Расчет дымохода

Гидравлический расчет системы газоснабжения

Определение количества продуктов сгорания

Определение расхода газа и его характеристик

Угерское - месторождение газа, по [1]:

Состав:

1. СН₄ –98,3%

2. С₂Н₆ – 0,45%

3. С₃Н₈ – 0,25%

4. С₄Н₁₀ – 0,3%

5. СО₂ – 0,1%

6. N₂ – 0,6%

Определение свойств смеси Таблица 11.1

газ	у	ρ	у* ρ
СН4	98,3	0,717	70,481
С2Н6	0,45	1,356	0,612
С3Н8	0,25	2,004	0,501
С4Н10	0,3	2,702	8,103
СО2	0,1	1,251	0,132
N2	0,6	1,977	1,199

∑= у* ρ=73,4/100= 0,734кг/м³

Определение удельной теплоемкости Таблица 11.2

газ	у	с	у* с
СН4	98,3	2,171	213,4093
С2Н6	0,45	1,651	0,74295
С3Н8	0,25	1,554	0,3885
С4Н10	0,3	1,596	0,4788
СО2	0,1	1,042	0,1042
N2	0,6	0,819	0,4914

∑= у* с= 215,6/100= 2,156кДж/ кг с

Определение теплоты сгорания Таблица 11.3

газ	у	Q^рн см	Q^рн см * у
СН4	98,3	35,76	3515,208
С2Н6	0,45	63,65	28,6425
С3Н8	0,25	91,14	22,785
С4Н10	0,3	118,53	35,559
СО2	0,1	-	-
N2	0,6	-	-

Q^р_{н см}= ∑Q^р_{н см} * у = 36,122мДж/ м³

Определение предела взрываемости Таблица 11.4

газ	у’	lн	lв
СН4		5,0	15,0
С2Н6	0,45	3,0	12,5
С3Н8	0,25	2,0	9,5
С4Н10	0,3	1,7	8,5
СО2	0,1	-	-
N2	0,6	12,5	74,0

L_н(в)=100/ ∑у/ l_н(в)

Lн=100/ ∑у/ l_н= 4,94%

Lв=100/ ∑у/ l_в= 15,00%

Предел взрываемости с учетом балластных примесей:

L’_н =L*(1+a/(1-a))*100/100+L* a/(1-a)) =4,78%

L’_в =L*(1+a/(1-a))*100/100+L* a/(1-a)) =14,79%

Определение количества воздуха, необходимого для сжатия 1 м³ природного газа и количество продуктов сгорания

Vт^с=4,76/100(0,5Н₂+1,5СО₂+2СН₄+3,5С₂Н₆+5С₃Н₈+6,5С₄Н₁₀+8С₅Н₁₂+1,5Н₂S-О₂) = 9,59 м³/ м³

V_в= V_т^с*α= 11,652 м³/ м³, при α=1,2

V_nc= V_СО2+V_H20+V_N2+V_О2= 12,52 м³/ м³

V_CО2=0,01(СО+СН₄+2С₂Н₆+∑mС_mН_n + Н₂S+ СО₂)=1,013 м³/ м³

V_н2о=0,01(H₂+2СН₄+3С₂Н₆+∑n/2С_mН_n + Н₂S)=2,006 м³/ м³

V_N2= 0,79 Vт^с +0,01N₂ =9,097 м³/ м³

V_O2= 0,21*(α-1) Vт^с = 0,403 м³/ м³

Расчетная схема внутреннего газопровода изображена на рис. 5.1. Рисунок 5.1 представлен в приложении 5.

Определяем расчетные расходы газа для всех участков:

Q₀=∑q_ном*к_одн*n= 4,2 м³/ч

Где:

q_ном- номинальный расход газового прибора (котел: q_ном=2,53 м³/ч; плита: q_ном=1,06 м³/ч)

к_одн- коэффициент одновременности [12]

n- число однотипных приборов

m- число типовых приборов

Затем задаемся диаметрами участков, определяем сумму местных сопротивлений на каждом участке.

Определяем число Рейнольдса по формуле:

Re=0,0354xQ₀/d/V,

где d – диаметра трубопровода на данном участке, см,

V – кинематическая вязкость газа, м/с

V=0,0000143м/с

Определяем коэффициент трения:

Re≥4000, то

λ=0,11*(n/d+68/Re)^0,25,

где n – эквивалентная шероховатость, см

Для стали n=0,01 см.

