گرمای احتراق. ارزش حرارتی خالص سوخت گازی خشک Qf به طور گسترده ای از 4 تا 47 مگا ژول در متر مکعب متغیر است و به ترکیب آن بستگی دارد - نسبت و کیفیت مواد قابل احتراق و غیر قابل احتراق.

اجزاء. کوچکترین ارزش Qf برای گاز کوره بلند که میانگین ترکیب آن حدود 30 درصد گازهای قابل احتراق (عمدتاً مونوکسید کربن CO) و حدود 60 درصد از نیتروژن غیر قابل احتراق N2 است. بهترین

مقدار Qf برای گازهای مرتبط، که ترکیب آنها با افزایش محتوای هیدروکربن های سنگین مشخص می شود. گرمای احتراق گازهای طبیعی در محدوده باریک Qf = 35.5 ... 37.5 MJ / m3 در نوسان است.

کمترین گرمای احتراق گازهای مجزا که سوخت های گازی را تشکیل می دهند در جدول آورده شده است. 3.2. برای روش های تعیین ارزش حرارتی سوخت های گازی، به بخش 3 مراجعه کنید.

تراکم. بین چگالی مطلق و نسبی گازها تمایز قائل شوید.

چگالی مطلق گاز pg، کیلوگرم بر متر مکعب، جرم گاز در هر 1 متر مکعب از حجم اشغال شده توسط این گاز است. هنگام محاسبه چگالی هر گاز، حجم کیلومول آن 22.41 متر مکعب (مانند گاز ایده آل) در نظر گرفته می شود.

چگالی نسبی گاز Rotn نسبت چگالی مطلق گاز در شرایط عادی و چگالی یکسان هوا است:

Ротн = Рг / Рв = Рг / 1.293، (6.1)

جایی که pg، pE - به ترتیب، چگالی مطلق گاز و هوا در شرایط عادی، کیلوگرم بر متر مکعب است. چگالی نسبی گازها معمولاً برای مقایسه گازهای مختلف با یکدیگر استفاده می شود.

مقادیر چگالی مطلق و نسبی گازهای ساده در جدول آورده شده است. 6.1.

چگالی مخلوط گاز pjM، کیلوگرم / متر مکعب، بر اساس قانون افزایشی تعیین می شود، که طبق آن، خواص گازها با توجه به کسر حجمی آنها در مخلوط خلاصه می شود:

در جایی که Xj محتوای حجمی گاز هفتم در سوخت،٪ است. (صفحه)؛ چگالی گاز j ام موجود در سوخت، کیلوگرم بر متر مکعب است. n-عدد گازهای منفرددر سوخت

مقادیر چگالی سوخت های گازی در جدول آورده شده است. الف.5.

چگالی گازهای p، kg / m3، بسته به دما و فشار، با استفاده از فرمول قابل محاسبه است

جایی که p0 چگالی گاز در شرایط عادی است (T0 = 273 K و p0 = 101.3 kPa)، کیلوگرم بر متر مکعب. p و T فشار واقعی، kPa و دمای مطلقگاز، ک.

تقریباً همه انواع سوخت های گازی سبک تر از هوا هستند، بنابراین هنگامی که نشتی رخ می دهد، گاز در زیر سقف ها جمع می شود. به دلایل ایمنی، قبل از راه اندازی دیگ بخار، ضروری است که عدم وجود گاز در محتمل ترین مکان های تجمع آن بررسی شود.

ویسکوزیته گازها با افزایش دما افزایش می یابد. مقادیر ضریب ویسکوزیته دینامیکی p, Pa-s را می توان با استفاده از معادله تجربی Sezer-Land محاسبه کرد.

جدول 6.1

ویژگی های اجزای سوخت گازی (در t - О ° С chr = 101.3 کیلو پاسکال)

	شیمیایی	جرم مولی M،	تراکم	کنسانتره فله
نام گاز	مطلق	نسبت فامیلی	حدود اشتعال سیونیکی گاز مخلوط شده با هوا، %
گازهای قابل اشتعال
پروپیلن
مونوکسید کربن
سولفید هیدروژن
گازهای غیر قابل احتراق
دی اکسید کربن
دی اکسید گوگرد
اکسیژن
هوای جو.
بخار آب

جایی که p0 ضریب ویسکوزیته دینامیکی گاز در شرایط عادی است (G0 = 273 K و p0 - 101.3 kPa)، Pa-s. T دمای مطلق گاز، K است. C ضریب بسته به نوع گاز، K، بر اساس جدول است. 6.2.

برای مخلوطی از گازها، ضریب ویسکوزیته دینامیکی را می توان تقریباً از مقادیر ویسکوزیته اجزای جداگانه تعیین کرد:

جایی که gj کسر جرمی گاز j ام در سوخت، % است. Tsu ضریب ویسکوزیته دینامیکی مولفه j، Pa-s است. n تعداد گازهای جداگانه در سوخت است.

در عمل، ضریب ویسکوزیته سینماتیکی V، m2 / s به طور گسترده استفاده می شود، که
ry با ویسکوزیته دینامیکی p از طریق چگالی p توسط وابستگی مرتبط است

V = p / p. (6.6)

با در نظر گرفتن (6.4) و (6.6)، ضریب ویسکوزیته سینماتیکی v، m2 / s، بسته به فشار و دما، با فرمول قابل محاسبه است.

جایی که v0 ضریب ویسکوزیته سینماتیکی گاز در شرایط عادی است (Go = 273 K و p0 = 101.3 kPa)، m2 / s. p و G - به ترتیب، فشار واقعی، kPa، و دمای مطلق گاز، K. C ضریب بسته به نوع گاز، K، بر اساس جدول است. 6.2.

مقادیر ضرایب ویسکوزیته سینماتیکی برای سوخت های گازی در جدول آورده شده است. الف.9.

جدول 6.2

ضرایب ویسکوزیته و هدایت حرارتی اجزای سوخت گاز

(در t = 0 ° C ir = 101.3 kPa)

نام گاز	شاخص ویسکوزیته	ضریب هدایت حرارتی NO3، W / (m-K)	ضریب ساترلند C، K
Dynamic p-106, Pa-s	سینماتیک v-106، m2/s
گازهای قابل اشتعال
پروپیلن
مونوکسید کربن
سولفید هیدروژن
گازهای غیر قابل احتراق دی اکسید کربن
اکسیژن
هوای جوی
بخار در 100 درجه سانتیگراد

رسانایی گرمایی. انتقال انرژی مولکولی در گازها با ضریب هدایت حرارتی 'k, W / (m-K) مشخص می شود. ضریب هدایت حرارتی با فشار نسبت معکوس دارد و با افزایش دما افزایش می یابد. مقادیر ضریب X را می توان با استفاده از فرمول ساترلند محاسبه کرد

که در آن X، 0 ضریب هدایت حرارتی گاز در شرایط عادی است (G0 = 273 K و Po = 101.3 kPa)، W / (m-K). p و T - به ترتیب، فشار واقعی، kPa، و دمای مطلق گاز، K. C ضریب بسته به نوع گاز، K، بر اساس جدول است. 6.2.

مقادیر ضرایب هدایت حرارتی برای سوخت های گازی در جدول آورده شده است. الف.9.

ظرفیت گرمایی سوخت گازی در هر 1 متر مکعب گاز خشک به ترکیب آن بستگی دارد و به طور کلی به این صورت تعریف می شود

4 لیتر = 0, 01 (СН2Н2 + Ссос0 +

СН4СН4 + сСо2сОг + - + cx. X;)، (6.9) که در آن cH2، cC0، cCsh، cC02، ...، cx. - ظرفیت حرارتی اجزای تشکیل دهنده سوخت، به ترتیب، هیدروژن، مونوکسید کربن، متان، دی اکسید کربن و جزء ith، kJ / (m3-K). H2، CO، CH4، CO2، ...، Xg--

ظرفیت حرارتی اجزای قابل احتراق سوخت گازی در جدول آورده شده است. بند 6، غیر قابل اشتعال - در جدول. الف.7.

گرمای ویژه سوخت گازی مرطوب

Crgtl، kJ / (m3-K)، به صورت تعریف شده است

<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,

قابلیت انفجار مخلوطی از گاز قابل احتراق با هوا به نسبت های معین در حضور آتش یا حتی جرقه می تواند منفجر شود، یعنی فرآیند اشتعال و احتراق آن با سرعتی نزدیک به سرعت انتشار صوت اتفاق می افتد. غلظت گازهای قابل اشتعال در هوا به ترکیب شیمیایی و خواص گاز بستگی دارد. حدود غلظت حجمی اشتعال برای گازهای قابل احتراق مجزا که با هوا مخلوط شده اند قبلا در جدول آورده شده است. 6.1. هیدروژن (4 .. 0.74 درصد حجمی) و مونوکسید کربن (12.5 ... 74 درصد) وسیع ترین محدودیت های اشتعال پذیری را دارند. برای گاز طبیعی، حد متوسط ​​اشتعال پذیری پایین و بالایی به ترتیب 4.5 و 17 درصد حجمی است. برای کوره کک - 5.6 و 31٪؛ برای دامنه - 35 و 74٪.

سمیت. سمیت به عنوان توانایی گاز در ایجاد مسمومیت موجودات زنده درک می شود. میزان سمیت به نوع گاز و غلظت آن بستگی دارد. خطرناک ترین اجزای گاز از این نظر مونوکسید کربن CO و هیدروژن سولفید H2S هستند.

سمیت مخلوط های گازی عمدتاً با غلظت سمی ترین اجزای موجود در مخلوط تعیین می شود، در حالی که اثر مضر آن، به عنوان یک قاعده، در حضور سایر گازهای مضر به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

وجود و غلظت گازهای مضر در هوا را می توان با یک دستگاه خاص - یک آنالایزر گاز تعیین کرد.

تقریباً تمام گازهای طبیعی بی بو هستند. برای تشخیص نشت گاز و انجام اقدامات ایمنی، گاز طبیعی قبل از ورود به خط لوله بو داده می شود، یعنی با ماده ای که بوی تند دارد (مثلا مرکاپتان ها) اشباع می شود.

ارزش حرارتی سوخت های مختلف بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، برای نفت کوره، بیش از 40 مگا ژول در کیلوگرم، و برای گاز کوره بلند و برخی از مارک های نفت شیل - حدود 4 مگا ژول در کیلوگرم است. ترکیب سوخت های انرژی نیز بسیار متفاوت است. بنابراین، ویژگی های کیفی یکسان، بسته به نوع و مارک سوخت، می توانند به شدت از نظر کمی با یکدیگر متفاوت باشند.

مشخصات سوخت داده شده برای تجزیه و تحلیل مقایسه ای در نقش ویژگی هایی که کیفیت سوخت را تعمیم می دهند، از ویژگی های داده شده سوخت، % -kg/MJ استفاده می شود که به صورت کلی با فرمول محاسبه می شود.

جایی که xg نشانگر کیفیت سوخت در حال کار،٪ است. Q [- گرمای ویژه احتراق (کمترین)، MJ / کیلوگرم.

