Как образуется тяга – Какие факторы влияют на силу тяги камина, печи или дымохода? ― ООО «Товкис»

Тяга. Как она возникает и что это такое

Любой прибор, предназначенный для отопления дома, должен обеспечивать безопасную и эффективную работу. Дымоход в них помогает высвобождению токсичных продуктов горения. Если отопительный котел, камин, газовая колонка или печь дымит, то это значит, что возникла обратная тяга в дымоходе или системе вентиляции. Важно выяснить причины нарушения тяги, чтобы понять, как решить проблему.

Что такое и как возникает тяга?

В том случае, когда не оборудована искусственная вентиляция (представим себе обычные природные условия) поведение воздушных масс в данной ситуации следующим образом:

• воздух идет по пути наименьшего сопротивления;
• во время появления «помощи» в виде удлиненного «коридора» — повышается интенсивность движения воздушных потоков. Их движение принудительно направляется в ничем не занятое, пустое пространство.

Простыми словами, дымоходные каналы и трубы являются этими самыми коридорами. Это является результатом рукотворной деятельности человека, задачей которого является искусственно созданная тяга для удаления продуктов горения из помещений:

• как результат конкретных инженерных расчетов, печная труба или труба колонки и котла обладает следующими параметрами, которые позволяют создавать направленный аэродинамический воздушный поток продуктов горения;
• появление тяги происходит из-за разности давлений воздуха внутри печи и снаружи.

Ослабление или изменение направленности тяги провоцирует задымление комнаты, отравление угарным газом или пожары. При этом стоимость отопительного устройства никак не влияет на направление воздушных потоков. Тяга пропадает из-за плохого качества дымохода. Обратный ход потоков воздуха может проявиться даже при использовании престижных технических средств.

Как проверить направление тяги?

Для того чтобы отметить обратное движение потоков воздуха (не через специальный канал для отвода продуктов горения, а наоборот в помещение) есть термин который звучит как «опрокидывание тяги».

Из названия уже можно понять, что продукты горения поступают внутрь помещения, а не в дымоход. Каждый раз, как происходит пуск приборов отопления, необходимо проверять направление и силу тяги с отключенными устройствами вентиляции (если таковые имеются).

Существует несколько способов проверить, есть ли обратная тяга в вентиляции или дымоходном канале.

Народные способы.

Как выявить само наличие опрокидывания тяги:

• если в топке установлена стеклянная дверца (например, у таких отопительных приборов как камин, данная деталь довольно широко распространена) – через стекло видно, насколько быстро она закапчивается. Как только открывается дверца, в помещение сразу же начнет валить дым;
• можно просто приставить тонкий листок бумаги к открытому проему топки и увидеть направление его наклона. Аналогично можно наблюдать и за дымом подожженной сигареты вместо листка бумаги.

Профессиональные способы.
Есть специальная аппаратура, которая позволяет измерить тягу в дымоходе в единицах давления максимально точно. Нормой считаются показатели, варьирующиеся от 10 до 20 Па. Замеры производятся двусторонним способом:

• у основания дымохода;
• на выходе (вверху) дымохода.

Но в частном доме данный метод не особо популярен, большая часть домовладельцев пользуются народными средствами.

Анемометр не позволяет объективно определить данные, если скорость ветра менее 1 м/сек. Исходя из этого, можно сделать вывод, что использование данного прибора в тихую безветренную погоду бессмысленно.

При визуальном осмотре.

В случае нормального соотношения тяги и горения:

• у пламени желто-золотистый оттенок;
• при появлении дыма он тут же плавно и интенсивно, но без рывков уходит в дымоход.

В том случае, когда тяга слишком сильная, тоже не является хорошим признаком, так как по этой причине сгорание топлива будет происходить слишком быстро. О чрезмерной тяге говорит белый оттенок пламени и гул в дымоходе.

Как на тягу влияет вентиляция?

Часто возникает ситуация, когда с дымоходом все нормально, но все равно появляется обратная тяга в дымоходе, что же делать тогда? В чем причина? Скорее всего, дело в вентиляционной системе, которая работает по определенным природным закономерностям.

Плотность теплых воздушных потоков существенно ниже холодных масс, поэтому теплый воздух устремляется наверх. Если в это время в помещении открыты двери или окна, то воздушные массы направятся именно в распахнутые проемы, а не в дымоход отопительного прибора. Поэтому нужно следить, чтобы при включении прибора все двери и окна на улицу были закрыты.

Также огромное влияние на тягу оказывает внутренняя архитектура сооружения. Если в здании множество дверей или окон, есть проход на балкон или лестница на другой уровень, то непременно возникнет сквозняк. Поэтому нельзя держать распахнутыми окна и двери, расположенные выше уровня нахождения топочной камеры.

