Cómo calcular la chimenea: características técnicas.

La eficiencia de una caldera de calefacción en salas de calderas, como es bien sabido, depende del empuje. A su vez, el nivel de presión barométrica, la temperatura del aire exterior, la temperatura de los productos de combustión, así como los parámetros de la tubería de gases de combustión, cuyas dimensiones se llevan a cabo con particular precisión, afectan la fuerza del empuje. En este artículo, consideramos brevemente el método de cómo se realiza el cálculo de la chimenea con tiro natural.

Información general

Los tubos de humo se construyen a partir de una variedad de materiales, puede ser:

• Ladrillo;
• Fibra de vidrio;
• Hormigón armado y así sucesivamente

En particular, las estructuras modulares hechas de acero inoxidable, que se ensamblan a partir de partes separadas, como diseñador, se han hecho populares en los últimos tiempos. Son bastante fuertes y duraderos, al mismo tiempo, el precio de los materiales es bastante aceptable. Sin embargo, independientemente del material de construcción, su instalación se lleva a cabo solo después de la preparación del proyecto, sobre la base de una serie de cálculos de varias etapas.

El proyecto es muy importante, por ejemplo, con una altura de chimenea insuficiente, el tiro en el sistema puede ser demasiado débil para mantener el proceso de combustión en la cámara de combustión de la caldera. Para eliminar este defecto, es necesario instalar extractores de humo que proporcionen tracción artificial, lo que conlleva costos adicionales.

Además, un parámetro importante de la chimenea es el respeto al medio ambiente: la eliminación de gases a la atmósfera y su posterior dispersión deben llevarse a cabo a una altura superior a todos los edificios en el área.

El cálculo de la chimenea implica la determinación de varios parámetros:

• Datos aerodinámicos;
• Determinación de la altura;
• Cálculo de fuerza.

A continuación, revisaremos las características de todos estos cálculos.

Calculo de chimenea

Calculo aerodinamico

Esta parte del diseño le permite conocer el rendimiento de la estructura. Este parámetro debe garantizar la eliminación sin problemas de los productos de combustión cuando la sala de calderas funciona a plena capacidad.

La capacidad de la chimenea calculada incorrectamente puede hacer que se acumule humo en la caldera o en el tramo. Por lo tanto, los cálculos de ingeniería del diámetro de la estructura futura son llevados a cabo por especialistas que tienen la educación especializada adecuada.

Las características determinan la altura del tubo.

Como se mencionó anteriormente, cuando se diseña una estructura de escape de humo, es necesario justificar su tamaño desde un punto de vista ambiental. Esto debería tener en cuenta el cálculo de la dispersión de sustancias nocivas en el medio ambiente, que se forman durante la combustión del combustible.

También se debe tener en cuenta que el cálculo de la altura de la chimenea de la sala de calderas debe cumplir con las normas sanitarias que se aplican a las empresas comerciales y de fábrica. Además, se debe tener en cuenta la concentración de fondo de elementos peligrosos en la atmósfera, que se obtuvo como resultado del funcionamiento de otras fuentes de contaminación.

Además, la altura de la estructura depende de una serie de otros factores, tales como:

• Modo meteorológico de la atmósfera en el sitio de la caldera;
• Temperatura del gas de escape;
• Velocidad media del aire;
• Calculo termico
• Cálculo aerodinámico;
• Terreno, etc.

Presta atencion Sobre la base de la cantidad permisible de emisiones de contaminación, se determina la altura óptima de la estructura. Debido al hecho de que en las áreas más densamente pobladas la situación es desfavorable, la mayoría de las veces la estructura se erige por encima de los datos calculados, que corresponden al nivel más bajo posible. En cuanto a los asentamientos escasamente poblados, al determinar la altura de la chimenea, se guían por la altura de los edificios de otras casas de calderas.

Por lo tanto, en esta etapa de diseño, no solo se determina la altura de la estructura, sino también la cantidad máxima permitida de emisiones a la atmósfera.

Calculo termico

El cálculo térmico se realiza para determinar los siguientes parámetros:

• Expansión de la temperatura del material a partir del cual se construirá la estructura;
• Temperatura máxima de la carcasa exterior de la estructura;
• Tipo y espesor requerido del material aislante.

Fuerza y ​​estabilidad

Entonces, en primer lugar afecta a la tracción:

• El diámetro de la estructura;
• Altura de construcción;
• La cantidad de combustible quemado en la sala de calderas.

Las dimensiones de la estructura dependen de todos estos parámetros, de los cuales, a su vez, depende su fundamento.

