Обратная тяга в дымоходе

Для нормальной работы дымохода, тяга должна быть в пределах от 10- 20 Па.
При малой или высокой величины тяги применяются дополнительные устройства для нормализации требуемой величины.

- высота дымохода занижена;
- в дымоходе холодный воздух и большое содержания паров воды, препятствующих возникновению тяги;
- сечение дымохода не соответствует требуемым показателям;
- не выдержан размер выхода дымохода относительно конька крыши;
- засорение дымохода;
- нехватка воздушных потоков;
- конструкция имеет резкие сужения каналов, наклонов, расширений;
- наличие сквозняков и движения воздуха внутри помещения;
- нарушены соединения трубных колен, разрушение сварочных швов и труб;
- резкий порывистый ветер определенной силы и направления.

- увеличит высоту дымохода ( рекомендуемая высота 5-6м);
- выдержать требуемую площадь сечение дымохода;
- предварительный разогрев каналов;
- регулярная чистка дымоходных каналов;
- исключить резкие сужения, расширения, уменьшения общей длины горизонтальных участков;
- ремонт разрушенных участков;

- Дефлекторы и флюгера (усиливают и стабилизируют воздушные потоки в дымоходном канале);
- Ротационные турбины (усиливает силу тяги, используя силу ветра независимо от направления ветра. Создает разряжение над дымоходом);
- Электрические дымососы (устанавливаются непосредственно на дымоходах, полностью обеспечивают отвод продуктов горения с помощью электрических устройств.)

Расчет произведем для банной печи мощностью 20 кВт, вид топлива - древесина, высота трубы-5 м:

• Органические соединения древесины без учета влаги и золы

Углерод С-51%, Водород Н-6%, Кислород О-42,5%, Азот N-0,5%.

• Органические соединения свежеспиленной древесины с влажностью 60%:

Для полного сжигания 1 моля углерода требуется 1 моль кислорода:

Вес 1 моля углерода 12 грамм, кислорода 2X16=32 грамма.
Соответственно углекислого газа СО₂=12+32=44 грамма.

• Для водорода:

Соответственно из выше изложенного:

1 кг дров содержит 204 гр углерода или 204/12=17 моль;
для его сжигания необходимо 17 моль кислорода или 17x32=544 грамм;
в результате образуется углекислого газа 17 моль или 17x44=748 грамм;
Либо: 204+544=748 грамм.
1 кг дров содержит 24 гр водорода или 24/2=12 моль;
для его сжигания потребуется 6 моль кислорода или 6x32=192 грамм;
в результате образуется 12 моль воды или 12x18=216 грамм;
Отсюда следует, что для сжигания 1 кг древесины необходимо 544+192=736 грамм чистого кислорода. Так как кислород содержится в самой древесине в количестве 170 грамм, то нам необходимо лишь 736-170=566 грамм чистого кислорода.

• Содержание кислорода в атмосфере 21%. Отсюда следует, что количество необходимого воздуха для сжигания 1кг дров равно: 566/0,21=2696грамм.

Для полного сжигания топлива вам необходимо подать полный объем воздуха с избытком. Избыток примерно 20%. Тогда в топку необходимо подать: 2696x1,2=3234 грамма, из них 679 гр кислорода и 2555 гр азота.
После горения, как было посчитано ранее, углекислого газа образовалось 748 грамм. Тогда Азота: 2+2555=2557 грамм; кислорода: 679-566=113 грамм.

Итого после сгорания 1кг влажных дров образуется:

1 моль любого газа занимает 22,4 л. Тогда объем дымовых газов составляет:
V=22,4x(748/44+816/18+2557/28+113/32)=3,521 м³.

Плотность дымовых газов:

Температура уходящих газов печи при температуре 0 град, приблизительно варьируется около 130^оС (403К).

Тогда при этой температуре их плотность равна:

Расчет ведем при номинальной мощности печи 20кВт.

• Количество тепла в час при номинале: 20x3600=72000 кДж;
• КПД печи 80%, соответственно при 100% сгорит на 72000/0,8=90000 кДж или 90000/6025=14,9 кг.
• Количество газов за 1 час: 14,9x3,521=52,463 м³.
• Далее, используя табличные значения, определяем требуемый диаметр дымохода:

Для хорошей работы дымохода рекомендуемая скорость движения газов от 1-2 м/с. При скорости 2 м/с и объеме газов 52,463 м³ оптимальная труба диаметром 100 мм. Однако, существуют ряд факторов, которые могут посодействовать на снижение скорости газов в трубопроводе, поэтому правильно будет для данной печи в 20 кВт и высоты дымохода 5 м применить трубу, диаметр которой будет максимально приближен к 125 мм.