Часто случается ситуация, когда все проемы заперты, но при растопке обогревательного прибора зоны пониженного давления притягивают свежие воздушные потоки из дымохода, и в итоге происходит опрокидывание тяги. Решить проблему можно созданием необходимого оборота воздуха.

Для этого необходимо:

• поставить внутристенные приточные клапаны;
• оборудовать приточными клапанами окна;
• установить в оконное стекло устройство принудительной вентиляции;
• немного приоткрыть дверь, окошко или форточку.

Осуществление одной из предложенных мер приведет к снижению атмосферного давления в помещении и, соответственно, исчезновению обратной тяги.

Если же в качестве отопительного прибора используется газовая колонка, то здесь есть некоторые нюансы:

• камера сгорания тянет воздушные потоки из помещения;
• кислородный дефицит начинает чувствоваться в довольно скором времени;
• воздух из дымохода начнет поступать обратно, что приведет к угасанию пламени и задымлению.

В этом случае стоит тщательно проверить эффективность работы вентиляционной системы.

Способы решения проблемы

Способ решения возникших неприятностей зависит от причин, которые привели к опрокидыванию воздуха в дымоходной трубе. Поэтому стоит еще раз уточнить, что делать, если возникает обратная тяга, и как противостоять ее опрокидыванию.

Если причина в конструкционных недочетах дымохода:

• чрезмерно занижен верхний край трубы;
• зауженные проходы;
• много лишних изгибов и т.д.

Данные изъяны нужно устранить переделкой дымоходной системы.

В других случаях можно использовать различные стабилизирующие механизмы.

Надежный стабилизатор является одним из наиболее эффективных решений коррекции тяги. Современные устройства снабжаются автоматикой, благодаря которой достаточно просто включить прибор и проблема будет решена. А после этого устройство самостоятельно отключится, когда в нем не будет необходимости.

В этом случае на дымоходную трубу устанавливается расширение в виде зонта, под которым есть проем для поступления воздуха. Под колпаком зонтика монтируется термостат, который регулирует температуру газов, поднимающихся наверх. В результате плохой тяги газов накапливается слишком много и датчик отключается.

Также можно установить специальное металлическое крыло – флюгер, который вращается под воздействием ветра, всегда оказываясь с наветренной стороны. А результате обтекания флюгера ветрами, воздух возле дымохода разрежается, давление падает и тяга возрастает.

Еще один вариант – монтаж дефлектора. Назначение этого агрегата заключается в усилении тяги, благодаря отклонению воздушных масс, из-за чего давление снижается. Главный недостаток данного прибора — практически нулевая эффективность, если ветра нет. В безветренную погоду дефлектор может даже способствовать опрокидыванию.

Ротационные трубы – еще один стабилизатор. На вершине дымового канала монтируется турбина, внутри которой находится насадка, вращаемая энергией ветра. Поскольку насадка всегда вращается в одном направлении, то над дымоходом возникает разрежение. Важный минус ротационной трубы – неэффективность, в случае отсутствия ветра. При этом есть хороший плюс – полностью исключено попадание осадков и мусора в дымоходный канал.

Поворотный шибер для печи в бане

Довольно серьезное значение для регулировки силы тяги имеет конструкция шибера, которая выглядит как специальная горизонтальная пластина, при изменении положения которой увеличивается или уменьшается просвет дымохода. Данная пластина имеет специальное отверстие, благодаря которому невозможно абсолютно герметично закрыть просвет дымоходного канала. Это необходимо для соблюдения противопожарной безопасности.

Довольно часто подобная горизонтальная заслонка устанавливается в кирпичные печи, но не редко встречается и в стальных дымоходах. Поворотный шибер являет собой прикрепленную к оси пластину. Она регулируется при повороте. Из минусов такого типа заслонки можно назвать обгорание сварки, и подобное явление в последнее время проявляется все чаще.

У обеих моделей есть некоторые различия: при помощи горизонтальной заслонки можно регулировать непосредственно сам просвет дымоходного канала, в случае же с дросселем можно только либо открыть, либо закрыть канал. На крайней случай зафиксировать заслонку можно при помощи цепочки.

Чтобы не ошибиться при подборке заслонки для дымоходного канала, нужно определиться с тем какой будет вид печи, а кроме этого, учесть еще некоторые нюансы. Монтаж шибера делается на все виды печей, исключение составляют лишь некоторые новые модели, где процесс горения регулируется контролем подачи приточного потока воздуха, и для выполнения данной задачи применяется дефлектор.

Печь работающая на газе должна быть оборудована поворотной заслонкой, благодаря которой абсолютно исключается риск полного закрытия дымохода, из-за чего исключен случайный выброс пламени через зольник. В том случае, когда все же используется заслонка, нужно следить за наличием зазора не меньше 30-40% площади сечения дымоходного канала.