Вычисляем расчетную длину участка газопровода, по формуле:

l=l_ф+d/1000*∑ƺ, м

где l_ф – фактическая длина участка, м

Вычисляем гидростатический напор

H=gh(ƿ_a-ƿ₀), Па

где h – разность отметок начала и конца участка трубопровода, м

ƿ_a-ƿ₀ – разность плотностей газа при 0°С и при н.у. соответственно, кг/м³

Общие потери давления на участке найдем по формуле:

∆р=626,1*λ* Q₀²* ƿ₀*l/d⁵-Н, даПа

Получившиеся потери давления должны быть меньше перепада давления в распределительной сети 330 Па.

Потери давления в трубах и арматуре в котле принимаются 60 Па, в счетчике 100 Па, в плите 60 Па.

Расчет производится в табличной форме. Таблица 5.1 представлена в приложении 5.

Расчетная схема дымохода представлена в приложении 5, рис. 5.2

Расчет дымохода газового отопительного котла.

Тягу дымохода определяют по формуле:

∆ р_т= 0,0345*H(1/(273+t_нв)- 1/(273+t_ср)) р_б

Где: р_б- барометрическое давление (Для Астрахани - 101000Па), Па,

H- высота участка создающего тягу, м,

t_нв- температура наружного воздуха, °С,

t_ср- средняя температура газов, °С

Охлаждение на первом участке (стальная труба длиной 1,3 м, диаметром 130 мм), определяем по формуле:

∆ t₁=(t_ух- t_ов)/(0,384*Q_пс/k*F_в+0,5), ^оС

Где: t_ух- температура уходящих газов при входе на участок (137 ^оС)

t_ов- температура воздуха окружающего дымоход (16 ^оС)

Q_пс- расход продуктов сгорания через дымоход отнесенный к н.у.

Q_пс=(V_nc+(α-1) V_т^с)3600* Q_нт/ Q_н^р= 44,62 м³/ч

k- среднее значение коэффициента теплопередачи отнесенное к внутренней поверхности, для стали k=4,065

F_в- внутренняя площадь поверхности расчетного участка дымохода

Температура в начале дымохода t₁=137 ^оС

∆ t₁=(137- 16)/(0,384*44,62/4,065*0,53+0,5)=10,4^оС

t₁=137-10,4=126,6

Охлаждение на участке внутреннего дымохода (l= 0,3м, сечением 140х140мм), определяем по формуле:

∆ t₂=(t_ух- t_ов)/(0,384*Q_пс/k*F_в+0,5), ^оС

∆ t₂=(126,6- 16)/(0,384*44,62/2,44*0,168+0,5)= 2,6 ^оС

Где: t_ух- температура уходящих газов при входе на участок (126,6 ^оС)

t_ов- температура воздуха окружающего дымоход (16 ^оС)

Q_пс- расход продуктов сгорания через дымоход отнесенный к н.у.

Q_пс=(V_nc+(α-1) V_т^с)3600* Q_нт/ Q_н^р= 44,62м³/ч

k- среднее значение коэффициента теплопередачи отнесенное к внутренней поверхности, для кирпичного дымохода сечением 140х140 k=2,44,

F_в- внутренняя площадь поверхности расчетного участка дымохода

Температура в начале дымохода t₂=126,6 ^оС

∆ t₂=(126,6- 16)/(0,384*44,62/2,44*0,168+0,5)= 2,6 ^оС

t₂=126,6-2,6=124,0 ^оС

Охлаждение на участке внутреннего дымохода (l= 3,3м, сечением 140х140мм), определяем по формуле:

∆ t₃=(t_ух- t_ов)/(0,384*Q_пс/k*F_в+0,5), ^оС

Где: t_ух- температура уходящих газов при входе на участок (124,0 ^оС)

t_ов- температура воздуха окружающего дымоход (23 ^оС)

Q_пс- расход продуктов сгорания через дымоход отнесенный к н.у.

