1.3.4. Компонування газопальникового пристрою

Топочна камера приладу має прямокутну форму. Для рівномірного нагрівання теплообмінника вогнева насадка приймається в плані також прямокутної форми з рівномірним розміщенням вогневих отво­рів по площі.

Вогневі отвори розміщують в шаховому порядку (див. рис. 1.8.).

Висоту топочної камери визначають, виходячи з висоти конусу полум'я.

1. Теплова напруга поперечного перерізу вихідних отворів насадки:

2. Для природного газу і коефіцієнта первинного повітря  = 0,6, емпіричний коефіцієнт k = 0,95.

3. Висота внутрішнього конусу полум'я:

h₁ = 0,86·10^-7·k·R·d₀² = 0,86·10^-7·0,95·7,29·4²·10^-6 = 95 мм

4. Відстань між краями сусідніх вогневих отворів приймається рівною:

L₀ = 1,25·4 = 5 мм, d₀ = 1,25·4 = 5 мм.

5. При значенні L₀ = 5 мм значення емпіричного коефіцієнта дорівнює k₁ = 0,87.

6. Висота зовнішнього конусу повітря:

На основі приведених вище розрахунків висота топочної камери повинна бути не меншою 44 мм. В дійсності вона набагато перевищує висоту зовнішнього конусу полум’я.

1.4. Розрахунок димоходу

В задачу розрахунку входить визначення поперечних перерізів димоходу і приєднувальної труби, а також величини розрідження перед газовим приладом.

1.4.1. Вихідні дані

Необхідно запроектувати димохід для відведення продуктів згоряння від проточного газового водонагрівника ВПГ-18 з характеристиками, приведеними у попередньому прикладі 1.3. Температура продуктів згоряння після тягоперервника t_п.з = 110 °C. Мінімальний тиск газу перед пальником ВПГ-18 Р_мін = 0,5·Р_пот = 0,5·1400 = = 700 Па. Найбільш несприятливі умови для відведення продуктів спалювання існують в теплий період року при температурі повітря t_п = 20 °С і значенні коефіцієнта надлишку повітря  = 2,8. Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1м³ природного газу Q_p = 34 мДж/м³ становить відповідно до проведених раніше розрахунків V₀ = 9,2 м³/м³.

Димовідвідний тракт складається з приєднувальної металевої труби діаметром d = 130 мм, виходячи з конструктивних розмірів водонагрівника 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 90°. Висота димоходу у внутрішній стіні до горища становить L₃ = 5 м, на горищі L₄ = 4 м. Товщина стінки каналу дорівнює 0,5 цеглини.

1.4.2. Визначення об'єму продуктів спалювання

При зниженому тиску Р_мін =700 Па швидкість виходу газу із сопла буде дорівнювати:

Для цих умов витрата газу при діаметрі сопла, визначеному рані­ше у прикладі 1.3, d₁ = 3,1·10^-3 м, складає через два ежектори:

W_{r min} = 2·36000·0,785·d₁²·W_min =

= 2·3600·0,785(3,1·10^-3)²·35 = 1,9 м³/год.

Об'єм продуктів згоряння:

V_min = 1,9(1+2,8·9,2) = 50,8 м³/год.

За умови, що тиск газу буде дорівнювати номінальному Р = 1400 Па, витрата газу дорівнює V_r = 2,76 м³/год. (див. приклад 1.3), а об'єм продуктів спалювання:

V = 2,76(1+2,8·9,2) = 73,9 м³/год.

1.4.3. Визначення поперечних перерізів димових каналів і швидкостей димових газів

Поперечні перерізи димових каналів визначають, виходячи з попе­ред­ньо прийнятої швидкості продуктів згоряння W₂ = 1,5...2,0 м/с при нормальній витраті газу або максимальному об'ємі продуктів згоряння, тобто V = 73,9 м³/год.

Канал у цегляній стіні розміром 140х140 мм має площу поперечного перерізу F = 1,96·10^-2 м², що більше необхідного значення F^необх =1,37·10^-2 м².

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

а) при номінальному тиску газу V = 73,9 м³/год:

б) при зниженому тиску газу:

Швидкість продуктів згоряння в приєднувальній трубі при зниженому тиску газу: