Расчет тяги трубы дымовой: как рассчитать и усилить тягу в печной трубе – расчет высоты и сечения, проверка уровня тяги, правила и онлайн-калькулятор

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы: формулы и примеры

Печь или камин неспроста называют «сердцем дома». Но приручение огня внутри жилой постройки предполагает целый ряд действий и длинный свод правил. Ведь любые ошибки в проектировании дымохода обходятся слишком дорого, начиная с удушливого дыма внутри помещения и заканчивая пожаром. И чаще всего все начинается с нарушения тяги и разрушения стенок дымохода, а затем возгораются прилегающие строительные конструкции.

Сегодня выполнение расчетов высоты дымовой трубы зачастую производят через специальные программы, хотя опытные специалисты обязательно проверяют полученные значения вручную, при помощи формул, с которыми есть смыл познакомиться ради душевного спокойствия.

Они не сложны, для их понимания достаточно школьных знаний геометрии и умения подставлять значения в нужное место. А мы, в свою очередь, постараемся объяснить вам, почему так важен каждый показатель для определения высоты дымоходной трубы, и как именно он на нее влияет.

Согласно всем строительным нормам и правилам, дымоход должен возвышаться над кровлей на определенном расстоянии. Это необходимо для того, чтобы воздуха на выступающих частях крыши ввиду завихрений не вызывал обратную тягу.

Обратную тягу воочию можно встретить в виде дыма, который валит из камина прямо вовнутрь помещения. Но и лишняя высота дымохода тоже не нужна, иначе тяга станет слишком сильной и тепла от такого камина не дождаться: дрова будут испепеляться, как спичка, не успевая давать жар.

Вот почему так важно рассчитать высоту дымоходной трубы максимально точно, в особенности учитывая направление действующих на местности ветров:

Если труба оказалась расположенной слишком близко к густым деревьям или высокой стене, ее необходимо нарастить асбестоцементной или стальной трубой.

В этом видео вы также найдете ценные советы по устройству дымохода и решения проблем с его высотой:

На саму силу тяги оказывают воздействие сразу несколько важных факторов:

• материал изготовления дымохода;
• высота фундамента над уровнем моря;
• температура дымовых газов на выходе из печи;
• форма поперечного сечения дымоходной трубы;
• гладкость или шероховатость внутренней поверхности;
• нарушение внутренней герметичности дымохода;
• температура и влажность наружного воздуха;
• вентиляция помещения с котлом или печью;
• полнота сгорания топлива;
• степень загрязнения котла (или печи) и дымохода;
• тип используемой горелки (модуляционная она или дискретная).

Первым делом вам нужно определить величину статической тяги дымохода, а измеряется в величине ∆p [Па]. Вот формула для расчета:

h[м]=(∆p·Tp·Tн)/(3459·(Tp-1,1·Tн))

Тр – это средняя температура в трубе, а Тн

– наружная температура. Измеряют ее по умолчанию в градусах по шкале Кельвина, но можно указать и по Цельсию, добавив +273.

Вычислить среднюю температуру не сложно. Обычно ее сообщают в технических данных к котлу, но важно также учитывать охлаждение. Это 1 градус на каждый метр кирпичной трубы, 2 градуса на метр стальной изолированной и 5 градусов на неизолированной.

При этом значение наружной температуры желательно брать то, что характерно для лета как самого проблемного времени для тяги:

Сделайте аэродинамический расчет и узнаете точную необходимую высоту и диаметр дымовой трубы. Сама по себе величина тяги означает разницу плотностей воздуха и дымового газа, умноженные на высоту дома. Именно 5 метров дымохода обеспечивают разрежение и тягу для дыма.

Но что делать, если высоту трубы уже выше ставить нельзя, а тяга по определенным причинам еще недостаточна? Такое нередко бывает, когда дымовые газы остывают слишком быстро, особенно в холодное время года. Тогда для восстановления тяги нужный участок трубы просто утепляют.

