В местах входа дымовых газов в секцию конструкции для удаления дымовых газов следует рассчитывать температуру дымовых газов, содержание CO2- и H2O-, а также газовую постоянную и удельную теплоемкость.
Массовый расход дымовых газов
Температура дымовых газов Te,j, К, в секции j конструкции для удаления дымовых газов нужно рассчитывать по формуле (15). Чтобы упростить расчет, можно принять, что удельная теплоемкость дымовых газов в соединительном элементе j и на расположенном перед ним участке j - 1 относится к средней температуре дымовых газов.
Содержание CO2
, % от объема, в секции конструкции для удаления дымовых газов рассчитывается по формуле (16): (16)Содержание CO2, % от объема, в дымовых газах в соединительном элементе рассчитывается по формуле (17):
Содержание H2O, % от объема, в секции j конструкции для удаления дымовых газов
рассчитывают по формуле (18):Величину
определяют для всех видов топлива устройства для сжигания топлива j по таблице B.1 ГОСТ Р 59978.1-2022.Газовую постоянную (Rj), Дж/кг·К, в секции j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывают по формуле
Величину RV,j определяют для всех видов топлива устройства для сжигания топлива j по таблице B.1 ГОСТ Р 59978.1-2022.
10.7.1 Удельная теплоемкость (CpV,j, Cp,j)
Удельную теплоемкость дымовых газов в соединительном элементе CpV,j, Дж/кг·К, рассчитывают по формуле
. (20)Факторы fc0,j, fc1,j, fc2,j и fc3,j для определения CpV,j для всех видов топлива для конструкции для удаления дымовых газов j по таблице B.1 ГОСТ Р 59978.1-2022.
Удельная теплоемкость Cp,j, Дж/кг·К, дымовых газов на участке j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывается по формуле (21):
Факторы fci,j, Дж/кг·К, для определения CpV,j определяют по следующему уравнению:
Если все источники тепла, подключенные к конструкции для удаления дымовых газов, работают на одинаковом топливе, то факторы fci,j(fc0,j, fc1,j, fc2,j и fc3,j) могут определяться по таблице B.1 ГОСТ Р 59978.1-2022.
10.7.2 Коэффициент теплопроводности дымовых газов (
Коэффициент теплопроводности дымовых газов, Вт/м2·К, в секции j конструкции для удаления дымовых газов
, (23) . (24)10.7.3 Динамическая вязкость (
Динамическую вязкость
, (25) . (26)Описания для формул в разделе 10:
CpV,j - удельная теплоемкость дымовых газов в соединительном элементе j, Дж/кг·К;
ToV,j-1 - температура дымовых газов на выходе из соединительного элемента j, К;
Cp,j - удельная теплоемкость дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг·К;
Rj-1 - удельная газовая постоянная дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг·К;
RV,j - удельная газовая постоянная дымовых газов в соединительном элементе j, Дж/кг·К;
- объемная концентрация CO2 в соединительном элементе j, % от объема; - объемная концентрация CO2 в секции j конструкции для удаления дымовых газов; % от объема;tmV,j - средняя температура дымовых газов в соединительном элементе j, °C;
tm,j - средняя температура дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, °C;
t0,j-1 - температура дымовых газов на выходе из секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
fci,j - факторы для определения удельной теплоемкости устройства для сжигания топлива j (см. ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица 1);
- объемная концентрация CO2 в секции j - 1 конструкции для удаления дымовых газов; % от объема; - объемная концентрация H2O в секции j - 1 конструкции для удаления дымовых газов; % от объема; - объемная концентрация H2O в соединительном элементе j, % от объема.10.7.4 Температура точки росы (Tsp)
Температура точки росы должна быть рассчитана в соответствии с ГОСТ Р 59978.1-2022, пункт 5.7.6.
В случае комбинации источников тепла, в том числе на угле и/или тяжелой нефти, повышение точки росы для каждого топлива должно быть рассчитано в соответствии с ГОСТ Р 59978.1-2022, пункт 5.7.6, и для определения температуры точки росы должно использоваться самое высокое значение.
Среднюю плотность дымовых газов
Среднюю скорость wm,j дымовых газов в секции конструкции для удаления дымовых газов, м/с, рассчитывают по следующей формуле:
Среднюю плотность
Среднюю скорость wVm,j дымовых газов в соединительном элементе, м/с, рассчитывают по следующей формуле:
Описания для формул в разделе 11:
PL - давление наружного воздуха, Па;
Rj - удельная газовая постоянная дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг·К;
Tm,j - средняя температура дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Aj - площадь поперечного сечения секции j конструкции для удаления дымовых газов, м2;
RV,j - удельная газовая постоянная дымовых газов в соединительном элементе j, Дж/кг·К;
TmV,j - средняя температура дымовых газов в соединительном элементе j, К;
AV,j - площадь поперечного сечения соединительного элемента j, м2;
Наименьшее и максимальное разрежение на вводе дымовых газов в секцию j конструкции для удаления дымовых газов (PZ,j и PZmax,j) возникают из-за разницы суммированных самотяг и суммированных сопротивлений всех секций конструкции для удаления дымовых газов, расположенных выше входа дымовых газов, и рассчитываются с помощью формул (2) и (6a).
Максимальное и наименьшее избыточное давление на входе дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов (PZO,j и PZOmin,j) возникает из разницы между суммарным давлением сопротивления и суммарным давлением холостого хода всех секций конструкции для удаления дымовых газов, которые находятся над входом дымового газа и используются в формулах (3b) и (6d).
12.1.3 Статическое давление в секции конструкции для удаления дымовых газов (PH,j)
Статическое давление PH,j, Па, в секции j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывают по следующей формуле:
где Hj - высота по вертикали секции j конструкции для удаления дымовых газов, м;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
12.1.4 Давление сопротивления в секции j конструкции для удаления дымовых газов (PR,j)
12.1.4.1 Общие положения
Давление сопротивления PR,j, Па, в секции j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывают по следующей формуле:
где PR,j - изменение давления вследствие изменения скорости от секции j до секции j + 1 конструкции для удаления дымовых газов, Па;
SE - аэродинамический коэффициент стабильности потока;
Lj - длина секции j конструкции для удаления дымовых газов, м;
Dh - внутренний гидравлический диаметр секции у конструкции для удаления дымовых газов, м;
wm,j - средняя скорость дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с;
SEM,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока при изменении давления вследствие потока дымовых газов от одного из ответвлений (SEM,j = SE при P13,j >= 0; SEM,j = 1,0 при P13,j < 0);
SEG,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока при изменении давления вследствие изменения скорости дымовых газов (SEG,j = SE при PG,j >= 0; SEG,j = 1,0 при PG,j < 0);
PG,j - изменение давления вследствие смешения в области входа дымовых газов в секцию j + 1 конструкции для удаления дымовых газов, Па.
12.1.4.2 Коэффициент трения трубы шахты дымовых газов
Для расчета коэффициента трения дымоотвода j секции конструкции для удаления дымовых газов,
12.1.4.3 Коэффициенты местного сопротивления
Для определения коэффициентов местного сопротивления см. ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица B.7.
12.1.4.4 Изменение давления дымовых газов вследствие изменения их скорости
Для определения изменения давления дымовых газов вследствие изменения их скорости см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.10.
Изменение давления PG,j, Па, от секции j к секции j + 1 конструкции для удаления дымовых газов рассчитывается по следующей формуле:
, (33)где
wm,j - средняя скорость дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с.
Для последней секции конструкции для удаления дымовых газов (устье конструкции):
PG,N = 0
12.1.4.5 Потери давления вследствие смешения дымовых газов на входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов (P13,j)
Изменение давления вследствие смешения дымовых газов на входе P13,j, Па (см. рисунок 3), приписывается секции, начинающейся от входа дымовых газов, и рассчитывается по следующей формуле:
, (34)Формула (35) действует в случае, если диаметр конструкции для удаления дымовых газов не меняется, при
; ; .Для
коэффициент сопротивления в точке смешения может рассматриваться как сумма отдельных коэффициентов местных сопротивлений соответствующих сечений (см. разделы 6 и 8 или ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица B.8) и когда в точке смешения действует равенство ,где
wm,j+1 - средняя скорость дымовых газов в секции j + 1 конструкции для удаления дымовых газов, м/с;
A - площадь поперечного сечения конструкции для удаления дымовых газов, м2;
AV,j+1 - площадь поперечного сечения соединительного элемента j + 1, м2;
![]() дымовых газов при входе в секцию j + 1 конструкции
для удаления дымовых газов
Коэффициенты местных сопротивлений, которые используются в этом расчете, основываются на допущении, что между отдельными точками входа потока дымовых газов в конструкцию для удаления дымовых газов не встречается никаких препятствий на пути потока дымовых газов.
Препятствия могли бы возникнуть при прерывании или изменении направления движения потока дымовых газов.
12.2 Необходимое разрежение и допустимое разрежение на входе дымовых газов в вертикальной части конструкции для удаления дымовых газов (PZe и PZemax), а также максимально допустимое избыточное давление и требуемое избыточное давление на входе дымовых газов в вертикальной части конструкции для удаления дымовых газов (PZOe и PZOemin)
12.2.1 Необходимое разрежение и допустимое разрежение
Необходимое разрежение PZe,j на выходе из соединительного элемента j является суммой расчетного давления, необходимого для преодоления сопротивления PWc,j источника тепла j, расчетного давления, необходимого для преодоления сопротивления соединительного элемента PV,j, и расчетного давления, необходимого для преодоления сопротивления приточного воздуха PBc,j, и должно быть рассчитано с помощью формулы (3).
