---

Розрахунок теплопередачі ґрунтується на по­правочному коефіцієнті для випромінювання між зовнішньою поверхнею покриття та внутрішньою поверхнею повітропроводу, при цьому показник випромінювання береться лише для обмеженого обсягу температури, а також для обмеженого обсягу швидкостей ди­мових газів. У разі якщо розрахунок робиться не лише для визначення площі перерізу димо­ходу, а також для визначення теплопередачі припливного повітря прилеглих приміщень, розрахунок слід здійснювати максимально точно. У цьому випадку необхідно розрахувати температури в димоході та в повітропроводі таким способом, який найбільш практично виз­начає теплопередачу крізь випромінювання.

У наступному пункті наведено метод для тако­го розрахунку. Розрахунок проводиться систе­мою формул, які описують процес теплопере­дачі крізь випромінювання в димоході згідно з 7.8.2, з урахуванням температури димових га­зів у кінці ділянки Тру та в кінці ділянки повітро­проводу T_oBj. Через те, що система формул більш складна для розрахунку, який базується на стандартизованому поправочному коефі­цієнті для випромінювання, результати можуть бути складнішими ніж у 7.8.2. В даному and D_hB according to Equation (104) and Nu_Bj- according to Equation (106),

where:

A._B • is the thermal conductivity of the supply air in of the chimney segment j, in W/(m² K);

Nu_iBj is the Nusselt number for the inside of the air supply duct segment j;

Nu_Bj is the Nusselt number for a reference pipe flow;

D_hB is the hydraulic diameter of the air supply duct, in m;

D_hiB is the hydraulic diameter of the inside of the air supply duct, in m;

D_ha is the hydraulic diameter of the outside of the flue duct of the chimney, in m.

7.8.3 Concentric ducts - calculation based on calculated heat radiation

The calculation of the heat transfer based on a standardised correction factor for the radiation between the outer surface of the flue liner and the inner surface of the air supply duct can only consider the radiation for a limited temperature ’ range and also for a limited range of flue gas , velocities. Especially when the calculation is to be done not only for the determination of the cross section of the chimney but also for the determi­nation of the heat transfer to the supply air or to adjacent rooms, it is necessary to dothe calcula­tion with a higher degree of accuracy. In this case it is necessary to calculate the temperatures in the chimney and in the air supply duct with a calcu­lation method which considers the heat transfer by radiation in a more precise way.

The following clause gives a method for this calculation. In principle it is possible to solve the system of equations, which describe the heat transfer process in the chimney with considera­tion of the radiation in the same way as it is given in 7.8.2 with solutions for the flue gas temperature at the end of a chimney segment T_0J- and at the end of the air supply duct segment T_oBj. Because the system of equations in this case is far more complex than in the case of a calculation based on a standardised correction factor for the radiation

,

документі наводиться система формул і корис­тувач самостійно розраховує значення за фор­мулою найбільш прийнятними математичними методами. Систему формул можна розрахову­вати з урахуванням температур димо- вих газів та припливного повітря, як зазначено у 7.8.2. Також можна розрахувати змішані про­цеси теплопередачі, особливо для теплопере­дачі від димоходу до припливного повітря і від повітропроводу до прилеглих приміщень.

Для розрахунку температур димових газів ді­лянок димоходу та ділянок з'єднувальної ди­мохідної труби для відповідних температур припливного повітря використовується систе­ма 15 формул з невідомими'значеннями q_Cj, QaJ’ ^iBJ’ Чв,у Чи,у 4rad,y ^~m,y ~^о,у ~^ma,y ^mB,y ~^eB,j (або T_oBj в залежності від типу), T_mjBj, kj, к_ІВj,

^aRad, J-

Теплопередача від зовнішньої поверхні димо­ходу q_Cj обчислюється за формулою:

9с,/ =г

1

«/,/

де:

U- внутрішній переріз димоходу, м;

L - довжина димоходу, м;

T_mj - середня температура димових газів по довжині ділянки /димоходу, К;

T_maj - середня температура зовнішньої стінки по довжині ділянки/ димоходу, К;

а_/у- - коефіцієнт тепловіддачі з внутрішньої по­верхні по довжині ділянки димоходу / за фор­мулою (99), Вт/(м²К); і’

( 1 А ,

— -термічний опір димоходу, м^ЛК/Вт;

<Л )

Nseg - кількість ділянок димоходу для розра­хунку.

4c,j =^m-^cp.j the results are far more complex than in 7.8.2. It is considered not practicable to give the solution of the system of equations in this document, but only to give the system of equations and to allow the user to solve this system of equations with commonly used mathematical methods. Normally the system of equations will be solved to get the temperatures of the flue gas and of the supply air as in 7.8.2. It is also possible to get the solutions for the different heat transfer processes, espe­cially for the heat transfer from the chimney to the supply air and also from the air supply duct to the surrounding rooms.

