Тяга, создаваемая дымовой трубой
Для того чтобы дымовые газы прошли из топливника по каналам печи к дымовой трубе, преодолев все встречающиеся на пути сопротивления (трение о стенки, возникающие завихрения
и при изменении направления движения газов и т д.), необходимо затратить некоторое усилие Это усилие должно быть больше тех сопротивлений, которые испытывают газы при своем движении, в противном случае печь будет дымить. Эта сила, называемая силой тяги печи, возникает каждый раз, когда топится печь.
Явление тяги основано на том, что все газы, так же как и окружающий нас воздух, имеют массу. При нагревании газы, расширяясь, становятся легче; при охлаждении они сжимаются и становятся тяжелее. Температура дымовых газов, заполняющих трубу, составляет в среднем около 140 °С, и поэтому они намного легче наружного воздуха. В результате этого в трубе возникает движение дымовых газов вверх (рис. 3). Дымовые газы, образующиеся в топливнике 2 от сгорания топлива, как более легкие, чем окружающий воздух, поднимаются вверх и заполняют дымовую трубу 4. Столб 3 наружного. воздуха, равновеликий столбу дымовых газов в трубе, противостоит этому столбу, но, будучи более холодным, он значительно тяжелее такого же объема газов в дымовой трубе.
|
Рис. 3. Схема работы дымовой трубы 1 — топочная дверка, 2 - топливник, 3 — столб наружного воздуха, 4 - дымовая, труба. |
Проведем через топочную дверку 1 условную вертикальную плоскость и представим себе, что эта плоскость служит как бы перегородкой, отделяющей наружный воздух от дымовых га^ зов, заполняющих топливник и дымовые каналы печи. На перегородку с правой стороны будет давить столб горячих газов высотой от середины топочной дверки до верха дымовой трубы. С левой стороны на перегородку будет давить такой же высоты столб наружного холодного воздуха. Массу воздуха, находящегося выше дымовой трубы, можно не принимать во внимание, так как она одинаково давит на правый и левый столбы.
Масса левого столба наружного холодного воздуха больше массы правого столба горячих газов. Поэтому левый столб наружного холодного воздуха будет вытеснять дымовые газы, заполняющие дымовую трубу, и в системе будет происходить движение газов по направлению от большего давления к меньшему, т. е. в сторону дымовой трубы. Действие силы тяги в том и состоит, что она, с одной стороны, заставляет подниматься вверх горячие газы, а с другой стороны, вынуждает воздух проходить в топливник для поддержания горения топлива. Сила тяги тем больше, чем больше разность температур между дымовыми газами в трубе и наружным воздухом и чем выше дымовая труба.
Чтобы усилить тягу, нужно увеличить высоту трубы или
повысить температуру уходящих газов; однако первое условие, имеющее решающее значение, не всегда осуществимо, а второе — невыгодно. Поэтому конструкция печи должна быть такой, чтобы сопротивление движению газов по каналам по возможности было минимальным. Для этого необходимо соблюдать следующие правила: дымовые каналы печи должны быть небольшой протяженности и иметь малое число поворотов; площадь поперечного сечения дымовой трубы должна быть достаточной для отвода дымовых газов; температура дымовых газов при входе в дымовую трубу должна составлять не менее 120... 140 "С; высота дымовой трубы, считая от колосниковой решетки до устья трубы, должна быть не менее 5 м (для одноэтажных зданий).