بنابراین، برای مثال، برای محاسبه کاهش یافته است

میزان رطوبت خاکستر گوگرد S „p و

نیتروژن N ^ p (برای وضعیت عملکرد سوخت)

فرمول (7.1) به شکل زیر است، % -kg / MJ:

TOC o "1-3" h z KP = Kl GT; (7.2)

4ph = l7e [; (7.3)

Snp= S '/ Єї; (7.4)

^ p = N7 Q [. (7.5)

به عنوان یک مثال گویا، مقایسه زیر بیانگر است، مشروط بر اینکه سوخت های مختلف در دیگ های با قدرت حرارتی یکسان سوزانده شود. بنابراین، مقایسه ای از میزان رطوبت کاهش یافته زغال سنگ در نزدیکی مسکو

نمرات 2B (WЈp = 3.72% -kg / MJ) و نظروف-

زغال سنگ 2B (W ^ p = 3.04٪ -kg / MJ) نشان می دهد که در حالت اول میزان رطوبت وارد شده به کوره دیگ بخار با سوخت تقریباً 1.2 برابر بیشتر از دومی خواهد بود، علیرغم این واقعیت که رطوبت کار زغال سنگ در نزدیکی مسکو (W [= 31٪) کمتر از زغال سنگ است

زغال سنگ نازاروفسکی (Wf = 39%).

سوخت معمولی در مهندسی قدرت، برای مقایسه بازده مصرف سوخت در نیروگاه های مختلف دیگ بخار، برنامه ریزی تولید و مصرف سوخت در محاسبات اقتصادی، مفهوم سوخت معادل معرفی شده است. به عنوان سوخت مرجع، چنین سوختی گرفته می شود که گرمای ویژه احتراق (کمترین) آن در حالت عملیاتی برابر است با Qy T = 29300 kJ / kg (یا

7000 کیلو کالری بر کیلوگرم).

برای هر سوخت طبیعی، یک معادل حرارتی به اصطلاح بی بعد E وجود دارد که می تواند بزرگتر یا کمتر از یک باشد:

هنگام ساخت اجاق گاز، در حالت ایده آل، می خواهید طرحی داشته باشید که به طور خودکار هوای مورد نیاز برای احتراق را فراهم کند. در نگاه اول می توان این کار را با دودکش انجام داد. در واقع، هرچه چوب با شدت بیشتری بسوزد، گازهای دودکش داغ بیشتری باید داشته باشد، کشش باید بیشتر باشد (مدل کاربراتور). اما این مورد نیست. پیش نویس اصلاً به مقدار گازهای دودکش داغ تولید شده بستگی ندارد. Draft افت فشار در لوله از سر لوله تا جعبه آتش است. با ارتفاع لوله و دمای گازهای دودکش یا بهتر بگوییم چگالی آنها تعیین می شود.

کشش با فرمول تعیین می شود:

F = A (p in - p d) h

که در آن F نیروی رانش، A ضریب، p in چگالی هوای بیرون، pd چگالی گازهای دودکش، h ارتفاع دودکش است.

چگالی گازهای دودکش با فرمول محاسبه می شود:

p d = p in (273 + t in) / (273 + t d)

که در آن t in و t d دمای هوای اتمسفر بیرونی خارج از دودکش و گازهای دودکش در دودکش بر حسب درجه سانتیگراد است.

سرعت حرکت گازهای دودکش در لوله (سرعت جریان حجمی، یعنی ظرفیت مکش لوله) جیاصلاً به ارتفاع دودکش بستگی ندارد و با اختلاف دمای گازهای دودکش و هوای بیرون و همچنین سطح مقطع دودکش تعیین می شود. تعدادی نتیجه گیری عملی از این نتیجه حاصل می شود.

اولا، دودکش ها به هیچ وجه به منظور افزایش جریان هوا از طریق جعبه آتش نشانی بالا ساخته نمی شوند، بلکه فقط برای افزایش کشش (یعنی افت فشار در لوله) هستند. این امر برای جلوگیری از واژگونی پیش نویس (دود ناشی از اجاق گاز) در صورت برگشت باد بسیار مهم است (مقدار پیش نویس باید همیشه از باد احتمالی برگشت بیشتر شود).

دوماتنظیم جریان هوا با کمک دستگاه هایی که سطح مقطع آزاد لوله را تغییر می دهند، یعنی با کمک دریچه ها، راحت است. با افزایش سطح مقطع کانال دودکش، به عنوان مثال، دو برابر، می توان افزایش تقریبا دو برابری در جریان حجمی هوا از طریق جعبه آتش نشانی را انتظار داشت.

اجازه دهید این موضوع را با یک مثال ساده و گویا توضیح دهیم. ما دو فر یکسان داریم. آنها را با هم ترکیب می کنیم. اجاق گازی دوبرابر بزرگتر با دوبرابر سوختن چوب و دو برابر جریان هوا و سطح مقطع لوله بدست می آوریم. یا (که همینطور است) اگر هیزم بیشتر و بیشتری در کوره آتش می سوزد، باید بیشتر و بیشتر دریچه های روی لوله باز شود.

ثالثا، اگر اجاق گاز به طور معمول در حالت ثابت بسوزد و علاوه بر این جریان هوای سرد را به داخل جعبه آتش نشانی از کنار چوب در حال سوختن وارد دودکش کنیم، گازهای دودکش بلافاصله خنک می شوند و جریان هوا از طریق اجاق گاز کاهش می یابد. در این حالت، هیزم در حال سوختن شروع به محو شدن خواهد کرد. یعنی به نظر نمی‌رسد که ما مستقیماً روی هیزم تأثیر بگذاریم و جریان اضافی را از هیزم عبور دهیم، اما به نظر می‌رسد که لوله می‌تواند گازهای دودکش کمتری را نسبت به قبل، زمانی که این جریان هوای اضافی وجود نداشت، عبور دهد. خود لوله جریان هوای چوب را که قبلاً بود کاهش می دهد و علاوه بر این، جریان اضافی هوای سرد را وارد نمی کند. به عبارت دیگر، دودکش قفل خواهد شد.

به همین دلیل است که نشت هوای سرد از طریق شکاف های دودکش ها، جریان بیش از حد هوا در جعبه آتش و به طور کلی هرگونه اتلاف حرارتی در دودکش که منجر به کاهش دمای گازهای دودکش می شود، بسیار مضر است.

چهارم، هر چه ضریب مقاومت گاز دینامیکی دودکش بیشتر باشد، مصرف هوا کمتر است. یعنی مطلوب است که دیوارهای دودکش تا حد امکان صاف، بدون گرداب و بدون چرخش باشد.