Sin embargo, además del tamaño, para calcular la estabilidad de la estructura, se tienen en cuenta los siguientes factores:

• Comportamiento del suelo;
• Actividad sísmica;
• Cargas de nieve y viento.

En base a todos estos datos, determine los siguientes parámetros de la fundación:

• Su diseño;
• Zona única;
• Profundidad de colocación, etc.

Además, las características de resistencia permiten no solo realizar el cálculo de la base, sino también determinar la forma y el diseño más óptimos del tronco.

Cálculo de chimenea doméstica.

Para determinar los parámetros de la chimenea de una caldera doméstica con sus propias manos, no es necesario realizar cálculos de ingeniería serios. Para hacer esto, puedes usar un método simplificado.

Presta atencion Para realizar dicho cálculo, es necesario conocer la potencia de la caldera, es decir, La cantidad máxima de combustible que se puede quemar en una hora. Este parámetro está contenido en el pasaporte al equipo.

El hecho es que todos los indicadores de las estructuras del hogar son casi iguales:

Al realizar un cálculo de diseño, es necesario tener en cuenta que el empuje no es más que la diferencia de densidad que tienen el gas y el aire salientes, multiplicados por la altura de la estructura. De ello se deduce que el diámetro de la estructura depende de la cantidad de combustible que se puede quemar en una hora, es decir, De la potencia de la caldera.

Como resultado, la instrucción para realizar el cálculo es la siguiente:

• Si se conoce la capacidad del equipo, el volumen de gases en la entrada al sistema será el siguiente: Vg = B * V * (1 + t / 273) / 360, (en m? / S).
• Dado que se conoce la velocidad de movimiento de los gases, es posible calcular el área de la sección transversal de la chimenea utilizando la fórmula - (F =? * D? / 4) = S (en m?)
• De acuerdo con la fórmula para determinar el área de un círculo, no es difícil encontrar el diámetro de la tubería - dт = v4 * B * V * (1 + t / 273) /? *? * 360, en metros.

Considere un ejemplo de cálculo de una chimenea para uso doméstico. Por ejemplo, en la parrilla de la cámara de combustión durante una hora puede quemar 10 kg de madera con un contenido de humedad del 25 por ciento. En este caso, en condiciones normales, el volumen de gases será de 10 m? / Kg.

La temperatura del gas de entrada es de 150 grados centígrados.

El cálculo del diámetro es el siguiente:

• En la entrada, el volumen de gases es - (10 * 10 * 1.55) / 360 = 0.043 m? / Sec.
• Ahora, puede averiguar el área de la sección transversal de la tubería, a pesar del hecho de que la velocidad de los gases es de 2 m / s. Para esto es necesario realizar dicho cálculo: (4 * 0.043) / 3.14 * 2 = 0.027 m?
• Si sustituimos todas las cifras obtenidas en la fórmula para encontrar el área de un círculo, podemos obtener el diámetro requerido - v4 * 0.34 * 0.043 * (1 + 150/273) / 3.14 * 10 * 360 = 0.165m.

Ahora puedes calcular el calado de la chimenea:

• Considerando que se queman 10 kg de combustible por hora, calculamos la potencia de la siguiente manera: Q = 10 * 3300 * 1.16 = 38.28 kW.
• El coeficiente térmico para el tubo que se calcula es de 0,34. Desde aquí puede calcular la pérdida de calor por metro: 0.34: 0.196 = 1.73 grados.
• A partir del tronco de 5 metros se debe sacar 2 metros del horno. Como resultado, la temperatura del gas de entrada será - 150- (1.73 * 3) = 144.8 grados.
• Ahora puedes obtener el valor del empuje. Por ejemplo, la temperatura del aire es de 0 grados, en este caso, se debe realizar el siguiente cálculo: -3 * (1.2932-0.8452) = 1.34 mmH2O (presión de gas natural). Este valor es suficiente para el funcionamiento normal del sistema de escape de gas.

Este método de cálculo de una chimenea no es tan complicado como puede parecer a primera vista, pero, al mismo tiempo, es suficiente para llevar a cabo un sistema de escape de humos efectivo para calderas domésticas.

Conclusión

Cálculo apropiado es requerido para la construcción de cualquier chimenea. De lo contrario, el sistema de eliminación de productos de combustión puede funcionar de manera ineficiente o contaminando significativamente el medio ambiente, lo cual es inaceptable.

Para una chimenea doméstica, puede realizar ese cálculo usted mismo, pero los profesionales deben diseñar el sistema para equipos industriales. Desde el video en este artículo, puede obtener más información sobre este tema.