Sự thông gió tự nhiên và ống khói

Áp suất hút là sự chênh lệch áp suất gây ra dòng chảy của không khí hoặc khí từ một điểm này sang điểm khác trong hệ thống nồi hơi. Áp suất hút cần thiết trong hệ thống nồi hơi chủ yếu do hai lý do.

1. Cung cấp đủ không khí để hoàn thành quá trình đốt cháy.

2. Loại bỏ khí thải từ hệ thống sau khi đốt cháy và trao đổi nhiệt.

Có hai loại áp suất hút được áp dụng cho hệ thống nồi hơi.

1. Áp suất hút tự nhiên

2. Áp suất hút cưỡng bức

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về áp suất hút tự nhiên. Áp suất hút tự nhiên luôn được ưu tiên vì nó không cần bất kỳ chi phí vận hành nào mặc dù có chi phí ban đầu lớn. Áp suất hút tự nhiên cho phép lưu thông tự nhiên của không khí qua hệ thống nồi hơi. Áp suất hút tự nhiên chủ yếu phụ thuộc vào chiều cao của ống khói.

Chúng ta cố gắng tính toán chiều cao ống khói cần thiết cho áp suất hút tự nhiên cần thiết cho hệ thống nồi hơi. Để làm điều đó, chúng ta phải đi qua hai phương trình cơ bản về áp suất khí. Các phương trình là

Trong đó, "P" là áp suất của không khí hoặc khí, "ρ" là mật độ của không khí hoặc khí, "g" là hằng số hấp dẫn, và "h" là chiều cao.

Ở đây, "V" là thể tích của không khí hoặc khí, "m" là khối lượng của khí hoặc không khí, "T" là nhiệt độ đo bằng đơn vị Kelvin và "R" là hằng số khí.
Phương trình (2) có thể được viết lại như sau

Trong quá trình đốt cháy trong lò, chủ yếu cacbon phản ứng với oxy (O2) trong không khí và tạo thành dioxide cacbon (CO2). Thể tích của cacbon rắn so với không khí cần thiết cho phản ứng là không đáng kể. Do đó, chúng ta có thể coi rằng thể tích không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy chính xác bằng thể tích khí thải tạo ra sau khi đốt cháy nếu chúng ta giả sử nhiệt độ trước và sau khi đốt cháy là giống nhau. Tuy nhiên, điều này không phải là trường hợp thực tế. Không khí vào buồng đốt sẽ tăng thêm thể tích sau khi đốt cháy do nhiệt độ đốt cháy. Thể tích tăng thêm của không khí sẽ tương đương với thể tích khí thải tạo ra sau khi đốt cháy.

Giả sử, ρo là mật độ của không khí ở 0oC hoặc 273 K, và gọi nó là To
Ở đây, P là áp suất của không khí ở 0oC hoặc 273 K, tức là ở To K.
Nếu chúng ta giữ áp suất P không đổi, mối quan hệ giữa mật độ và nhiệt độ của không khí hoặc khí có thể được viết là,

Trong đó, ρa và ρg là mật độ của không khí ở nhiệt độ Ta và Tg K tương ứng.

Từ phương trình (1) và (5), chúng ta có thể viết biểu thức áp suất tại điểm "a" bên ngoài ống khói, như sau

Thể tích của không khí ở nhiệt độ Tg sẽ là

Giả sử, m kg không khí cần thiết để đốt cháy 1 kg cacbon thì mật độ của khí thải sẽ là

Áp suất của khí thải bên trong ống khói từ phương trình (1) và (8), sẽ là

Chênh lệch áp suất giữa bên ngoài và bên trong ống khói từ phương trình (6) và (9) sẽ là

Ở đây, "h" là chiều cao tối thiểu của ống khói cần xây dựng cho áp suất hút ΔP. Khí thải sẽ chảy lên qua ống khói do sự chênh lệch áp suất này. Do đó, bằng cách tính toán sự chênh lệch áp suất, người ta có thể dễ dàng tính toán chiều cao xấp xỉ của ống khói cần xây dựng. Sự chênh lệch áp suất có thể được biểu diễn dưới dạng công thức để tính chiều cao ống khói cho áp suất hút tự nhiên.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.