پنجم، هرچه دمای گازهای دودکش کمتر باشد، سرعت جریان هوا با نوسانات دمای گازهای دودکش به طور چشمگیری تغییر می کند که وضعیت ناپایداری عملکرد لوله را در هنگام روشن شدن کوره توضیح می دهد.

در رتبه ششم، در دمای بالای گاز دودکش، جریان هوا به دمای گاز دودکش بستگی ندارد. یعنی با احتراق قوی کوره، مصرف هوا متوقف می شود و فقط به بخش لوله بستگی دارد.

مسائل ناپایداری نه تنها هنگام تجزیه و تحلیل ویژگی های حرارتی یک لوله، بلکه هنگام در نظر گرفتن دینامیک جریان گاز در یک لوله نیز ایجاد می شود. در واقع، دودکش یک چاه پر از گاز دودکش سبک است. اگر این گاز دودکش سبک خیلی سریع به سمت بالا بالا نرود، این امکان وجود دارد که هوای سنگین بیرونی به سادگی در گاز سبک غرق شود و یک جریان در حال سقوط در پشته ایجاد کند. این وضعیت به ویژه زمانی محتمل است که دیواره های دودکش سرد است، یعنی در هنگام اشتعال کوره.

برنج. 1. طرح حرکت گاز در یک دودکش سرد: 1 - جعبه آتش. 2 - تامین هوا از طریق دمنده; 3-دودکش; 4 - شیر دروازه; 5 - دندان شومینه; 6- گازهای دودکش؛ 7- فرو رفتن هوای سرد; 8- جریان هوا باعث واژگونی رانش می شود.

الف) لوله عمودی باز صاف
ب) لوله با دریچه و دندانه
ج) لوله با شیر بالا

فلش های جامد - جهت حرکت گازهای دودکش داغ سبک. فلش های نقطه چین - جهت جریان رو به پایین هوای سنگین سرد از جو.

در برنج. 1aیک کوره به صورت شماتیک نشان داده شده است که هوای 2 به آن وارد می شود و گازهای دودکش 6 از طریق دودکش 6 خارج می شوند. اگر سطح مقطع دودکش بزرگ باشد (یا سرعت گازهای دودکش کم باشد)، در نتیجه هر گونه نوسان، هوای اتمسفر سنگین 7 سرد شروع به نفوذ به داخل دودکش می کند و حتی به یک جعبه آتش می رسد. این جریان ریزشی می تواند جایگزین جریان هوای "معمول" از طریق دمنده 2 شود. حتی اگر اجاق گاز روی همه درها قفل باشد و تمام دمپرهای ورودی هوا بسته باشند، اجاق گاز همچنان می تواند به دلیل هوای که از بالا می آید بسوزد. به هر حال، این همان چیزی است که اغلب زمانی اتفاق می افتد که ذغال سنگ با بسته شدن درهای فر می سوزد. حتی ممکن است واژگونی کامل پیش نویس رخ دهد: هوا از بالا از طریق لوله وارد می شود و گازهای دودکش از در خارج می شوند.

در واقع، روی دیواره داخلی دودکش همیشه ناهمواری‌ها، تجمع‌ها، ناهمواری‌ها وجود دارد که در اثر برخورد با آن‌ها گازهای دودکش و جریان‌های هوای سرد نزولی متضاد می‌چرخند و با یکدیگر مخلوط می‌شوند. در همان زمان، جریان هوای سرد رو به پایین به بیرون رانده می شود یا هنگامی که گرم می شود شروع به بالا رفتن می کند و با گازهای داغ مخلوط می شود.

اثر باز شدن جریان های رو به پایین هوای سرد به سمت بالا در حضور دریچه های نیمه باز و همچنین به اصطلاح دندان که به طور گسترده در فناوری ساخت شومینه استفاده می شود افزایش می یابد. برنج. 1b). دندان از جریان هوای سرد از دودکش به فضای شومینه جلوگیری می کند و در نتیجه از دود گرفتن شومینه جلوگیری می کند.

جریان هوای رو به پایین در دودکش به ویژه در هوای مه آلود خطرناک است: گازهای دودکش نمی توانند کوچکترین قطرات آب را تبخیر کنند، خنک می شوند، کشش کاهش می یابد و حتی ممکن است واژگون شود. در عین حال، اجاق گاز زیاد دود می کند، شعله ور نمی شود.

به همین دلیل، اجاق های با دودکش مرطوب به شدت دود می کنند. دریچه های بالایی ( برنج. 1c) بسته به سرعت گازهای دودکش در دودکش تنظیم می شود. با این حال، عملکرد چنین شیرهایی ناخوشایند است.

برنج. 2. وابستگی ضریب هوای اضافی a به زمان گرمایش کوره (منحنی جامد). منحنی نقطه چین، میزان مصرف هوای مورد نیاز G برای اکسیداسیون کامل محصولات احتراق هیزم (شامل دوده و مواد فرار) در گازهای دودکش (در واحدهای نسبی) است. منحنی نقطه چین نرخ جریان واقعی هوای G لوله است که توسط کشش لوله (در واحدهای نسبی) ارائه می شود. نسبت هوای اضافی ضریب جداسازی لوله G با مصرف G است

یک کشش پایدار و به اندازه کافی قوی تنها پس از گرم شدن دیواره های دودکش ایجاد می شود که زمان زیادی طول می کشد، بنابراین همیشه هوای کافی در ابتدای جریان وجود ندارد. نسبت هوای اضافی کمتر از یک است و اجاق گاز دود می کند ( برنج. 2). و برعکس: در پایان گرمایش، دودکش داغ می ماند، پیش نویس برای مدت طولانی ادامه دارد، اگرچه هیزم قبلاً عملاً سوخته است (ضریب هوای اضافی بیش از یک است). کوره های فلزی با دودکش های عایق فلزی به دلیل ظرفیت حرارتی کم در مقایسه با دودکش های آجری سریعتر به حالت کار می رسند.

