6. Розрахунок димових каналів.

6.1 Вихідні дані.

Необхідно запроектувати димохід для відведення продуктів спалювання від проточного газового водонагрівача ВПГ-18. Температура продуктів спалювання після тягоперервника t_п.c.=110 °С. Найбільш несприятливі умови для відведення продуктів спалювання - теплий період року при температурі повітря t_п=20 °С і значенні коефіцієнту надлишку повітря α=2,8. При роботі в цьому режимі передбачається пониження тиску газу перед пальником до мінімально допустимої величини за умови стабільної роботи. Для атмосферних пальників допускається знижувати перед ними тиск в два рази, порівняно з розрахунковим значенням. Тоді, тут Р_min = 0,5·1400=700 Па.

Теоретично необхідна кількість повітря для спалювання 1 м³ природного газу Q_p=34 МДж/м³ становить згідно проведених раніше розрахунків L_o=9,2 м³/м³.

Димовідвідний тракт складається з приєднувальної металевої труби діаметром d=130 мм і каналу, який проходить спочатку у внутрішній цегляній стіні, а потім - на горищі. Металева приєднувальна труба має довжину горизонтальної ділянки l₁= 2,7 м, вертикальної l₂=0,3 м і три повороти під КУТОМ 90º. Висота димоходу У внутрішній стіні до горища становить l₃=5 м, на горищі l₄=4 м. Товщина стінки каналу дорівнює 0,5 цеглини.

6.2 Визначення об'єму продуктів спалювання.

При зниженому тиску газу перед пальником Р_min=700 Па швидкість виходу газу із сопла буде дорівнювати:

W_min = 0,8·(2·700/0,73)^0,5 = 35 м/с,

Для цих умов витрата газу через два ежектори при діаметрі сопла d₁=3,1·10^-3 м складає:

V _г.min = 2·З600·0,785·d₁²·W_min = 2·3600·0,785·(3,1·10^-3)²·35 = 1,9 м^З/год.

Об'єм продуктів спалювання:

V_n.c=1,9·(1+2,8·9,2) = 50,8 мЗ/год.

При умові, що тиск газу буде дорівнювати номінальному Р =1400 Пa, витрата газу дорівнює V_г =2,76 м^З/год., а об'єм продуктів спалювання:

V = 2,76(1+2,8·9,2 = 73,9 м³/год.

6.3. Визначення поперечних перерізів димових каналів і швидкостей димових газів.

Поперечні перерізи димових каналів визначають, виходячи з прийнятої швидкості продуктів спалювання ω = l,5...2,0 м/с при номінальній витраті газу або максимальному об'ємі продуктів спалювання, тобто V_п.с = 73,9 м³/год.

F_д = V_п.с./(3600·ω) = 79,3/(3600·1,5) = 0,0137 м².

Канал у цегельній стіні розміром 140х140 мм має площу поперечного перерізу F = 0,0196 м², що більше необхідного значення.

Тоді для прийнятої конструкції каналу в цегельній стіні швидкість димових газів дорівнює:

а) при номінальному тиску газу: (V_п.с = 73,9 м³/год)

ω_ном = 73,9/(3600·0,0196) = 1,05 м/с,

б) при зниженому тиску газу (V_п.с = 50,8 м³/год)

ω_зн = 0,72 м/с.

Швидкість продуктів згоряння в приєднувальній трубі при зниженому тиску газу:

ω₁ = 50.8/(3600·0,785·0,132) = 1,06 м/с

6.4. Визначення температури димових газів на виході в атмосферу.

Згідно завдання температура продуктів спалювання на виході водонагрівача дорівнює t_o =110 ºC, а температура навколишнього повітря t_п=20 ºС.

Величина охолодження димових газів під час їх руху по димовідвідному тракту знаходиться по формулі.

Згідно додатку 12 середні значення коефіцієнтів теплопередачі, Вт/м² ·ºС, становлять:

а) для приєднувальної металевої не утепленої труби - k₁=4,05;

б) для димоходу у внутрішній цегляній стіні з товщиною стінки 0,5 цеглини – k₂=2,44;

в) для димоходу у зовнішній цегляній стіні з товщиною стінки 0,5 цеглини –k₃=3,31.

Внутрішня площа, м², поверхні розрахункової ділянки димоходу дорівнює відповідно:

а) F_дl = π·d(L₁ + L₂) = 3, 14·0,13(2,7 + 0,3) = 1,2246;

б) F_д2 = 2L₃(а_l + а₂) = 2·5(0,14 + 0,14) = 2,8;

в) F_д3 = 2L₄(а₁ + а₂) = 2·4(0, 14+ 0, 14) = 2,24.

Охолодження димових газів у металевій приєднувальній трубі

Δt₁ = (110 – 20) ∕ (0,384∙50,8/(4,05∙1,2246) + 0,5) = 20,3ºC.