Не нужно монтировать поворотные шиберы для банной печи с периодичным действием, так как закрытая заслонка всегда будет пропускать пар при подаче. Но существует мнение, что в случае, когда поворотный шибер открыт, то дымоходный канал находящийся ниже уровня заслонки довольно трудно в дальнейшем чистить.

Обычно, вместе с дымоходом продается и шибер, так как это обязательная деталь конструкции. Но данный элемент продается и отдельно во всех профильных магазинах. Главное – знать его правильные размеры.

Регулярная чистка дымохода — обязательная мера

Для того чтобы предотвратить возникновение обратной тяги в отопительный сезон, необходимо постоянно проверять чистоту дымоходных каналов до начала использования печи. Основными причинами засоров могут стать большие отложения сажи, отслоение штукатурки с внутренней поверхности стенок дымохода, случайно залетевшие в канал птицы.

Для проверки чистоты необходимо всего лишь посмотреть в дымоход через специальный очистной люк при помощи зеркала, или просто заглянуть в трубу с крыши. В случае если обнаружатся какие-либо загрязнения их необходимо удалить, воспользовавшись специальной щеткой или специальными химическими средствами, которые имеются в свободной продаже во всех специализированных магазинах.

Для того чтобы очистка дымохода производилась, как можно реже, лучше всего будет принять на вооружение один из профилактических методов которые перешли к нам от наших прадедов.

Один из таких методов предполагает, что через каждые 10-12 топок в печи необходимо сжигать алюминиевые банки. Следует отметить, что температура в печи должна быть такой, чтобы банки в течение 5 минут полностью сгорали. Кроме того, при большом количестве сажи в дымоходе, рекомендуется в топке во время горения сжечь полведра начищенной и нарезанной картошки.

Крахмал, который будет выделяться при сгорании, позволит смягчить отложения сажи, из-за чего она сама осыплется со стенок. Время от времени можно забрасывать в топку для сжигания каменную соль, что также позволяет увеличить период между чистками.

Запомните: тяга не должна иметь обратного хода! Иначе возможны серьезные последствия!

При возникновении сильного опрокидывания появляется не только угроза задымления здания, но и высокая вероятность выделения искр, которые могут привести к пожару. Наличие обратной тяги в дымоходе чрезвычайно опасно не только для нормального функционирования отопительного оборудования, но и для здоровья человека. Поэтому при наличии опрокидывания категорически запрещено пользоваться прибора обогрева до устранения проблемы.

Тяга (трубы) — это… Что такое Тяга (трубы)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Тяга.

Тяга трубы — вентиляционный эффект в зданиях и печах который возникает за счёт разницы температур воздуха снаружи и внутри трубы (здания). Эффект возрастает с повышением разницы температур и высоты здания. Иногда этот эффект называют естественной вентиляцией.

Плотность тёплого воздуха меньше, чем плотность холодного воздуха, следовательно давление столба газа (ρgh) у тёплого воздуха меньше. Этот факт приводит к появлению разности давлений внутри и снаружи трубы (здания). Если здание не является герметичным, то за счёт разницы давлений у подножия здания, возникает поток воздуха, направленный внутрь. При этом тёплый воздух вытесняется вверх и выходит через отверстия вверху здания, а холодный воздух проникает внутрь через отверстия внизу здания. Возникает естественная вентиляция воздуха.

Сквозняки в зданиях

Так как никакое здание не может быть абсолютно изолированно (по крайней мере всегда есть входная дверь), то эффект тяги приводит к движению воздуха. Во время отопительного сезона тёплый воздух поднимается вверх и выходит из здания через окна, вентиляционные отверстия или щели, а холодный воздух проникает внутрь через двери, окна или щели. Если летом в здании работают кондиционеры, то происходит обратный эффект — холодный воздух выходит наружу, а тёплый проникает внутрь.

В современных высотных зданиях с замкнутыми внешними контурами эффект тяги может достигать больших масштабов. Поэтому при конструировании таких зданий уделяют внимание борьбе с этим эффектом. Частично это достигается за счёт принудительной вентиляции, частично за счёт встраивания внутренних перегородок. В случае пожара эффект тяги играет большую роль в распространении дыма.

Тяга в печах

Эффект тяги в печах похож на эффект тяги в зданиях, за исключением одного факта — в печах образуются горячие газы продуктов горения, которые имеют большую разницу температур с внешним воздухом. Кроме того, трубы печей почти не создают препятствий на пути газов, что приводит к большой тяге, настолько большой, что в старых зданиях, которые обогревались печами, иногда засасывалось столько холодного воздуха снаружи, что общий тепловой эффект был отрицательным — здание охлаждалось сильнее, чем мог обогреть камин.