Допустимое отрицательное давление PZemax,j на выходе из соединительного элемента j представляет собой сумму расчетного давления, необходимого для преодоления сопротивления PWc,j источника тепла, расчетного давления, сопротивления соединительного элемента PV,j и расчетного давления необходимого для преодоления сопротивления приточного воздуха PBc,j, и должно быть рассчитано с использованием формулы (6a).
Примечание - Значения PWc,j, PV,j и PBc,j в формулах (3) и (6a) могут различаться, поскольку условия разные.
12.2.2 Максимально допустимое избыточное давление и необходимое избыточное давление
Максимально допустимое избыточное давление PZOe,j на выходе из соединительного элемента j представляет собой разницу между расчетным располагаемым давлением, необходимым для преодоления сопротивления PWOc,j источника тепла j, и суммой расчетного давления сопротивления соединительного элемента PV,j и расчетного давления, необходимого для преодоления сопротивления приточного воздуха PBc,j, и рассчитывается с использованием формулы (3c).
Требуемое избыточное давление PZOmin,j на выходе соединительного элемента j представляет собой разницу между расчетным доступным давлением, необходимым для преодоления сопротивления PWOc,j источника тепла j, и суммой расчетного давления сопротивления соединительного элемента PV,j и расчетного давления, необходимого для преодоления сопротивления для приточного воздуха PBc,j, и рассчитывается с использованием формулы (6d).
Примечание - Значения PWc,j, PV,j и PBc,j в формулах (3) и (6d) могут различаться, поскольку условия разные.
12.2.3 Расчетное давление, необходимое для преодоления сопротивления соединительного элемента (PV,j)
12.2.3.1 Общие положения
Давление, необходимое для преодоления сопротивления соединительного элемента PV,j, рассчитывается по следующей формуле:
PV,j = PRV,j - PHV,j. (36)
12.2.3.2 Статическое давление в соединительном элементе (PHv,j)
Для определения статического давления в соединительном элементе (PHV,j) см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подпункт 5.11.3.2.
Аэродинамическое сопротивление соединительного элемента PRV,j, Па, рассчитывают по следующей формуле:
, (37)где SE - аэродинамический коэффициент стабильности потока;
LV,j - длина соединительного элемента j, м;
DhV,j - внутренний гидравлический диаметр соединительного элемента, м;
wmV,j - средняя скорость дымовых газов в соединительном элементе, м/с;
SEMV,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока для P23,j (SEMV,j = SE при P23,j >= 0; SEMV,j = 1,0 при P23,j < 0);
SEGV,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока при изменении давления вследствие изменения скорости дымовых газов (SEGV,j = SE при PGV,j >= 0; SEGV,j = 1,0 при PGV,j < 0).
Перепад давления PGV,j, Па, основан на разнице скоростей дымовых газов в соединительном элементе и в соответствующей в секции j конструкции для удаления дымовых газов и может быть рассчитан по следующей формуле:
, (38)Изменение давления вследствие поворота и смешения в области входа дымовых газов в участок j дымовой трубы P23,j (представлено на рисунке 4).
![]() Рисунок 4 - Потери давления P23,j вследствие изменения
направления потока дымовых газов и подмешивания в области
входа дымовых газов в секцию j конструкции
для удаления дымовых газов
P23,j рассчитывается по следующей формуле:
, (39)где
wm,j - средняя скорость дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с.
где
AV,j - площадь поперечного сечения соединительного элемента j, м2;
A - площадь поперечного сечения конструкции для удаления дымовых газов, м2;
При
; ; .Для
коэффициент сопротивления в точке смешения может рассматриваться как сумма отдельных коэффициентов местных сопротивлений соответствующих сечений (см. разделы 6 и 8 или ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица B.8, формы 6 и 8) и когда в точке смешения действует равенство .Коэффициенты местных сопротивлений, которые используются в этом расчете, основываются на допущении, что между отдельными точками входа потока дымовых газов в конструкцию для удаления дымовых газов не встречается никаких препятствий на пути потока дымовых газов.
Это может быть достигнуто соответствующим разделением или с помощью дефлекторов потока дымовых газов.
12.2.3.4 Отдельные коэффициенты местных сопротивлений
При расчете отдельных коэффициентов местных сопротивлений
Значения для устройств, которые безопасно отключают источники тепла, чтобы предотвратить обратный поток дымовых газов, должны быть предоставлены производителем устройства.
Необходимое давление для преодоления сопротивления приточного воздуха (PB,j) должно быть рассчитано в соответствии с ГОСТ Р 59978.1-2022, пункт 5.11.4.
Необходимое (отрицательное) давление для преодоления сопротивления приточного воздуха PBc,j, Па, должно определяться с помощью следующей формулы:
где PB,j - необходимое планируемое давление для преодоления сопротивления приточного воздуха источника тепла j, Па;
n - экспонента (показатель степени) в зависимости от типа подвода воздуха:
- через имеющееся отверстие (например, помещение котельной с отверстием для приточного воздуха): n = 2;
- через имеющиеся щели и неплотности (например, оконные рамы в помещениях общего назначения): n = 1,5.
Если в помещении общего назначения несколько источников тепла подключено к одной секции конструкции для удаления дымовых газов, в уравнение (41) необходимо подставить для
Температура внутренней стенки Tiob,j секции j конструкции для удаления дымовых газов должна быть рассчитана аналогично ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.12, с использованием формул в таблице 2.
Таблица 2
Формулы для расчета температуры внутренней стенки на конце
участка конструкции для удаления дымовых газов
Расчет основан на определении распределения массовых потоков в коллекторе (см. рисунок 5).
Условие по давлению должно соблюдаться на каждом входе дымовых газов в коллекторную секцию [формула (42)]. После определения такого распределения должны быть выполнены следующие условия:
a) условие для массового расхода [формулы (45) и (46)];
b) условие по давлению для минимального разрежения или максимального избыточного давления [формула (47) или (47b) и (47c)];
c) условие по давлению для максимального разрежения или минимального избыточного давления [формула (47a) или (47d)];
d) условие по температуре [формула (48)].
Предполагается, что влияние ветровой нагрузки в конструкции для удаления дымовых газов сводится к минимуму посредством расположения входных отверстий и устья. Поэтому можно принять PL = 0 и не учитывать в формулах.
![]() 1 - конструкция для удаления дымовых газов; 2 - коллекторная
секция j, l; 3 - источник тепла j, l + 1; 4 - источник тепла
j, p; 5 - источник тепла j, 2; 6 - источник тепла j, 1;
7 - соединительный элемент; 8 - коллекторная секция j, 1
источников тепла и коллекторной секции
Для каждой коллекторной секции j, l при всех режимах эксплуатации должны выполняться условия следующих формул
где PZC,j,l - разрежение на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l, Па;
PZeC,j,l - необходимое рабочее давление на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l, Па;
PZ,j - рабочее давление на входе дымовых газов в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
NCj - количество источников тепла, подключенных к коллектору j, шт;
PHC,j,n - самотяга в коллекторной секции j, n, Па;
PRC,j,n - аэродинамическое сопротивление в коллекторной секции j, n, Па;
PWC,j,l - расчетное рабочее давление конструкции источника тепла j, l, Па;
PV,j,l - расчетное аэродинамическое сопротивление соединительного элемента источника тепла j, l Па;
PBC,j,l - расчетное рабочее давление для трубопровода приточного воздуха источника тепла j, l, Па.
14.2.2 Каскадное подключение с избыточным давлением
Для каждой коллекторной секции j, l при всех режимах эксплуатации должны выполняться условия следующих формул:
|PZOeC,j,l - PZOC,j,l| <= 0,1, (44a)
PZOeC,j,l = PWOC,j,l - PV,j,l - PBC,j,l, (44c)
где PZOeC,j,l - максимально допустимое избыточное давление на входе дымовых газов в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PZOC,j,l - избыточное давление на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l, Па;
PZO,j - максимальное избыточное давление на входе дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
NCj - количество источников тепла, подключенных к коллектору j, шт.;
PRC,j,n - давление сопротивления в коллекторной секции j, n, Па;
PHC,j,n - самотяга в коллекторной секции j, n, Па;
PWOC,j,l - расчетное располагаемое давление источника тепла j, l, Па;
PV,j,l - расчетное сопротивление соединительного элемента источника тепла j, l, Па;
PBC,j,l - расчетное давление воздуха для горения к источнику тепла j, l, Па.
Для всех находящихся в работе источников тепла при номинальной или минимальной тепловой мощности:
и для всех неработающих источников тепла:
где
Если в конструкцию встроен клапан для дымовых газов, аэродинамическое сопротивление массового потока дымовых газов принимают равным 0, если в распоряжении нет точных данных.
14.4.1 Конструкции для удаления дымовых газов при разрежении
Для каскадного подключения при разрежении необходимо проверить разрежение в коллекторе (PZC,j,l) превышает или равно разрежению в помещении для установки источника тепла при расчетных соотношениях давления подачи приточного воздуха. Проверка условий давления должна выполняться при тех же условиях, что и проверка условий массового расхода (см. 14.3 и 14.6). Необходимо доказать следующее соотношение:
где PZC,j,l - разрежение на входе дымовых газов в коллекторной секции j, l, Па;
PBC,j,l - расчетное давление приточного воздуха источника тепла в коллекторной секции j, n (см. 12.2.4), Па.
