Chaminé para uma sala de aquecimento: cálculo de altura e seção de acordo com as normas técnicas

A principal função que uma chaminé para uma sala de aquecimento deve desempenhar é remover os gases de combustão das caldeiras na atmosfera e dispersá-los neste espaço. Ele também tem uma função adicional: eles devem criar tração natural resultante da diferença entre a temperatura no forno e no exterior.

Vamos apresentar as variedades de canais de fumaça, cuja classificação é baseada nas características de design e no material dos tubos. Aqui você aprenderá como calcular parâmetros geométricos usando um exemplo específico. Nossas dicas ajudarão a determinar o tipo e tamanho da chaminé.

Tipos de chaminé

Nas grandes caldeiras, o calado natural não pode fornecer combustão total; aqui é forçado a criar usando bombas de fumaça. O processo de combustão e a descarga de seus produtos na atmosfera devem trazer tão pouco dano ao meio ambiente e não causar situações de emergência como resultado da pressão nos fornos que excede a norma.

Estruturalmente tubos para caldeiras são muito diferentes entre si, tanto no tipo da estrutura de suporte como no material de fabricação. De acordo com o primeiro sinal, vários tipos de tubos são diferenciados.

Tubos de caldeira autoportantes

Tais estruturas verticais são mono ou multi-barril. Eles desviam produtos de combustão de caldeiras e caldeiras.

Eles são usados ​​independentemente do tipo de combustível, mas sujeitos a certos requisitos:

1. A temperatura dos gases de combustão que passam pelos tubos autoportantes não deve exceder 350 graus C.
2. Os produtos de combustão não devem ser quimicamente agressivos.
3. A carga ideal de neve para estruturas autoportantes é de 250 kg por kV. cm, vento - 30 kg por kW. veja nas condições da II região eólica.

Um tubo autoportante é instalado no telhado e fixado no interior do edifício. Suas características de design oferecem a possibilidade de transporte e instalação, como consiste em seções separadas, com três camadas tubos de sanduíche. A estrutura é anexada à fundação usando âncoras.

Dentro do tubo há uma camada de aço durável, não passível de substâncias liberadas durante a combustão. A camada externa protege contra intempéries.

As chaminés para grandes caldeiras costumam ser autossustentáveis. Este edifício, construído em um projeto individual e com infraestrutura própria

Os parâmetros das estruturas de fumaça devem atender aos requisitos estabelecidos nos documentos regulamentares. Seu cálculo é baseado em fatores como o número de caldeiras, potência, tipo de combustível. Os padrões de emissão devem ser levados em consideração. Em alguns casos, as chaminés são equipadas com uma plataforma, uma escada, uma escotilha de inspeção e uma barreira à luz.

Construções de fumaça de coluna

Esse tipo de tubo consiste em um invólucro externo de aço de alto carbono e troncos internos de diferentes diâmetros de aço inoxidável inseridos nele para a exaustão dos gases. O design é fixado no cesto da âncora, derramado na fundação. Pode haver 1 ou vários. Para evitar que a condensação se acomode no interior, use isolamento térmico.

Parte do tubo da coluna. Aqui, em uma seção, pode ser visto que vários troncos de vários diâmetros de aço inoxidável são colocados dentro

A vantagem desta solução de design é uma longa vida útil, a perspectiva de conectar várias caldeiras. A espessura do aço e a marca são escolhidas, a partir da temperatura e agressividade dos produtos de combustão.

O diâmetro de cada barril pode atingir um metro e meio e, se pretender usar um duto de gás comum para várias caldeiras, será necessário um diâmetro de cerca de 3 m Para evitar a condensação, os troncos são cobertos com isolamento térmico.

Características das chaminés de fachada e fachada

Eles instalam chaminés de frente para casas de caldeiras anexadas à casa ou embutidas. Prenda-os na parede do edifício usando suportes. Os componentes da chaminé são troncos e fixadores de armação ou âncora.

O barril possui 3 camadas: interior é de aço inoxidável, depois isolamento térmico e aço galvanizado. Os tubos são projetados para salas de caldeiras, onde as caldeiras funcionam com gás ou combustível líquido.

Na maioria das vezes, os tubos da fachada são colocados ao longo da parede externa do edifício.Ao escolher uma classe de aço e a espessura da parede do tubo, a composição química dos gases de escape e sua temperatura são levados em consideração

Os tubos de fachada próxima e de fachada transferem a carga de peso através de uma base inferior adicional e o vento através de fixadores de amortecimento de vibrações. Este tipo de chaminé, em termos de custos de material, é o mais econômico devido à falta de estruturas de suporte de carga e uma base sólida.

O sistema modular usado para criar os respiradouros fornece fácil substituição de peças danificadas.

Tubos de treliça

Essa construção metálica consiste em tubos fixados em uma coluna durável do tipo treliça autoportante. A fazenda, por sua vez, é fixada em uma cesta de âncora, derramada na fundação. As chaminés de treliça são adequadas para uso em regiões com condições sismológicas perigosas.

O design do tipo de fazenda inclui de 1 a 6 troncos. A coluna é feita de tubo laminado. Um tubo de perfil pode ter um quadrado ou triângulo na seção transversal. Depende do número de troncos.

Para evitar corrosão, as saídas de gás são revestidas com uma cartilha e depois pintadas.

O porta-malas para gases de escape é composto por módulos constituídos por 3 camadas:

• contato interno diretamente com os produtos de combustão e feitos de aço inoxidável de qualidades especiais;
• 5-6 cm de espessura, desempenhando o papel de isolamento térmico;
• externo, protegendo a camada isolante dos efeitos negativos do meio ambiente.

Para revestimentos anticorrosivos, são utilizadas tintas contendo uma grande porcentagem de zinco. Em algumas estruturas dentro da coluna pode haver escadas e plataformas que facilitam a manutenção. Os elementos estruturais dos tubos deste tipo são relativamente leves e isso facilita o trabalho de transporte e instalação.

Tubos de chaminé de mastro

O elemento central do tubo do mastro é uma torre de suporte - três ou quatro mastros, aos quais as chaminés estão conectadas. Todos os nós da estrutura são montados com base em uma almofada de concreto, começando do fundo e subindo gradualmente. Use uma junta de rebite durante a montagem ou use parafusos autorroscantes.

A estrutura de suporte do tubo do mastro é montada a partir de perfis de aço interconectados por chaves e cantos. Com a base, a coluna assenta na fundação e fixa-a com fixadores de ancoragem

Normalmente, elementos individuais são transportados para o local da instalação e montados como um designer. Esse processo leva muito pouco tempo - algumas horas. A chaminé pode atingir uma altura máxima de 28,5 m. As nervuras de estabilidade são fornecidas pelos reforços - cabos de aço com seção transversal de 1,6 a 2 cm e compensam a ação de forças transversais.

Materiais para a construção de tubos de caldeira

Os sistemas de exaustão de fumaça são construídos a partir de vários materiais - tijolo, aço, cerâmica, polímero. Chaminé de tijolo, construído sobre fogões e lareiras de tijolos, possui boa resistência mecânica, excelente capacidade de aquecimento, um grau bastante alto de segurança contra incêndios.

As desvantagens desses projetos também são muitas, portanto, na construção moderna, chaminés completamente de tijolo são encontradas cada vez menos. Os documentos regulamentares limitam a altura dos tubos de tijolo a 30-70 m, e o diâmetro de 0,6-8 m.

Nas paredes de um tubo de tijolos com muitas saliências e recessos no interior, há sempre muita condensação, fuligem contendo óxidos de enxofre. O último, reagindo com a água, forma ácidos que destroem ativamente o tijolo.

Asperezas da superfície, estreitando a passagem como resultado de um aumento gradual na camada de fuligem, causam uma diminuição na taxa de passagem de fumaça e tração basculante no duto da chaminé.

Mais resistente à condensação e fatores externos. chaminés de cerâmicaEles têm alta resistência ao fogo. Mas esse sistema tem muito peso, porque no interior são hastes de metal, dando-lhe força extra.Isso implica os requisitos para o arranjo obrigatório de uma fundação separada, suportes, o que aumenta a complexidade e o custo da instalação.

As chaminés de polímero são apropriadas em caldeiras com temperatura máxima de 250 graus C durante a instalação gêiseres. Eles são leves, flexíveis e duráveis, mas são relevantes apenas para equipamentos a gás.

Dispositivo de exaustão de fumaça em aço inoxidável - um conjunto composto por elementos de chaminé individuais interconectados usando acessórios: T, canos, defletores, T, torneiras. Chaminés em aço equipar principalmente caldeiras a gás.

A instalação dessa chaminé pode ser realizada após a construção do edifício em pouco tempo. Existe uma vasta gama de acessórios, para que o tubo possa receber qualquer configuração.

A chaminé modular pode ser facilmente desmontada e movida para outro local. Uma vantagem do projeto é seu baixo peso, que permite prescindir de uma fundação, resistência à umidade, depósitos insignificantes de fuligem nas paredes internas e alta velocidade de passagem de gases de combustão.

As normas sanitárias permitem o uso de tubos de aço para a construção de chaminés com uma altura superior a 30 m, uma exceção só é possível quando menos de 5 toneladas de combustível multi-cinzas são consumidas por dia. O motivo é que a vida útil dessas instalações é de 10 anos e, se for usado combustível com alto teor de enxofre, ele será reduzido significativamente.

Chaminés coaxiais são as variedades cuja carcaça é feita de liga de aço, recomendamos que você se familiarize com as especificidades estruturais e os recursos operacionais.

Cálculo dos parâmetros do tubo

Para determinar a altura e o diâmetro da chaminé para a sala das caldeiras, é necessário realizar um cálculo de projeto aerodinâmico. O diâmetro depende da capacidade de caldeiras individuais ou da sala de caldeiras como um todo.

A queima de combustível e a remoção efetiva da fumaça são grandemente influenciadas pelo calado, o que requer um fornecimento constante de ar para o forno. Isso é garantido tanto natural quanto artificialmente.

Se uma bomba de fumaça estiver embutida no sistema, a altura do tubo não será crítica. Este parâmetro é importante principalmente para contabilizar emissões nocivas para a atmosfera. Para determinar a tração automática, é necessário um cálculo obrigatório da altura e da seção transversal do tubo.

Determinação da altura do tubo com tiragem natural

Para criar um calado natural normal, é necessário observar a condição de tração igual e resistência total, que ocorre durante o movimento dos gases de combustão através dos dutos de gás da caldeira e do caminho da chaminé. É possível fornecer essa tração, desde que a resistência ao gás seja pequena, quando a altura do tubo não exceder 60 m.

Este esquema simplificará o processo de cálculo dos principais parâmetros do tubo para a remoção de produtos de combustão de qualquer combustível nos fornos da caldeira

Os documentos normativos que regulam a localização e o cálculo das chaminés em altura são SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Deverá também ter em conta as recomendações estabelecidas nas instruções para a caldeira, em particular os seguintes requisitos:

1. Da grelha até o topo do tubo não deve ser inferior a 5 m.
2. O tubo deve subir pelo menos 0,5 m acima de um telhado plano sem uma cerca alta.
3. Em relação à altura da cerca e ao cume do telhado, o tubo deve exceder seu nível em 0,5 m se estiver a um metro e meio dessas estruturas.
4. Quando a chaminé é removida do parapeito e da cordilheira a uma distância de 1,5 a 3 m, seu ponto superior deve coincidir com o nível em altura.

Com uma altura de chaminé calculada incorretamente, muitos problemas podem surgir e o principal é a turbulência do ar ou uma zona de remanso do vento. Fortes rajadas de vento podem extinguir um incêndio em uma fornalha.