Источник тяги

Тяга создаётся за счёт разницы давлений (ΔP) и может быть подсчитана следующим образом. Уравнение даст точное значение для случая воздуха как в трубе так и снаружи трубы высотой h. Если в трубе находится не воздух, а продукты горения, то формула даст только приближённую оценку.

,

где (в единицах СИ):
ΔP	= разница давлений, Па
C	= 0.0342
a	= атмосферное давление, Па
h	= высота трубы, м
To	= абсолютная внешняя температура, К
Ti	= абсолютная внутренняя температура, К

Поток воздуха, вызванный тягой

Поток воздуха за счёт тяги может быть подсчитан следующим образом. Формула действует с теми же ограничениями. A обозначает площадь сечения трубы.

,

где (в единицах СИ):
Q	= поток воздуха, м³/с
A	= площадь сечения трубы, м²
C	= коэффициент, вводимый из-за трения (обычно берутся значения от 0.65 до 0.70)
g	= ускорение свободного падения, 9.807 м/с²
h	= высота трубы, м
Ti	= средняя внутренняя температура, К
To	= абсолютная внешняя температура, К

См. также

Реактивная тяга — Википедия

Направление реактивной тяги в реактивном двигателе показано красной стрелкой

Реактивная тяга — сила, возникающая в результате взаимодействия реактивной двигательной установки с истекающей из сопла струёй расширяющейся жидкости или газа, обладающих кинетической энергией^[1].

В основу возникновения реактивной тяги положен закон сохранения импульса. Реактивная тяга обычно рассматривается как сила реакции отделяющихся частиц. Точкой приложения её считают центр истечения — центр среза сопла двигателя, а направление — противоположное вектору скорости истечения продуктов сгорания (или рабочего тела, в случае не химического двигателя). То есть, реактивная тяга:

• приложена непосредственно к корпусу реактивного двигателя;
• обеспечивает передвижение реактивного двигателя и связанного с ним объекта в сторону, противоположную направлению реактивной струи^[2].

Среди растений реактивное движение встречается у созревших плодов бешеного огурца. При созревании растения его плод отцепляется от плодоножки. Под большим давлением из плода выбрасывается жидкость с семенами, которая направлена в противоположное направление движению плода^[3].

Среди животного мира реактивное движение встречается у кальмаров, осьминогов, медуз, каракатиц, морских гребешков и других. Перечисленные животные передвигаются, выбрасывая вбираемую ими воду.

Формула при отсутствии внешних сил[править | править код]

Если нет внешних сил, то ракета вместе с выброшенным веществом является замкнутой системой. Импульс такой системы не может меняться во времени.

F→p=mp⋅a→=−u→⋅ΔmtΔt{\displaystyle {\vec {F}}_{p}=m_{p}\cdot {\vec {a}}=-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}}, где

mp{\displaystyle m_{p}} — масса ракеты

a→{\displaystyle {\vec {a}}} — её ускорение

u→{\displaystyle {\vec {u}}} — скорость истечения газов

ΔmtΔt{\displaystyle {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}} — расход массы топлива в единицу времени

Поскольку скорость истечения продуктов сгорания (рабочего тела) определяется физико-химическими свойствами компонентов топлива и конструктивными особенностями двигателя, являясь постоянной величиной при не очень больших изменениях режима работы реактивного двигателя, то величина реактивной силы определяется в основном массовым секундным расходом топлива^[1].

Доказательство[править | править код]

До начала работы двигателей импульс ракеты и топлива был равен нулю, следовательно, и после включения сумма изменений векторов импульса ракеты и импульса истекающих газов равна нулю: mp⋅Δv→+Δmt⋅u→=0{\displaystyle m_{p}\cdot \Delta {\vec {v}}+\Delta m_{t}\cdot {\vec {u}}=0}, где

Δv→{\displaystyle \Delta {\vec {v}}} — изменение скорости ракеты

mp⋅Δv→=−Δmt⋅u→{\displaystyle m_{p}\cdot \Delta {\vec {v}}=-\Delta m_{t}\cdot {\vec {u}}}

Разделим обе части равенства на интервал времени t, в течение которого работали двигатели ракеты:

mp⋅Δv→Δt=−ΔmtΔt⋅u→{\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}=-{\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}\cdot {\vec {u}}}

Произведение массы ракеты m на ускорение её движения a по определению равно силе, вызывающей это ускорение:

F→p=mp⋅a→=−u→⋅ΔmtΔt{\displaystyle {\vec {F}}_{p}=m_{p}\cdot {\vec {a}}=-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}}}

Уравнение Мещерского[править | править код]