Если необходимо, нужно также проверить для всех соответствующих условий эксплуатации (см. 5.6), действительно ли разрежение (тяга) в коллекторе (PZCmax,j,l) меньше или равно допустимому разрежению (PZeCmax,j,l), создаваемому источником тепла (47a).
Это условие по давлению необходимо проверить с помощью отдельного расчета с использованием вновь рассчитанных массовых потоков дымовых газов, которые соответствуют условиям давления при температуре наружного воздуха TL = 258,15 К (tL = 15 °C, см. ГОСТ Р 59978.1).
где PZCmax,j,l - максимально допустимое разрежение на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l, в Па;
PZ,j - разрежение на входе дымовых газов в секции j системы удаления дымовых газов, Па;
NCj - количество источников тепла, подключенных к коллектору j, шт;
PHC,j,n - статическое давление в коллекторной секции j, n, Па;
PRC,j,n - давление сопротивления в коллекторной секции j, l, Па;
PWmax,j,l - допустимое разрежение источника тепла j, l, Па;
PV,j,l - расчетное давление сопротивления соединительного элемента источника тепла j, l; Па;
PBC,j,l - расчетное давление приточного воздуха источника тепла j, l, (см. п. 12.2.4), Па;
PZemax,j,l - максимально допустимое разрежение на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l, Па.
Примечание - Значения PHC,j,n и PRC,j,n в формулах (43) и (47a) обычно различаются, потому что условия разные.
14.4.2 Конструкции для удаления дымовых газов с избыточным давлением
В случае каскадных подключений в конструкциях с избыточным давлением необходимо также проверить, не превышает ли максимальное избыточное давление в соединительном элементе и в коллекторе избыточное давление, на которое оба рассчитаны. Проверка условий давления должна выполняться в тех же условиях, что и проверка условий массового расхода (см. 14.3 и 14.6). Должны быть проверены следующие отношения:
где PZOC,j - избыточное давление на входе дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PZCexcess - максимально допустимое давление согласно обозначению коллектора, Па;
PV,j,l - расчетное давление сопротивления соединительного элемента коллекторной секции j, n, Па;
PZCexcess - максимально допустимое давление по маркировке соединительного элемента, Па.
Также необходимо проверить, не превышает ли избыточное давление в коллекторе (PZOCmin,j,l) допустимое минимальное избыточное давление (PZOCemin,j,l), вызванное соответствующими условиями эксплуатации источника тепла (см. 5.6).
Это условие по давлению необходимо проверить с помощью отдельного расчета с использованием вновь рассчитанных массовых потоков дымовых газов, которые соответствуют условиям давления при температуре наружного воздуха TL = 258,15 К (tL = 15 °C, см. ГОСТ Р 59978.1).
где PZOCmin,j,l - минимальное избыточное давление при входе дымовых газов в коллекторную секцию, Па;
PZO,j - максимальное избыточное давление на входе дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PRC,j,n - давление сопротивления коллекторной секции j, l, Па;
PHC,j,n - статическое давление в коллекторной секции j, n, Па;
PWOmin,j,l - требуемое избыточное давление источника тепла j, l, Па;
PBc,j,l - расчетное давление приточного воздуха источника тепла j, l, Па;
PV,j,l - расчетное давление сопротивления соединительного элемента источника тепла j, l; Па;
PZOCemin,j,l - необходимое избыточное давление на входе дымовых газов в коллекторную секцию, j, n, Па.
Примечание - Значения PHC,j,n и PRC,j,n в формулах (44b) и (47d) обычно различаются, потому что условия разные.
Формула (48) должна выполняться для всех режимов эксплуатации (см. 5.6).
Условия по температуре проверяют отдельным расчетом, с учетом вновь рассчитанных величин массового расхода дымовых газов при соблюдении условия по давлению при температуре наружного воздуха от TL = Tuo.
где Tiob,j,l - температура внутренней стенки на выходе из коллекторной секции j, l, К;
Tg,j,l - предельная температура для коллекторной секции j, n, К.
Предельная температура Tg,j,l для сухого режима эксплуатации равна температуре точки росы дымовых газов Tsp,j,l (см. 8.6): Tg,j,l = Tsp,j,l.
Предельная температура Tg,j,l для влажного режима эксплуатации равна температуре замерзания воды: Tg,j,l = 273,15 К.
Метод расчета см. в 5.6.
14.7 Давление в устье соединительного элемента и давление на входе дымовых газов в коллекторную секцию
14.7.1.1 Разрежение
Минимальное и максимальное разрежения на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l (PZC,j,l и PZCmax,j,l) должно быть рассчитано с использованием формул (43) и (47a).
14.7.1.2 Избыточное давление
Максимальное и минимальное избыточные давления на входе дымовых газов в коллекторную секцию j, l коллектора (PZOC,j,l и PZOCmin,j,l) должны быть рассчитаны с использованием формул (44b) и (47d).
14.7.1.3 Самотяга в коллекторной секции (PHC,j,l)
Самотягу PHC,j,l в коллекторной секции j, l рассчитывают по следующей формуле:
где HC,j,l - эффективная высота коллекторной секции j, l, м;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
14.7.1.4 Аэродинамическое сопротивление коллекторной секции (PRC,j,l)
14.7.1.4.1 Общие положения
Аэродинамическое сопротивление (PRC,j,l) коллекторной секции j, l рассчитывают по следующей формуле:
, (50)где SE - аэродинамический коэффициент стабильности потока;
LC,j,l - длина коллекторной секции j, l, м;
DhC,j,l - внутренний гидравлический диаметр коллекторной секции, j, l, м;
- сумма отдельных коэффициентов местных сопротивлений коллекторной секции j, l;wmC,j,l - средняя скорость дымовых газов в коллекторной секции j, l, м/с;
SEMC,j,l - аэродинамический коэффициент стабильности потока при изменении давления вследствие слияния потоков (SEMC,j,l = SE при P13C,j,l >= 0; SEMC,j,l = 1,0 при P13C,j,l < 0);
P13C,j,l - потери давления при смешении дымовых газов на входе в коллекторную секцию j, l + 1, Па;
SEGC,j,l - аэродинамический коэффициент стабильности потока при изменении давления вследствие изменения скорости дымовых газов (SEGC,j,l = SE при PGC,j,l >= 0; SEGC,j,l = 1,0 при PGC,j,l < 0);
PGC,j,l - изменение давления вследствие изменения скорости дымовых газов от коллекторной секции j, l к секции j, l + 1, Па.
На последнем участке коллекторной секции j, NCj (там, где дымовые газы входят в конструкцию для удаления дымовых газов) используется значение P23,j вместо значения
(P23,j,l - потеря давления из-за отклонения и примеси дымовых газов на входе дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па).14.7.1.4.2 Коэффициент трения трубы соединительного элемента
Для расчета коэффициента трения трубы
14.7.1.4.3 Отдельные коэффициенты местных сопротивлений
Для расчета отдельных коэффициентов местных сопротивлений следует использовать ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица B.7.
14.7.1.4.4 Изменение давления вследствие изменения скорости дымовых газов (PGC,j,l)
При расчете изменения давления вследствие изменения скорости дымовых газов (PGC,j,l) см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подпункт 5.10.3.2.
Изменение давления PGC,j,l от коллекторной секции j, l к секции j, l + 1 рассчитывается по следующей формуле:
, (51)где
wmCj,l - средняя скорость в коллекторной секции j, l, м/с;
Для последней секции коллектора j, NCj (исходя из точки входа дымовых газов в конструкцию для удаления дымовых газов):
, (52)где
wm,j - средняя скорость дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с.
14.7.1.4.5 Потери давления вследствие подмешивания дымовых газов в участок коллектора (P13C,j,l)
Потери давления P13C,j,l вследствие подмешивания дымовых газов в коллекторной секции учитываются как аэродинамическое сопротивление коллекторной секции от входа дымовых газов и определяют по следующим формулам:
, (53) (54)где
wmC,j,l+1 - средняя скорость дымовых газов в коллекторной секции j, l + 1, м/с;
AC,j,l+1 - площадь поперечного сечения коллекторной секции j, l + 1, м2;
AV,j,l+1 - площадь поперечного сечения соединительного элемента j, l + 1, м2;
При
; ; .Для
коэффициент сопротивления в точке смешения может рассматриваться как сумма отдельных коэффициентов местных сопротивлений соответствующих сечений (см. ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица B.8, формы 6 и 8) и когда в точке смешения действует равенство .14.7.1.4.6 Потери давления вследствие изменения направления и подмешивания дымовых газов при их входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов (P23,j)
Для расчета потери давления вследствие изменения направления и подмешивания дымовых газов при их входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов (P23,j) см. 12.2.3.3.
где
- массовый расход дымовых газов в коллекторной секции j, NCj, кг/с.14.7.1.5 Давление на входе дымовых газов в секции конструкции для удаления дымовых газов (PZ,j и PZmax,j или PZO,j и PZOmin,j)
14.7.1.5.1 Разрежение
Для расчета разрежения на входе дымовых газов в секцию конструкции для удаления дымовых газов (PZ,j и PZmax,j) см. 12.1.1.
где
- площадь поперечного сечения коллекторной секции j + 1, NCj+1, м2; - массовый расход дымовых газов в коллекторной секции j + 1, NCj+1, кг/с.14.7.1.5.2 Избыточное давление
Для расчета максимального и минимального избыточного давления на входе дымовых газов в секции системы удаления дымовых газов (PZO,j и PZOmax,j) см. 12.1.2.
