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

Мінімальна тяга Р^для роботи відкритого по­лум'я розраховується з урахуванням масової витрати димових газів і площі перерізу виходу димоходу відкритого полум'я.

Теоретична тяга, що виникає внаслідок ефекту димоходу у відкритому полум'яному просторі й у колекторі димових газів, не береться до ува­ги. Місцевий опір у колекторі димових газів (збірнику) враховується шляхом використання коефіцієнта безпеки потоку S_E = 1,5.

% =

де:

т - масова витрата димових газів, кг/с;

S_E- коефіцієнт безпеки потоку;

Piv^- густина димових газів на виході димоходу відкритого полум'я, кг/м³;

A_w-площа перерізу виходу димоходу відкри­того полум'я, м².

де:

D_h - внутрішній еквівалентний діаметр, м;

where:

D_h is the internal hydraulic diameter, in m;

Максимальна тяга теплогенератора (P_Wmax) ^^ля димоходу з розрідженням

Для розрахунку тиску димоходу з розріджен­ням значення максимальної тяги для теплоге­нератора Рц^пах надається виробником тепло­генератора.

Максимальний перепад надлишкового тиску теплогенератора (P_w0) для димоходу із надлишковим тиском

Для розрахунку тиску димоходу із надлишко­вим тиском значення максимального перепаду тиску для теплогенератора P_w0 надається ви­робником теплогенератора.

5.6 Основні дані для розрахунку

Загальні положення

Для розрахунку основних значень тиску й тем­ператури необхідно визначити шорсткість внутрішньої стінки й термічний опір з'єдну­вального елемента та димоходу.

Еквівалентна шорсткість (г)

Еквівалентна шорсткість вказується виробни­ком продукту. Еквівалентна шорсткість най­більш використовуваних матеріалів перера­хована в таблиці В.4 додатка В.

Термічний опір (1/Л.)

Термічний опір 1/Л для димоходів вказується виробником продукту.

Значення термічного опору 1/Л складових еле­ментів отримується від виробника продукту і включає ефекти теплового мосту (наприклад, з'єднання).

Примітка. Розрахунки, пов'язані з термічним опо­ром для димоходів системи й/або пристосувань, ви­конуються з використанням значень, отриманих за середньої робочої температури. Можуть викорис­товуватися значення термічного опору, отримані при визначенні температури. ,

Для мультистінних димоходів термічний опір обчислюють за формулою:

Maximum draught for the heating appliance (P_Wmax) f°^r negative pressure chimney '

For the calculation of a negative pressure chim­ney the value of the maximum draught for the heating appliance P^/max shall be obtained from the manufacturer of the heating appliance if appropriate.

Maximum differential pressure of the hea­ting appliance (P_wo) for positive pressure chim­ney

For the calculation of a positive pressure chimney the value of the maximum differential pressure for the heating appliance P_wo shall be obtained from the manufacturer of the heating appliance.

Characteristic data for the calculation

General

In order to calculate the relevant pressure and temperature values the roughness of the inner wall and the thermal resistance of the connecting flue pipe and the chimney shall be determined.

Roughness value (r)

The mean value for roughness of the inner liner shall be obtained from the product manufacturer. The mean values of roughness of inner liners of materials normally used are listed in Table B.4.

Thermal resistance (1/Л)

The thermal resistance 1/A of the system chim­ney shall be obtained from the product manufac­turer.

The thermal resistance 1/Л of the components shall be obtained from the product manufacturer and should include the effects of thermal bridges (e.g. joints).

NOTE Calculations involving thermal resistance for system chimneys and/or components should normally be undertaken using values obtained at the mean operating temperature. The thermal resistance value obtained at the designation temperature may be used.

For multiwall custom built chimneys the thermal resistance shall be determined using the following formula:

D_{h n} - еквівалентний діаметр кожного внутріш­нього шару, м;

(1А . ...

— - термічний опір внутрішньої поверхні

димоходу, м²К/Вт.

Якщо конкретні дані для окремих пристосу­вань невідомі, термічний опір визначається відповідно до додатка А. Термічний опір закри­тих повітряних прошарків наведено в таблиці В.6.

Основні значення для розрахунку

Температури повітря

Загальні положення

Що стосується димоходів, які проходять через нагріті ділянки, слід визначити різницю між температурою зовнішнього повітря й темпера­турою оточуючого повітря.

Температура зовнішнього повітря (TJ Температура зовнішнього повітря T_L розгля­дається як максимальна температура зовніш­нього повітря, за якої передбачається екс­плуатація димоходу.

