Doğal Taslağın ve Böceği
Basınç farkı, havanın veya gazların kazan sisteminde bir noktadan diğerine akışını sağlayan faktördür. Kazan sisteminde basınç farkına ihtiyaç duyulmasının iki temel nedeni vardır.
Yakma işlemi için yeterli hava sağlamak.
Yakma ve ısı aktarımı sonrası sistemden buhar gazlarını çıkarmak.
Kazan sistemine uygulanan iki tür basınç farkı vardır.
Doğal basınç farkı
Zorlanmış basınç farkı
Bu makalede doğal basınç farkı hakkında konuşacağız. Doğal basınç farkı, sürekli işletme maliyeti gerektirmemesine rağmen büyük bir başlangıç maliyetine sahip olmasına rağmen tercih edilir. Doğal basınç farkı, havanın kazan sisteminde doğal dolaşımını sağlar. Doğal basınç farkı, asıl olarak şimşek yüksekliğine bağlıdır.
Bir kazan sistemi için gerekli olan doğal basınç farkı için gerekli şimşek yüksekliğini hesaplamaya çalışıyoruz. Bunun için, gaz basıncının iki temel denkleminden geçmemiz gerekmektedir. Denklemler şu şekildedir:
Burada, "P" hava veya gazın basıncıdır, "ρ" hava veya gazın yoğunluğudur, "g" yerçekimi sabitidir ve "h" yükseklik bilgisidir.
Burada "V" hava veya gazın hacmidir, "m" gaz veya havanın kütlesidir, "T" kelvin ölçeğinde ölçülen sıcaklıktır ve "R" gaz sabitidir.
Denklem (2) şu şekilde yeniden yazılabilir:
Fırında gerçekleşen yanma işlemi sırasında, karbon çoğunlukla havadaki oksijen (O2) ile reaksiyona girerek karbondioksit (CO2) oluşturur. Reaksiyon için gereken havaya kıyasla katı karbonun hacmi ihmal edilebilir derecede küçüktür. Bu nedenle, yanma öncesi ve sonrası sıcaklıklar aynı olduğunu varsayarsak, yanma için gereken hava hacminin, yanma sonrası oluşan buhar gazlarının hacmine tam olarak eşit olduğunu düşünülebilir. Ancak bu gerçek durum değildir. Yanma odasına giren hava, yanma sıcaklığı nedeniyle yanma sonrası ekstra hacme sahip olur. Havanın kazandığı hacim, yanma sonrası oluşan buhar gazlarının hacmine eşdeğer olacaktır.
Diyelim ki, ρo 0oC veya 273 K'da hava yoğunluğu ve To
Burada, P 0oC veya 273 K'da hava basıncıdır, yani To K'ta.
Eğer P'yi sabit tutarsak, hava veya gazların yoğunluğu ile sıcaklık arasındaki ilişki şu şekilde yazılabilir:
Burada, ρa ve ρg sırasıyla Ta ve Tg K'da hava yoğunluğu.
Denklem (1) ve (5)'ten, şimşek dışındaki "a" noktasındaki basınç ifadesini şu şekilde yazabiliriz:
Tg sıcaklığında hava hacmi şu şekilde olacaktır:
Diyelim ki, 1 kg karbonun yakılması için m kg hava gereklidir, bu durumda buhar gazının yoğunluğu şu şekilde olacaktır:
Denklem (1) ve (8)'den, şimşek içindeki buhar gazının basıncı şu şekilde olacaktır:
Denklem (6) ve (9)'dan, şimşek dışındaki ve içeriğindeki basınç farkı şu şekilde olacaktır:
Burada, "h" ΔP basınç farkı için inşa edilecek en az şimşek yüksekliğidir. Buhar gazları, bu basınç farkı nedeniyle yukarı doğru şimşekten akanlardır. Bu nedenle, bu basınç farkını hesaplayarak, inşa edilecek yaklaşık şimşek yüksekliğini kolayca hesaplayabilirsiniz. Basınç farkı, bir doğal basınç farkı için şimşek yüksekliğini hesaplamak üzere bir formül olarak ifade edilebilir.
Açıklama: Orijinal metni saygılı şekilde paylaşın, telif hakkı ihlali olması durumunda silme talebi veriniz.