где
- площадь поперечного сечения коллекторной секции j + 1, NCj+1, м2; - массовый расход дымовых газов в коллекторной секции j + 1, NCj+1, кг/с.14.7.2 Необходимое разрежение или максимально допустимое избыточное давление на выходе из соединительного элемента (PZeC,j,l, PZOeC,j,l)
14.7.2.1 Необходимое разрежение
Необходимое разрежение (PZeC,j,l) на выходе из соединительного элемента j, l является суммой рассчитанного разрежения PWc,j,l источника тепла j, l и расчетного давления сопротивления соединительного элемента PV,j,l и расчетного давления для преодоления сопротивления приточного воздуха, PBc,j,l. Это разрежение должно быть рассчитано согласно формуле (44).
14.7.2.2 Максимально допустимое избыточное давление
Максимально допустимое избыточное давление (PZOeC,j,l) на выходе из соединительного элемента j, l представляет собой разницу между расчетным доступным давлением PWOc,j,l для преодоления сопротивления источника тепла j, l и суммой расчетного давления сопротивления соединительного элемента PV,j,l и давления для преодоления сопротивления приточного воздуха PBc,j,l и должно быть рассчитано в соответствии с формулой (44).
14.7.2.3 Расчетное аэродинамическое сопротивление соединительного элемента (PV,j,l)
14.7.2.3.1 Общие положения
Расчетное аэродинамическое сопротивление соединительного элемента (PV,j,l) определяется по следующему уравнению:
PV,j,l = PRV,j,l - PHV,j,l. (55)
14.7.2.3.2 Самотяга в соединительном элементе (PHV,j,l)
См. ГОСТ Р 59978.1-2022, подпункт 5.11.3.2.
14.7.2.3.3 Аэродинамическое сопротивление соединительного элемента (PRV,j,l)
Аэродинамическое сопротивление соединительного элемента PRV,j,l, Па, определяется по следующей формуле:
, (56)где SE - аэродинамический коэффициент стабильности потока;
LV,j,l - длина соединительного элемента j, l, м;
DhV,j,l - внутренний гидравлический диаметр соединительного элемента, м;
- сумма отдельных коэффициентов местных сопротивлений соединительного элемента (без учета эффекта смешения на входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов);wmV,j,l - средняя скорость дымовых газов в соединительном элементе, м/с;
SEMV,j,l - аэродинамический коэффициент стабильности потока для P23C,j,l (SEMV,j,l = SE при P23Cj,l >= 0; SEMV,j,l = 1,0 при P23C,j,l < 0);
SEGV,j,l - аэродинамический коэффициент стабильности потока при изменении давления вследствие изменения скорости дымовых газов (SEGV,j,l = SE при PGV,j,l >= 0; SEGV,j,l = 1,0 при PGV,j,l < 0).
Перепад давления PGV,j,l, Па, определяется по следующей формуле как разница скоростей дымовых газов в соединительном элементе и в соответствующей коллекторной секции j:
, (57)Потери давления P23C,j,l вследствие изменения направления и подмешивания дымовых газов на входе их в коллекторную секцию j, l рассчитывают по следующей формуле:
, (58) (59)где
wmC,j,l+1 - средняя скорость дымовых газов в коллекторной секции j, l, м/с;
AV,j,l - площадь поперечного сечения соединительного элемента j, l, м2;
AC,j,l - площадь поперечного сечения коллекторной секции j, l, м2;
При
; ; .Для
коэффициент сопротивления в точке смешения может рассматриваться как сумма отдельных коэффициентов местных сопротивлений соответствующих сечений (см. ГОСТ Р 59978.1-2022, таблица B.8, формы 6 и 8) и когда в точке смешения действует равенство .14.7.2.3.4 Коэффициент гидравлического сопротивления
Расчет коэффициента местного сопротивления
14.7.2.4 Давление, необходимое для преодоления сопротивления приточного воздуха (PB,j,l)
Расчет давления, необходимого для преодоления сопротивления приточного воздуха (PB,j,l) по ГОСТ Р 59978.1-2022, пункт 5.11.4.
Расчет температуры внутренней стенки (Tiob,C,j,l) по ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.12.
Расчет основан на определении массового расхода дымовых газов в конструкции для удаления дымовых газов и массового расхода воздуха для горения в шахте приточного воздуха. При этом должно быть выполнено условие по давлению для каждой точки входа дымовых газов в конструкцию для удаления дымовых газов (см. рисунок 6). Если подобное распределение массовых расходов было определено, должно быть подтверждено выполнение следующих условий:
a) условие для массового расхода [формулы (4) и (5)];
b) условие по давлению для дымового газа при минимальном разрежении или максимальном избыточном давлении [формула (61) или (61a) и (61b)];
c) условие по давлению для максимального разрежения или минимального избыточного давления [формула (6a) или (6d)];
d) условие по температуре [формула (7)].
В конструкциях для удаления дымовых газов под разряжением формулы (1), (2) и (3) должны быть выполнены при всех режимах эксплуатации для каждой секции j конструкции для удаления дымовых газов, а также для перепускного отверстия для j = 0.
Для конструкций удаления дымовых газов с избыточным давлением формулы (3a), (3b) и (3c) должны выполняться для каждой секции j конструкции удаления дымовых газов для всех соответствующих рабочих условий. Давление для преодоления сопротивления приточного воздуха PBc,j источника тепла j, который подключен к системе "воздух-дымовые газы" (LAS), должно быть рассчитано по следующей формуле:
, (60)где N - количество источников тепла, подключенных к конструкции для удаления дымовых газов, шт.;
PBc,j - давление для преодоления сопротивления приточного воздуха источника тепла j, Па;
PRB,k - давление сопротивления шахты приточного воздуха в секции к конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PHB,k - самотяга в шахте приточного воздуха в секции k конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PRBV,j - давление сопротивления в соединительном элементе j шахты приточного воздуха, Па;
PHBV,j - самотяга в соединительном элементе j шахты приточного воздуха, Па.
При проектировании отверстия для забора воздуха для горения и устья конструкции для удаления дымовых газов необходимо исходить из того, чтобы влияние ветровых нагрузок было незначительным. Поэтому можно принять PL = 0 и не учитывать в формулах.
Примечание - Если максимально полезное избыточное давление источника тепла включает необходимое давление для преодоления сопротивления соединительного элемента или воздушной шахты (например, газовые устройства типов C4 и C(10)), значения PV,j, PRBV,j и PHBV,j могут быть приняты как 0 Па.
Должны быть выполнены формулы (4) и (5).
15.4.1 Конструкции для удаления дымовых газов под разрежением
В случае конструкции для удаления дымовых газов под разрежением необходимо также проверить, действительно ли минимальное разрежение в шахте дымовых газов (PZ,j) больше или равно разрежению в шахте подачи воздуха в той же точке. Проверка этого условия давления должна выполняться в тех же условиях, что и проверка условия для массового расхода (см. 5.3 и 5.6). Следующие соотношения должны быть подтверждены.
Следующую формулу необходимо проверить во всех точках входа в шахту дымовых газов канала и для всех условий эксплуатации:
где PZ,j - давление на входе дымовых газов в участок j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PRB,k - давление сопротивления воздушной шахты секции k конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PHB,k - самотяга в шахте приточного воздуха секции к конструкции для удаления дымовых газов, Па.
При необходимости следует также проверить, не превышает ли разрежение (тяга) в конструкции для удаления дымовых газов (PZmax,j) максимально допустимое разрежение (PZemax,j), создаваемое источником тепла. Формула (6a) должна быть проверена для всех соответствующих условий эксплуатации (см. 5.6).
Условие по давлению необходимо проверить с помощью отдельного расчета с использованием вновь рассчитанных массовых потоков дымовых газов, которые соответствуют условиям давления при температуре наружного воздуха TL = 258,15 K (tL = -15 °C, см. ГОСТ Р 59978.1).
15.4.2 Конструкции для удаления дымовых газов с избыточным давлением
В случае конструкции для удаления дымовых газов с избыточным давлением необходимо проверить, не превышает ли максимальный перепад давления между соединительным элементом и вертикальной частью конструкции для удаления дымовых газов и соединением подвода воздуха в воздушной шахте избыточное давление, для которого они предназначены. Проверка этого условия по давлению должна выполняться в тех же условиях, что и проверка условия для массового расхода (см. 5.3 и 5.6). Должны быть проверены следующие соотношения:
где PZO,j - избыточное давление на входе дымовых газов в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
N - количество источников тепла, подключенных к конструкции для удаления дымовых газов;
PRB,k - сопротивление давлению воздуховода секции k конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PHB,k - статическое давление в воздуховоде секции k конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PZexcess - максимально допустимое расчетное давление конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PV,j - расчетное давление сопротивления соединительного элемента секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PRBV,j - давление сопротивления соединительного элемента воздушной шахты и секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
PHBV,j - самотяга соединительного элемента воздушной шахты и секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па.
PZVexcess - максимально допустимое расчетное давление соединительного элемента, Па.
При необходимости следует также проверить, не превышает ли избыточное давление в конструкции для удаления дымовых газов (PZOmin,j) минимально допустимое избыточное давление (PZOemin,j), создаваемое источником тепла. Формула (6d) должна быть проверена для всех соответствующих рабочих условий (см. 5.6).
