Інженерне обладнання будинків і споруд. Димоходи. Методи теплотехнічного та аеродинамічного розрахунків. Частина 1. Димоходи з підключенням одного теплогенератора

Т_{о/ NsegV}- температура димових газів на кінці ділянки з'єднувального димоходу NsegV, К;

Т_о у-температура димових газів на кінці ділян­ки димоходу /, К.

Температура припливного повітря на кінці ді­лянки повітропроводу; = 1 Т_оВу:

^{= 1}

Температура припливного повітря на кінці ді­лянки повітропроводу /> 1 Т_оВ ■.

де:

Т_оВj-температура подачі припливного повіт­ря на кінці ділянки, повітропроводу /, К;

T_eBV, NsegV~ температура припливного повітря на початку ділянки з'єднувального димоходу NsegV, К;

Т_еВ • - температура припливного повітря на початку ділянки подачі повітря j, К.

Температура димових газів на кінці ділянки концентричного димоходу / Т_о j обчислюється за формулою:

T (⁷6)

- (²-^)-(²-*в,_У)Л._У +2-K_y -(E_y -T_eJ -2-T_oBj + K_BJ -T_uJ) °'^J (Z+Kjy^-KBjyi-Kj-Ej ' m c_D :

разом з E j = , (77)

^тв -с_рв,і

де:

Т_о —температура димових газів в кінці ділянки /димоходу, К;

Т_е j - температура димових газів на початку ділянки /димоходу, К;

Т_{оВ у} - температура припливного повітря на початку ділянки / повітропроводу, К;

Т_и j-температура оточуючого повітря ділянки димоходу j, К;

Kj - коефіцієнт охолодження / ділянки шахти димоходу;

where:

Т_о ■ is the temperature of the flue gas at the end of the chimney segment j, in K;

T_e j is the temperature of the flue gas at the begi­nning of the chimney segment /, in K;

T_{oB y} is the temperature of the supply air at the end of air supply duct segment /, in K;

T_u • is the ambient air temperature of the chimney segment /, in K;

K_yis the coefficient of cooling of the flue duct of the chimney segment /

;

K_B j- коефіцієнт охолодження ділянки j повіт­ропроводу;

т - масова витрата димових газів, кг/с;

с_р j-питома теплоємність димових газів на ді­лянці у димоходу, Дж/(кг-К);

т_в- масова витрата припливного повітря, кг/с;

^срв j~ питома теплоємність припливного повіт­ря на ділянці j повітропроводу, Дж/(кг-К);

Ej-теплоємність потоків між димовими газами та припливним повітрям на ділянці jдимоходу.

Температура припливного повітря на початку ДІЛЯНКИ j повітропроводу Т_еВ J обчислюється за формулою:

TeBJ ~7e,j ⁺ ^o,j

д ~^ToB,j

е:

T_eB j ~ температура припливного повітря на ділянці j повітропроводу, К;

Т_е j-температура димових газів на початку ді­лянки /димоходу, К;

Т_о у- температура димових газів в кінці ділянки /димоходу, К;

Т_оВ j - температура припливного повітря на кінці ділянки j повітропроводу, К;

Kj- коефіцієнт охолодження ДІЛЯНКИ j ДИМОХО­ДУ, к.

Примітка. Формули, наведені вище, визначають, що теплообмін може приблизно розраховуватися різницею у значеннях температур.

Температура димових газів по всій довжині ді­лянки / концентричного з'єднувального димо­ходу T_m j обчислюється за формулою:

К_в j is the coefficient of cooling of the air supply duct of the air supply duct segment /;

m is the mass flow of the flue gas, in kg/s

c_p j is the specific heat capacity of the flue gas in the chimney segment j, in J/(kg-K);

m_B is the mass flow of the supply air, in kg/s;

c_pB j is the specific heat capacity of the suppiy air in the air supply duct segment j, in J/(kg-K);

Ey is the heat flux ratio between the flue gas and the supply air in the chimney segment j.

The supply air temperature at the beginning of the concentric air supply duct segment j T_eB у shall be calculated using the following equation:

X (78)

where:

Т_еВ j is the temperature of the supply air at the beginning of air supply duct segment /, in K;

T_e у is the temperature of the flue gas at the begin­ning of chimney segment j, in K;

T_o j is the temperature of the flue gas at the end of chimney segment j, in K;

T_oB is the temperature of the supply air at the end of air supply duct segment /, in K;

Kj is the coefficient of cooling of the flue duct of chimney segment j, in K.

NOTE The equations above are derived assuming that the heat exchange can be approximately calculated from the difference in mean temperatures.