Если же на ракету, кроме реактивной силы F→p{\displaystyle {\vec {F}}_{p}}, действует внешняя сила F→{\displaystyle {\vec {F}}}, то уравнение динамики движения примет вид:

mp⋅Δv→Δt=F→+F→p⇔{\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\vec {F}}+{\vec {F}}_{p}\Leftrightarrow } mp⋅Δv→Δt=F→+(−u→⋅ΔmtΔt){\displaystyle m_{p}\cdot {\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\vec {F}}+(-{\vec {u}}\cdot {\frac {\Delta m_{t}}{\Delta t}})}

Формула Мещерского представляет собой обобщение второго закона Ньютона для движения тел переменной массы. Ускорение тела переменной массы определяется не только внешними силами F→{\displaystyle {\vec {F}}}, действующими на тело, но и реактивной силой F→p{\displaystyle {\vec {F}}_{p}}, обусловленной изменением массы движущегося тела:

a→=F→p+F→mp{\displaystyle {\vec {a}}={\frac {{\vec {F}}_{p}+{\vec {F}}}{m_{p}}}}

Формула Циолковского[править | править код]

Применив уравнение Мещерского к движению ракеты, на которую не действуют внешние силы, и проинтегрировав уравнение, получим формулу Циолковского^[4]:

mtm=ev→u→{\displaystyle {\frac {m_{t}}{m}}=e^{\frac {\vec {v}}{\vec {u}}}}

Релятивистское обобщение этой формулы имеет вид:

mtm=(c→+v→c→−v→)c→2u→{\displaystyle {\frac {m_{t}}{m}}=\left({\frac {{\vec {c}}+{\vec {v}}}{{\vec {c}}-{\vec {v}}}}\right)^{\frac {\vec {c}}{2{\vec {u}}}}} , где c→{\displaystyle {\vec {c}}} — скорость света.

ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЯГА — это… Что такое ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЯГА?



ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЯГА

ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЯГА — напор, образующийся за счёт разности в плотностях столбов атмосферного воздуха и дымовых (см. дым) газов в газоходах и дымовой трубе (см.). Е. т. возрастает с увеличением высоты трубы, её теплоизоляционных свойств и температуры газов в ней и с уменьшением температуры атмосферного воздуха, т. е. с увеличением градиента температуры по высоте трубы.

Большая политехническая энциклопедия. — М.: Мир и образование. Рязанцев В. Д.. 2011.

• ЁМКОСТЬ
• ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Смотреть что такое «ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЯГА» в других словарях:

• естественная тяга — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN chimney ventilationstack draftSD …   Справочник технического переводчика

• Естественная тяга воздуха —         в шахтах (a. natural draught; natural ventilation; н. naturlicher Luftzug; ф. tirage d air naturel; и. ventilacion natural de aire) движение воздуха в шахтных выработках под действием гл. обр. разл. его плотности (в меньшей степени… …   Геологическая энциклопедия

• Тяга (разрежение) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тяга. Тяга  снижение давления воздуха или продуктов с …   Википедия

• Тяга — [draft, pull; (connecting) rod, stay] в топочных и вентиляциооных устройствах разрежение в участке канала или трубопровода, под действием которого создается поток газа. Тяга бывает естественной, когда движущая сила возникает из за разности… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Тяга (в архитектуре) — Тяга трубы вентиляционный эффект в зданиях и печах который возникает за счёт разницы температур воздуха снаружи и внутри трубы (здания). Эффект возрастает с повышением разницы температур и высоты здания. Иногда этот эффект называют естественной… …   Википедия

• Тяга (в технике) — Тяга в технике, 1) в машиностроении и строительстве часть машины или сооружения, подверженная растягивающим нагрузкам; обычно стержень круглого или прямоугольного сечения, а также из фасонного проката (уголкового, таврового и др. профиля). 2) В… …   Большая советская энциклопедия

• Тяга (трубы) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тяга. Тяга трубы  вентиляционный эффект в зданиях и печах который возникает за счёт разницы температур воздуха снаружи и внутри трубы (здания). Эффект возрастает с повышением разницы… …   Википедия

• Тяга — I Тяга         в технике, 1) в машиностроении и строительстве часть машины или сооружения, подверженная растягивающим нагрузкам; обычно стержень круглого или прямоугольного сечения, а также из фасонного проката (уголкового, таврового и др.… …   Большая советская энциклопедия

• Пересвет (броненосец) — У этого термина существуют и другие значения, см. Пересвет. У этого термина существуют и другие значения, см. Сагами (значения). «Пересвет», с 29.06.1905 «Сагами» (хирагана: さがみ, катакана:　サガミ, иероглифы: 相模) с 9.04.1916 «Пересвет» …   Википедия

• Сагами (броненосец) — «Пересвет», с 29.06.1905 «Сагами» (хирагана: さがみ, катакана:　サガミ, иероглифы: 相模) с 9.04.1916 «Пересвет» Основная информация Тип …   Википедия

Понятие о тяге

Навигация:
Главная → Все категории → Машинист котельных

Понятие о тяге Понятие о тяге

Для нормальной работы котлоагрегата необходимо непрерывно подводить в топку воздух определенного объема и отводить по газоходам в атмосферу образующиеся газообразные продукты сгорания.