Условие по давлению необходимо проверить с помощью отдельного расчета с использованием вновь рассчитанных массовых потоков дымовых газов, которые соответствуют условиям давления при температуре наружного воздуха TL = 258,15 К (tL = -15 °C, см. ГОСТ Р 59978.1).
![]() 1 - система "воздух-дымовые газы" (LAS); 2 - шахта
приточного воздуха; 3 - шахта для удаления дымовых газов;
4 - трубопровод приточного воздуха; 5 - источник тепла, j;
6 - соединительный элемент; 7 - трубопровод приточного
воздуха; 8 - источник тепла 2; 9 - соединительный элемент;
10 - секция конструкции для удаления дымовых газов;
11 - трубопровод приточного воздуха; 12 - источник тепла 1;
13 - соединительный элемент; 14 - перепускное отверстие
конструкции для удаления дымовых газов воздух-дымовые газы
(LAS) с многократным подключением источников тепла
Должна выполняться формула (7).
Для расчета значений давления и температуры в системе "воздух-дымовые газы" (LAS) с многократным подключением источников тепла необходим метод итерации (последовательного приближения) (см. 15.8.2.9). Эта последовательность расчета аналогична 5.6.
Каждая итерация (приближение) состоит из двух фаз.
Фаза 1
Рассчитывают параметры, начиная от самого нижнего узла подключения и до устья и выхода в атмосферу (см. рисунок 7) следующим образом:
- для конструкции для удаления дымовых газов под разрежением, при наличии перепускного отверстия:
- массовый расход воздуха для горения в перепускном отверстии:
, (62)где
PZ,0 - разрежение в конструкции для удаления дымовых газов над перепускным отверстием (рассчитывается по ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.11), Па;
PB,0 - разрежение в шахте приточного воздуха над перепускным отверстием, Па;
A0 - площадь поперечного сечения перепускного отверстия, м2;
- в каждой трубе для отвода дымовых газов и в каждом трубопроводе приточного воздуха соединительных элементов:
- массовый расход дымовых газов и массовый расход воздуха для горения (соответствуют массовому расходу в патрубке дымовых газов и массовому расходу в подводящем патрубке приточного воздуха источника тепла);
- среднюю плотность дымовых газов определяют по формуле (27), среднюю плотность воздуха для горения по формуле (116);
- среднюю скорость дымовых газов определяют по формуле (28), среднюю скорость воздуха для горения по формуле (117);
- температура дымовых газов и температура воздуха для горения на выходе из соединительного элемента [см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.8, или в случае концентрических трубопроводов - по формулам (97) и (99)];
- средние температуры дымовых газов и воздуха для горения [см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.8 или в случае концентрических трубопроводов по формулам (100) и (101)].
- в каждой шахте дымовых газов и каждом трубопроводе приточного воздуха секции конструкции для удаления дымовых газов:
- массовый расход дымовых газов после смешения и массовый расход воздуха для горения перед разделением по формуле (8) для дымовых газов и по формуле (63) для воздуха для горения;
- температура дымовых газов/приточного воздуха после смешения [по формуле (9) для дымовых газов, причем температуры воздуха для горения на входе в трубопровод приточного воздуха соединительного элемента и на входе в расположенную далее секцию шахты приточного воздуха должны быть одинаковы];
- средняя плотность дымовых газов определяется по формуле (28), средняя плотность воздуха для горения по формуле (116);
- средняя скорость дымовых газов определяется по формуле (29), средняя скорость воздуха для горения по формуле (117);
- температура дымовых газов и температура воздуха для горения: см. формулы (75) и (77) или ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.8);
- средняя температура дымовых газов и средняя температура воздуха для горения: см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подраздел 5.8. В случае концентрических трубопроводов средние температуры определяют по формулам (78) и (79).
Фаза 2
В случае конструкции для удаления дымовых газов с разрежением фактические значения разрежения должны быть рассчитаны в каждом узле, а именно от устья конструкции для удаления дымовых газов в атмосферу назад до узла, наиболее удаленного от него:
- самотягу на входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов определяют по формулам (31) и (104);
- аэродинамическое сопротивление секции конструкции для удаления дымовых газов определяют по формуле (32);
- разрежение на входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов вычисляют по формуле (2);
- аэродинамическое сопротивление секции конструкции для удаления дымовых газов у перепускного отверстия, если оно есть, рассчитывают по формуле (32);
![]() направления потока дымовых газов и подмешивания дымовых
газов в области входа дымовых газов в секцию j конструкции
для удаления дымовых газов
- разрежение на входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов у перепускного отверстия, если оно есть, определяют по формуле (2).
В случае конструкции для удаления дымовых газов с избыточным давлением фактические значения давления должны быть рассчитаны в каждом узле, а именно от устья конструкции для удаления дымовых газов в атмосферу назад до узла, наиболее удаленного от него:
- самотяга секции конструкции для удаления дымовых газов по формулам (31) и (104);
- сопротивление давлению в секции конструкции для удаления дымовых газов определяют по формуле (32);
- избыточное давление на входе в секцию конструкции для удаления дымовых газов определяют по формуле (3b).
Вышеописанная итерация (фаза 1 и фаза 2) должна проводиться для рассматриваемых условий эксплуатации, пока не будет выполнено условие по давлению [формула (1)].
Для каждого места соединения шахты дымовых газов секции конструкции для удаления дымовых газов и соединительного воздуховода соединительного элемента должна быть выполнена следующая формула
где
Если термическое сопротивление шахты дымовых газов и воздушной шахты равно или более 0,65 Вт/м2·К, то определение температуры дымовых газов, движущихся в отдельной шахте, проводят в соответствии с разделом 9. За температуру воздуха для горения принимают температуру наружного воздуха.
Если термическое сопротивление шахты дымовых газов и воздушной шахты меньше 0,65 Вт/м2·К, но равно или больше термического сопротивления внешних стенок конструкции для удаления дымовых газов, то температуры дымовых газов в отдельных шахтах должны определяться в соответствии с разделом 9. Средняя температура воздуха для горения в секции j шахты воздуха, TmB,j, должна быть рассчитана по следующей формуле:
где TL - температура наружного воздуха, К;
Tm,j - средняя температура дымовых газов в секции j, К.
В противном случае температуру следует определять аналогично тому, как описано в 15.8.2.
15.8.2.1 Общие требования
Следующие расчеты применимы к секции конструкции для удаления дымовых газов длиной до 3 м.
В случае секций конструкции для удаления дымовых газов более 3 м эти секции необходимо разделить на несколько участков и повторить соответствующий расчет.
15.8.2.2 Основные положения расчета по определению температур
Повторяя методику расчета, изложенную в 5.6, расчет температур в концентрических шахтах основывается на предположении, что начальные значения температур неизвестны. Уравнения, представленные в 15.8.2, должны использоваться для итерации до тех пор, пока не будут выполнены условия 15.8.2.10.
15.8.2.3 Коэффициент теплопередачи в месте подвода приточного воздуха к дымовым газам
Коэффициент теплопередачи между шахтой дымовых газов и воздушной шахтой (см. рисунок 8) рассчитывают по следующей формуле:
(65)где kj - коэффициент теплопередачи между каналом дымовых газов и каналом приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Вт/м2·К;
SH - поправочный коэффициент при отсутствии температурного равновесия;
Dh - гидравлический диаметр канала для удаления дымовых газов, м;
Dha - гидравлический диаметр по внешней стороне шахты дымовых газов, м;
Srad - поправочный коэффициент для теплового излучения с наружной поверхности шахты для удаления дымовых газов к внутренней поверхности шахты приточного воздуха.
В случае конструкции для удаления дымовых газов с концентрическими каналами SH необходимо установить на 1.
Чтобы учесть тепловое излучение от внешней поверхности шахты для удаления дымовых газов к внутренней поверхности шахты воздуха, при расчете коэффициента теплопередачи kj необходимо принять поправочный коэффициент теплового излучения Srad = 2.
Для секций конструкций для удаления дымовых газов, в которых температура внутренней поверхности шахты для удаления дымовых газов постоянно меньше или равна температуре точки росы дымовых газов, коэффициент Srad = 1.
Для более подробной оценки передачи тепла излучением см. ГОСТ Р 59978.1-2022, пункт 7.8.3.
![]() 1 - канал для удаления дымовых газов (с дымовыми газами);
2 - шахта для удаления дымовых газов со стенками
соответствующей толщины; 3 - канал для подачи воздуха
(с воздухом для горения); 4 - шахта приточного воздуха;
5 - температура окружающей среды
концентрических конструкций "воздух-дымовые газы" (LAS)
Коэффициент теплоотдачи
, (66)с
, (67) , (68)и
с
где
Nua,j - число Нуссельта для внешней стороны шахты для удаления дымовых газов в секции j, Вт/м2·К;
DhB - гидравлический диаметр канала приточного воздуха, м;
AB - свободное поперечное сечение канала приточного воздуха, м2;
Ua - наружный периметр шахты приточного воздуха, м;
UiB - внутренний периметр шахты приточного воздуха, м;
Dha - гидравлический диаметр внешней стороны шахты для удаления дымовых газов, м;
NuB,j - число Нуссельта для заявленного массового расхода приточного воздуха в шахте приточного воздуха;
- значение коэффициента трения для ламинарного течения приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов;ReB,j - число Рейнольдса свободного поперечного сечения шахты приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов;
PrB,j - число Прандтля для воздуха для горения в секции j конструкции для удаления дымовых газов;
Lj - длина секции j конструкции для удаления дымовых газов, м;
wmB,j - средняя скорость воздуха для горения в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с;
15.8.2.4 Коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом
Коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом следует рассчитывать по следующей формуле:
(71)где kB,j - коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Вт/м2·К;
SH - поправочный коэффициент при отсутствии температурного равновесия;
DhiB - внутренний гидравлический диаметр шахты приточного воздуха, м;
DhaB - внешний гидравлический диаметр шахты приточного воздуха, м;
Для системы "воздух-дымовые газы" (LAS) с концентрическими шахтами необходимо принимать SH = 1.
