Aliran Udara Alam dan Cerobong Asap

Draf adalah perbezaan tekanan yang menyebabkan aliran udara atau gas dari satu titik ke titik lain dalam sistem ketel. Draf diperlukan dalam sistem ketel terutamanya disebabkan oleh dua sebab.

1. Untuk menyediakan udara yang mencukupi untuk melengkapkan pembakaran.

2. Untuk mengeluarkan gas flue dari sistem selepas pembakaran dan pertukaran haba.

Terdapat dua jenis draf yang digunakan pada sistem ketel.

1. Draf semula jadi

2. Draf paksa

Kami akan membincangkan di sini dalam artikel ini tentang draf semula jadi. Draf semula jadi selalu dipilih kerana ia tidak memerlukan kos operasi walaupun ia mempunyai kos awal yang besar. Draf semula jadi membolehkan sirkulasi semula jadi udara melalui sistem ketel. Draf semula jadi terutamanya bergantung kepada ketinggian cerobong asap.

Kami cuba mengira ketinggian cerobong asap yang diperlukan untuk draf semula jadi yang diperlukan untuk sistem ketel. Untuk itu, kami perlu melalui dua persamaan asas tekanan gas. Persamaannya adalah

Di mana, "P" adalah tekanan udara atau gas, "ρ" adalah ketumpatan udara atau gas, "g" adalah pemalar graviti, dan "h" adalah ketinggian kepala.

Di sini "V" adalah isi padu udara atau gas, "m" adalah jisim gas atau udara, "T" adalah suhu yang diukur dalam skala kelvin, dan "R" adalah pemalar gas.
Persamaan (2) boleh ditulis semula sebagai

Semasa proses pembakaran di dalam tungku, karbon utama bertindak balas dengan oksigen (O2) udara dan membentuk karbon dioksida (CO2). Isi padu karbon pepejal berbanding dengan udara yang diperlukan untuk tindak balas tersebut adalah dapat diabaikan. Karena itu, kita boleh menganggap bahawa isi padu udara yang diperlukan untuk pembakaran adalah sama dengan isi padu gas flue yang dicipta selepas pembakaran jika kita mengandaikan suhu sebelum dan selepas pembakaran adalah sama. Tetapi ini bukan kes sebenar. Udara yang masuk ke dalam ruang pembakaran akan mendapatkan isi padu tambahan selepas pembakaran disebabkan oleh suhu pembakaran. Isi padu udara yang diperoleh akan setara dengan isi padu gas flue yang dicipta selepas pembakaran.

Mari kita andaikan, ρo adalah ketumpatan udara pada 0oC atau 273 K, dan katakan ia adalah To
Di sini, P adalah tekanan udara pada 0oC atau 273 K, iaitu pada To K.
Jika kita mengekalkan, tekanan P sebagai tetap, hubungan antara ketumpatan dan suhu udara atau gas boleh ditulis sebagai,

Di mana, ρa dan ρg adalah ketumpatan udara pada suhu Ta dan Tg K masing-masing.

Dari, persamaan (1) dan (5) kita boleh menulis ungkapan tekanan pada titik "a" di luar cerobong, sebagai

Isi padu udara pada suhu Tg akan menjadi

Mari kita andaikan, m kg udara diperlukan untuk membakar 1 kg karbon maka ketumpatan gas flue akan menjadi

Tekanan gas flue di dalam cerobong dari persamaan (1) dan (8), akan menjadi

Perbezaan tekanan antara luar dan dalam cerobong dari persamaan 96) dan (9) akan menjadi

Di sini, "h" adalah ketinggian minimum cerobong yang perlu dibina untuk draf ΔP. Gas flue akan mengalir ke atas melalui cerobong disebabkan perbezaan tekanan ini. Jadi, dengan mengira perbezaan tekanan ini, seseorang boleh dengan mudah mengira ketinggian hampir cerobong yang perlu dibina. Perbezaan tekanan boleh diwakili sebagai formula untuk mengira ketinggian cerobong untuk draf semula jadi.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik patut dikongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk padam.