The temperature of the flue gas averaged over the length of the concentric chimney segment j T_m j shall be calculated using the following equation:

_r (79)

_^Te,j^+To,j m.j - ₀

w де:

here:

T_m У - температура димових газів по всій дов­жині ділянки / димоходу, К;

Т_е у-температура димових газів на початку ді­лянки /димоходу, К;

Т_о j-температура димових газів в кінці ділянки / димоходу, К.

Температура припливного повітря по всій дов­жині ДІЛЯНКИ / повітропроводу T_mB j обчислю­ється за формулою:

Т_т j is the temperature of the flue gas averaged over the length of the chimney segment j, in K;

T_e j is the temperature of the flue gas at the begin­ning of the chimney segment j, in K;

T_o j is the temperature of the flue gas at the end of chimney segment/, in K.

The temperature of the supply air averaged over the length of the concentric air supply duct seg­ment / T_mS у shall be calculated using the follo­wing equation:

д TmBJ

е:

T_mB j - температура припливного повітря по всій довжині ділянки у повітропроводу , К;

Т_еВ j - температура припливного повітря на початку ділянки j повітропроводу, К;

Т_оВ у-температура припливного повітря в кін­ці ділянки j повітропроводу, К.

( T_eBJ ⁺^oBJ 2

80)

where:

T_mB у is the temperature of the supply air averaged over the length of air supply duct segment j, in K;

T_eB j is the Temperature of the supply air at the beginning of air supply duct segment j, in K;

T_oB у is the temperature of the supply air at the end of air supply duct segment j, in K.

Рисунок 1 - Познаки величин, які використо­вуються для розрахунку

Познаки

1 - димохід (з димовими газами);

2 - димохідна труба;

З - прохід припливного повітря (з подачею по­вітря);

4 - повітропровід;

5 - оточуюче повітря Key.

Figure 1 - Definition of the symbols used for the calculation of concentric balanced flue systems

Key

- flue (with flue gas);

- flue duct;

- air supply passage (with supply air);

- air supply duct;

- ambient air.

^Kv.j

k_vj -U_V L_V rh-c_pV j 'NsegV '

(81)

7.8.2.4 Розрахунок коефіцієнта охолодження Коефіцієнт охолодження димохідної труби ді­лянки j з'єднувального димоходу K_v у обчис­люється за формулою:

7.8.2.4 Calculation of coefficient of cooling

The coefficient of cooling of the flue duct of the connecting flue pipe segment j K_v, .■ shall be calculated using the following equation

:

де:

K_V j-коефіцієнт охолодження ділянки jз'єдну­вального димоходу;

k_v • - коефіцієнт теплопередачі між димохо­дом та проходом припливного повітря ділянки j з'єднувального димоходу, Вт/(м²К);

U_v- окружність з'єднувального елемента /ди­моходу, м;

L_v - довжина з'єднувального елемента димо­ходу, м;

т - масова витрата димових газів, кг/с;

^cpv, j ~ питома теплоємність димових газів на ділянці /з'єднувального елемента, Дж/(кгК);

NsegV - кількість ділянок з'єднувального ди­моходу.

Коефіцієнт охолодження з'єднувальної труби повітропроводу K_BVj обчислюється за форму­лою:

where:

K_v j is the coefficient of cooling of the connecting flue pipe segment/;

k_v j is the coefficient of heat transmission bet­ween flue and the air supply passage of connec­ting flue pipe segment j, in W/(m² K);

U_v is the circumference of the flue of the connec­ting flue pipe j, in m;

L_v is the length of connecting flue pipe, in m;

rh is the flue gas mass flow, in kg/s;

c_pVj is the specific heat capacity of the flue gas in the connecting flue pipe segment j, in J/(kg K);

NsegV is the number of connecting flue pipe seg­ments.

The coefficient of cooling of the air supply duct of the connecting air supply pipe K_BVj shall be calcu­lated using the following equation:

^KBV,j =

^kBV,j 'UjBV '^LBV me -CpBVj -NsegV'

(82)

де:

K_BVj—коефіцієнт охолодження ділянки/труби припливного повітря;

^kBV, j ~ коефіцієнт теплопередачі між оточую­чим повітрям для ділянки / з'єднувального по­вітропроводу, Вт/(м²К);

U_iBV - внутрішнє коло шахти припливного по­вітря у з'єднувальному повітропроводі, м;

L_BV-довжина з'єднувального повітропроводу, м;

т_в- масова витрата припливного повітря, кг/с; c_pBV j ~ питома теплоємність припливного по­вітря на ділянці /повітропроводу, Дж/(кгК);

NsegV - кількість ділянок з'єднувальних еле­ментів.

