Comment calculer la cheminée: caractéristiques techniques

Comme on le sait, l'efficacité d'une chaudière de chauffage dans une chaufferie dépend de la poussée. A leur tour, le niveau de pression barométrique, la température de l'air extérieur, la température des produits de combustion, ainsi que les paramètres du conduit de gaz de combustion, dont les dimensions sont réalisées avec une précision particulière, affectent la force de poussée. Dans cet article, nous examinons brièvement la méthode de calcul du tirage de la cheminée avec tirage naturel.

Informations générales

Les conduits de fumée sont construits à partir d’une variété de matériaux, il peut être:

• Brique;
• Fibre de verre;
• Béton armé et ainsi de suite

En particulier, les structures modulaires en acier inoxydable, qui sont assemblées à partir de pièces séparées, en tant que concepteur, sont devenues populaires ces derniers temps. Ils sont assez solides et durables, mais le prix des matériaux est tout à fait acceptable. Toutefois, quel que soit le matériau de construction, son installation n’est effectuée qu’après la préparation du projet, qui a été établie sur la base d’un certain nombre de calculs en plusieurs étapes.

Le projet est très important, par exemple, avec une hauteur de cheminée insuffisante, le tirage dans le système peut être trop faible pour maintenir le processus de combustion dans la chambre de combustion de la chaudière. Pour éliminer ce défaut, il est nécessaire d'installer des aspirateurs de fumée offrant une traction artificielle, ce qui entraîne des coûts supplémentaires.

De plus, un paramètre important de la cheminée est le respect de l’environnement: l’évacuation des gaz dans l’atmosphère et leur dispersion doivent être effectuées à une hauteur dépassant tous les bâtiments de la région.

Le calcul de la cheminée implique la détermination de plusieurs paramètres:

• Données aérodynamiques;
• Détermination de la hauteur;
• Calcul de la force.

Ensuite, nous examinerons les caractéristiques de tous ces calculs.

Calcul de cheminée

Calcul aérodynamique

Cette partie de la conception vous permet de connaître le débit de la structure. Ce paramètre doit permettre d’évacuer sans problème les produits de combustion lorsque la chaufferie fonctionne à pleine capacité.

Une capacité de cheminée mal calculée peut provoquer une accumulation de fumée dans la chaudière ou le conduit. Par conséquent, les calculs d'ingénierie du diamètre de la future structure sont effectués par des spécialistes possédant une formation spécialisée appropriée.

Les caractéristiques déterminent la hauteur du tuyau

Comme mentionné ci-dessus, lors de la conception d'une structure d'évacuation de fumée, il est nécessaire de justifier sa taille d'un point de vue environnemental. Cela devrait tenir compte du calcul de la dispersion des substances nocives dans l'environnement, qui se forment lors de la combustion du carburant.

Il convient également de noter que le calcul de la hauteur de la cheminée de la chaufferie doit être conforme aux normes sanitaires en vigueur dans les entreprises commerciales et les usines. De plus, la concentration de fond d'éléments dangereux dans l'atmosphère, obtenue grâce au fonctionnement d'autres sources de pollution, doit être prise en compte.

En outre, la hauteur de la structure dépend d'un certain nombre d'autres facteurs, tels que:

• Mode météorologique de l'atmosphère sur le site de la chaudière;
• Température des gaz d'échappement;
• Vitesse moyenne de l'air;
• Calcul thermique;
• Calcul aérodynamique;
• Terrain, etc.

Faites attention! Basé sur la quantité autorisée d'émissions de pollution, est déterminé et la hauteur optimale de la structure. La situation étant défavorable dans les zones les plus densément peuplées, le plus souvent, la structure est érigée au-dessus des données calculées, ce qui correspond au niveau le plus bas possible. Quant aux établissements à faible densité de population, ils sont guidés par la hauteur des bâtiments des autres chaufferies lors de la détermination de la hauteur de la cheminée.

Ainsi, à ce stade de la conception, non seulement la hauteur de la structure, mais aussi la quantité maximale admissible d'émissions dans l'atmosphère sont déterminées.

Calcul thermique

Le calcul thermique est effectué pour déterminer les paramètres suivants:

• Dilatation thermique du matériau à partir duquel sera construite la structure;
• Température maximale de l'enveloppe extérieure de la structure;
• Type et épaisseur requise du matériau isolant.

Force et stabilité

Donc, en premier lieu affecte la traction:

• Le diamètre de la structure;
• Hauteur de construction;
• La quantité de carburant brûlé dans la chaufferie.

Les dimensions de la structure dépendent de tous ces paramètres, dont dépend ensuite la base.

Cependant, en plus de la taille, pour calculer la stabilité de la structure, les facteurs suivants sont pris en compte:

• Comportement du sol;
• Activité sismique;
• Charges de neige et de vent.

