Расчёт систем с естественной тягой

Работа печных труб и вентиляционных систем зданий, удаляющих дым и несвежий воздух из помещений, основана на естественной тягеD p_е — разности приведённых полных давлений внутри и снаружи, Па.

Естественная тяга D pе (Па) находится по формуле

D p_e = gh(r_н – r_в),

где h — высота печной (дымовой) трубы или вентиляционной шахты;

r_н — плотность наружного (холодного) воздуха;

rв — плотность внутреннего (тёплого) воздуха.

Плотность воздуха при атмосферном давлении зависит от температуры по формуле Клайперона

𝝆 = P_атм/R_газ Т^оК

Рассмотрим пример расчёта топки (рис. 28). При горении топлива в топке тяга дымовой трубы способству­ет удалению газов.

Тяга возникает из-за раз­ности температур: горячего воз­духа внутри топки tв° и холодного —снаружи tн°. Разные температуры соответствуют разным плотно­стям воздуха rв и rн.

Из-за небольших скоростей v в таких системах ди­намиче­ское давление

p_д = r v 2 /2

не учитывается. Тогда, подставляя в ура­вне­ние Бернулли для га­за приведённые полные давления для точек А и В, придём к формуле естественной тяги и определим D pе.

D p_e = gh_тр(r_хол – r_гор),

Следующим шагом расчёта является нахождение общих потерь давления D p_пот (см. с. 44) и сравнение их с величиной тяги D pе.

Если достигнуто равенство

D pе = 1, 1D p_пот,

то расчёт закончен, система будет работать нормально — удалять дым.

Если равенство не соблюдается, то нужно конструктивными мероприя­тиями изменить или тягу, или потери.

Например, тягу можно увеличить двумя способами:

—сделать выше трубу;

—увеличить разницу температур (что не всегда возможно).

Потери давления будут меньше, если будет:

—больше проходное сечение трубы;

—короче путь прохождения удаляемых газов;

—меньше поворотов и других местных сопротивлений;

—меньше шероховатость стенок каналов.

Системы естественной вентиляции в зданиях по удалению несвежего во­здуха из помещений работают и рассчитываются точно по таким же прин­ци­пам.