Для расчета
, (72)с
, (73)и NuB,j согласно формуле (69) и DhB,j согласно формуле (70).
где
NuiB,j - число Нуссельта на внутренней стороне шахты приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов;
DhB - гидравлический диаметр шахты подачи приточного воздуха, м;
Dha - внешний гидравлический диаметр шахты дымовых газов, м;
DhiB - внутренний гидравлический диаметр шахты приточного воздуха, м;
NuB,j - число Нуссельта для базового массового расхода приточного воздуха в шахте приточного воздуха.
15.8.2.5 Коэффициент охлаждения шахты дымовых газов
Коэффициент охлаждения рассчитывают по следующей формуле:
, (74)где Kj - коэффициент охлаждения секции j конструкции для удаления дымовых газов;
kj - коэффициент теплопередачи между дымовыми газами и приточным воздухом на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, Вт/м2·К;
U - периметр канала для дымовых газов, м;
Lj - длина секции j конструкции для удаления дымовых газов, м;
Cp,j - удельная теплоемкость дымовых газов на участке j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг·К.
15.8.2.6 Коэффициент охлаждения в шахте приточного воздуха
Коэффициент охлаждения в шахте приточного воздуха рассчитывают по следующей формуле:
где KB,j - коэффициент охлаждения шахты приточного воздуха участка j конструкции для удаления дымовых газов;
kB,j - коэффициент теплопередачи между воздухом на горение и окружающим воздухом в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Вт/м2·К;
UiB - внутренний периметр шахты приточного воздуха, м;
LB,j - длина участка j конструкции для удаления дымовых газов, м;
CpB,j - удельная теплоемкость воздуха для горения в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг·К.
15.8.2.7 Температура дымовых газов в конце секции конструкции для удаления дымовых газов
Температура дымовых газов на конце трубопровода для удаления дымовых газов секции j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывается по формуле (76); если итерация начинается от принятого стартового значения для каждой температуры To,j.
. (76)или согласно формуле (77), если итерация начинается с предполагаемым начальным значением ToB,1:
где To,j - температура дымовых газов в конце секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Kj - коэффициент охлаждения шахты дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов;
KB,j - коэффициент охлаждения шахты приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов;
Te,j - температура дымовых газов на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Ej - коэффициент тепловых потоков дымовых газов и воздуха для горения в секции j конструкции для удаления дымовых газов;
TeB,j - температура воздуха для горения в секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Tu,j - температура окружающего воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
ToB,j - температура воздуха для горения на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Cp,j - удельная теплоемкость дымовых газов в секции j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг·К.
CpB,j - удельная теплоемкость воздуха для горения, подаваемого в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, Дж/кг.
Температура воздуха для горения в конце секции j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывается для концентрических шахт по формуле (79), если итерация начинается с принятой стартовой величины для каждой температуры TeB,j:
или по формуле (80), если итерация начинается с одного из принятых стартовых значений ToB,j:
, (80)где To,j - температура дымовых газов в конце секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Te,j - температура дымовых газов на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
ToB,j - температура воздуха для горения на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
TeB,j - температура воздуха для горения в секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Kj - коэффициент охлаждения в секции j конструкции для удаления дымовых газов.
Примечание - Приведенные выше уравнения основаны на предположении, что передачу тепла можно приблизительно рассчитать по разнице средних температур.
15.8.2.8 Температура дымовых газов, усредненная по длинам секции конструкции для удаления дымовых газов
Температура дымовых газов, усредненная по длинам секции j конструкции для удаления дымовых газов, рассчитывается для концентрических шахт по следующей формуле
где Tm,j - температура дымовых газов, усредненная по длинам одной секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
Te,j - температура дымовых газов на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
To,j - температура дымовых газов на конце одной секции j конструкции для удаления дымовых газов, К.
15.8.2.9 Температура воздуха для горения, усредненная по длинам одного участка конструкции для удаления дымовых газов
Температуру воздуха для горения, усредненную по длинам одной секции j конструкции для удаления дымовых газов, рассчитывают для концентрических установленных трубопроводов по следующей формуле:
где TmB,j - температура воздуха для горения, усредненная по длинам одной секции j конструкции для удаления дымовых газов, К;
TeB,j - температура воздуха для горения на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
ToB,j - температура воздуха для горения на конце одной секции j конструкции для удаления дымовых газов, К.
Для расчета To,j и ToB,j необходимо знать соответствующие температуры воздуха для горения TeB,j во всех узловых точках. Для определения температуры воздуха для горения на входе в самую верхнюю секцию конструкции для удаления дымовых газов Nseg, К, используют формулу
, (83)где
TL - температура наружного воздуха, К.
Начиная с одного из предполагаемых стартовых значений для TeB,j формулы (64) - (81) используются с соответствующим повторением до тех пор, пока приближение к TeB,j < Nseg не достигнет выполнения следующей формулы:
. (84)При расчете температур воздуха для горения от основания до устья для концентрических шахт в системах "воздух-дымовые газы" (LAS) используют следующую формулу:
где TeB,j - температура воздуха для горения на входе в секцию j конструкции для удаления дымовых газов, К;
ToB,j+1 - температура воздуха для горения на конце секции j + 1 конструкции для удаления дымовых газов, К;
Nseg - количество участков конструкции для удаления дымовых газов для расчета.
Итерацию по определению ToB,1 необходимо продолжать до тех пор, пока не будет выполняться следующая формула:
, (86)Примечание - До тех пор, пока выполняются условия уравнений 85 и 87, для решения формул (64) - (82) могут использоваться также другие математические методы.
15.8.3.1 Коэффициент теплопередачи между дымовыми газами и приточным воздухом в концентрических соединительных элементах
Коэффициент теплопередачи между дымовыми газами и воздухом для горения в концентрических соединительных элементах j рассчитывают по следующей формуле:
где kV,j - коэффициент теплопередачи между дымовыми газами и воздухом для горения в соединительном элементе j, Вт/м2·К;
SH - поправочный коэффициент при отсутствии температурного равновесия;
- термическое сопротивление трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента j, Вт/м2·К;DhV,j - гидравлический диаметр канала для удаления дымовых газов в концентрическом соединительном элементе j, м;
DhaV,j - наружный гидравлический диаметр трубы для удаления дымовых газов концентрического соединительного элемента j, м;
Srad - поправочный коэффициент для излучения.
Для концентрических соединительных элементов корректирующий фактор SH = 1.
Чтобы учесть влияние излучения от внешней поверхности трубы для дымовых газов на внутреннюю поверхность трубы приточного воздуха в соединительном элементе, величина kj содержит поправочный коэффициент Srad, значение которого принимается равным 2.
Для концентрических соединительных элементов, в которых температура внутренней стенки трубы для удаления дымовых газов всегда ниже температуры точки росы, необходимо использовать значение Srad = 1.
Следует определять
, (88)с
, (89) , (90)и
с
где
NuaV,j - число Нуссельта для внешней стороны трубы дымовых газов соединительного элемента j, Вт/м2·К;
DhBV,j - гидравлический диаметр канала приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, м;
ABV,j - площадь поперечного сечения канала приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, м2;
UaV,j - внешний периметр трубы для дымовых газов концентрического соединительного элемента j, м;
UiB,j - внутренний периметр трубы воздуха для горения концентрического соединительного элемента j, м;
DhVa,j - внешний гидравлический диаметр трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента j, м;
NuBV,j - число Нуссельта для базового массового расхода концентрического соединительного элемента j;
- значение коэффициента трения для канала приточного воздуха концентрического соединительного элемента j при ламинарном течении;ReBV,j - число Рейнольдса в канале приточного воздуха концентрического соединительного элемента j;
PrBV,j - число Прандтля для воздуха для горения в концентрическом соединительном элементе j;
LV,j - длина концентрического соединительного элемента j, м.
15.8.3.2 Коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом для концентрических соединительных элементов
15.8.3.2.1 Общие положения
Коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом для концентрических соединительных элементов определяется по формуле
(93)где kBV,j - коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом в концентрическом соединительном элементе j, Вт/м2·К;
SH - поправочный коэффициент при отсутствии температурного равновесия;
- термическое сопротивление трубы приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, Вт/м2·К;DhiBV,j - гидравлический диаметр канала приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, м;
DhaBV,j - наружный гидравлический диаметр соединительного воздуховода приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, м;
Для концентрических соединительных элементов корректирующий фактор SH = 1 следует определять
(94)с
, (95)где
NuBV,j - число Нуссельта для базового массового расхода в концентрическом соединительном элементе j, Вт/м2·К;
DhBV,j - гидравлический диаметр канала приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, м;
NuiBV,j - число Нуссельта для внутренней стороны соединительного воздуховода приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, Вт/м2·К;
DhaV,j - внешний гидравлический диаметр трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента j, м;
DhiBV,j - внутренний гидравлический диаметр соединительного воздуховода приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, м.
NuBV,j рассчитывают по формуле (91), а DhBV,j - по формуле (92).