تجزیه و تحلیل فرآیندهای موجود در دودکش را می توان ادامه داد، اما از قبل آنقدر واضح است که مهم نیست که خود کوره چقدر خوب باشد، تمام مزایای آن می تواند با یک دودکش بد از بین برود. البته، در حالت ایده آل، دودکش باید با یک سیستم استخراج گاز دودکش اجباری مدرن با استفاده از یک فن الکتریکی با دبی متغیر و با تراکم اولیه رطوبت از گازهای دودکش جایگزین شود. چنین سیستمی، در میان چیزهای دیگر، می‌تواند گازهای دودکش را از دوده، مونوکسید کربن و سایر ناخالصی‌های مضر تصفیه کند، همچنین گازهای دودکش تخلیه‌شده را خنک کند و بازیابی گرما را فراهم کند.

اما همه اینها در آینده ای دور است. برای ساکنان تابستانی و باغبان، دودکش گاهی اوقات می تواند بسیار گرانتر از خود اجاق گاز شود، به خصوص در مورد گرمایش یک خانه چند طبقه. دودکش های سونا معمولا ساده تر و کوتاه تر هستند، اما خروجی حرارت اجاق گاز می تواند بسیار بالا باشد. چنین لوله هایی، به عنوان یک قاعده، در تمام طول خود بسیار داغ هستند، جرقه ها و خاکستر اغلب از آنها خارج می شوند، اما از دست دادن تراکم و دوده ناچیز است.

اگر هنوز قصد دارید از ساختمان حمام فقط به عنوان حمام استفاده کنید، می توان لوله را بدون عایق ساخت. اگر از نظر شما حمام به عنوان محل اقامت احتمالی (اقامت موقت، اقامت شبانه)، به ویژه در زمستان، بهتر است لوله را فوراً عایق بندی کنید و با کیفیت بالا، "مادام العمر" داشته باشید. در عین حال، اجاق گازها را می توان حداقل هر روز تغییر داد، طرح را می توان با موفقیت بیشتر و مناسب تر انتخاب کرد و لوله همان خواهد بود.

حداقل، اگر اجاق گاز در حالت سوزاندن طولانی مدت (هیزم در حال سوختن) کار کند، عایق لوله کاملاً ضروری است، زیرا در توان های کم (1 تا 5 کیلو وات) لوله فلزی بدون عایق کاملاً سرد می شود، میعانات به وفور جریان می یابد. که در شدیدترین یخبندان حتی می تواند یخ بزند و لوله را با یخ مسدود کند. این امر به ویژه در صورت وجود توری جرقه گیر و چترهایی با دهانه های کوچک خطرناک است. جرقه گیرها برای گرمایش شدید در تابستان و برای حالتهای ضعیف سوختن هیزم در زمستان بسیار خطرناک هستند. به دلیل گرفتگی احتمالی لوله ها با یخ، نصب دفلکتور و چتر بر روی دودکش ها در سال 1991 (و حتی قبل از آن روی دودکش های کوره های گاز) ممنوع شد.

به همین دلایل، نباید از ارتفاع لوله غافل شوید - سطح پیش نویس برای یک اجاق سونای غیر چرخشی چندان مهم نیست. اگر شروع به دود شدن کرد، همیشه می توانید به سرعت اتاق را تهویه کنید. اما ارتفاع بالای پشته سقف (حداقل 0.5 متر) باید رعایت شود تا از واژگونی رانش در وزش باد جلوگیری شود. در سقف های صاف، لوله باید از بالای پوشش برف بیرون بزند. در هر صورت، بهتر است لوله ای پایین تر، اما گرمتر (از بالاتر، اما سردتر) باشد. استفاده از لوله های بلند در زمستان همیشه سرد و خطرناک است.

دودکش های سرد دارای معایب زیادی هستند. در عین حال، لوله های غیر عایق اما نه چندان طولانی در کوره های فلزی در حین کیندلینگ به سرعت گرم می شوند (بسیار سریعتر از لوله های آجری)، با گرمایش شدید گرم می مانند و بنابراین به طور گسترده در حمام ها (و نه تنها در حمام) استفاده می شوند. ، به خصوص که آنها نسبتا ارزان هستند. لوله های آزبست سیمان در کوره های فلزی استفاده نمی شود، زیرا آنها سنگین هستند، و همچنین در صورت گرم شدن بیش از حد با پرواز قطعات فرو می ریزند.

برنج. 3. ساده ترین طرح های دودکش های فلزی: 1 - دودکش فلزی گرد; 2 - جرقه گیر; 3 - درپوش برای محافظت از لوله در برابر بارش جوی. 4 - خرخرها؛ 5 - تراشکاری سقف; 6- میله های چوبی بین تیرها (یا تیرها) برای طراحی دهانه آتش (برش) در سقف یا سقف (در صورت لزوم). 7 - پشت بام; 8 - سقف نرم (مواد سقف، عایق هیدروگلاس، کاشی های نرم، ورق های مقوای راه راه- قیر و غیره)؛ 9 - ورق فلزی برای پوشش سقف و همپوشانی دهانه (مجاز است از یک ورق مسطح اسید - تخته عایق الکتریکی آزبست سیمان استفاده شود). 10 - پد زهکشی فلزی؛ 11 - آب بندی آزبستی شکاف (مفصل)؛ 12 - کلاه سمور فلزی; 13 - تیرهای سقفی (با پر کردن فضا با عایق). 14 - روکش سقف; 15 - کف اتاق زیر شیروانی (در صورت لزوم)؛ 16 - ورق فلزی برش سقف؛ 17 - گوشه های تقویت کننده فلزی؛ 18 - پوشش فلزی برش سقف (در صورت لزوم)؛ 19 - عایق مقاوم در برابر حرارت غیر قابل احتراق (رس منبسط شده، شن و ماسه، پرلیت، پشم معدنی). 20 - پوشش محافظ (ورق فلزی روی لایه ای از مقوا آزبست به ضخامت 8 میلی متر)؛ 21 - سپر فلزی لوله.