Также помните, что реальная тяга всегда меньше статической из-за сопротивления движения газов внутри стенок трубы. Чем уже проходное сечение дымохода, и чем больше в нем изгибов, горизонтальных участков и тому подобное – тем хуже будет тяга, ведь на тягу влияет потеря давления по всей длине трубы.

Еще одна проблема, связанная с высотой дымохода, заключается в холодном воздухе из камина. Так, когда он не работает, из него выпускают холодный воздух с улицы. Происходит это тогда, когда оголовок дымохода находится ниже окончания вентиляционной вытяжки, или когда мансарда слишком большая и плохо утеплена.

Идем дальше. Какие дымоходы сегодня устанавливают чаще всего? Это кирпичные, керамические и из изолированной и неизолированной стали.

И в первую очередь, при проектировании дымохода, вычисляют его его минимальные показатели пропускной способности. Если здесь допустить ошибки, дымовые газы станут скапливаться внутри трубы и доставлять немало проблем.

Общая схема расположения дымохода выглядит так:

Если температура отходящих газов невысока, как у современных низкотемпературных котлов, тогда в верхней части дымохода устанавливают так называемые электрические дымососы.

Они представляют собой небольшой вентилятор с лопастями. Такое устройство принудительно убирает продукты сгорания из трубы, усиливая, тем самым, силу тяги. И тогда сила тяги уже не влияет напрямую на высоту дымохода, ведь ее добиваются другим способом, а не «ловлей ветра».

Если дополнительного приспособления нет, тогда ветер ловить все-таки придется. И в этом случае нужно отталкиваться от имеющейся мощности котла, печи или камина, которые можно узнать из технической документации. Она выражается в том количестве топлива, которое сжигают за один час работы.

Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600

Результат получится в м³/с. Это – скорость движения газов в трубе. Сечение трубы вычисляем уже по такой формуле:

F = π∙d²/4

И полученное значение определяют в м². Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Остальные характеристики почти одинаковы у большинства отопительных приборов. Так, скорость выхода газов в дымоходе обычно не меньше, чем 2 метра в секунду, а температура газов на входе в трубы – от 150 до 200 градусов.

Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н₂О, или 4 Па:

Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.

Имеет значение также сам кровельный материал, а именно – его горючесть. Так, при пожаробезопасном покрытии высоту трубы следует увеличить на 1-1,5 метра, чтобы искры не долетали до кровли:

Большое значение также имеет то, насколько близко сам дымоход расположен к коньку кровли, парапету или других его элементов:

Итак, что касается возвышения дымовых труб над крышей, существуют такие правила:

1. Не меньше, чем 1,2 метра над плоской кровлей.
2. Не меньше, чем 50 см над коньком кровли, если труба расположена до 1,5 метра от конька.
3. Не ниже уровня конька, если труба расположена от 1,5 до 3 м от конька.
4. Не ниже линии, которую можно провести от конька вниз к горизонту под углом 10 градусов, если труба расположена от конька более 3 метров.

При этом дымовой канал должен находиться от других элементов строения на определенном расстоянии, минимум:

• 150 мм для труб с изоляцией;
• 500 мм для труб без изоляции.

Минимальная разрешенная высота трубы – 50 см. Но это слишком низкие трубы, которые разрешено ставить только на плоских крышах без каких-либо выступов. Если же крыша с более сложной конфигурацией, придется повозиться и учесть все выступающие части.

Так, если все эти части находится на расстоянии от 1,5 метров от самой трубы, тогда трубе достаточно быть просто выше, чем все эти элементы. Если они ближе, чем 1,5 метров, тогда дымоход должен превышать их высоту минимум на 59 см:

Существуют также свои правила монтажа дымохода через крышу и стену. Вот пример монтажа трубы прямо через кровлю:

Выдержать высоту дымохода в 5 метров от колосника топки до верхнего среза трубы не сложно, если был построен одно- или двухэтажный дом. Но проблемы возникают, если камин был установлен на верхнем мансардном этаже – здесь недостаточна высота потолка и чердака.

