Калькулятор тяги дымовой трубы

Расчёт помогает проверить дымовую трубу котла или печи.

Что подготовить:

• высоту трубы - от входа газов (колосника, топки) до устья;
• температуру наружного воздуха - чем теплее снаружи, тем меньше тяга; для проверки в худшем случае берите температуру тёплого периода;
• среднюю температуру газов в трубе - среднее между входом и устьем, по паспорту котла или замеру;
• плотность воздуха при 0 градусах Цельсия - по умолчанию 1,293 кг/куб. м;
• плотность дымовых газов при 0 градусах Цельсия - из теплового расчёта котла, она зависит от топлива и избытка воздуха; умолчания нет. Если газы принять по составу равными воздуху, введите плотность воздуха;
• для скорости - расход газов, приведённый к 0 градусов Цельсия, и внутренний диаметр трубы (для прямоугольного канала - диаметр круга той же площади);
• для сравнения - сопротивление газового тракта из аэродинамического расчёта или паспорта котла.

Отрицательный запас тяги означает, что естественной тяги не хватает.

Сечение и высоту трубы по СП 7.13130 считает калькулятор дымохода. Сопротивление котла, борова и трубы, остывание газов по высоте, конденсация, ветровой подпор, рассеивание выбросов и прочность трубы не проверяются. Это оценка самотяги, а не аэродинамический расчёт котельной.

Плотности и тяга:

Плотность воздуха = Плотность воздуха при 0 градусах Цельсия * 273 / (273 + Температура воздуха)
Плотность газов = Плотность газов при 0 градусах Цельсия * 273 / (273 + Температура газов)
Тяга = 9,81 * Высота трубы * (Плотность воздуха - Плотность газов)

Скорость и запас:

Расход газов = Расход при 0 градусах Цельсия * (273 + Температура газов) / 273
Скорость = Расход газов / 3600 / (пи * Диаметр^2 / 4)
Запас = Тяга - Сопротивление тракта

где высота трубы - м; температура наружного воздуха и средняя температура газов - градусов Цельсия; плотности при 0 градусах Цельсия - кг/куб. м; расход дымовых газов при 0 градусах Цельсия - куб. м/ч; диаметр - внутренний диаметр трубы, вводится в миллиметрах, в формуле - в метрах; тяга и сопротивление газового тракта - Па; скорость - м/с.

Тяга - разность веса столбов наружного воздуха и дымовых газов той же высоты. Формула из статьи английской Википедии о дымовых трубах - постоянная 0,0342 * атмосферное давление * высота * (1 / абсолютная температура воздуха - 1 / абсолютная температура газов) - даёт тот же результат с точностью около 0,1%, если плотность газов равна плотности воздуха.

Источники: en.wikipedia.org, статья о дымовых трубах и расчёте тяги; плотность воздуха 1,2923 кг/куб. м при 0 градусах Цельсия - en.wikipedia.org, статья о плотности воздуха.

Точность вывода: тяга и запас - 0,1 Па, плотности - 0,0001, скорость - 0,01 м/с.

Пример: труба 10 м, летом +20 градусов Цельсия, газы 150 градусов Цельсия (плотность 1,34 кг/куб. м при 0 градусах Цельсия), 200 куб. м/ч, диаметр 150 мм, сопротивление 20 Па. Тяга 33,3 Па, скорость газов 4,87 м/с, запас 13,3 Па - тяги хватает. Зимой при -20 градусах Цельсия тяга той же трубы 52,0 Па.