الف) لوله غیر عایق؛
ب) یک لوله محافظ عایق حرارتی با مقاومت انتقال حرارت حداقل 0.3 متر مربع درجه / وات (که معادل ضخامت آجر 130 میلی متر یا ضخامت عایق پشم معدنی 20 میلی متر است).

در برنج. 3نمودار سیم کشی معمولی لوله های فلزی غیر عایق را نشان می دهد. خود لوله باید از فولاد ضد زنگ با ضخامت حداقل 0.7 میلی متر خریداری شود. بیشترین قطر لوله روسی 120 میلی متر، فنلاند - 115 میلی متر است.

طبق GOST 9817-95، سطح مقطع یک دودکش چند چرخشی باید حداقل 8 سانتی متر مربع به ازای هر 1 کیلو وات توان حرارتی نامی آزاد شده در کوره هنگام سوختن چوب باشد. این توان را نباید با گرمای خروجی یک کوره مصرف کننده گرما که از سطح آجری بیرونی کوره به داخل اتاق آزاد می شود، طبق SNiP 2.04.05-91 اشتباه گرفت. این یکی از بسیاری از سوء تفاهمات در مقررات ما است. از آنجایی که اجاق های گرما مصرف معمولاً فقط 2-3 ساعت در روز گرم می شوند، قدرت در کوره حدود ده برابر بیشتر از قدرت آزاد شدن گرما از سطح یک اجاق آجری است.

دفعه بعد در مورد ویژگی های نصب دودکش صحبت خواهیم کرد.

هوای مرطوب مخلوطی از هوای خشک و بخار آب است. در هوای غیراشباع، رطوبت در حالت بخار فوق گرم است و بنابراین خواص هوای مرطوب را می توان تقریباً با قوانین گازهای ایده آل توصیف کرد.

ویژگی های اصلی هوای مرطوب عبارتند از:

1. رطوبت مطلق g، که مقدار بخار آب موجود در 1 متر مکعب هوای مرطوب را تعیین می کند. بخار آب کل حجم مخلوط را اشغال می کند، بنابراین، رطوبت مطلق هوا برابر با جرم 1 متر مکعب بخار آب یا چگالی بخار، کیلوگرم بر متر مکعب است.

2. رطوبت نسبی هوا j با نسبت رطوبت مطلق هوا به حداکثر رطوبت ممکن در همان فشار و دما یا نسبت جرم بخار آب موجود در 1 متر مکعب هوای مرطوب به جرم بیان می شود. بخار آب مورد نیاز برای اشباع کامل 1 متر مکعب هوای مرطوب در همان فشار و دما.

رطوبت نسبی میزان اشباع رطوبت در هوا را تعیین می کند:

, (1.2)

فشار جزئی بخار آب مربوط به چگالی آن Pa است. - فشار بخار اشباع در همان دما، Pa. - حداکثر مقدار ممکن بخار در 1 متر مکعب هوای مرطوب اشباع، کیلوگرم بر متر مکعب؛ - چگالی بخار در فشار جزئی و دمای هوای مرطوب، کیلوگرم بر متر مکعب.

رابطه (1.2) تنها زمانی معتبر است که بتوان فرض کرد که بخار مایع تا حالت اشباع یک گاز ایده آل است.

چگالی هوای مرطوب r مجموع چگالی بخار آب و هوای خشک در فشار جزئی 1 متر مکعب هوای مرطوب در دمای هوای مرطوب است. تی، به:

(1.3)

چگالی هوای خشک در فشار جزئی آن در 1 متر مکعب هوای مرطوب، کیلوگرم بر متر مکعب کجاست. - فشار جزئی هوای خشک، Pa. - ثابت گاز هوای خشک، J / (kg × K).

با بیان و با معادله حالت هوا و بخار آب به دست می آوریم

, (1.5)

نرخ جریان جرمی هوا و بخار آب، کیلوگرم در ثانیه کجاست.

این برابری ها برای همان حجم معتبر است Vهوای مرطوب و همین دما. با تقسیم تساوی دوم بر اولی، عبارت دیگری برای میزان رطوبت بدست می آوریم

. (1.6)

در اینجا با جایگزینی مقادیر ثابت گاز برای هوا J / (kg × K) و برای بخار آب J / (kg × K)، مقدار رطوبت را به دست می آوریم که بر حسب کیلوگرم بخار آب در هر کیلوگرم آب بیان می شود. هوای خشک

. (1.7)

جایگزینی فشار هوای جزئی با مقدار، جایی که از قبلی و V- فشار هوا در واحدهای مشابه آر، برای هوای مرطوب تحت فشار فشار هوا بدست می آوریم

. (1.8)

بنابراین، در یک فشار فشاری معین، میزان رطوبت هوا تنها به فشار جزئی بخار آب بستگی دارد. حداکثر رطوبت ممکن در هوا، از کجا

. (1.9)

از آنجایی که فشار اشباع با افزایش دما افزایش می‌یابد، حداکثر میزان رطوبت ممکن در هوا به دمای آن بستگی دارد و هر چه بیشتر باشد، دما بالاتر می‌رود. اگر معادلات (1.7) و (1.8) برای و حل شود، به دست می آوریم

(1.10)

. (1.11)

حجم هوای مرطوب بر حسب متر مکعب در هر کیلوگرم هوای خشک با فرمول محاسبه می شود

(1.12)

حجم خاص هوای مرطوب v m 3 / kg، با تقسیم حجم هوای مرطوب بر جرم مخلوط به ازای هر 1 کیلوگرم هوای خشک تعیین می شود:

هوای مرطوب به عنوان یک حامل گرما با آنتالپی (بر حسب کیلوژول در هر کیلوگرم هوای خشک) برابر با مجموع آنتالپی هوای خشک و بخار آب مشخص می شود.