Немного по-другому происходит монтаж дымохода через стену дома или бани:

Отметим, что печи к дымоходам следует присоединять при помощи дымоходных труб длиной не более 0,4 м.

Одним словом, пропускная способность дымоходной трубы должна обеспечить беспрепятственное прохождение дыма и его выход в атмосферу. Причем здесь немаловажен и экологический момент, а именно, правильно ли продукты сгорания топлива рассеиваются в атмосфере.

Так, при строительстве коммерческих и заводских предприятий учитывают определенные санитарные нормы. А они зависят от погодных условий местности, типичной скорости потока масс воздуха, рельефа ландшафта и многих других факторов.

Итак, какое значение получилось у вас и равно ли оно точно 5 метрам?

методика расчета тяги, высоты при естественной тяге, диаметра устья

Содержание:

Проектирование любой котельной промышленного или бытового назначения предполагает монтаж одной дымоходной трубы для всего оборудования. Самым важным моментом при составлении проекта  являются расчеты аэродинамических параметров дымовой трубы.

Трубная конструкция может быть кирпичной, стеклопластиковой или железобетонной. Сталь для ее изготовления используются только в том случае, если подобный выбор оправдывается технической и экономической выгодой.

Основные параметры дымовой трубы промышленного назначения

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

Вычисление аэродинамических показателей

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Размер конструкции по высоте

Расчет высоты трубы котельной должен быть экологически обоснован. Этот параметр высчитывается на основании данных, которые показывают рассеивание в атмосферных слоях вредных продуктов, образующийся в процессе сгорания топлива. Читайте также: «Какой должна быть дымовая труба котельной – виды, особенности, стандарты и преимущества вариантов».

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы при естественной тяге необходимо проводить с соблюдением определенных Санитарных Норм и Правил для предприятий коммерческого и заводского типа. При этом особое внимание уделяется фоновой концентрации вредных выбросов. Читайте также: «Какая высота дымовой трубы нужна над крышей – нормы и правила».

Последний параметр зависит от следующих факторов:

• Метеорологический режим атмосферы в определенном регионе.
• Скорость движения воздушного потока.
• Рельефные особенности местности.
• Температурные значения отводимого газа.

В процессе проектирования конструкции для отвода вредных продуктов сгорания топлива определяются такие показатели:

• Оптимальный размер трубы по высоте.
• Максимальное допустимое значение объема вредных выбросов в атмосферный слой.

Показатели прочности и устойчивости трубы

Конструкция трубы также определяется соответствующими расчетами, которые предусматривают комплексное вычисление оптимальной устойчивости и прочности конструкции.

Эти расчеты необходимо проводить для того, чтобы определить способность дымовой трубы противостоять воздействию следующих факторов:

• Сейсмическая активность.
• Поведение почвы.
• Нагрузки от ветра и снега.

Во внимание принимаются и другие функциональные особенности трубы:

• Масса конструкции.
• Колебание оборудования динамического характера.
• Расширение под воздействием определенной температуры.

Определение прочностных характеристик позволяют сделать правильный выбор конструкции и формы дымовой трубы. В соответствии с поведенными вычислениями выполняют расчет основания под возводимое сооружение: определяется его конструкция, величина заглубления и площадь подошвы.

Тепловые расчеты

Теплотехнические расчеты проводятся с определенной целью:

• Определить показатели расширения исходного материала под воздействием определенной температуры.
• Установить температуру наружной оболочки.
• Выбрать тип и толщину утеплительного материала.

Расчет размеров бытовой дымовой трубы

Важный параметр бытового устройства для отвода вредных продуктов сгорания топлива – это диаметр устья дымовой трубы, то есть размер ее верхней части. Для определения значений этого показателя не нужно выполнять сложных расчетов, достаточно учесть некоторые данные и выполнить расчеты по несложной схеме.

При известном количестве сжигаемого топлива по специальной формуле можно определить объем входящих в трубу газов.

Зная, с какой скоростью газы передвигаются по трубе, можно вычислить площадь ее сечения. А воспользовавшись формулой определения площади круга, не сложно найти наружный диаметр трубы.