Q_пс=(V_nc+(α-1) V_т^с)3600* Q_нт/ Q_н^р= 44,62м³/ч

k- среднее значение коэффициента теплопередачи отнесенное к внутренней поверхности, для кирпичного дымохода сечением 140х140 k=2,44,

F_в- внутренняя площадь поверхности расчетного участка дымохода

Температура в начале дымохода t₃=124,0 ^оС

∆ t₃=(124,0- 23)/(0,384*44,62/2,44*1,848+0,5)= 23,5^оС

t₃=124,0-23,5=100,5 ^оС

Охлаждение на участке внутреннего дымохода (l= 0,8м, сечением 140х140мм), определяем по формуле:

∆ t₂=(t_ух- t_ов)/(0,384*Q_пс/k*F_в+0,5), ^оС

Где: t_ух- температура уходящих газов при входе на участок (100,5 ^оС)

t_ов- температура воздуха окружающего дымоход (ТПГ=20^оС,ХПГ=5^оС),

Q_пс- расход продуктов сгорания через дымоход отнесенный к н.у.

Q_пс=(V_nc+(α-1) V_т^с)3600* Q_нт/ Q_н^р= 44,62м³/ч

k- среднее значение коэффициента теплопередачи отнесенное к внутренней поверхности, для кирпичного дымохода сечением 140х140 k=2,44,

F_в- внутренняя площадь поверхности расчетного участка дымохода

Температура в начале дымохода t₄=100,5,^оС

∆ t₄=(100,5- 20)/(0,384*44,62/2,44*0,448+0,5)= 5,0 ^оС – для ТПГ

t₄=100,5 - 5=95,5 ^оС - для ТПГ

∆ t₄=(100,5- 5)/(0,384*44,62/2,44*0,448+0,5)= 5,9 ^оС – для ХПГ

t₄=100,5 – 5,9=94,6 ^оС - для ХПГ

Охлаждение на участке внутреннего дымохода (l= 0,5м, сечением 140х140мм), определяем по формуле:

Где: t_ух- температура уходящих газов при входе на участок (ТПГ =95,5 ^оС, ХПГ=94,6°С)

t_ов- температура воздуха окружающего дымоход (ТПГ=32,1^оС,ХПГ=-23^оС),

Q_пс- расход продуктов сгорания через дымоход отнесенный к н.у.

Q_пс=(V_nc+(α-1) V_т^с)3600* Q_нт/ Q_н^р= 44,62м³/ч

k- среднее значение коэффициента теплопередачи отнесенное к внутренней поверхности, для кирпичного дымохода сечением 140х140 k=2,44,

F_в- внутренняя площадь поверхности расчетного участка дымохода

Температура в начале дымохода t₅=95,5,^оС

∆ t₅=(95,5- 32,1)/(0,384*44,62/2,44*0,28+0,5)= 2,7 ^оС – для ТПГ

t₅=95,5-2,7=92,8 ^оС - для ТПГ

Температура в начале дымохода t₅=94,6,^оС

∆ t₅=(94,6+23)/(0,384*44,62/2,44*0,448+0,5)= 4,6 ^оС – для ХПГ

t₅=94,6-4,6=90,0 ^оС - для ХПГ

Определяем тягу на участке стального дымохода:

Для ХПГ: ∆р₁=3,45Па

t_ср=131,8 ^оС

∆р₂=14,15Па

t_ср=107 ^оС

Для ТПГ: ∆р₁=3,45Па

t_ср=131,8 ^оС

∆р₂=13,60Па

t_ср=110,9 ^оС

Суммарная тяга равна:

Для ТПГ: ∆ р_т= 17,05 Па

Для ХПГ: ∆ р_т= 17,60 Па

Разряжение перед газовым прибором определяется по формуле:

∆ р_газ= ∆ р_т- (∆ р_тр+ ∆ р_мс)

Где: ∆ р_тр- потери давления на трение

∆ р_тр= λl/d*ω_ух²/2*ρ_ух*(273+ t_ср)/273

λ- коэффициент трения (для металла 0,02, для кирпичной трубы 0,04)

l- длинна участка

d- диаметр

ω_ух- скорость уходящих газов приведенных к н.у.

