Тяга (р?зниця тиск?в)

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку

Тя?га  ? р?зниця тиск?в пов?тря або газопод?бних продукт?в згоряння в каналах споруд ? техн?чних систем, що сприя? притоку середовища в область пониженого тиску. Може бути природною (п?д д??ю арх?медово? сили ) або примусовою (п?д впливом техн?чних пристро?в, що забезпечують в?дт?к газ?в чи пов?тря, наприклад, вентилятор?в ).

Природна тяга

[ ред. | ред. код ]

Загальний принцип

[ ред. | ред. код ]
Докладн?ше: Закон Арх?меда

Густина нагр?того пов?тря чи будь-якого ?ншого газу ? меншою, н?ж його густина при нижч?й температур?, отже, тиск стовпа нагр?того газу ? меншим н?ж тиск стовпа холодн?шого газу тако? ж висоти ( p = ρ gh , h - висота). Цей факт спричиня? появу р?зниц? тиск?в всередин? та зовн? димово? труби чи буд?вл?, яка опалю?ться; найб?льше розр?дження досяга?ться внизу, де висота розташованих вище стовп?в з р?зною густиною ? максимальною: .

У систем? вентиляц?? буд?вель

[ ред. | ред. код ]

Якщо буд?вля не ? герметичною, то через р?зницю тиск?в виника? пот?к холодного пов?тря, спрямований досередини, а тепле пов?тря вит?сня?ться (сплива?) ? виходить назовн? (можуть бути передбачен? спец?альн? витяжн? вентиляц?йн? канали). Руш?йна сила тяги визнача?ться перепадом середн?х висот м?сць входу та видалення пов?тря. Так забезпечу?ться робота витяжно? вентиляц?? з природним спонуканням.

Якщо вл?тку в буд?вл? працюють кондиц?онери , то в?дбува?ться зворотний ефект ? холодне пов?тря виходить назовн?, а тепле проника? всередину.

В сучасних висотних буд?влях ?з замкнутими зовн?шн?ми контурами ефект тяги може досягати значних масштаб?в. Тому при про?ктуванн? таких буд?вель прид?ляють особливу увагу боротьб? з цим ефектом. Частково це досяга?ться шляхом примусово? вентиляц??, частково завдяки вбудовуванню внутр?шн?х перегородок. У раз? пожеж? ефект тяги в?д?граватиме велику роль у поширенн? вогню та диму.

У димових трубах

[ ред. | ред. код ]

Аналог?чний процес в?дбува?ться у побутових та промислових печах ? котлах . Пов?тря надходить у топку п?д колосник або пода?ться на пальники . Там в?дбува?ться гор?ння , при якому утворюються гаряч? димов? гази . Поверхнями нагр?вання котла чи ст?нками печ? теплова енерг?я в?д димових газ?в в?дбира?ться, ?нод? також в них потрапля? навколишн? пов?тря, але на виход? ц? гази все ж зазвичай ? значно гаряч?шими за навколишн? пов?тря (нав?ть якщо техн?чно ? можливим охолодити ?х сильн?ше, в?д цього зазвичай в?дмовляються, щоб запоб?гти випаданню у систем? ?дкого ? токсичного конденсату ). Димова труба за сво?м початковим призначенням ? необх?дною для створення якомога б?льшого стовпа нагр?тих газ?в, який створю? досить значну тягу (проте б?льш?сть високих труб створювалась в основному з еколог?чних м?ркувань, для розосередження продукт?в згоряння). Гази евакуюються через устя труби, де розр?дження (з поправкою на г?дравл?чний оп?р виходу) дор?вню? нулю. Однак, в тракт? кон?чно? зб?жно? труби може (переважно якщо присутн? пристро? примусово? тяги) виникати й зона з надлишковим тиском, що ? не бажаним ? вона може бути усунена встановленням дифузора у верхн?й частин? димово? труб? [1] .

У невеликих котлах ? печах природна тяга бува? достатньою для подолання г?дравл?чного опору всього газопов?тряного тракту, ? нав?ть потребу? обмеження. У неправильно в?дрегульованих системах п?чного опалення буд?вель ?нод? засмокту?ться ст?льки холодного пов?тря ззовн?, що тепла, яке вид?ля?ться кам?ном , не вистача? нав?ть на його нагр?вання. Для регулювання тяги застосовуються шибери , засл?нки, а також нескладн? автоматичн? пристро? регулювання подач? у газох?д пов?тря при занадто великому розр?дженн? ( обмежувач? тяги ).

Тяга може стати й недостатньою, що призведе до поганого гор?ння в топц? та можливого виходу продукт?в згоряння всередину прим?щення (найнебезпечн?шим ? чадний газ ). При природн?й тяз? з цим н?чого не можна вд?яти, кр?м як прочистити комин та/або полегшити доступ пов?тря до прим?щення, в?дчинивши кватирку, в?кно чи вх?дн? двер?.

Недол?ки

[ ред. | ред. код ]

Природна тяга залежить в?д атмосферних умов : чим вища температура зовн?шнього пов?тря, тим, як правило, меншою ? р?зниця густин його ? димових газ?в. ?стотно зб?льшити ?? нап?р можна, лише значно зб?льшивши висоту труби, що конструктивно складно ? дорого, або просто неможливо; щоб уникнути аеродинам?чних опор?в, потр?бно робити широк? газоходи з малою швидк?стю газ?в. Але при таких швидкостях димоходи можуть легко забруднитися попелом , що знову ж знижу? тягу.