Основное значение имеет мощность котла, другими словами, какое количество топлива может сгорать за час в определенном устройстве. Такие данные обязательно указывает производитель в паспорте оборудования.

Другие данные для бытовых конструкций, необходимые для выполнения расчетов, имеют примерно одинаковое значение:

• Температурные показатели входящих в трубу газов – 150-200⁰С.
• Скорость движения газов по дымоходу – 2 м/с и более.
• Размер по высоте дымовой трубы на бытовой котельной  должен быть не менее 5 метров от колосника. Эта величина контролируется Санитарными Нормами и Правилами.
• Естественный напор отводимого газа – не менее 4 Па на 1 метр.

В некоторых случаях возникает необходимость произведение расчета тяги дымовой трубы. Эта величина определяется произведением высоты сооружения на разность между плотностью воздуха и аналогичным параметром дымового газа.

Зная количество сжигаемого топлива, рассчитывается мощность котла или другого оборудования.

Принимая во внимание определенное значение теплового коэффициента, высчитывают тепловые потери трубы на 1 метр.

На основании постоянных значений и полученных результатов вычисляют значение естественного напора выходящего газа.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что методика расчета дымовой трубы и бытового, и промышленного назначения позволяет определить важные параметры возводимой конструкции.

Расчет дымовой трубы

Расчет дымовой трубы

Элементарное объяснение явления тяги было дано в гл. IV. Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.

В этой формуле удельный вес воздуха и газов γ_в и γ_г принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γ_г = γ_в=1,3 кг/нм³, ошибка получается ничтожной), получают

Когда задвижка открыта и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное

По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха. Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.

Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:

а) для железных нефутерованных труб

где D — суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.

Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Т_тр значением (Т_тр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.

Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.

Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:

откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.

Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле

Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :

Расчет дымовой трубы, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при t_в= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.

Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл. 52.

Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.

Расчет тяги дымовой трубы: гарантия отлаженной работы отопительной системы

Содержание статьи

Работа отопительных систем напрямую зависит от того, насколько качественно сделан дымоход. Грамотный расчет тяги дымовой трубы играет в этом решающую роль. В нем учитываются различия внутренней и наружной температуры воздуха, а также плотность образующихся газов. Следует помнить, что плохая тяга отражается на здоровье и жизни людей. Когда она недостаточная, а еще хуже, обратная, токсичные продукты сгорания топлива не выходят наружу, а отравляют жилые помещения. По каким причинам это происходит и как предотвратить такую опасность, расскажет данная статья.

Причины образования обратной тяги     

Показатель тяги считается нормальным, если составляет 10-20 Па. При меньших значениях продукты отработки топлива остаются в помещении. Происходит это по нескольким причинам:

• Ошибки в расчете высоты дымовой трубы при естественной тяге. Они связаны с неправильным определением диаметра и высоты дымохода по отношению к топке.
• Заниженная высота дымохода. Из-за этого существует небольшая разница в перепаде давления и, как следствие, происходит уменьшение тяги.
• Резкое изменение окружающей среды. Оно может возникнуть из-за дождя, тумана, сильного ветра и повышенной температуры воздуха.

  На отвод отработанных газов влияют погодные условия

• Возникновение узких оборотов дыма. Они способствуют удержанию газов внутри дома. Когда конек расположен на более высоком уровне по отношению к каналу, отводящему дым, при определенном направлении ветра происходит резкое «опрокидывание» тяги.
• Находящееся поблизости высокое здание. Из-за него образуется зона ветрового подпора, которая оказывает сопротивление естественной тяге дымовой трубы.
• Недостаточный приток воздуха и проблемы с работой внутренней вентиляции.

Кроме основных причин существуют и другие негативные факторы.

Обратите внимание! Часто для устранения проблемы нужно немногое – всего лишь прочистить канал дымохода.

От правильного расчета дымовых труб зависит качество отопления

Определение величины тяги

Для определения показателя тяги в дымоходе существует специальный прибор – анемометр. Он работает при условии, что воздушный поток имеет скорость больше 1 м/с.

