Számítások 8. Járatok méretezése

Következő lépés a járatok méretezése lenne, majd az azokban keletkező nyomásveszteségek(súrlódások) kiszámítása, ami a kéménymagasság számításánál egy fontos bemenő paraméter lesz.

Első járat a levegőbevezetés lenne (amiben még nem gáz, hanem csak az égéshez szükséges levegő áramlik). 

Ez vagy a tűztérajtón keresztül fog történni(saccolt nyomásveszteség 1.1 Pascal Libik szerint, biotűztérnél, lévén, hogy a sok apró lyuknál több súrlódás, alaki ellenállás lép fel mintha simán a hamuzónyíláson és az alsó rostélyon ömlene be a levegő, szóval ott több lesz, itt valószínű fogok egyet saccolni és 2Pa-t veszek, remélve, hogy még akár +1Pa-os hibatűrésbe is beleférek majd.

Amit idáig kiszámoltunk (http://tomegkalyha.blogspot.ro/2016/04/szamitasok-4.html):

 a tűztér Vgyn=121,83 Nm3/h (normálköbméter, azaz 0M-en, 0 C fokos) levegőt zabál óránként.

1    Mint említettem, a levegőadagolást úgy szeretném megvalósítani, hogy ezt  a levegőmennyiséget:

1. a hamuzó és tűztérajtókon keresztül adagolom (külső levegőbevezetés nyílása elzárva) 

2.  vagy pedig, ha úgy akarom, akkor ezt a 2 ajtót elzárva, és megnyitva a külső levegőbevezetés nyílását, az   utóbbin keresztül adagoljam a levegőt 

Mindkét esetben az égési levegő a hamuzótérbe jut, ahonnan bekerül a rostélyon és a 3 oldalfalon kialakított samottégla „lyukakon” keresztül a tűztérbe, ezáltal szolgáltatva primer, szekunder és terciáris levegőellátást az égéshez.

 Az 1-es esetben szobahőmérsékletű (20 C fokos) levegővel számolhatunk,

 a 2-es esetben, mivel a külső levegő az alap alatti föld-töltésen keresztül érkezik (ami lehet 8-10 fokos télen-nyáron), a számítások egyszerűsége miatt egy kb. 10 C fokkal számolom. 

Értelemszerűen az 1-es esetben picivel nagyobb nyíláson áramlik be a levegő a hamuzóba, s onnan a rostélyon keresztül a tűztérbe, így a rostélyméretet a 20 fokos levegővel számolom ki.

Ugyanakkor  úgy számolom, hogy 1,5m/s-nál gyorsabban ha lehet ne áramoljon be a levegő, mert ez esetben nagyok lesznek a fellépő súrlódások (nyomásveszteség).

Tehát:

1. Hamuzóajtón lévő nyílás + tűztérajtón lévő „huzatszabályzó” nyílások felületének összege =

       (Vgyn*(1+20/273)*1,07/(3600*1,5))*10000 cm2 = 259,1 cm2

    

      A neki megfelelő hidraulikus átmérő Dh=18,17cm .

      

     Azaz minimum ilyen átmérőjű körön vagy ilyen oldalhosszúságú négyzeten jöhetne a levegő.

Mi pedig téglalapokkal számolunk: egy 25x15cm-es téglalapnak a számított hidraulikus átmérője Dh’ = 18,75, ami nagyobb mint Dh=18,17, tehát jó lesz.

Nem is említettem ezidáig, hogy az ajtókat már megvettem. 

Még e számítások elvégzése előtt megvettem a múlt hónapban, mert épp volt egy utam Magyarországra, így ezt akkor letudtam. Akkor csak megsaccoltam a méretet, most, hogy egész pontosan számolom...hmmm..szerencsére elég... Mindenképpen ajánlatos előbb számolni, s utána vásárolni, legyen ez egy következtetés...

A hamuzóajtóm „lyukja”, azaz belső méretei 25x11cm. A tűztérajtón van 8db 2cmx4cm-es „huzatszabályzó lyuk”, ez 128cm2 lenne. A különbséget a 259-128=131 cm2 –t (kb. 12,85cm-es Dh) pedig fedezi a 25x11cm-es hamuzóajtó (15,28cm-es számított Dh). A két ajtón lévő huzatszabályzókkal úgy gondolom beállítható a kívánt mennyiségű levegő.

Fogok hozni képet és linket az ajtókról is.

Az így bejött levegőnek felét a rostélyon engedem be a tűztérbe (primer levegő), a másik felét pedig a 3 oldalfalon (szekunder és terciáris).

Ezáltal a rostély-nyílás felülete 259,1/2=129,55cm2 kellene legyen(Dh=12,85cm), ami egy 8x47cm-es nyílással (Dh'=13,67cm > 12,85) megoldható (figyelembe véve a tűztér alapjának 47cm-es hosszúságát).

A rostélynál pedig kb. fele „lyuk” és fele rostélyvas, úgy számolom, hogy egy  13x47-es – rostélynyílás megteszi.

