4. Визначення умов конденсації водяної пари в димарі

Для надійної роботи димаря необхідно забезпечити температуру на зовнішній поверхні футеровки вище температури точки роси. При глибокому охолодженні димових газів можлива конденсація водяної пари на стінках газоходів і димаря, якщо температура внутрішніх стінок буде нижче температури точки роси димових газів t_рс (її можна визначити за I-d діаграмою вологого повітря за вологовмістом і температурою димових газів). Вологовміст d_зм і температура димових газів перед димарем t_зм за умови байпасування частини димових газів в обхід КТАНу визначаються за формулами:

лажного повітря тивостіго та внутрішнього діаметрів 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000d_зм = (V_г·η_об·d'' +V_г·(1 – η_об )·d') /V_г ,

t_зм = (V_г·η_об·t''_г +V_г·(1 – η_об )·t'_г) /V_г.

Температура на поверхні футеровки димаря розраховується за формулою, ºС:

,

де  – щільність теплового потоку через димову трубу;

– коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки димової труби.

Щільність теплового потоку при теплообміні внутрішньої поверхні труби з димовими газами, а зовнішньої – з повітрям, можна визначити за формулою, Вт/м²:

,

де ,  – температури димових газів у димарі та зовнішнього повітря;

К – коефіцієнт теплопередачі через циліндричну стінку, Вт/(м²·К).

Гази з температурою t_зм надходять у димар. При просуванні нагору по трубі, гази охолоджуються, їхня температура зменшується. Найбільш низька температура стінки буде на виході з димаря. У зв'язку із цим доцільно визначати густину теплового потоку за температурою газів на виході з димаря.

Зниження температури газів, що відходять, на 1 м димаря, ºС/м:

δt = ,

де Q_к – теплова потужність котельної установки, МВт.

Температура димових газів на виході з димаря, ºС:

= t_зм – ,

де Н – висота димаря, м.

В інженерних розрахунках при співвідношенні зовнішнього та внутрішнього діаметрів d_зов /d_вн ≤ 1,8 коефіцієнт теплопередачі через циліндричну стінку можна розраховувати за формулою для плоскої стінки.

Коефіцієнт теплопередачі для плоскої стінки, Вт/(м·К):

,

де – термічний опір при переході тепла від димових газів до димової труби, (м²·К)/Вт. Для визначення коефіцієнта тепловіддачі від димових газів до димової труби використовується формула:

.

Число Нуссельта

Nu = ,

де Re – число Рейнольдса;

Pr – число Прандтля, можна прийняти Pr = 0,69;

– внутрішній діаметр димаря, м.

Теплофізичні властивості димових газів знаходяться за температурою на виході із труби.

Швидкість димових газів визначається з рівняння нерозривності потоку, м/с:

,

де В – витрата палива в котлі, м³/с.

Термічний опір димаря, (м²·К)/ Вт:

,

де = 0,006 м– товщина стінки димаря;

= 45 Вт/(м·К) – коефіцієнт теплопровідності стінки димаря.

Термічний опір при переході тепла від димової труби до зовнішнього повітря, (м²·К)/ Вт:

,

де – коефіцієнт тепловіддачі від димаря до зовнішнього повітря. При висоті димаря Н більше 20 м середній за висотою коефіцієнт тепловіддачі приймається рівним 35 Вт/(м²·К), при висоті більш 80 м – = 46,5 Вт/(м²·К).

Якщо температура внутрішньої поверхні труби менше температури точки роси t_рс, то на поверхні труби буде конденсуватися водяна пара, що входить до складу продуктів згоряння палива. В цьому разі потрібно нанести теплову ізоляцію на поверхню труби та обладнати димар пристроями по видаленню конденсату.