Ao instalar uma chaminé, é necessário levar em conta a estrutura do telhado, a espessura do bolo, a distância entre os elementos envolventes e a crista, regras de segurança contra incêndio (+)

A conformidade com as regras de segurança contra incêndio também é um pré-requisito ao projetar um tubo de caldeira. É necessário isolar estruturas adjacentes ao tubo.

Para evitar que faíscas das aberturas de ventilação do tubo caiam no teto quando ele é feito de material combustível, a altura da estrutura é aumentada em 0,5 M. O tubo da caldeira deve ser removido de edifícios altos e árvores em pelo menos 2 m.

A altura do tubo é determinada dependendo do design do telhado. Se o telhado é multinível, o cálculo leva em consideração as diferenças de altitude, mas a base em todos os casos é a mesma - a altura da crista (+)

Uma vez que o calado ideal surge devido à diferença entre a densidade total de gases que sai da chaminé e a coluna de ar exterior igual em altura, o cálculo é realizado de acordo com a fórmula:

A altura do canal de fumaça é calculada independentemente por esta fórmula. Todos os valores podem ser obtidos na documentação fornecida com o equipamento de aquecimento

O cálculo é bastante complicado, é melhor se for realizado por especialistas. Parâmetros que afetam a altura do tubo:

1. O coeficiente A caracteriza a situação meteorológica na região.
2. Mi é a massa de gases de combustão que passam através do tubo por unidade de tempo.
3. F é a taxa na qual partículas formadas durante a combustão se depositam.
4. Spdki e Sfi - indicadores da concentração de várias substâncias nos gases de combustão.
5. V é o volume de gás.
6. T é a diferença entre as temperaturas do ar que entra e sai do tubo.

Se sala de aquecimento localizado no anexo da casa, este último se torna um obstáculo. É necessário que, neste caso, a cabeça do tubo esteja localizada acima da zona de suporte do vento. Caso contrário, o equipamento de aquecimento não poderá funcionar normalmente.

Para determinar quanto o cano precisa crescer, encontre o ponto mais alto da casa, desenhe um ângulo reto de 45 graus com a superfície da terra através dele. O espaço abaixo desta linha é a área de sustentação do vento e a chaminé deve estar localizada acima dela.

Cálculo do diâmetro do tubo

Para calcular o diâmetro do tubo, existe uma fórmula:

S = m / (ρr x w),

Aqui m é o consumo de combustível em 1 hora, w é a velocidade dos gases de combustão, ρr é a densidade do ar em condições operacionais, é determinado pela fórmula: pv = pBnu x 273⁄273 x tos. Onde t é a temperatura do ar externo, pBnu é a densidade do ar em condições normais = 1,2932 kg / m3.

A tabela ajudará a determinar o valor da densidade do ar ρg em condições operacionais sem executar cálculos complexos. O valor da densidade do gás de combustão para simplificar os cálculos é considerado igual à densidade do ar (+)

Deixe 50 kg de combustível sólido queimarem na caldeira por hora; depois, em um segundo, será 50: 3600 = 0,013888 kg. A velocidade do gás de combustão é de 2 m por segundo. A uma temperatura do ar de -4 graus C, a densidade do ar é de 0,6881 kg por 1 metro cúbico. m Então S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 sq. m = 92 sq. Consulte a seção redonda d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

O diâmetro da chaminé cilíndrica pode ser calculado por outra fórmula: d = 1000 / 1.163 x (r x Q√H), onde r é um coeficiente, dependendo do tipo de combustível utilizado. Para carvão, é 0,03, para lenha 0,045, para gás 0,016, combustível líquido - 0,024.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Um vídeo com uma demonstração visual do processo de cálculo da altura do canal de fumaça para equipar uma sala de aquecimento:

Aqui, o autor do vídeo compartilhou sua própria experiência no cálculo e instalação de uma chaminé para uma caldeira de combustível sólido:

Outro vídeo para ajudar um designer amador:

Não é tão importante em que combustível as caldeiras na sala de caldeiras operam. De qualquer forma, não se pode prescindir de um sistema de exaustão de gases de combustão. Os principais requisitos que as chaminés devem cumprir são boas tração e produtividade, padrões ambientais.

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