Внешняя побудительная сила, заставляющая воздух проникать в топку, а образовавшиеся газообразные продукты сгорания совершать движение по газоходам котлоагрегата и удаляться по дымовой трубе в атмосферу, называется силой тяги. Отношение силы тяги к площади сечения дымовой трубы называется тягой.

Различают естественную тягу, создаваемую дымовой трубой, и искусственную, создаваемую дымососом или паровым эжектором.

Действие дымовой трубы основано на законе сообщающихся сосудов. Столб атмосферного воздуха, давящий слева на колосниковую решетку, топочная камера, газоходы котла и дымовая труба представляют систему сообщающихся сосудов. Пока температура воздуха в котельной и в дымовой трубе одинакова, в этой системе будет соблюдаться равновесие, так как столб наружного воздуха слева и столб воздуха, заполняющего дымовую трубу справа, будут иметь одинаковый вес (силу тяжести) и уравновешивать друг друга.

Рис. 1. Схема установки простого тягомера

Для измерения тяги применяют специальные приборы — тягомеры.

Тягомеры бывают разных конструкций. На рис. 1 изображен простой жидкостный тягомер, состоящий из изогнутой в виде колена стеклянной трубки, заполненной до середины своей высоты жидкостью (водой или ртутью).

При открытых концах трубки жидкость будет находиться в обоих коленах на одном и том же уровне, так как давление на оба колена одинаково. Если же один конец тягомера оставить открытым, а другой завести в газоход котлоагрегата, например, у основания дымовой трубы перед дымовой заслонкой, то жидкость в открытом колене опустится, а в колене, присоединенном к газоходу котлоагрегата, поднимется. Это объясняется тем, что на левое открытое колено оказывает давление атмосферный воздух, а на правое колено — газообразные продукты сгорания, находящиеся под давлением, несколько меньшим атмосферного (так как они потеряли часть своего давления при движении по газоходам котлоагрегата).

Выступающий столбик жидкости в правом колене, присоединенном к газоходу котлоагрегата, уравнивает в тягомере давления газообразных продуктов сгорания и атмосферного воздуха. Разница столбиков жидкости в обоих коленах тягомера указывает на разрежение или тягу в измеряемом месте.

Отсчет ведут в паскалях (Па) или в прежних единицах — миллиметрах водяного столба (мм вод. ст.) по прикрепленной к тягомеру шкале.

Предположим, что в борове у основания дымовой трубы отсчет по тягомеру показал 100 Па (или 10 мм вод. ст.). Это означает, что давление газообразных продуктов сгорания у основания дымовой трубы на 100 Па (10 мм вод. ст.) меньше атмосферного. Эта разность давлений, создаваемая дымовой трубой, и является побудительной силой, заставляющей воздух поступать в топку, а газообразные продукты сгорания двигаться от топки к дымовой трубе.

Имея показания тягомера в двух точках газового тракта, можно по их разности определить сопротивление движению газов между этими измеряемыми точками. Например, если показание тягомера, т. е. разрежение перед водяным экономайзером, равно 300 Па (30 мм вод. ст.), а после него 480 Па (48 мм вод. ст.), то газовое сопротивление водяного экономайзера равно 480—300 Па = 180 Па (18 мм вод. ст.).

Разрежение увеличивается по мере удаления от топочной камеры, где оно равно 20—30 Па (2—3 мм вод. ст.), к основанию дымовой трубы, где разрежение составляет у котлоагрегата с естественной тягой 100—300 Па (10— 30 мм вод. ст.), а у современных мощных котлоагрегатов с искусственной тягой 1—2 кПа (100—200 мм вод. ст.). Это объясняется тем, что газообразные продукты сгорания теряют часть своего давления по мере их продвижения по газоходам котлоагрегата к дымовой трубе.

Наименьшее разрежение наблюдается вверху топочной камеры, наибольшее — у основания трубы. Если топочная камера имеет большую высоту, то вследствие заполнения ее газообразными продуктами сгорания с высокой температурой топка действует как дымовая труба, т. е. в ней развивается с а м о т я г а. Благодаря самотяге в верхней части топочной камеры устанавливается разрежение меньшее, чем в нижней ее части. В отдельных случаях в верхней части топочной камеры создается давление больше атмосферного: это может привести к выбиванию пламени и газов из топки, что недопустимо. Обычно в верхней части топочной камеры поддерживают разрежение 20—30 Па (2—3 мм вод. ст.) при естественном поступлении воздуха в топку и 5—10 Па (0,5—1 мм вод. ст.) при принудительной подаче воздуха дутьевым вентилятором.