Температура зовнішнього повітря T_L для опа­лювальних систем звичайно визначається з використанням

T_L = 288,15 К (t_L = 15 °С) для розрахунку мінімальної тяги чи максимального надлишко­вого тиску при надходженні димових газів у ди­мохід;

T_L = 258,15 К (t_L = -15 °С) для розрахунку макси­мальної тяги чи мінімального надлишкового тиску при надходженні димових газів у димохід. Інші значення для T_L можуть використовувати­ся на підставі затверджених національних да­них.

Температура оточуючого повітря (Т_и) Для перевірки відповідності тиску для міні­мальної тяги чи максимального надлишкового тиску температурне значення оточуючого по­вітря повинне становити Т_и = T_L. Для перевірки відповідності тиску та мінімального надлишко­вого тиску і відповідності температури вико­ристовуються зазначені нижче значення тем­ператури оточуючого повітря Т_и:

- для димоходів без вентиляції повітряних прошарків:

D_{h n} is the hydraulic diameter of the inside of each layer, in m;

(1 A

— is the thermal resistance of a pipe shell, \ )n

referring to its internal surface, in m²K/W.

Where the specific data for individual components is not known the thermal resistance can be determined in accordance with Annex A. The thermal resistance of closed air gaps is given in Table B.6.

5.7 Basic values for the calculation

Air temperatures

General

On chimneys which pass through heated areas, a differentiation shall be made between the external air temperature and the ambient air temperatures.

External air temperature (T_L)

The external air temperature T_L shall be taken as the maximum temperature of external air at which the chimney is intended to be used.

The external air temperature T_L for heating systems is normally calculated using

T_L - 288,15 К (t_L = 15 °С) for the calculation of minimum draught or maximum positive pressure at the flue gas inlet into the chimney;

T_L = 258,15 К (f_L = -15 °С) for the calculation of maximum draught or minimum positive pressure at the flue gas inlet into the chimney.

Other values for T_L may be used based on national accepted data.

Ambient air temperature (T_o)

To check that the pressure requirement for the .minimum draught or maximum positive pressure has been met the ambient air temperature T_u = T_L shall be used. To check that the pressure require­ment for the maximum draught or minimum posi­tive pressure and the temperature requirement have been met the following values for ambient air temperatures T_u shall be used:

- for chimneys without ventilated air gaps:

Для димоходів, що працюють за присутності вологи

Т_ио = 258,15 К (t_uo = -15 °С)

for chimneys operating under wet conditions

Для димоходів, що працюють в сухих умовах

Т_ио = 273,15 К (t_uo = 0 °С)

for chimneys operating under dry conditions

Т_иЬ = 288,15 К (^ь = 15 °С)

Tub = 293,15 К (U = 20 °С)

T_ul — Тцо (tu/ ^— tuo)

T_uu = 273,15 К (fuu = 0 °С)

- димоходів з вентиляцією повітряних про- - for chimneys with ventilated air gaps in the шарків, що й-димовий газ: same direction as the flue gas:

Для димоходів, що працюють за присутності вологи, у випадку, коли висота неопалюваної ділянки всередині будинку й зовні будинку перевищує 5 м

Тио = 258,15 К (tuo = -15 °С)

for chimneys operating under wet conditions if the height of the unheated area inside the building and external to the building does exceed 5 m

Для димоходів, що працюють у сухих умовах і для димоходів, що працюють за присутності вологи, якщо висота неопалюваної ділянки всередині й зовні будинку не пере­вищує 5 м

»

Тио = 273,15 К (tuo = 0 °С)

for chimneys operating under dry conditions and for chimneys operating under wet conditions if the height of the unheated area inside the building and external to the building does not exceed 5 m

Tub = 288,15 К (U = 15 °С)

Tub = 293,15 К (tub = 20 °С)

Якщо висота неопалюваної ділянки всередині й зовні будинку не пере­вищує 5 м

Ту/= 288,15 К (tu/= 15 °С)

if the height of the unheated area inside the building and external to the building does not exceed 5 m

Якщо висота неопалюваної ділянки всередині й зовні будинку переви­щує 5 м

Tul — Tuo (tul ~ tuo) '

if the height of the unheated area inside the building and external to the building does exceed 5 m

Якщо висота неопалюваної ділянки всередині й зовні будинку не пере­вищує 5 м

Tuu =288,15 К (tuu =15 °С)

if the height of the unheated area inside the building and external to the building does not exceed 5 m

Якщо висота неопалюваної ділянки всередині й зовні будинку переви­щує 5 м ’

Tuu = 273,15 К (tuu =o °С)

if the height of the unheated area inside the building and external to the building does exceed 5 m

Інші значення для T_uo можуть застосовуватись на підставі затверджених національних даних.