На заметку! Если замеры проводятся в период межсезонья, анемометр может ошибаться. В это время разница в температурах воздуха и помещения является минимальной, поэтому потоки воздуха едва ощутимы. Для точного замера лучше пригласить специалиста, который имеет высокочувствительный прибор.

Существуют и народные способы оценки тяги, например:

• Посмотрите, есть ли в доме дым. Когда он виден невооруженным глазом, это свидетельствует об отсутствии тяги.
• Проанализируйте цвет пламени. Если оно белого оттенка и при этом слышен гул, это говорит о повышенной тяге. Темные апельсиновые язычки пламени подтверждают ее недостаток. Признаком нормального оттока дыма является золотисто-желтый огонь.
• Понаблюдайте за тем, отклоняется ли в сторону пламя горящей спички или подожженного листа бумаги, когда их подносят к дымоходу.
• Установите в дымовом капюшоне зеркальце и поверните его в сторону канала. Если все нормально, оно не запотеет. Образование конденсата свидетельствует о проблемах с удалением дыма.

Дефлекторы эффективны во время ветреной погоды

Способы усиления оттока дыма

После выявления проблем, которые привели к плохому отводу дыма, необходимо произвести увеличение тяги дымовой трубы. Существуют различные способы усиления оттока газов в дымоходе.

1. Установка дефлектора. Действие данного аэродинамического устройства основано на эффекте падения давления воздуха во время обтекания им препятствий. Модель выбирается в зависимости от значений ветровой нагрузки и диаметра дымохода. Такие приборы эффективны при сильном ветре и почти бесполезны при его отсутствии (даже способны уменьшить тягу). Лучшим вариантом считают изделия из нержавейки.
2. Монтаж стабилизатора. По виду он напоминает зонтик, который устанавливается на дымовой трубе. Под ним находится открытый участок, благодаря чему происходит беспрепятственный доступ воздуха. Такая конструкция дает возможность проводить контроль величины воздушного потока. Под колпак зонтика можно установить датчик, который будет регистрировать температуру поднимающегося дыма. Прибор срабатывает и оповещает о проблеме, когда при плохой тяге происходит скопление продуктов сгорания и нагревание термодатчика.

   Тяга зависит от высоты трубы

3. Увеличение высоты дымохода. Это самый простой способ, как увеличить тягу в дымовой трубе. При изменении высоты конструкции не забывайте о здравом смысле и помните, что оптимальный размер дымового канала — 5-6 метров. Они считаются от верхней части трубы до колосниковой решетки. Стоит учесть, что тяга уменьшается на наклонных и горизонтальных участках, поэтому их желательно исключить.
4. Применение ротационных турбин. Их устанавливают над оголовком дымохода. Вращение насадки происходит всегда в одном направлении, благодаря чему создается разряжение воздуха и увеличивается тяга. Устройство функционирует только, когда есть ветер.

Видео-совет: как увеличить тягу дымовой трубы

Как вы поняли, безопасная и эффективная работа приборов отопления напрямую зависит от качества тяги. При первых признаках ее уменьшения, срочно устраняйте неисправности, чтобы углекислый газ не попал в помещение. Если ремонт вам не по силам, обратитесь к специалистам. Будьте здоровы!

Понравилась статья? Поделитесь ей:

видео-инструкция по монтажу своими руками, методика, высота, цена, фото

Эффективность отопительного котла в котельных, как известно, зависит от тяги. В свою очередь на силу тяги влияет уровень барометрического давления, температура воздуха на улице, температура продуктов горения, а также параметры дымоотводящей трубы, расчет габаритов которой выполняется с особенной точностью. В данной статье мы вкратце рассмотрим методику того как выполняется расчет дымовой трубы при естественной тяге.

Дымовая труба котельной

Общие сведения

Дымоотводящие трубы строят из самых разных материалов, это может быть:

• Кирпич;
• Стеклопластик;
• Железобетон и пр.

