 |
Вопрос - 21.2. Конструирование и расчет основных элементов печей.
|
|
|
|
Вопрос - 21.2.1.
- Расчет топливника теплоемких печей Топливники печей представляют собой камеру, в которой сжигается топливо для получения расчетного количества теплоты для поддержания необходимого теплового режима в помещении.
- Топливники печей подразделяются: слоевые (сжигание твердого топлива), факельные (сжигание жидкого и газообразного топлива).
- В связи с этим различают топливники для сжигания: дров, угля, торфа, сланцев, соломы, шелухи, лузги, опилок, кизяка и других горючих материалов.
- Конструкции топливников для сжигания различного топлива представлены на Рис. 21.4.
Рис. 21.4 Конструкции печных топливников: а-с глухим подом; б-с колосниковой решеткой для сжигания дров; в-то же каменного угля; г-то же антрацита; д-то же влажного торфа; е-с бункером для сжигания местных горючих веществ; 1-топочная дверца; 2-под топки; 3-шанцы; 4-поддувальная дверца; 5-проем для отвода продуктов сгорания топлива; 6-колосниковая решетка; 7-подтопочный канал для нижнего прогрева печи; 8-поддувало и зольник; 9-гидроизоляция; 10-шуровочная дверца; 11-футеровка; 12-бункер с топливом.
-Для сгорания дров, угля, торфа (Рис. 21.4.б,в,г,д) Топливники оборудованы колосниковой решеткой-6, которая обеспечивает удержание топлива и пропускает воздух, поступающий для горения из поддувального пространства-8.
- Для сжигания соломы, опилок, лузги (Рис. 21.4. е) топливник дополнительно оборудован бункером-12.
-Тепловой расчет топливника заключается в определении расхода топлива Gт кг, площади Апод, м2, площади колосниковой решетки Ак.р., м2, высоты топливника hт,м, площади поддувального отверстия Ап.о., м2.
- Расход топлива G, кг за время одной топки печи определяется по формуле (21.1)
|
|
|
, (21.1)
где QТ.П. – расчетные теплопотери помещения, Вт;
m.n – соответственно, продолжительность топки и время остывания печи;
- низкая теплота сгорания топлива, кДж/кг;
η – КПД печи (при сжигании угля-0,75, других видов топлива-0,7).
- Площадь пода Апод., м2 определяется по формуле (21.2)
, (21.2)
где ρ – плотность топлива, кг/м3;
hсл – толщина слоя топлива, м.
- Площадь колосниковой решетки Ак.р., м2 рассчитывается по формуле (21.3)
, (21.3)
где βр – удельное напряжение колосниковой решетки, кг/(м2ч).
- Высота топливника hТ, м определяется по формуле (21.4)
, (21.4)
где ηТ – КПД топливника (0,9),
- удельное топливное напряжение топливника, Вт/м3.
- Площадь поддувального отверстия Ап.о., м2 рассчитывается по формуле (21.5)
, (21.5)
где Lо – объем воздуха необходимый для сжигания 1 кг топлива, м3/кг,
V – скорость движения воздуха в поддувальном отверстии (1…2, м/с)
Вопрос - 21.2.2.
- Б Расчет газоходов теплоемких печей
- В газоходы горячие газы поступают под действием естественного давления из топливника печи.
- Расчет газоходов теплоемких печей сводится к определению общего требуемого тепловосприятия печи 
, кДж, скорости движения газов в каналах печи VГ, м/с, теплоаккумуляции печи 
, кДж, теплоотдачи печи Qотд, Вт/м2.
- Величина общего требуемого тепловосприятия печи , кДж, за время от начала одной топки до начала другой должна соответствовать теплопотерям помещения QТ.П. и определяться по формуле (21.6
, (21.6)
- Величина должна быть воспринята внутренними поверхностями топливника и газоходов за время от начала до конца одной топки печи (M) т.е.
, (21.7)
где Qвоспр – фактическое тепловосприятия стенками топливника и газоходов печи, кДж/ч.
- Фактическое тепловосприятие стенками топливника и газоходов рассчитывается по формуле (21.8)
, (21.8)
где qТ, q1, qк, qпр, qпосл – соответственно – плотность восприятия теплового потока на внутренней поверхности топливника первого газохода, колпака, промежуточных и последнего газоходов, Вт/м2;
|
|
|
аТ, а1, ак, апр, апосл – площадь соответствующих поверхностей газоходов, м2.