Для ділянок димоходу, які розташовані в місцях із різною температурою оточуючого по­вітря, розрахунок здійснюється як для ділянок з однаковою температурою оточуючого сере­довища, так і з урахуванням температури нав­колишнього повітря ділянок зовнішньої по­верхні за формулою:

Other values for Т_и0 may be used based on national accepted data.

Parts of the chimney which are in areas with different ambient air temperature should either be calculated in sections with the same ambient temperature or the ambient air temperature corresponding to the parts of the outer surface be determined for the calculation using the following formula:

(T_uo -Aub^iTuh Aj/7) ⁺(^t/u 'Au)⁺(^ut ’Art) Ajb +A_uh +Aju ⁺ &ul

де:

T_uo - температура оточуючого повітря на ви­ході димоходу, К;

Т_иЬ - температура оточуючого повітря ко­тельні, К;

T_uh - температура оточуючого повітря в опа­люваних приміщеннях, К;

Т_иІ - температура оточуючого повітря ділянок, прилеглих до будівлі, К;

Т_ии - температура оточуючого повітря не нагрітих ділянок усередині будинку, К;

А_иЬ - площа зовнішньої поверхні димоходу в котельні, м²;

A_uh - площа зовнішньої поверхні димоходу в . . .7

нагрітій ділянці, м ,

А_и/ - площа зовнішньої поверхні димоходу зовні будинку, м²;

А_ии - площа зовнішньої поверхні димоходу в не нагрітій ділянці всередині будинку, м².

Примітка. Якщо ділянки зовнішньої поверхні димо­ходів без зворотної вентиляції ззовні будинку й не нагріті ділянки не перевищують 1/4 загальної зов­нішньої поверхні димоходу, температура оточуючо­го повітря Т_и становить 288,15 К (t_u = 15°С).

Якщо висота димоходів із повітряними прошарка­ми, вентильованими в тому ж напрямку, що й ди­мові гази зовні будинку, і ділянки, що обігріваються, не перевищують 5 м, температура оточуючого по­вітря Т_и становить 288,15 К (t_u = 15 °С).

Якщо висота димоходів із повітряними прошарка­ми, вентильованими в напрямку, протилежному на­прямку димових газів зовні будинку, і не опалювані ділянки не перевищують 5 м, температура оточую­чого повітря Т_и становить 273,15 К (t_u = 0 "С).

5.7.2 Тиск зовнішнього повітря (pj

Тиск зовнішнього повітря p_L з урахуванням ви­соти над рівнем моря обчислюють за форму­лою:

p_L = 97000

де:

д - прискорення вільного падіння = 9,81 м/с²;

R_L - газова стала повітря, Дж/(кг К);

T_L - температура зовнішнього повітря, К;

z - висота над рівнем моря, м;

( К,

11)

where:

Т_и0 is the ambient air temperature at the chimney outlet, in K;

T_ub is the ambient air temperature for boiler room, in K;

T_uh is the ambient air temperature for heated areas, in K;

T_ui is the ambient air temperature for areas external to the building, in K;

T_uu is the ambient air temperature for unheated areas inside the buiiding, in K,

A_ub is the outer surface area of the chimney in the boiler room, in m²;

A_ah is the outer surface area of the chimney in heated areas, in m₂; ■

A_ui is the outer surface area of the chimney external to the building, in m²;

A_uu is the cuter surface area of the chimney in unheated areas inside the building, in m².

NOTE If parts of the outer surface of chimneys without back ventilation in areas external to the building and unheated areas do not exceed 1/4 of the total outer surface of the chimney, the ambient air temperature T_u may be taken as 288,15 К (t_u = 15 °С).

If the height of chimneys with air gaps ventilated in the same direction as the flue gas in areas external to the building and unheated areas do not exceed 5 m, the ambient air temperature T_u may be taken as 288,15 К (t_u= 15 °С).

If the height of chimneys with air gaps ventilated in the opposite direction as the flue gas in areas external to the building and unheated areas do not exceed 5 m, the ambient air temperature T_u may be taken as 273,15 К (t_u = 0 °С).

External air pressure (pj

The external air pressure p_L shall be determined as follows dependent qn the height above sea level using the following formula:

,_e(-gz)/(R_Lr_L)_{i Па} (₁₂)

where:

g is the acceleration due to gravity = 9,81 m/s²;

R_l is the gas constant of the air, in J/(kg K);

T_L is the external air temperature, in K;

z is the height above sea level, in m;