7.8.3.2 System of equations

For the calculation of the flue gas temperatures of the chimney segments and of the segments of the connecting flue pipe and for the corresponding supply air temperatures solve the following system of 15 equations, with the unknown values 4c,/' Ча,ў ЧіВў Чв,ў 4u,y 4rad,y ~^o,y ~^ma,y ~^тВ,ў T_eBj (or T_oBj dependent on the kind of iteration), TmiB,p*i > ^kiBJ< ^aRad,y

The hecit transfer from the flue to the outer surface of the chimney q_Cj shall be calculated using to the following equation:

■(T_mJ-T_maJ), (111)

• Nseg

where:

Uis the internal circumference of the chimney, in m; L is the length of the chimney, in m;

T_mj- is the mean temperature of the flue gas in segment/, in K;

T_maj is the mean temperature at the outer wall of the chimney segment j, in K;

a-ij is the internal coefficient of heat transfer of the flue of segment/(see Equation (99)), in W/(m² K);

( 1 A

I — I is the thermal resistance of the chimney, in m²-K/W;

Nseg is the number of chimney segments used in the calculation.

■(T_ej-T_ojy Вт. (112) де:

т - масова витрата димових газів, кг/с;

c_pj - питома теплоємність димових газів по довжині ділянки j, Дж/(кг-К);

їду - температура димових газів на вході в ді­лянку димоходу j, К;

T_oj-температура димових газів в усті ділянки j димоходу.

Теплопередача від зовнішньої стінки димохо­ду до подачі повітря q_aj обчислюється за фор­мулою:

_ Uа ' L ‘^аа

Nseg

де:

U_a- зовнішній периметр димоходу, м;

L - довжина димоходу, м; ,

а_ау - коефіцієнт тепловіддачі припливного по­вітря по довжині ділянки димоходу у, Вт/(м²К);

T_maj - середня температура зовнішньої стінки по довжині ділянки j димоходу, К;

T_mBj - середня температура припливного по­вітря по довжині ділянки j, К;

Nseg - кількість ділянок димоходу для розра­хунку.

Теплопередача від внутрішньої стінки повітро­проводу q_iBj обчислюється за формулою-:

UiB-L-a_iBj

QiBj ~ »<

^JNseg

Д^е:

U_iB- внутрішній периметр повітропроводу по­вітря, м; '

L - довжина димоходу, м;

^aiB,j~ коефіцієнт тепловіддачі припливного по­вітря по довжині ділянки димоходу (на ділянці повітропроводу) j, Вт/(м² К);

T_mBj - середня температура припливного по­вітря по довжині ділянки j, К;

T_miB,j ~ середня температура внутрішньої стін­ки на ділянці j повітропроводу, К;

Nseg - кількість ділянок димоходу для розра­хунку.

Теплопередачу припливного повітря j q_Bj об­числюють за формулою:

where:

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

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

T_ey is the flue gas temperature at the inlet of chim­ney segment j, in K;

T_Oj is the flue gas temperature at the outlet of chimney segment j.

The heat transfer from the outer wall of the chim­ney to the supply air q_{a j} shall be calculated using to the following equation:

'(jmaJ ) > ^T . (113)

where:

U_a is the outside circumference of the chimney, in m;

L is the length of the chimney, in m;

a_{a y} is the internal coefficient of heat transfer of the supply air of segment j (on the chimney side), in W/(m²-K);

T_maj is the mean temperature of the outer wall of the chimney in segment j, in K;

T_mBj is the mean temperature of the supply air in segment j, in K;

Nseg is the number of chimney segments used in the calculation.

The heat transfer from the supply air to the inner wall of the air supply duct q_iBj shall be calculated using to the following equation:

(j~mB,j ^тіВ,]У<^- (114)

where:

U_jB is the inner circumference of the air supply duct, in m; ;

L is the length of the chimney, in m;

a_jBj is the internal coefficient of heat transfer of the supply air of segment j (on the air supply duct side), in W/(m² K); ।

T_mBj is the mean temperature of the supply air of segment j, in K;

T_mjBj is the mean temperature of the inner wall of the air supply duct segment J, in K;

Nseg is the number of chimney segments used in the calculation.

The heat transfer to the supply air in segment J q_Bj shall be calculated using to the following equation:

(115)

<7sj = m_B'^cpB,j ‘(joB,j -Tqbj) , Вт ,де:

т_в- масова витрата припливного повітря, кг/с;

GpBj- питома теплоємність припливного повіт­ря по довжині ділянки _/, Дж/(кг К);

T_oBj - температура припливного повітря на кінці ділянки j димоходу, К;

Т_еЄ ■ - температура припливного повітря на вході в ділянку j димоходу, К.