- Скорость движения газов в каналах печи VГ, м/с определяется по формуле (21.9)
, (21.9)
где tГ - среднее значение температуры дымовых газов в печи, м/с;
Акан – площадь поперечного сечения каналов, м2.
Вопрос - 21.2.3.
- Расчет теплоаккумуляции печи
- Этот расчет сводится к проверке соответствия действительной теплоаккумуляции массивом печи 
, кДж требуемой теплоаккумуляции , кДж, равной теплопотерям помещения QТ.П. , Вт.
Значения определяется по формуле (21.10)
, (21.10)
Действительная теплоаккумулирующая способность , кДж, массива печи вычисляют по формуле (21.11)
, (21.11)
где Vа – активный объем печи, м3;
Vпол – объем полостей в пределах активного объема, м3;
ρм – плотность массива печи, кг/м3;
см – удельная теплоемкость массива печи, кДж/(кг 0С);
∆t – среднее изменение температуры массива, 0С.
Вопрос - 21.2.4.
- Проверка теплоотдачи печи
- При этом проверяется соответствие действительной теплоотдачи печи 
, кДж, средней необходимой теплоотдачи 
, кДж
- Плотность теплового потока на внешней теплоотдающей поверхности стен печи qотд, Вт/м2 вычисляется по формуле (21.12)
, (21.12)
где QТ.П. – расчетная тепловая мощность печи, что и теплопотери в помещении, Вт;
AП – суммарная расчетная площадь теплоотдающей поверхности печи, м2.
- Одновременно удовлетворить требованиям согласно уравнениям (21.7); (21.10); (21.12) выражающим требования по: тепловосприятию; теплоаккумуляции и теплоотдачи печи достаточно сложно. Поэтому при тепловых расчетах по указанным уравнениям допускается отклонение до ± 15%.
Вопрос - 21.2.5.
- Конструирование дымовой трубы для печи
- Для каждой печи предусматривают отдельный дымоходный канал в стене здания или отдельную дымовую трубу, которые бывают: внутристенные, насадные и коренные.
- К одной дымовой трубе можно присоединить не более 2х печей в одной квартире на одном этаже здания.
- Размер поперечного сечения дымовых каналов труб зависит от тепловой мощности QП, кДж печи и допустимой скорости газов VГ, м/с (1…2, м/с).
- Дымовые трубы предусматривают вертикально или с небольшим уклоном до 30 0С.
|
|
|
- Трубы выкладывают из глиняного кирпича на известковом растворе, высоту труб принимают ≥5 м для создания естественной печи.
- Устье трубы расположено на высоте (Рис. 21.5): - не менее 0,5 м над парапетом или плоской кровлей (Рис. 21.5 а,б)
Рис. 21.5 Схема расположения устья дымовой трубы на крышах здания: а- с плоской крышей и парапетом, б-с плоской крышей без парапета; в- со??? коньковой крышей.
- не ниже парапета или конька кровли при расстоянии от 1,5 до 3 м от конька (Рис. 21.5, в)
- не ниже линии проведенной от конька вниз под углом 10 0С к горизонтали при расстоянии более 3 м от конька более 3м (Рис. 21.5, в)
- Зонты и насадки под устьем дымовых труб не предусматривается, кроме искроуловителей в виде металлической сетки.
- Естественная тяга (аэродинамическое давление ∆Ре, Па) внутри каналов газоходов (Рис. 21.6) зависит от разности плотностей дымовых газов ρн, кг/м2, а так же высоты печи h1, м и дымовой трубы h2, м.
Рис. 21.6 Расчетная схема аэростатического давления: h1 – высота печи (расстояние от колосниковой решетки до верха газоходов); h2 – высота дымовой трубы (расстояние от верха газоходов до устья трубы); 1- печь; 2- дымовая труба.
- Разность аэростатического давления определяется по формуле (21.13)
, (21.13)
где ρн, ρ1 ρ2 – соответственно, плотность наружного воздуха и дымовых газов на высоте печи и дымовой трубы;
γн, γ1, γ2 – тоже, средний удельный вес, Н/м3.
- Расчетную разность давления определяют при температуре наружного воздуха tн = 0 0С.
- В дальнейшем осуществляется расчет потерь давления ∆РП, Па при движении газов; при входе под колосниковую решетку ∆Рк.р., Па, в слое топлива, РС.Т., Па, в газоходах печи,
|
|
|
