Prirodni potisak i dimnjak

Tlačna razlika je ono što uzrokuje protok vazduha ili plinova od jedne tačke do druge u sistemu kotla. Tlačna razlika se u sistemu kotla koristi uglavnom iz dva razloga.

1. Da pruži dovoljno vazduha za završetak sagorevanja.

2. Da ukloni dimne plinove iz sistema nakon sagorevanja i razmene toplote.

Postoje dva tipa tlačne razlike primenjene na sistem kotla.

1. Prirodna tlačna razlika

2. Prisiljena tlačna razlika

U ovom članku ćemo diskutovati o prirodnoj tlačnoj razlici. Prirodna tlačna razlika se uvek preferira jer ne zahteva nikakve troškove rada, iako ima veliki početni trošak. Prirodna tlačna razlika omogućava prirodnu cirkulaciju vazduha kroz sistem kotla. Prirodna tlačna razlika uglavnom zavisi od visine komina.

Pokušavamo izračunati potrebnu visinu komina za potrebnu prirodnu tlačnu razliku za sistem kotla. Za to moramo proći kroz dve osnovne jednačine tlačnog pritiska plinova. Jednačine su

Gde, “P” predstavlja pritisak vazduha ili plina, “ρ” je gustoća vazduha ili plina, “g” je gravitaciona konstanta, a “h” je visina glave.

Ovdje, “V” je zapremina vazduha ili plina, “m” je masa plina ili vazduha, “T” je temperatura merena u kelvinima, a “R” je plinska konstanta.
Jednačina (2) može biti prepisana kao

Tokom procesa sagorevanja u pećnici, uglavnom ugljen reaguje sa kiseonikom (O2) vazduha i formira ugljični dioksid (CO2). Zapremina čvrstog ugljena u odnosu na potreban vazduh za reakciju je zanemarljiva. Zbog toga, možemo smatrati da je zapremina vazduha potrebna za sagorevanje tačno jednaka zapremini dimnih plinova stvorenih nakon sagorevanja ako pretpostavimo da su temperature pre i posle sagorevanja iste. Ali to nije stvarni slučaj. Vazduh koji ulazi u sagorevnu komoru dobija dodatnu zapreminu nakon sagorevanja zbog temperature sagorevanja. Dobijena zapremina vazduha će biti ekvivalentna zapremini dimnih plinova stvorenih nakon sagorevanja.

Pretpostavimo da je ρo gustoća vazduha na 0oC ili 273 K, i recimo da je To
Ovdje, P je pritisak vazduha na 0oC ili 273 K, to jest na To K.
Ako zadržimo pritisak P konstantnim, relacija između gustoće i temperature vazduha ili plinova može se napisati kao,

Gde, ρa i ρg su gustoće vazduha na temperaturama Ta i Tg K redom.

Iz jednačina (1) i (5) možemo napisati izraz za pritisak u tački “a” van komina, kao

Zapremina vazduha na temperaturi Tg bi bila

Pretpostavimo da je m kg vazduha potrebno za sagorijevanje 1 kg ugljena, tada bi gustoća dimnih plinova bila

Pritisak dimnih plinova unutar komina iz jednačina (1) i (8), bi bio

Pritisna razlika između vanjske i unutrašnje strane komina iz jednačina (6) i (9) bi bila

Ovdje, “h” je minimalna visina komina koju treba izgraditi za tlačnu razliku ΔP. Dimni plinovi će teći nagore kroz komin zbog ove pritisne razlike. Tako, izračunavanjem ove pritisne razlike lako se može izračunati približna visina komina koju treba izgraditi. Pritisna razlika se može predstaviti formulom za izračunavanje visine komina za prirodnu tlačnu razliku.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke su vredne deljenja, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molim kontaktirati za brisanje.