Коефіцієнт охолодження ділянки / димохідної шахти Kj обчислюють за формулою:

where:

K_BVj is the coefficient of cooling of connecting air supply pipe segment/;

^kev, j^is the coefficient of heat transmission bet­ween the supply air and the ambient air for the connecting air supply pipe segment/, in W/(m²K); U_jBV is the circumference of the inside of the air supply duct of the connecting air supply pipe, in m;

L_Bv is the length of the connecting air supply pipe, in m;

т_в is the mass flow of the supply air, in kg/s;

CpBvj is the specific heat capacity of the supply air in the connecting air supply pipe segment j, in J/(kg K); ’ ’’

NsegV is the number of connecting flue pipe segments.

The coefficient of cooling of the flue duct segment j Kj shall be calculated using the following equation:

(83)

k,j-U-L m-c_D і Nseg ’ г' > J

Де:

K,j - коефіцієнт охолодження ділянки / димо­хідної шахти;

where:

K,j is the coefficient of cooling of the flue duct of the chimney segment/

;

k,j- коефіцієнт теплопередачі між димоходом та проходом припливного повітря на ділянці j димоходу, Вт/(м²К);

U - окружність димоходу, м;

L - довжина ділянки димоходу, м;

т - масова витрата димових газів, кг/с;

с_р у - питома теплоємність димових газів на ді­лянці /димоходу, Дж/(кг К);

Nseg - кількість ділянок димоходу.

Коефіцієнт охолодження ділянки j повітропро­воду К_в у обчислюється за формулою: k,j is the coefficient of heat transmission between flue and the air supply passage of the chimney segment j, in W/(m²-K);

U is the circumference of the flue, in m;

L is the length of the chimney segment, in m;

m is the mass flow of the flue gas, in kg/s;

Ср у is the specific heat capacity of the flue gas in the chimney segment/, in J/(kg K);

Nseg is the number of chimney segments.

The coefficient of cooling of the air supply duct segment j К_в у shall be calculated using the follo­wing equation:

(84)

К - ^kB,j'^иів-^lb ^B'^J m_B-c_pBJ Nseg

|_

^aiVJ

^DhV

DhaV '^aaV,j

Де:

K_B j - коефіцієнт охолодження ділянки j повіт­ропроводу в димоході;

k_B j - коефіцієнт теплопередачі між приплив­ним повітрям та оточуючим повітрям ділянки димоходу /, Вт/(м²К);

U_iB - внутрішня окружність повітропроводу j, м;

L_B- довжина шахти припливного повітря, м; т_в- масова витрата припливного повітря, кг/с; Cp_S j-питома теплоємність припливного повіт­ря на ділянці димоходу /, Дж/(кгК);

Nseg - кількість ділянок димоходу.

7.8.2.5 Коефіцієнт теплопередачі

Коефіцієнт теплопередачі між димо­вими газами та припливним повітрям концен­тричної з'єднувальної труби (k_v ■)

Коефіцієнт теплопередачі між димовими газа­ми та припливним повітрям ділянки j k_v j з'єд­нувального повітропроводу обчислюється за формулою: де:

k_v j - коефіцієнт теплопередачі між димовими газами та припливним повітрям ділянки з'єдну­вального димоходу, Вт/(м²К);

where:

К_в j is the coefficient of cooling of the supply air duct of the chimney segment /;

k_B j is the coefficient of heat transmission bet­ween the supply air and the ambient air of the chimney segment j, in W/(m² K);

U_iB is the circumference of the inside of the air supply duct, in m;

L_B is the length of the air supply duct, in m; rh_B is the mass flow of the supply air, in g/s; c_pB j is the specific heat capacity of the supply air in the chimney segment j, in J/(kg-K);

Nseg is the number of chimney segments.

7.8.2.5 Coefficient of heat transmissions

Coefficient of heat transmissions bet­ween the flue gas and the supply air of the con­centric connection pipe (k_v

The coefficient of heat transmission between the flue gas and the supply air of the connecting air supply pipe segment j k_v j shall be calculated using the following equation:

, Bt/(m² K) , (85)

' $rad

where:

k_v j is the coefficient of heat transmission bet­ween the flue gas and the supply air of the con­necting flue pipe segment j, in W/(m² K);

J-термічний опір з'єднувальної ДИМОХІДНОЇ труби димоходу, Вт/(м²К);

D_hV - еквівалентний діаметр з'єднувальної тру­би димоходу, м;

D_haV- зовнішній еквівалентний діаметр димо­хідної труби з'єднувального димоходу, м;

a_/V j - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої по­верхні димохідної труби та димоходу, Вт/(м² К);

^aav, j ~ коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої по­верхні димохідної труби та димоходу, Вт/(м² К);

S_rad - поправочний коефіцієнт для тепловід­дачі випромінювання.

Для того, щоб порахувати ефект випроміню­вання від зовнішньої поверхні димоходу до внутрішньої поверхні повітропроводу концен­тричних з'єднувальних труб, розрахунок для k_v включає в себе поправочний коефіцієнт для випромінювання S_rad , в якому враховується значення 2. ■.