В частности, в последнее время пользуются популярностью модульные конструкции, выполненные из нержавеющей стали, которые собираются из отдельных частей, как конструктор. Они достаточно прочные и долговечные, в то же время цена материалов вполне приемлемая. Однако, вне зависимости от материала конструкции, ее монтаж выполняют только после подготовки проекта, выполненного на основе ряда многоступенчатых расчетов.

На фото – дымовая труба из нержавейки

Проект очень важен, к примеру, при недостаточной высоте дымохода, тяга в системе может оказаться слишком слабой для поддержания процесса горения в камере сгорания котла. Для устранения этого дефекта необходимо устанавливать дымососы, которые обеспечивают искусственную тягу, что приводит к дополнительным затратам.

Кроме того, важным параметром дымовой трубы является экологичность – отвод газов в атмосферу и дальнейшее их рассеивание должно осуществляться на высоте, превосходящей все имеющиеся в округе постройки.

Расчет дымохода подразумевает определение сразу нескольких параметров:

• Аэродинамические данные;
• Определение высоты;
• Расчет прочности.

Далее ознакомимся с особенности всех этих расчетов.

Проектирование промышленных дымоходов подразумевает выполнение сложных расчетов

Расчет дымохода

Аэродинамический расчет

Эта часть проектирования позволяет узнать пропускную способность конструкции. Данный параметр должен обеспечивать беспроблемный отвод продуктов сгорания при работе котельной на полную мощность.

Неправильно рассчитанная пропускная способность дымохода может стать причиной скопления дыма в котле или тракте. Поэтому инженерные вычисления диаметра будущего сооружения осуществляются специалистами, которые обладают соответствующим профильным образованием.

Особенности определения высоты трубы

Как уже было сказано выше, при проектировании дымоотводящей конструкции необходимо обосновать ее размеры с экологической точки зрения. При этом должен быть учтен расчет рассеивания вредных веществ в окружающей среде, которые образуются в процессе сгорания топлива.

Дымоход должен быть выше близлежащих построек

Также следует отметить, что расчет высоты дымовой трубы котельной должен соответствовать санитарным нормам, которые предъявляются к коммерческим и заводским предприятиям. Причем, обязательно должна быть учтена фоновая концентрация опасных элементов в атмосфере, которая была получена в результате функционирования других источников загрязнений.

Помимо этого, высота конструкции зависит и от ряда других факторов, таких как:

• Метеорологический режим атмосферы на участке расположения котельной;
• Температура отводимых газов;
• Средняя скорость воздушного потока;
• Тепловой расчет;
• Аэродинамический расчет;
• Рельеф местности и пр.

Объем выбросов вредных веществ в атмосферу должен быть ограниченным

Обратите внимание!
Исходя из допустимого объема выброса загрязнений, определяется и оптимальная высота конструкции.
В связи с тем, что в большинстве густозаселенных пунктов обстановка неблагополучная, чаще всего сооружение возводят выше расчетных данных, которые соответствуют минимально возможному уровню.
Что касается малозаселенных населенных пунктов, то при определении высоты дымохода ориентируются на высоту сооружений других котельных.

Таким образом, на этом этапе проектирования определяется не только высота сооружения, но и максимально допустимое количество выбросов в атмосферу.

Тепловой расчет

Тепловой расчет выполняют для определения следующих параметров:

• Температурного расширения материала, из которого будет построена конструкция;
• Максимальной температуры наружного кожуха конструкции;
• Типа и необходимой толщины теплоизоляционного материала.

Расчет необходим и для определения конструкции дымохода

Прочность и устойчивость

Итак, на тягу в первую очередь влияет:

• Диаметр сооружения;
• Высота конструкции;
• Количество сжигаемого топлива в котельной.

От всех этих параметров зависят габариты сооружения, от которых, в свою очередь, зависит его фундамент.

Правда, помимо габаритов, для расчета устойчивости конструкции берут во внимание следующие факторы:

• Поведение грунта;
• Сейсмическую активность;
• Снеговые и ветровые нагрузки.