(1.14)

ظرفیت گرمایی ویژه هوای خشک کجاست، kJ / (kg × K)؛ تی- دمای هوا، درجه سانتیگراد؛ من- آنتالپی بخار فوق گرم، کیلوژول بر کیلوگرم.

آنتالپی 1 کیلوگرم بخار آب اشباع خشک در فشارهای پایین با فرمول تجربی kJ / kg تعیین می شود:

جایی که یک ضریب ثابت تقریباً برابر با آنتالپی بخار در دمای 0 درجه سانتیگراد است. = 1.97 کیلوژول / (کیلوگرم × K) - ظرفیت گرمایی ویژه بخار.

جایگزینی مقادیر مندر بیان (1.14) و با در نظر گرفتن ظرفیت گرمایی ویژه هوای خشک ثابت و برابر با 1.0036 کیلوژول / (کیلوگرم × K)، آنتالپی هوای مرطوب را بر حسب کیلوژول در هر کیلوگرم هوای خشک می‌یابیم:

برای تعیین پارامترهای گاز مرطوب از معادلات مشابه با آنچه در بالا بحث شد استفاده می شود.

, (1.17)

ثابت گاز برای گاز آزمایشی کجاست. آر- فشار گاز

آنتالپی گاز، کیلوژول بر کیلوگرم،

ظرفیت گرمایی ویژه گاز، kJ / (kg × K) کجاست.

رطوبت مطلق گاز:

. (1.19)

هنگام محاسبه مبدل های حرارتی تماسی برای حامل های حرارتی هوا-آب، می توانید از داده های جدول استفاده کنید. 1.1-1.2 یا وابستگی های محاسبه شده برای تعیین پارامترهای فیزیکوشیمیایی هوا (1.24-1.34) و آب (1.35). برای گازهای دودکش می توان از داده های جدول 1 استفاده کرد. 1.3.

چگالی گاز مرطوب، کیلوگرم بر متر مکعب:

, (1.20)

چگالی گاز خشک در 0 درجه سانتیگراد، کیلوگرم بر متر مکعب کجاست. Mg، M p - وزن مولکولی گاز و بخار.

ضریب ویسکوزیته دینامیکی گاز مرطوب، Pa × s:

, (1.21)

ضریب ویسکوزیته دینامیکی بخار آب کجاست، Pa × s. - ضریب ویسکوزیته دینامیکی گاز خشک، Pa × s. - غلظت جرمی بخار، کیلوگرم بر کیلوگرم.

ظرفیت گرمایی ویژه گاز مرطوب، کیلوژول / (کیلوگرم × K):

ضریب هدایت حرارتی گاز مرطوب، W / (m × K):

, (1.23)

جایی که کتوان آدیاباتیک است. V- ضریب (برای گازهای تک اتمی V= 2.5; برای گازهای دو اتمی V= 1.9; برای گازهای سه اتمی V = 1,72).

جدول 1.1. خواص فیزیکی هوای خشک آر= 0.101 مگاپاسکال)

تی، درجه سانتیگراد	، کیلوگرم بر متر 3	، کیلوژول / (کیلوگرم × K)	، W / (m × K)	، Pa × s	، m 2 / s	Pr
-20	1,395	1,009	2,28	16,2	12,79	0,716
-10	1,342	1,009	2,36	16,7	12,43	0,712
	1,293	1,005	2,44	17,2	13,28	0,707
	1,247	1,005	2,51	17,6	14,16	0,705
	1,205	1,005	2,59	18,1	15,06	0,703
	1,165	1,005	2,67	18,6	16,00	0,701
	1,128	1,005	2,76	19,1	16,96	0,699
	1,093	1,005	2,83	19,6	17,95	0,698
	1,060	1,005	2,90	20,1	18,97	0,696
	1,029	1,009	2,96	20,6	20,02	0,694
	1,000	1,009	3,05	21,1	21,09	0,692
	0,972	1,009	3,13	21,5	22,10	0,690
	0,946	1,009	3,21	21,9	23,13	0,688
	0,898	1,009	3,34	22,8	25,45	0,686
	0,854	1,013	3,49	23,7	27,80	0,684
	0,815	1,017	3,64	24,5	30,09	0,682
	0,779	1,022	3,78	25,3	32,49	0,681
	0,746	1,026	3,93	26,0	34,85	0,680
	0,674	1,038	4,27	27,4	40,61	0,677
	0,615	1,047	4,60	29,7	48,33	0,674
	0,566	1,059	4,91	31,4	55,46	0,676
	0,524	1,068	5,21	33,6	63,09	0,678
	0,456	1,093	5,74	36,2	79,38	0,687
	0,404	1,114	6,22	39,1	96,89	0,699
	0,362	1,135	6,71	41,8	115,4	0,706
	0,329	1,156	7,18	44,3	134,8	0,713
	0,301	1,172	7,63	46,7	155,1	0,717
	0,277	1,185	8,07	49,0	177,1	0,719
	0,257	1,197	8,50	51,2	199,3	0,722
	0,239	1,210	9,15	53,5	233,7	0,724

خواص ترموفیزیکی هوای خشک را می توان با معادلات زیر تقریب زد.