(Még marad egy kis kérdőjel a rostély: öntöttvas volna az igazi, ui. ha én fabrikálom PC vasból, jó hogy 1000 fokok felett olvadnak a mindenféle ötvözetek is, de sokkal alacsonyabb hőmérsékleten már "képlékennyé" válnak, "elhajlanak"..gondolom nemhiába gyártják öntöttvasból a kályhás cuccokat...no majd meglátom)

Talán könnyebb lenne samottból kialakítani, ahogy Lars is szokta, az bírja a hőt, de annak a pucolásáról azt olvastam, hogy nehézkes (a hamut mindig le kell piszkálgatni róla), így egy meglejtősített alapú, fémrostélyos megoldás szimpatikusabbnak tűnt nekem, ahol a hamu lecsúszik a rostélyra kétoldalról, a rostélyt pedig 1 mozdulattal kifordítva talán könnyebben takarítható. 

Mindezt persze csak gondolom én. No dehát ez van. Boldogok, akik már tapasztalatból tudják mindezt. Az megnyugtat mindenképp, hogy Alex Chernov és Igor Kuznetsov is rakott egy ehhez hasonló tűzteret itt: http://mha-net.org/docs/v8n2/wildac08f.htm

Na szóval, a hamuzótérbe megérkezett levegőnek a másik felét az „U” alakú levegőnyíláson engedném fel a tűztér fala mentén és az ott kialakított samottnyílásokon keresztül be a tűztérbe (szekunder és terciáris levegő).

Igen ám, de az „U” alján a levegő még csak 20 fokos, fent pedig már jócskán előmelegítve lesz, én 300 C fokkal számoltam / saccoltam.

Az ideálisabb úgy lenne, hogy az „U” alak alul keskeny, felül pedig kiszélesedik, ahogy a levegő is melegedik felfele áramlás közben, de ehhez ferde, megdőlt oldala kellene legyen a tűztérnek, amit nem akarok, így az alját is a 300 fokos levegőhöz igazítottam, sőt a pontos méretet a beömlőnyílások számával és méretével fogom tudni majd szabályozni.

 259,1/2=129,55cm2 pedig osztva 3-al = 43,18 cm2 felület kellene egy oldalnak, 20 fokos levegővel.

 84,45cm2 (10,37cm-es Dh) pedig 300 fokos levegővel számolva (felül). Én alul-felül ez utóbbival számolok,

Ami egy 6cmx56cm-es téglalapból(Dh’=10,84cm) már kihozható, és tud lenni 3 db ilyen téglalapom ami az „U”-nak az alját alkotja.

A 3 samott oldalfalon lévő beömlőnyílások is ehhez kell igazodjanak(feltételezve, hogy ott is 300 fokosan áramlik a levegő), azaz oldalanként 84,45cm2 kell legyen. 

Ha 5 db lyukkal oldom ezt meg (per oldalfal), akkor lyukanként ez 16,89cm2(Dh=4,64cm), tehát 5db. 5x5cm-es lyukkal (Dh’=5cm>4,64cm) megoldható.

Minél több és kisebb nyílással oldanám meg annál jobb lenne a levegőadagolás egyenletessége szempontjából, annál rosszabb viszont a keletkező nagyobb súrlódások miatt...

        2. A külső térből való levegőbevezetés esetén, 10 fokos levegővel számolva, kellene :

Vgyn*(1+10/273)*1,07/(3600*1,5))*10000 cm2 = 250,25 cm2 –es nyílás.

A neki megfelelő hidraulikus átmérő Dh=17,85cm .

Nos, itt már is elkövettem az első bakit, házépítés előtt futtam egy rövid kört a neten és akkor azt a következtetést vontam le, hogy egy 16cm-es belső átmérőjű PVC cső ennek megteszi, amit bele is raktam még akkor az eleváció töltésébe.

Mint a fenti számítás mutatja, ez nem elég, még egy további 50cm2-et kell adjak neki (számított Dh~8cm), azaz egy 8x8cm-es nyílással, vagy 8cm-es csővel megoldható.

Mostani agyammal azt mondanám, hogy minél nagyobb annál jobb(hamuzó előtt úgyis leszabályozható egy olyan tologatós-cseszegetős súberrel), de minimum a kémény belső átmérője legyen (az biztos elég lesz, figyelembe véve, hogy a kéményben melegebb gáz megy és térfogatra is több ui. ott már keletkezett füstgáz megy ami több mint az égéshez adott levegő).

No dehát szerencsére még nincs veszve minden, ui. a födém fölé a szerelőbeton még ezután lesz kiöntve, úgyhogy oda még helyezhetek el csöveket.

Ha több és nagyobb átmérőjű csöveken jön be kintről a levegő az azért is jobb, mert így sokkal lassabban hömpölyöghet befelé, ezáltal kisebb nyomásveszteséget okozva. Ui. a kémény huzatnak a kályha nyomásveszteségén túlmenően még a levegőbevezetés nyomásveszteségét is le kell győznie.

Íme, így néz ki e pillanatban a külső levegőbevezetés, várva a további fejleményeket: