih plinova bila
Tlak dimnih plinova unutar komina iz jednadžbi (1) i (8), bi bio
Razlika tlaka izvan i unutar komina iz jednadžbi (6) i (9) bi bila
Ovdje, “h” je minimalna visina komina koju treba izgraditi za draught ΔP. Dimni plinovi će se krećuti prema gore kroz komin zbog te razlike tlaka. Stoga, izračunavanjem te razlike tlaka lako se može izračunati približna visina komina koji treba izgraditi. Razlika tlaka može se predstaviti formulom za izračun visine komina za prirodni draught.
Izjava: Poštujte original, dobre članke vjerojatno zadovoljavaju, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molimo da se obratite za brisanjem.