Sur la base de toutes ces données, déterminez les paramètres suivants de la fondation:

• Sa conception;
• Zone unique;
• Profondeur de la pose, etc.

De plus, les caractéristiques de résistance permettent non seulement d'effectuer le calcul de la fondation, mais également de déterminer la forme et la conception la plus optimale du tronc.

Calcul de cheminée domestique

Pour déterminer vous-même les paramètres de la cheminée d'une chaufferie domestique, il n'est pas nécessaire de procéder à des calculs d'ingénierie sérieux. Pour ce faire, vous pouvez utiliser une méthode simplifiée.

Faites attention! Pour effectuer un tel calcul, il est nécessaire de connaître la puissance de la chaudière, c'est-à-dire la quantité maximale de carburant qui peut brûler en une heure. Ce paramètre est contenu dans le passeport de l'équipement.

Le fait est que tous les indicateurs de la structure des ménages sont à peu près les mêmes:

Lors de l'exécution d'un calcul de conception, il est nécessaire de prendre en compte que la poussée n'est autre que la différence de densité qu'ont le gaz et l'air sortants, multipliée par la hauteur de la structure. Il en résulte que le diamètre de la structure dépend de la quantité de carburant pouvant brûler en une heure, c'est-à-dire de la puissance de la chaudière.

En conséquence, l'instruction pour effectuer le calcul est la suivante:

• Si la capacité de l'équipement est connue, le volume de gaz à l'entrée du système sera comme suit: Vg = B * V * (1 + t / 273) / 360, (en m? / S).
• La vitesse de déplacement des gaz étant connue, il est possible de calculer la section d’une cheminée à l’aide de la formule - (F =? * D? / 4) = S (en m?)
• Selon la formule utilisée pour déterminer l’aire d’un cercle, il n’est pas difficile de trouver le diamètre du tuyau - d = = v4 * B * V * (1 + t / 273) /? *? * 360, en mètres.

Prenons un exemple de calcul d’une cheminée à usage domestique. Par exemple, sur la grille de la chambre de combustion pendant une heure, vous pouvez brûler 10 kg de bois avec une teneur en humidité de 25%. Dans ce cas, dans des conditions normales, le volume de gaz sera de 10 m? / Kg.

La température d'entrée du gaz est de 150 degrés Celsius.

Le calcul du diamètre est le suivant:

• A l'entrée, le volume de gaz est de - (10 * 10 * 1,55) / 360 = 0,043 m? / Sec.
• Vous pouvez maintenant connaître la section du tuyau, malgré le fait que la vitesse des gaz est de 2 m / s. Pour cela, il est nécessaire d'effectuer un tel calcul - (4 * 0,043) / 3,14 * 2 = 0,027 m²?.
• Si nous substituons tous les chiffres obtenus dans la formule pour trouver l'aire d'un cercle, nous pouvons obtenir le diamètre requis - v4 * 0,34 * 0,043 * (1 + 150/273) / 3,14 * 10 * 360 = 0,165 m.

Vous pouvez maintenant calculer le tirage de la cheminée:

• Considérant que 10 kg de carburant sont brûlés par heure, nous calculons la puissance comme suit: Q = 10 * 3300 * 1,16 = 38,28 kW.
• Le coefficient thermique de la conduite en cours de calcul est de 0,34. À partir de là, vous pouvez calculer la perte de chaleur par mètre - 0.34: 0.196 = 1.73 degrés.
• De 5 mètres du tronc doit être enlevé 2 mètres de la fournaise. En conséquence, la température du gaz à l’entrée sera de - 150 - (1,73 * 3) = 144,8 degrés.
• Maintenant, vous pouvez obtenir la valeur de poussée. Par exemple, la température de l'air est de 0 degré, dans ce cas, le calcul suivant doit être effectué: -3 * (1,2932-0,8452) = 1,34 mmH2O (pression de gaz naturel). Cette valeur est tout à fait suffisante pour le fonctionnement normal du système d'échappement des gaz.

Cette méthode de calcul d’une cheminée n’est pas aussi compliquée à première vue que cela puisse paraître, mais elle suffit en même temps pour réaliser un système efficace d’évacuation des gaz de combustion pour les chaudières domestiques.

Conclusion

Un calcul correct est requis pour la construction de toute cheminée. Sinon, le système d'élimination des produits de combustion pourrait fonctionner de manière inefficace ou considérablement polluer l'environnement, ce qui est inacceptable.

Pour une cheminée domestique, vous pouvez effectuer vous-même un tel calcul, mais les professionnels doivent concevoir le système pour les équipements industriels. À partir de la vidéo de cet article, vous pouvez obtenir plus d’informations sur ce sujet.