Устройство фундамента дымохода

Исходя из всех этих данных, определяют следующие параметры фундамента:

• Его конструкцию;
• Площадь подошвы;
• Глубину заложения и пр.

Кроме того, прочностные характеристики позволяют не только выполнить расчет фундамента, но и определить наиболее оптимальную форму и конструкцию ствола.

Расчет бытового дымохода

Для определения параметров дымовой трубы бытовой котельной своими руками нет необходимости выполнять серьезные инженерные вычисления. Для этого можно воспользоваться упрощенной методикой.

Обратите внимание!
Чтобы выполнить подобный расчет, необходимо знать мощность котла, т.е. максимальное количество топлива, которое может прогореть в нем за час.
Данный параметр содержится в паспорте к оборудованию.

Дело в том, что все показатели бытовых конструкций примерно одинаковые:

Скорость газов в трубе	Не менее 2 метров в секунду
Высота конструкции по СНиП	Не менее 5 метров от колосника
Естественный напор газов на один метр	Не менее 4 Па
Температура газов на входе	150-200 градусов по Цельсию

Выполняя расчет конструкции, нужно учитывать что тяга – это не что иное, как разность плотностей, которую имеет выходящий газ и воздух, помноженные на высоту конструкции. Отсюда следует, что диаметр сооружения зависит от количества топлива, которое может прогореть за час, т.е. от мощности котла.

В результате инструкция по выполнению расчета выглядит следующим образом:

• Если мощность оборудования известна, то объем газов на входе в систему будет следующим – Vг = B*V*(1+t/273)/360, (в м³/сек).
• Так как скорость передвижения газов известна, можно вычислить площадь сечения дымохода по формуле – (F=π*d²/4)=S (в м²)
• По формуле определения площади круга, не составит труда найти диаметр трубы – dт=√4*B*V*(1+t/273)/π*ω*360, в метрах.

Рассмотрим пример расчета дымовой трубы бытового назначения. Допустим, на колоснике камеры сгорания за час может прогореть 10 кг дров влажностью 25 процентов. В таком случае при нормальных условиях объем газов будет составлять 10 м³/кг.

Схема тяги дымохода

Температура газов на входе составляет 150 градусов по Цельсию.

Расчет диаметра выглядит следующим образом:

• На входе объем газов равняется – (10*10*1,55)/360=0,043 м³/сек.
• Теперь, можно узнать площадь сечения трубы, при том, что скорость газов составляет 2м/сек. Для этого надо выполнить такой расчет – (4*0,043)/3,14*2=0,027 м².
• Если подставить все полученные цифры в формулу нахождения площади круга, можно получить искомый диаметр – √4*0,34*0.043*(1+150/273)/3,14*10*360=0,165м.

Теперь можно выполнить расчет тяги дымовой трубы:

• Учитывая, что за час сжигается 10 кг топлива, выполняем расчет мощности следующим образом: Q =10*3300*1,16=38,28 кВт.
• Тепловой коэффициент для рассчитываемой трубы равняется 0.34. Отсюда можно вычислить потери тепла на один метр – 0,34:0.196=1,73 градуса.
• От 5 метрового ствола следует отнять 2 метра печи. В результате температура газов на входе будет составлять – 150-(1,73*3)=144,8 градусов.
• Теперь можно получить значение тяги. К примеру, температура воздуха составляет 0 градусов, в таком случае надо выполнить следующий расчет -3*(1,2932-0,8452)=1,34 ммН2О (естественный напор газов). Этого значения вполне достаточно для нормального функционирования газоотводящей системы.

Данная методика расчета дымовой трубы не такая уж сложная, как может показаться на первый взгляд, но, в то же время, ее достаточно, чтобы выполнить эффективную систему дымоотвода для бытовых котлов.

Вывод

Правильный расчет необходим для строительства любой дымовой трубы. В противном случае система отвода продуктов горения может функционировать неэффективно, либо существенно загрязнять окружающую среду, что недопустимо.

Для бытовой дымоходной трубы выполнить такой расчет можно самостоятельно, а вот проектированием системы для промышленного оборудования должны профессионалы. Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.