15.8.3.2.2 Коэффициент охлаждения для трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента
Коэффициент охлаждения для трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента рассчитывают по формуле
, (96)где KV,j - коэффициент охлаждения трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента j;
kV,j - коэффициент теплопередачи между каналом дымовых газов и каналом приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, Вт/м2·К;
UV,j - периметр трубы дымовых газов концентрического соединительного элемента j, м;
LV,j - длина концентрического соединительного элемента j, м;
CpV,j - удельная теплоемкость дымовых газов в концентрическом соединительном элементе j, Дж/кг·К.
15.8.3.2.3 Коэффициент охлаждения соединительного воздуховода концентрических соединительных элементов
Коэффициент охлаждения соединительного воздуховода концентрических соединительных элементов j рассчитывают по формуле
где KBV,j - коэффициент охлаждения в соединительном воздуховоде приточного воздуха концентрического соединительного элемента j;
kBV,j - коэффициент теплопередачи между воздухом для горения и окружающим воздухом в концентрическом соединительном элементе j, Вт/м2·К;
UiBV,j - внутренний периметр соединительного воздуховода концентрического соединительного элемента j, м;
LV,j - длина концентрического соединительного элемента j, м;
CpBV,j - удельная теплоемкость воздуха для горения в концентрическом соединительном элементе j, Дж/кг·К.
15.8.3.3 Температура дымовых газов в конце концентрического соединительного элемента (ToV,j)
Температуру дымовых газов в конце концентрического соединительного элемента j рассчитывают по формуле
где ToV,j - температура дымовых газов в конце концентрического соединительного элемента j, К;
KV,j - коэффициент охлаждения дымовой трубой в концентрическом соединительном элементе j;
KBV,j - коэффициент охлаждения соединительного воздуховода в концентрическом соединительном элементе j;
TW,j - температура дымовых газов на выходе из патрубка источника тепла j, К;
EV,j - отношение тепловых потоков дымовых газов и приточного воздуха в концентрическом соединительном элементе j;
TeBV,j - температура воздуха для горения на входе в концентрический соединительный элемент j, К;
TuV,j - температура окружающего воздуха концентрического соединительного элемента j, К;
CpV,j - удельная теплоемкость дымовых газов в концентрическом соединительном элементе j, Дж/кг·К.
CpBV,j - удельная теплоемкость воздуха для горения в концентрическом соединительном элементе j, Дж/кг;
ToB,j - температура воздуха для горения в конце секции j конструкции для удаления дымовых газов, К.
Примечание - Вышеприведенное уравнение (98) основано на предположении, что теплопередачу можно приблизительно рассчитать на основе разницы средних температур.
Температуру воздуха для горения на конце соединительного воздуховода концентрического соединительного элемента рассчитывают по формуле
где ToBV,j - температура воздуха для горения в конце концентрического соединительного элемента j, К;
TW,j - температура дымовых газов на выходе из патрубка источника тепла j, К;
ToV,j - температура дымовых газов на конце трубы для удаления дымовых газов концентрического соединительного элемента j, К;
TeBV,j - температура воздуха для горения на входе в концентрический соединительный элемент j, К;
KV,j - коэффициент охлаждения дымовых газов в концентрическом соединительном элементе j.
Примечание - Дополнительно к проверке условия по температуре конструкции для удаления дымовых газов может быть также необходима проверка температуры воздуха для горения на конце воздуховода приточного воздуха концентрической трубы для дымовых газов, если производитель источника тепла указывает самую высокую температуру приточного воздуха.
15.8.3.4 Температура дымовых газов, усредненная по длине концентрического соединительного элемента j
Температуру дымовых газов, усредненную по длине концентрического соединительного элемента j, рассчитывают по формуле
, (102)где TmV,j - температура дымовых газов, усредненная по длине концентрического соединительного элемента j, К;
TW,j - температура дымовых газов в патрубке дымовых газов источника тепла j, К;
ToV,j - температура дымовых газов на конце дымового канала концентрического соединительного элемента j, К.
15.8.3.5 Температура воздуха для горения, усредненная по длине концентрического соединительного элемента j
Температуру воздуха для горения, усредненную по длине концентрического соединительного элемента j, рассчитывают по формуле
, (103)где TmBV,j - температура воздуха для горения, усредненная по длине концентрического соединительного элемента j, К;
TeBV,j - температура воздуха для горения на входе в воздушный канал концентрического соединительного элемента j, К;
ToBV,j - температура воздуха для горения на конце канала приточного воздуха концентрического соединительного элемента j, К.
15.9.1 Самотяга в воздушной шахте секции j конструкции для удаления дымовых газов
Самотягу в шахте приточного воздуха в системах "воздух-дымовые газы" (LAS) с отдельными шахтами, как и в системах "воздух-дымовые газы" (LAS) с концентрическими шахтами с коэффициентом теплопередачи более 0,65 Вт/м2·К следует принимать равной 0.
Самотягу в шахте приточного воздуха на участках j конструкции для удаления дымовых газов других конструкций систем "воздух-дымовые газы" (LAS) рассчитывают по формуле
где PHB,j - самотяга в шахте приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
Hj - высоты секции j конструкции для удаления дымовых газов j, К;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81, м/с2;
Примечание - Основываясь на опыте, целесообразно предусмотреть для поперечного сечения концентрической шахты приточного воздуха минимальные размеры. Рекомендуется принять поперечное сечение шахты приточного воздуха как 1,5-кратное значение поперечного сечения дымовой трубы.
15.9.2 Самотяга соединительного элемента трубы приточного воздуха
Самотягу соединительного элемента трубы приточного воздуха в системе "воздух-дымовые газы" (LAS) с разделенными шахтами и с шахтами с концентрической дымовой трубой с коэффициентом теплопередачи более
следует принимать равной нулю.Самотягу j соединительного элемента трубы приточного воздуха в системе "воздух-дымовые газы" (LAS) рассчитывают по формуле
, (105)где PHBV,j - самотяга в трубе приточного воздуха соединительного элемента j, Па;
HV,j - высоты соединительного элемента j, м;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
15.9.3 Аэродинамическое сопротивление в шахте приточного воздуха участка j конструкции для удаления дымовых газов (PRB,j)
Аэродинамическое сопротивление в шахте приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов (PRB,j) рассчитывают по формуле
, (106)где PRB,j - аэродинамическое сопротивление в шахте приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
SEB - аэродинамический коэффициент стабильности потока для шахты приточного воздуха;
Lj - длины участка j, м;
DhB,j - гидравлический диаметр трубы приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов, м;
wmB,j - скорость воздуха для горения на основании средней плотности воздуха для горения секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с;
SEMB,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока аэродинамического сопротивления, возникающего вследствие изменения скорости потока в секции j конструкции для удаления дымовых газов (SEMB,j = SEB при P31,j >= 0; SEMB,j = 1,0 при P31,j < 0);
PB31,j - потери давления из-за разделения потока приточного воздуха на входе в трубу приточного воздуха соединительного элемента секции j + 1 конструкции для удаления дымовых газов, Па;
SEGB,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока аэродинамического сопротивления, возникающего вследствие разделения потоков приточного воздуха (SEGB,j = SEB при PGB,j >= 0; SEGB,j = 1,0 при PGB < 0);
PGB,j - перепад давления из-за изменения скорости воздушного потока в трубе приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па.
Изменение давления вследствие изменения скорости потока PGB,j в трубе приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов рассчитывают по формуле
, (107) , (108)где PGB,j - изменение давления вследствие изменения скорости потока в трубе приточного воздуха секции j конструкции для удаления дымовых газов, Па;
wmB,j - скорость воздуха для горения на основании средней плотности воздуха для горения в секции j, м/с.
Потери давления PB31,j вследствие разделения массовых потоков в области входа приточного воздуха в соединительный элемент j + 1 рассчитывают по уравнению:
, (109)с
, (110)и
PB31,N = 0. (111)
где PB31,j - потери давления вследствие разделения массовых потоков в области входа приточного воздуха в соединительный элемент j + 1, Па;
15.9.4 Аэродинамическое сопротивление трубы приточного воздуха соединительного элемента j (PRBV,j)
Аэродинамическое сопротивление трубы приточного воздуха соединительного элемента j (PRBV,j) рассчитывают по формуле
, (112)где PRBV,j - аэродинамическое сопротивление в шахте приточного воздуха секции j соединительного элемента j, Па;
SEB - аэродинамический коэффициент стабильности потока для шахты приточного воздуха;
LV,j - длины соединительного элемента j, м;
DhBV,j - гидравлический диаметр трубы приточного воздуха соединительного элемента j, м;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений в трубе приточного воздуха соединительного элемента j;wmBV,j - скорость воздуха для горения на основании средней плотности устройства для сжигания топлива соединительного элемента j, м/с;
SEMBV,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока аэродинамического сопротивления, возникающего вследствие разделения потоков приточного воздуха соединительного элемента j (SEMBV,j = SEB при PB32,j >= 0; и SEMBV,j = 1,0 при PB32,j < 0);
PB32,j - потери давления из-за разделения массовых потоков приточного воздуха на входе в трубу приточного воздуха соединительного элемента секции j + 1 конструкции для удаления дымовых газов, Па;
SEGBV,j - аэродинамический коэффициент стабильности потока аэродинамического сопротивления, возникающего вследствие изменения скорости потока соединительного элемента j (SEGBV,j = SEB при PGBV,j >= 0; и SEGBV,j = 1,0 при PGBV,j < 0);
PGBV,j - перепад давления из-за изменения скорости воздушного потока в трубе приточного воздуха соединительного элемента j, Па.