ویسکوزیته سینماتیکی هوای خشک در دمای 20- تا 140+ درجه سانتیگراد، m 2 / s:

Pa; (1.24)

و از 140 تا 400 درجه سانتیگراد، m 2 / s:

. (1.25)

جدول 1.2. خواص فیزیکی آب اشباع شده

تی، درجه سانتیگراد	، کیلوگرم بر متر 3	، کیلوژول / (کیلوگرم × K)	، W / (m × K)	، m 2 / s		، N / m	Pr
	999,9	4,212	55,1	1,789	-0,63	756,4	13,67
	999,7	4,191	57,4	1,306	0,7	741,6	9,52
	998,2	4,183	59,9	1,006	1,82	726,9	7,02
	995,7	4,174	61,8	0,805	3,21	712,2	5,42
	992,2	4,174	63,5	0,659	3,87	696,5	4,31
	988,1	4,174	64,8	0,556	4,49	676,9	3,54
	983,2	4,179	65,9	0,478	5,11	662,2	2,98
	977,8	4,187	66,8	0,415	5,70	643,5	2,55
	971,8	4,195	67,4	0,365	6,32	625,9	2,21
	965,3	4,208	68,0	0,326	6,95	607,2	1,95
	958,4	4,220	68,3	0,295	7,52	588,6	1,75
	951,0	4,233	68,5	0,272	8,08	569,0	1,60
	943,1	4,250	68,6	0,252	8,64	548,4	1,47
	934,8	4,266	68,6	0,233	9,19	528,8	1,36
	926,1	4,287	68,5	0,217	9,72	507,2	1,26
	917,0	4,313	68,4	0,203	10,3	486,6	1,17
	907,4	4,346	68,3	0,191	10,7	466,0	1,10
	897,3	4,380	67,9	0,181	11,3	443,4	1,05
	886,9	4,417	67,4	0,173	11,9	422,8	1,00
	876,0	4,459	67,0	0,165	12,6	400,2	0,96
	863,0	4,505	66,3	0,158	13,3	376,7	0,93

چگالی گاز مرطوب، کیلوگرم بر متر مکعب.

خواص ترموفیزیکی محصولات احتراق گازی لازم برای محاسبه وابستگی پارامترهای مختلف به دمای یک محیط گازی معین را می توان بر اساس مقادیر داده شده در جدول تعیین کرد. به طور خاص، وابستگی های مشخص شده برای ظرفیت گرمایی به شکل زیر بدست می آید:

C psm = a -1/ د,

جایی که آ = 1,3615803; ب = 7,0065648; ج = 0,0053034712; د = 20,761095;

C psm = a + bT sm + cT 2 اس ام,

جایی که آ = 0,94426057; ب = 0,00035133267; ج = -0,0000000539.

وابستگی اول از نظر دقت تقریبی ارجح است، وابستگی دوم را می توان برای انجام محاسبات با دقت کمتر اتخاذ کرد.

پارامترهای فیزیکی گازهای دودکش
(در P = 0.0981 مگاپاسکال؛ آر CO2 = 0.13; پ H2O = 0.11; آر N2 = 0.76)

تی، ° С	γ، Nm -3	با ص، W (m 2 ° C) -1	λ · 10 2، W (m · K) -1	آ· 10 6، m 2 · s -1	μ · 10 6، Pa · s	v· 10 6، m 2 · s -1	Pr
	12,704	1,04	2,28	16,89	15,78	12,20	0,72
	9,320	1,07	3,13	30,83	20,39	21,54	0,69
	7,338	1,10	4,01	48,89	24,50	32,80	0,67
	6,053	1,12	4,84	69,89	28,23	45,81	0,65
	5,150	1,15	5,70	94,28	31,69	60,38	0,64
	4,483	1,18	6,56	121,14	34,85	76,30	0,63
	3,973	1,21	7,42	150,89	37,87	93,61	0,62
	3,561	1,24	8,27	183,81	40,69	112,10	0,61
	3,237	1,26	9,15	219,69	43,38	131,80	0,60
	2,953	1,29	10,01	257,97	45,91	152,50	0,59
	2,698	1,31	10,90	303,36	48,36	174,30	0,58
	2,521	1,32	11,75	345,47	40,90	197,10	0,57
	2,354	1,34	12,62	392,42	52,99	221,00	0,56

ضمیمه 3

(مرجع)

نفوذپذیری هوا و دود مجاری هوا و دریچه ها

1. برای تعیین نشتی یا نشت هوا در رابطه با مجاری تهویه سیستم های کنترل دود، می توان از فرمول های زیر استفاده کرد که با تقریب داده های جدولی به دست می آید:

برای کانال های هوای کلاس H (در محدوده فشار 0.2 - 1.4 kPa): ΔL = آ(آر - ب)با، جایی که ΔL- نشت هوا (نشت)، m 3 / m 2 · ساعت؛ آر- فشار، کیلو پاسکال؛ آ = 10,752331; ب = 0,0069397038; با = 0,66419906;

برای کانال های هوای کلاس P (در محدوده فشار 0.2 - 5.0 کیلو پاسکال): که در آن a = 0,00913545; b =-3.1647682 x 10 8; c =-1.2724412 x 10 9; d = 0,68424233.

2. برای دمپرهای معمولی بسته اطفاء حریق، مقادیر عددی مشخصه خاص مقاومت در برابر دود و نفوذ گاز، بسته به دمای گاز، با داده های به دست آمده در طول آزمایشات آتش روی میز محصولات مختلف در پایه آزمایشی مطابقت دارد. VNIIPO:

1. مقررات عمومی. 2 2. داده های اولیه. 3 3. تهویه دود اگزوز. 4 3.1. حذف محصولات احتراق مستقیماً از اتاق احتراق. 4 3.2. حذف محصولات احتراق از اتاق های مجاور اتاق احتراق. 7 4. تهویه دود را تامین کنید. 9 4.1. تامین هوا به راه پله ها 9 4.2. تامین هوا به شفت بالابر .. 14 4.3. هوارسانی به قفل های دهلیز .. 16 4.4. تامین هوای جبرانی 17 5. مشخصات فنی تجهیزات. 17 5.1. تجهیزات برای سیستم های تهویه دود اگزوز. 17 5.2. تجهیزات برای تامین سیستم های تهویه دود. 21 6. حالت های کنترل آتش. 21 منابع .. 22 پیوست 1. تعیین پارامترهای اصلی بار آتش محل. 22 پیوست 2. خواص ترموفیزیکی گازهای دودکش. 24 پیوست 3. نفوذپذیری هوا و دود مجاری هوا و دریچه ها. 25