Естественная тяга и дымовая труба
Тяга - это разность давлений, вызывающая поток воздуха или газов от одной точки к другой в системе котла. Тяга необходима в системе котла по двум основным причинам.
Для обеспечения достаточного количества воздуха для завершения горения.
Для удаления дымовых газов из системы после горения и теплообмена.
Существует два типа тяги, применяемые к системе котла.
Естественная тяга
Принудительная тяга
В этой статье мы обсудим естественную тягу. Естественная тяга всегда предпочтительна, так как она не требует эксплуатационных расходов, хотя и имеет большие первоначальные затраты. Естественная тяга позволяет естественной циркуляции воздуха через систему котла. Естественная тяга в основном зависит от высоты дымовой трубы.
Мы пытаемся рассчитать необходимую высоту дымовой трубы для требуемой естественной тяги в системе котла. Для этого нам нужно пройти через два основных уравнения газового давления. Уравнения следующие:
где "P" - давление воздуха или газа, "ρ" - плотность воздуха или газа, "g" - гравитационная постоянная, а "h" - высота столба.
Здесь "V" - объем воздуха или газа, "m" - масса газа или воздуха, "T" - температура, измеренная в кельвинах, а "R" - газовая постоянная.
Уравнение (2) можно переписать как
Во время процесса горения в топке, главным образом, углерод реагирует с кислородом (O2) воздуха и образует углекислый газ (CO2). Объем твердого углерода по сравнению с необходимым воздухом для реакции незначителен. Поэтому можно считать, что объем воздуха, необходимый для горения, точно равен объему дымовых газов, созданных после горения, если предположить, что температуры до и после горения одинаковы. Но это не соответствует действительности. Входящий в камеру сгорания воздух приобретает дополнительный объем после горения из-за температуры горения. Приобретенный объем воздуха будет эквивалентен объему дымовых газов, созданных после горения.
Предположим, ρo - это плотность воздуха при 0°C или 273 K, и пусть это To
Здесь, P - это давление воздуха при 0°C или 273 K, то есть при To K.
Если мы будем держать давление P постоянным, то соотношение между плотностью и температурой воздуха или газов можно записать как,
где, ρa и ρg - это плотность воздуха при температуре Ta и Tg K соответственно.
Из уравнений (1) и (5) мы можем записать выражение давления в точке "a" снаружи трубы, как
Объем воздуха при температуре Tg будет
Предположим, что для сжигания 1 кг углерода требуется m кг воздуха, тогда плотность дымовых газов будет
Давление дымовых газов внутри трубы из уравнений (1) и (8) будет
Разность давлений снаружи и внутри трубы из уравнений (6) и (9) будет
Здесь, "h" - минимальная высота трубы, которую необходимо построить для тяги ΔP. Дымовые газы будут подниматься через трубу благодаря этому разнице давлений. Таким образом, рассчитав эту разницу давлений, можно легко определить приблизительную высоту трубы, которую необходимо построить. Разница давлений может быть представлена формулой для расчета высоты трубы для естественной тяги.
Заявление: Уважайте оригинальные, качественные статьи, которые стоит делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