Изменение давления вследствие изменения скорости потока PGBV,j в трубе приточного воздуха соединительного элемента j рассчитывают по следующей формуле:
, (113)где PGBV,j - изменение давления вследствие изменения скорости в трубе приточного воздуха соединительного элемента j, Па;
wmBV,j - скорость воздуха для горения в соединительном элементе j, м/с;
wmB,j - скорость воздуха для горения на основании средней плотности воздуха для горения в соединительном элементе j, м/с.
Потери давления PB32,j вследствие разделения потоков приточного воздуха на входе в трубу приточного воздуха соединительного элемента j рассчитывают по следующей формуле:
, (114)с
(115)где PB32,j - потери давления вследствие разделения потоков приточного воздуха на входе в трубу приточного воздуха соединительного элемента j + 1, Па;
wmB,j - скорость потока воздуха для горения, определенная на основании средней плотности приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м/с;
AB - площадь поперечного сечения шахты приточного воздуха конструкции для удаления дымовых газов, м2;
ABV,j - площадь поперечного сечения трубы приточного воздуха соединительного элемента j, м2;
Если имеются данные от производителя, их необходимо использовать.
15.10.1 Плотность и скорость устройства для сжигания топлива в шахте приточного воздуха, усредненные по длине участка конструкции
При расчете "воздух-дымовые газы" (LAS) с одной дымовой трубой с коэффициентом теплопередачи не более 0,65 Вт/м2·К, температура воздуха для горения будет варьироваться и поэтому необходимо последовательно проводить расчет плотности.
Плотность
где pL - давление наружного воздуха, Па;
RL - газовая постоянная воздуха, Дж/кг·К;
TmB,j - температура воздуха для горения в соединительном элементе j воздушной шахты, К.
Скорость wmB,j, м/с, воздуха для горения в шахте приточного воздуха, усредненная по длине секции j конструкции для удаления дымовых газов, рассчитывают по формуле
где
AB,j - площадь поперечного сечения шахты приточного воздуха в секции j конструкции для удаления дымовых газов, м2;
15.10.2 Плотность и скорость воздуха для горения, усредненные по длине соединительного элемента
При расчете систем "воздух-дымовые газы" (LAS) с одной трубой для удаления дымовых газов с коэффициентом теплопередачи не более 0,65 Вт/м2·К температура воздуха для горения будет варьироваться и поэтому необходимо последовательно проводить расчет плотности.
Плотность
, (118)где pL - давление наружного воздуха, Па;
RL - газовая постоянная воздуха, Дж/(кг·К);
TmBV,j - температура воздуха для горения в соединительном элементе подключения воздушной линии, К.
Скорость wmBV,j, м/с, воздуха для горения, усредненную по длине соединительного элемента j, рассчитывают по формуле
, (119)где wmBV,j - скорость воздуха для горения, усредненная по длине соединительного элемента j воздушной линии, Дж/(кг·К);
ABV,j - площадь поперечного сечения воздуховода соединительного элемента j, м2;
Вентиляторы дымовых газов могут учитываться при расчете конструкций удаления дымовых газов только в том случае, если:
- работа вентилятора дымовых газов контролируется предохранительным устройством, которое отключает все источники тепла в случае выхода из строя вентилятора дымовых газов, или
- имеется достаточно доказательств того, что работа всех источников тепла безопасна в случае выхода из строя вентилятора дымовых газов.
Прирост давления Pвен, Па, создаваемый вентилятором дымовых газов, можно рассчитать с помощью следующей формулы
, (121) , (122)pL - внешнее давление воздуха (см. ГОСТ Р 59978.1-2022, пункт 5.7.2), Па;
R - газовая постоянная дымовых газов (см. ГОСТ Р 59978.1-2022, подпункт 5.7.3.2), Дж/(кг·К);
Tвен - температура дымовых газов на вентиляторе дымовых газов, К.
Характеристики вентилятора дымовых газов от c0 до c4 должны быть указаны производителем вентилятора дымовых газов или в документации.
Примечание - В случае вентилятора дымовых газов, который не используется постоянно, расчет должен выполняться без учета увеличения давления, создаваемого вентилятором дымовых газов, а скорее без учета сопротивления потоку.
Встроенные вентиляторы могут быть учтены при расчете конструкции для удаления дымовых газов с несколькими источниками тепла только в том случае, если все эти источники тепла соединены через один общий каскад и если вентилятор расположен в последней коллекторной секции NC этого каскада.
В отличие от формулы (49), теоретическая самотяга (основанная на эффекте дымохода) в последней коллекторной секции N, PHC,N, для встроенного вентилятора должна быть рассчитана по формуле
, (123)где HC,N - эффективная высота последней коллекторной секции N, м;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
Pвен - прирост давления, создаваемый встроенным вентилятором, Па.
В случае конструкций для удаления дымовых газов под разрежением должны быть подтверждены требования, изложенные в 14.2.1, и следующая взаимосвязь:
PZe >= PB, (124)
где PZe - необходимое разрежение на входе дымовых газов в конструкцию для удаления дымовых газов, Па;
PB - необходимое давление для преодоления сопротивления приточного воздуха, Па.
Примечание - При необходимости мощность встроенного вентилятора должна быть соответственно уменьшена.
В случае конструкций для удаления дымовых газов с избыточным давлением должны быть подтверждены требования, изложенные в 14.2.1, и следующая взаимосвязь:
PZOe + PHC,N - PRC,N <= PZexcess, (125)
где PZOe - максимально допустимое избыточное давление на входе дымовых газов в вертикальную часть конструкций для удаления дымовых газов, Па;
PHC,N - самотяга в последней коллекторной секции N, Па;
PRC,N - давление сопротивления последней коллекторной секции N, Па;
PZexcess - максимально допустимое расчетное давление конструкций для удаления дымовых газов, Па.
Примечание - При необходимости мощность встроенного вентилятора должна быть соответственно уменьшена.
Следующее уравнение обычно можно использовать для расчета прироста давления Pвен, создаваемого встроенным вентилятором, в соответствии с формулой (120):
Tвен = TeC,N, (126)
где Tвен - температура дымовых газов на встроенном вентиляторе, К;
TeC,N - температура дымовых газов на входе в последнюю коллекторную секцию N, К.
В отличие от уравнения (31) теоретическая самотяга (основанная на эффекте дымохода) в последней секции конструкции для удаления дымовых газов N, PH,N для устройства всасывания дымовых газов должна быть рассчитана с использованием следующего уравнения:
, (127)где HN - эффективная высота последней секции конструкции для удаления дымовых газов N, м;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
Pвен - прирост давления, создаваемый дымососом, Па.
Расчет прироста давления Pвен, создаваемого дымососом, проводят в соответствии с формулой
Tвен = TO,N, (128)
где Tвен - температура дымовых газов на дымососе, К;
TO,N - температура дымовых газов на выходе из системы удаления продуктов сгорания, К.
(справочное)
Проектирование конструкций для удаления дымовых газов с несколькими источниками тепла требует некоторого опыта. Поэтому здесь перечислены некоторые рекомендации. Их следует соблюдать по мере возможности.
A.1 Рекомендации по конструкциям для удаления дымовых газов и источникам тепла
Источники тепла, которые долгое время не работают, должны быть закрыты дымовым клапаном или шибером для дымовых газов, если это разрешено. Эти устройства должны быть закрыты в периоды, когда не происходит сжигание топлива. Во всех случаях дверцы камер сгорания и отверстия подачи приточного воздуха устройства для сжигания топлива должны быть закрытыми.
A.2 Рекомендации касательно соединительных элементов
Соединительные элементы должны быть вертикальными и подключаться непосредственно от источника тепла к конструкции для удаления дымовых газов. Если это невозможно, тогда их длины не должны быть менее 0,5 м. Вертикальный участок от источника тепла должен быть по размеру более половины общей длины соединительного элемента. Общая длина соединительного элемента не должны быть более 2,5 м.
Поперечное сечение соединительного элемента должно быть постоянным по форме и размерам и иметь как минимум тот же гидравлический диаметр, что и у штуцера для удаления дымовых газов источника тепла. Если два источника тепла подключают к конструкции для удаления дымовых газов одним общим соединительным элементом, то поперечное сечение общего соединительного элемента рассчитывается по методике расчета, представленной в этих нормах, с учетом суммы номинальной тепловой мощности обоих источников тепла.
(справочное)
Если производителем не заданы факторы b0, b1 и b2, а также факторы y0, y1, y2 для уравнений (10) и (11), от производителя источника тепла не указаны, однако значение выхлопных газов указано, применяют таблицу B.1, если данные по дымовым газам отсутствуют.
Таблица B.1
Параметры дымовых газов источника тепла с предоставленными
производителем данными по дымовым газам
Таблица B.2
Параметры дымовых газов источников тепла,
для которых нет доступных значений по дымовым газам
Таблица B.3
Спецификация котлов на газообразном топливе типа C(10)
для использования в качестве исходных данных
для расчета дымовых газов
(справочное)
ЕВРОПЕЙСКИМ СТАНДАРТАМ, ИСПОЛЬЗОВАННЫМ В КАЧЕСТВЕ ССЫЛОЧНЫХ
В ПРИМЕНЕННОМ СТАНДАРТЕ
Таблица ДА.1
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/gost-r_gosudarstvennyj-standart/3/gost_81296.html
На правах рекламы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||