ω_ух= Q_пс/3600f

ρ_ух- gплотность уходящих газов (ρ_ух= 1,3)

потери давления на трение в стальном дымоходе:

Для ХПГ: ∆ р_тр=0,009Па

Для ТПГ: ∆ р_тр=0,009Па

потери давления на трение в дымоходе:

Для ТПГ: ∆ р_тр= 0,29Па

Для ХПГ: ∆ р_тр=0,9 Па

∆ р_мс- потери давления на местные сопротивления

∆ р_мс=∑ξ ω_ух²/2*ρ_ух*(273+ t_ср)/273

Где: ∑ξ- сумма коэффициентов местных сопротивлений

потери давления на местные сопротивления в стальном дымоходе:

Для ХПГ :∆ р_мс=1,22Па

Для ТПГ :∆ р_мс=1,22Па

потери давления на местные сопротивления в дымоходе:

Для ХПГ: ∆ р_мс=0,32Па

Для ТПГ: ∆ р_мс=0,31Па

Разряжение перед газовым прибором равно:

∆ р_газ = 15,67>3 следовательно тяга обеспечена.

В действительных условиях работы разряжение перед котлом несколько снизится против полученной величины 15,67 Па в результате подсоса воздуха через тягопрерыватель, уменьшится тяга и увеличатся потери давления при движении газов в дымоходе.

15. НИРС «Воздухораспределители»

Воздухораспределительные решетки

Существуют различные виды воздухораспределительных решеток. Приточные и вытяжные; регулируемые и нерегулируемые; круглые, квадратные и прямоугольные; металлические или пластмассовые; различных размеров и цветов; с направлением воздуха в одну, две, три или четыре стороны. Для работы в агрессивных и влажных средах существуют специальные решетки.

Струи создаются решетками в зависимости от конструктивных особенностей – неполные веерные, плоские, компактные и др.

Желательно устанавливать решетки выше обслуживаемой зоны. Назначение их может быть различным – для установки в потолке, или для напольной подачи или удаления воздуха.

Для перетока воздуха из одного помещения в другое существуют переточные решетки. Которые обычно выполняются из пластмассы и существуют как для настенной установки, дверной, разных цветов, свето- и звуконепроницаемые. Крепятся на винты или специальные зажимы.

Диффузоры

Приспособления, размещаемые на потолке и создающие конические или веерные струи называются диффузорами. Они делятся на дисковые и многодиффузорные. Главной деталью дискового диффузора является плоский диск, который между собой и корпусом воздухораспределителя оставляет кольцевую щель, через которую проходит коническая струя воздуха. Главным элементом многодиффузорного устройства является ряд конусов с увеличивающимися диаметрами.

Существует большое количество диффузоров в зависимости от их конструктивных особенностей – вытяжные, приточные, универсальные, регулируемые, нерегулируемые, круглые, квадратные, прямоугольные, пластмассовые и металлические. Многодиффузорные и дисковые устройства имеют специальные регуляторы для контроля расхода воздуха, и показателей струй. Универсальные (приточные, вытяжные) пластиковые диффузоры. Предназначены для применения в приточных и вытяжных системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Для удобства монтажа диффузоры снабжены соединительной муфтой, с помощью которой они присоединяются к воздуховодам.

• Диаметры 100, 125, 150 и 200 мм.
• Изготовлены из белого полиуретана.
• Высокий корпус для улучшения воздушного потока и уменьшения шума.
• Цельный диск.
• Герметичное соединение между корпусом диффузора и крепежным кольцом.
• Крепежное кольцо пригодно для использования на подвесных потолках.
• Плавная регулировка расхода воздуха.
• Уникальная система крепления между крепежным кольцом и корпусом диффузора.
• Подходят для помещений с высокой влажностью (например, кухни, ванные комнаты).
• Легко снимаются и моется.

Перфорированные воздухораспределители

Воздухораспределители способны удалять воздух из помещения, как из рабочей зоны, так и из верхней зоны помещения. В основном перфорированные воздухораспределители получили распространение в помещениях с низкими потолками, в общественных зданиях.

Перфорированные воздухораспределители предназначены для систем вентиляции и кондиционирования различных помещений с разными уровнями требований к комфорту и дизайну для подвода свежего или охлажденного воздуха в помещения с высоким уровнем загрязнения либо с избытком тепла. Используются для подвода достаточно больших расходов воздуха [до 5 000 м3/ч] с относительно малой скоростью Сот 0,1 м/с до 1,5 м/с) на выходе из воздухораспределителя.

Дата добавления: 2015-07-02