Теплопередача від внутрішньої стінки повітро­проводу до оточуючого повітря q_uj обчислю­ється за формулою:

where:

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

c_pBj is the specific heat capacity of the supply air in segment j, in J/(kg K);

T_oBj is the temperature at the outlet of segment j of the supply air, in K;

T_eBj is the temperature at the inlet of segment j of the supply air, in K.

The heat transfer from the inner wall of the air supply duct to the ambient air q_Uj shall be calcu­lated using to the following equation

:P

Qu.j =

(116)

^iB(T_miBJ-T_uJ),Br,

f— ) + °— -Nseg

^DhaB'^aaB,j

]

Де: ,

U_jB- внутрішній периметр повітропроводу, м;

L - довжина димоходу, м;

T_miBJ- середня температура внутрішньої стін­ки ділянки j повітропроводу, К;

Т_иі- температура оточуючого повітря на ді­лянці j димоходу, К;

_Ш

-термічний опір повітропроводу, м²-К/Вт; в

D_hiB - еквівалентний внутрішній діаметр повіт­ропроводу, м;

О_ЛаЄ ~ еквівалентний зовнішній діаметр повіт­ропроводу, м;

а_аЄу- - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні повітропроводу j, Вт/(м²-К);

Nseg - кількість Ділянок димоходу для розра­хунку.

Теплопередачу, яка базується на тепловому випромінюванні qp>_ad, обчислюють за форму­лою:

where:

U_jB is the inner circumference of the air supply duct, in m;

L is the length of the chimney, in m;

T_m/Sy is the mean temperature of the inner wall of the air supply duct segment j, in K;

T_uj is the ambient air temperature at segment j, in K;

_Ш

Иїе thermal resistance of the air supply duct, в

in (m²-K)/W;

D_hiB is the hydraulic diameter of the inner wall of the air supply duct, in m;

D_haS is the hydraulic diameter of the outer wall of the air supply duct, in m;

a_aSy is the outer coefficient of heat transfer of the air supply duct segment j, in W/(m² K);

Nseg is the number of chimney segments used in the calculation.

The heat transfer based on radiation q_Rad shall be calculated using to the following equation

:^U

QRadJ

(117)

a'^L'°Rad,j _T4 _Dt

’и г) ( 1 V] V™,/ 'miB,j)'^D'

— + — 1 • Nseg

^Ea ^hiB .^Ei

B

Де:

U_a- зовнішній периметр димоходу, м;

L - довжина димоходу, м;

where:

U_a is the outside circumference of the chimney, in m L is the length of the chimney, in m

;T_maj - середня температура зовнішньої стінки по довжині ділянки димоходу у, К;

T_miBj - середня температура внутрішньої стінки по довжині ділянки j повітропроводу димоходу, К;

°Rad,j~ кількість випромінювання чорноти o_Rad = = 5,67- 1СГ⁸, Вт/(м²-К⁴);

є_а - ступінь чорноти зовнішньої поверхні димо­ходу;

^Є/В “ ступінь чорноти внутрішньої поверхні повітропроводу;

D_ha - еквівалентний діаметр зовнішньої стінки димоходу, м;

D_hiB- еквівалентний діаметр внутрішньої стінки повітропроводу, м;

Nseg - кількість ділянок димоходу для розра­хунку.

Тепловий баланс розраховується за наступни­ми формулами:

тепловий баланс між димоходом, припливним повітрям та оточуючим повітрям

T_maj is the mean temperature at the outer wall of the chimney of segment j, in K;

T_m/Sj- is the mean temperature of the inner wall of the air supply duct of segment j, in K;

o_Radj-'^s the black body radiation number c_Rad= = 5.67-10’⁸, in W/(m²-K⁴);

є_а is the proportion of black body radiation emitted by the outer surface of the chimney;

e_iB is the proportion of biack body radiation emitted by the inner surface of the air supply duct;

D_ha is the hydraulic diameter of the outer wall of the chimney, in m;

D_hiB is the hydraulic diameter of the inner wall of the air supply duct, in m;

Nseg is the number of chimney segments used in the calculation.

The heat balance shall be calculated using to the following equations:

Heat balance between the flue, the supply air and the ambient ai

r

тепловий баланс зовнішньої стінки димоходу Heat balance at the outer wall of the chimney

Qc,/ =Qaj +QRaoJ -Вт, (119)

тепловий баланс внутрішньої стінки повітроп- Heat balance at the inner wall of the air supply роводу duct

Qu,j =QiB,j +qRad,j - Вт- (120)

Для ділянок з невеликою довжиною з середніми For segments with short length the following

температурами застосовують формули: relations for the mean temperatures can be used: