Тяга — це різниця тисків, яка викликає потік повітря або газів з однієї точки до іншої у системі котла. Тяга необхідна в системі котла переважно з двох причин.
Для забезпечення достатнього повітря для завершення спалювання.
Для виведення димових газів з системи після спалювання та теплообміну.
Існують два типи тяги, що застосовуються до системи котла.
Природна тяга
Примусова тяга
У цій статті ми обговоримо природну тягу. Природна тяга завжди бажаніша, оскільки не потребує жодних експлуатаційних витрат, хоча має велику початкову вартість. Природна тяга дозволяє природне циркулювання повітря через систему котла. Природна тяга в основному залежить від висоти димової труби.
Ми намагаємося розрахувати необхідну висоту димової труби для необхідної природної тяги для системи котла. Для цього, ми повинні пройти через два базові рівняння газового тиску. Рівняння такі
Де "P" — це тиск повітря або газу, "ρ" — це щільність повітря або газу, "g" — це гравітаційна стала, а "h" — це висота стовпа.
Тут "V" — це об'єм повітря або газу, "m" — це маса газу або повітря, "T" — це температура, виміряна в кельвінах, а "R" — це газова стала.
Рівняння (2) можна переписати як
Під час процесу спалювання в топці, переважно вуглець реагує з киснем (O2) повітря і утворює вуглекислий газ (CO2). Об'єм твердого вуглецю порівняно з необхідним повітрем для реакції незначний. Через це, ми можемо вважати, що об'єм повітря, необхідний для спалювання, точно дорівнює об'єму димових газів, створених після спалювання, якщо припустимо, що температура перед і після спалювання однакова. Але це не справжній випадок. Повітря, що входить в камеру спалювання, отримає додатковий об'єм після спалювання через температуру спалювання. Отриманий об'єм повітря буде еквівалентний об'єму димових газів, створених після спалювання.
Нехай ρo — це щільність повітря при 0oC або 273 K, і сказати, що це To
Тут P — це тиск повітря при 0oC або 273 K, тобто при To K.
Якщо ми зберігаємо тиск P сталим, то зв'язок між щільністю та температурою повітря або газів можна записати як,
Де ρa та ρg — це щільність повітря при температурі Ta та Tg K відповідно.
З рівнянь (1) та (5) ми можемо записати вираз тиску в точці "a" зовні димової труби, як
Об'єм повітря при температурі Tg буде
Нехай m кг повітря необхідно для спалювання 1 кг вуглецю, тоді щільність димових газів буде
Тиск димових газів всередині димової труби з рівнянь (1) та (8), буде
Різниця тиску між зовнішнім та внутрішнім простором димової труби з рівнянь (6) та (9) буде
Тут "h" — це мінімальна висота димової труби, яку треба побудувати для тяги ΔP. Димові гази будуть рухатися вгору через димову трубу через цю різницю тисків. Отже, розрахувавши цю різницю тисків, можна легко розрахувати наближену висоту димової труби, яку треба побудувати. Різниця тисків може бути представлена формулою для розрахунку висоти димової труби для природної тяги.
Заява: Поважайте оригінал, доброзичливі статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.
