Тяга, создаваемая дымовой трубой - Тепловые процессы, происходящие в печах

Для того чтобы дымовые газы прошли из топливника через дымоходы печи к дымовой трубе, преодолев все встречающиеся на пути сопротивления (трение о стенки, возникающие завихрения при изменении направления движения газов и т. д.), необходимо затратить некоторое усилие. Это усилие должно быть больше тех сопротивлений, которые испытывают дымовые газы при своем движении. В противном случае печь будет дымить. Эта сила, называемая силой тяги печи, возникает каждый раз, когда топится печь.

Явление это основано на том, что все газы, так же как и окружающий нас воздух, имеют массу. При нагревании газы, расширяясь, становятся легче; при охлаждении они сжимаются и становятся тяжелее. Температура дымовых газов, заполняющих трубу, составляет в среднем около 140°С и поэтому они намного легче наружного воздуха. В результате этого в трубе возникает движение дымовых газов вверх. Сущность происходящего явления поясняет схема, представленная на рис. 3.

схема работы дымовой трубы

Рис. 3. Схема работы дымовой трубы: 1 - топочная дверка, 2 - топливник, 3 - столб наружного воздуха, 4 - дымовая труба

Дымовые газы, образующиеся в топливнике 2 от сгорания топлива, как более легкие, чем окружающий воздух, поднимаются вверх и заполняют дымовую трубу 4. Столб 3 наружного воздуха, равновеликий столбу дымовых газов в трубе, противостоит этому столбу, но, будучи более холодным, он значительно тяжелее такого же объема газов в дымовой трубе.

Проведем через топочную дверку 1 условную вертикальную плоскость и представим себе, что эта плоскость служит как бы перегородкой, отделяющей наружный воздух от дымовых газов, заполняющих топливник и дымоходы печи. На перегородку с правой стороны будет давить столб горячих газов высотой от середины топочной дверки до верха дымовой трубы. С левой, стороны на перегородку будет давить такой же высоты столб наружного холодного воздуха. Массу воздуха, находящегося выше дымовой трубы, можно не принимать во внимание, так как он одинаково давит на правый и левый столбы.

Масса левого столба наружного холодного воздуха больше массы правого столба горячих газов. Поэтому левый столб наружного холодного воздуха будет вытеснять дымовые газы, заполняющие дымовую трубу, и в системе будет происходить движение газов по направлению от большего давления к меньшему, т. е. в сторону дымовой трубы. Действие силы тяги в том и состоит, что она, с одной стороны, заставляет подниматься вверх горячие газы, а с другой стороны, вынуждает воздух проходить в топливник для поддержания горения топлива. Сила тяги тем больше, чем больше разность температур между дымовыми газами в трубе и наружным воздухом и чем выше дымовая труба.

Чтобы усилить тягу, нужно увеличить высоту трубы или повысить температуру уходящих газов; однако первое условие, имеющее решающее значение, не всегда осуществимо, а второе - невыгодно. Поэтому конструкция печи должна быть такой, чтобы сопротивление движению газов по дымоходам по возможности было минимальным. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:

Дымоходы печи должны быть небольшой протяженности и иметь малое число поворотов;

Площадь поперечного сечения дымовой трубы должна быть достаточна для отвода домовых газов;

Температура дымовых газов при входе в дымовую трубу должна быть не менее 120-140°С;

Высота дымовой трубы, считая от колосниковой решетки до устья трубы, должна быть не менее 5 м (для одноэтажных зданий).

Похожие статьи




Тяга, создаваемая дымовой трубой - Тепловые процессы, происходящие в печах

Предыдущая | Следующая