Сопротивление движению газов и воздуха зависит от их скорости в квадрате; это значит, что при увеличении объема воздуха или газов в 2 раза скорость их возрастает в 2 раза, а сопротивление движению в 4 раза.

Похожие статьи:
Оказание первой помощи при отравлениях, ожогах и поражениях электрическим током

Навигация:
Главная → Все категории → Машинист котельных

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Какие факторы влияют на силу тяги камина, печи или дымохода? ― ООО «Товкис»

Одним из самых важных параметров, определяющим эффективность работы печи или камина, является сила тяги дымохода. Само явление тяги способно образовываться только тогда, когда воздух в канале трубы дымохода разрежается, в результате чего появляется дымный поток. Примечательно, что в каминных дымоходах тяга возникает естественным путем благодаря тому, что температура и плотность дыма и воздуха разные.

Тяга и дымоходы

Принято считать, что дымоход в камине или печи нужен только для того, чтобы отводить все продукты сгорания в атмосферу (пепла, газов, сажи, дыма, копоти), а попросту говоря — чтобы предотвратить появление гари в помещении, где расположен источник огня. Это, конечно же, важная функция, но не единственная.

По сути, дымоход является неким аналогом вытяжки, которая способна нейтрализовать из комнаты ненужные соединения. Все это обеспечивает тяга в дымоходе. А для того чтобы она была достаточно сильной, нужна правильная конструкция дымохода. Сам диаметр дымоотводной трубы специалисты рассчитывают в зависимости от размера помещения и количества выделяемых продуктов сгорания.

Для того чтобы копоть и сажа не оседали на стенках трубы, препятствуя нормальной циркуляции воздуха, их поверхность должна быть гладкой и ровной, безо всяких выступов, щелей и выбоин — таким образом, сажа не сможет «зацепиться» за что либо. Кроме того, наружная часть трубы под действием ветра и агрессивных газов способна разрушаться и поэтому нужно постоянно следить за ее исправностью.

В целом, если вы хотите, чтобы тяга в печи или камине была хорошая, то придется за ним регулярно ухаживать. Любая печь-камин в Санкт-Петербурге, Казани, Ростове — в любом городе с разным климатом требует ухода. После каждого отопительного сезона нужно прочистить трубы при помощи химических средств, обычной щетки или пылесоса. Следите за тем, чтобы в трубы не попадала влага, иначе зимой она застынет, а лед повредит их стенки. Если вы не можете или не хотите самостоятельно чистить трубы, то можно обратиться специалистам, которые выполнят эту работу за вас.

Тяга и строение дома

Одним из самых важных факторов работы дымохода является место его расположения, а именно, у какой из стен он расположен. Если стена наружная, то она будет намного холоднее, чем остальные стены, а значит, газы, которые будут по ней проходить, тоже будут более холодными. А если ваша печь-камин в Санкт-Петербурге, Москве или другом северном городе, то учтите, что зимы там более суровые, а температура более низкая. Таким образом, газы будут приближаться к наружной температуре и слишком охладятся.

Охлажденные газы приводят к тому, что образовывается вредный конденсат, который застывает и повреждает стенки трубы. Из-за этого сажа скапливается на изгибах и выбоинах поверхности, препятствуя циркуляции воздуха и тем самым снижая силу тяги. Охлаждение газов дымохода приводит к образованию вредного конденсата. Поэтому все специалисты по возведению печей и каминов настоятельно рекомендуют воздерживаться от сооружений труб около наружных стен.

Еще одно предостережение касается применения в печах многооборотных систем, то есть пять и более последовательных горизонтальных и вертикальных соединений. Закругления, подвертки, повороты вызывают в дымовых каналах дополнительные сопротивления из-за изменения направления уходящих газов. Газ, двигаясь по трубам с большим количеством изгибов, будет встречать сопротивление, поэтому желательно, чтобы конструкция дымохода была прямая.

Во время конструирования печи нужно учесть еще один момент: на горизонтальных участках дымохода уходящие газы встречают большее сопротивление, чем на вертикальных. Поэтому классическим и самым оптимальным вариантом для прокладки каналов является вертикальный. По возможности следует избегать таких участков здания или боровов, где возможен лишь горизонтальный лежачий канал.

Тяга и законы физики

Таковы уж законы физики: во время отопительного сезона, когда воздух снаружи помещения очень холодный, тяга в дымоходе зависит от того, насколько высока температура газа, выделяемого при сгорании топлива. На первый взгляд можно попытаться повысить тягу за счет большего количества топлива, но это не целесообразно с материальной точки зрения.