Для зб?льшення тяги без застосування механ?чних пристро?в можна встановити на уст? труби чи вентиляц?йного каналу дефлектор , що створю? розр?дження коштом енерг?? обт?чного в?тру. В?н може забезпечити природну вентиляц?ю нав?ть без перепаду температур. Але коли нема? в?тру, дефлектор не працю?. На виход? можна також використати дифузор . Однак для пристро?в з високо форсованим гор?нням економ?чно виправданим ? створення примусово? тяги за допомогою димосос?в .

Примусова тяга

[ ред. | ред. код ]

Примусова тяга в котельних установках забезпечу?ться ?ться лопатевими машинами ? димососами (були окрем? приклади застосування ? струменевих витяжних пристро?в ). У буд?влях примусова витяжна вентиляц?я аналог?чно забезпечу?ться вентиляторами . На всмоктувальнму боц? таких машин створю?ться розр?дження, яке так чи ?накше можна регулювати (поворотом напрямних апарат?в, швидк?стю обертання, вентилятора (неефективно), шиберами тощо). Розр?дження, як правило, спада? в м?ру в?ддалення в?д лопатево? машини. Частина тракту котельних установок, яка близька (з боку засмоктування) до димосос?в, може працювати п?д розр?дженням, а частина з боку пальник?в та ?нших дутт?вих пристро?в ? п?д надлишковим тиском (п?д наддувом); котли-утил?затори парогазових установок (ПГУ) завжди працюють п?д наддувом.

Для д?лянок газового тракту з тиском вищим за тиск навколишнього пов?тря (нав?ть на зовн?шньому димар?, щоб гази не проникали в товщу цегляно? або бетонно? конструкц?? ? не руйнували ??) потр?бно забезпечити газощ?льн?сть (герметичн?сть). Техн?чно ?? важко досягти, особливо на великих установках, тому зазвичай намагаються поставити димососи достатньо? потужност? для створення розр?дження по всьому тракту, починаючи в?д топки. Синхрон?зована таким чином робота тягових ? дутт?вих пристро?в назива?ться ур?вноваженою тягою .

?снують невелик? котли з дутт?вим вентилятором, але без димососа, якщо природно? тяги вистача?. Димососи вимагають значно? витрати енерг?? на приведення у д?ю, створюють сильний шум , а ?х лопат? в агресивному середовищ? швидко стають непридатними. Зниження шуму ? особливо важливим для витяжних пристро?в вентиляц??, що встановлюються всередин? прим?щень.

Нап?р примусово? тяги у вс?х випадках суму?ться з напором природно? тяги (за умови, що вони ? однонаправленими).

Розрахунок природно? тяги

[ ред. | ред. код ]

Тяга створю?ться внасл?док р?зниц? тиск?в ( Δp ) ? може бути обчислена за поданою нижче формулою. Р?вняння да? точне значення для випадку пов?тря як в труб?, так ? зовн? труби висотою h . Якщо в труб? перебува? не пов?тря, а продукти гор?ння, то формула дасть лише наближену оц?нку.

,
де ( в одиницях SI ):
Δp - р?зниця тиск?в, Па
C - коеф?ц??нт 0.0342 К/м
a - атмосферний тиск , Па
h - висота труби, м
T o - абсолютна зовн?шня температура, К
T i - абсолютна внутр?шня температура, К

Пот?к пов?тря, викликаний тягою

[ ред. | ред. код ]

Пот?к пов?тря в?д тяги може бути п?драхований за р?внянням.

,
де ( в одиницях С? ):
Q = пот?к пов?тря, м³ / с
A = площа перер?зу труби, м²
C = коеф?ц??нт, що вводиться для врахування тертя (зазвичай беруться значення в?д 0.65 до 0.70)
g = прискорення в?льного пад?ння , 9.807 м/с²
h = висота труби, м
T i = середня внутр?шня температура, К
T o = абсолютна зовн?шня температура, К

Формула буде давати результати з тими ж обмеженнями, що вказан? для розрахунку р?зниц? тиск?в.

Див. також

[ ред. | ред. код ]

Прим?тки

[ ред. | ред. код ]
  1. Рихтер Л. А., Елизаров Д. П., Лавыгин В. М. Глава одиннадцатая. Внешние газоходы и дымовые трубы // Вспомогательное оборудование тепловых электростанций . ? М. : Энергоатомиздат, 1987. ? С. 190?211.

Джерела

[ ред. | ред. код ]
  • ДБН В.2.5-67:2013 Опалення, вентиляц?я та кондиц?ювання. ? К.: М?нрег?он Укра?ни, 2013. ? 232 с.
  • ДСТУ Б EN 13384-1:2010 Димоходи. Методи теплотехн?чного й аеродинам?чного розрахунк?в. Частина 1: Димоходи з п?дключенням одного теплового генератора (EN 13384-1:2002+А2:2008, IDT)
  • ДСТУ Б EN 13384-2:2010 Димоходи. Методи теплотехн?чного й аеродинам?чного розрахунк?в. Частина 2: Димоходи з п?дключенням дек?лькох теплогенератор?в (EN 13384-2:2003+A1:2009, IDT)
  • ДСТУ Б EN 13779:2011 Вентиляц?я громадських буд?вель. Вимоги до виконання систем вентиляц?? та кондиц?онування пов?тря (EN 13779:2007, IDT)