Как мы уже рассмотрели, тяга в дымоходе возникает только в том случае, если между температурой и плотностью газа внутри дымохода и кислородом снаружи есть различие. Но баланс этот устанавливается довольно трудно: газ должен беспрепятственно и с нужной скоростью проходить по трубе, чтобы на выходе взаимодействовать с кислородом. Горизонтальные участки трубы на это негативно влияют.

Еще один немаловажный фактор, влияющий на силу тяги — это погодные условия. Возьмем, к примеру, печь-камин в Санкт-Петербурге и аналогичную в Сочи. Мы примем во внимание, что обе семьи позаботились об удачном их расположении и регулярной чистке. Но зимой в сочинском камине тяга будет несколько хуже, чем в петербуржском. Чем это вызвано? Ответ прост: из-за более холодной температуры северного климата разрежение в дымовой трубе будет лучше, что усилит тягу.

Кроме того, газ, проходя по трубе, набирает определенную скорость, в результате чего между ним и стенками поверхности возникает сила трения. Чем больше эта сила, тем меньше сила тяги. Чтобы этого избежать, внутренние поверхности при закладке покрывают гладким материалом, а сам владелец должен регулярно отчищать сажу и копоть, которые также усиливают трение.

Прямую длинную трубу гораздо легче и удобнее чистить, поэтому некоторые владельцы, если на это позволяет конструкция дома, решают удлинить трубу дымохода. При этом сама конструкция дымохода не меняется. Оптимальной длиной считается не более шести метров от оголовка трубы до решетки камина. Таким образом, мы плавно подошли к вопросу: каким же образом тяга в печи или камине может быть рационально увеличена?

Способы улучшения силы тяги

Вопрос об улучшении тяги немаловажен, если конечно вы хотите, чтобы поленья в вашем камине хорошо горели, а печь элементарно работала. Из-за слабой тяги камин, котел или печь могут работать совсем не так как нужно: топливо не будет полностью сгорать, дымоотвод не будет работать и комната наполнится дымом. Поэтому, если естественной тяги, возникающей под действием гравитации, не хватает, ее можно улучшить искусственно.

Один из способов мы уже упоминали выше — это удлинение трубы для дымохода. Но длинная дымовая труба сама по себе — это не гарантия хорошей тяги. Очень часто внутренние ее стенки покрывают керамической черепицей, которая очень часто покрывается копотью и нагаром. Это покрытие можно сменить более гладким, например железным.

Проверьте, герметична ли ваша труба. Если это не так, то отверстия либо покроются пресловутой сажей, либо будут выпускать газ. В обоих случаях это негативно влияет на тягу. Покройте отверстие вставкой нержавеющей стали — и проблема решена.

Еще один способ улучшения — это установка насадки на дымоход. Такие конструкции позволяют применять силу ветра, благодаря которой возникает особая зона разряженного воздуха. Благодаря этому отработанные газы вырываются наружу намного быстрее обычного. А если вы живете в районе, где много высоких деревьев, препятствующих циркуляции воздуха, то такие насадки просто необходимы, чтобы возникала тяга в печи.

Есть и другие способы, благодаря которым сила тяги любого дымохода повышается. Все они используют особенности конструкции дымохода, а также местом его расположения в помещении. Об этом вы сможете проконсультироваться в строительной компании соответствующего направления.

Тяга (авиация) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 16 марта 2015; проверки требуют 3 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 16 марта 2015; проверки требуют 3 правки. У этого термина существуют и другие значения, см. Тяга. Четыре силы, действующие на самолёт

Тяга (англ. thrust) — сила, которая вырабатывается двигателями и толкает самолёт сквозь воздушную среду. Тяге противостоит лобовое сопротивление. В установившемся прямолинейном горизонтальном полёте они приблизительно равны. Если пилот увеличивает тягу, добавляя обороты двигателей, и сохраняет постоянную высоту, тяга превосходит сопротивление воздуха. Самолёт при этом ускоряется. Довольно быстро сопротивление увеличивается и вновь уравнивает тягу. Самолёт стабилизируется на постоянной, но более высокой скорости. Тяга — важнейший фактор для определения скороподъёмности самолёта (как быстро он может набирать высоту). Вертикальная скорость набора высоты зависит не от величины подъёмной силы, а от того, какой запас тяги имеет самолёт.

Тяга (сила тяги) — действующая (движущая) сила, развиваемая на земле или в воздухе движителем (воздушным винтом или реактивным двигателем), установленным на летательном аппарате, в зависимости от режима полёта и оборотов вала (ротора) двигателя. В аэродинамическом расчёте приняты следующие определения тяги: потребная, располагаемая и избыточная.