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Métodos e regras de cálculo

As regras de cálculo têm suas próprias tolerâncias, você precisa conhecê-las antes de calcular o diâmetro do tubo. Existem vários métodos de cálculo, eles dependem de quem e para quais condições serão executados:

De alta precisão, são utilizados na fabricação de caldeiras e são realizados pelos departamentos de projeto dos fabricantes de equipamentos.
Cálculos aproximados realizados por não especialistas com base em gráficos, tabelas e tabelas.
Automático, obtido com base em cálculo online.

Cálculos precisos são entendidos como aqueles em que muitos fatores são levados em consideração:
temperatura dos gases de combustão na saída da caldeira e da tubulação, a velocidade de movimento dos gases no forno e em seções do sistema de exaustão de fumaça, a perda de pressão do gás ao longo do movimento no caminho gás-ar. A maioria desses parâmetros são obtidos experimentalmente por fabricantes de equipamentos de caldeira e dependem da marca da caldeira, portanto, esse tipo de cálculo praticamente não está disponível para os usuários.

No que diz respeito ao método aproximado, antes de calcular o diâmetro da chaminé, são tidas em conta as características do volume da câmara de combustão. Para determinar os parâmetros geométricos dos tubos, existem várias tabelas e gráficos

Por exemplo, com uma fornalha com dimensões de 500x400 mm, é necessário um tubo redondo de 180 a 190 mm.

O terceiro método é baseado no uso de calculadoras online especiais. Eles levam em conta quase todos os parâmetros importantes, então fornecem resultados muito precisos. Para usá-los, o operador precisará conhecer muitos dados iniciais.

método exato

Cálculos precisos são baseados em uma base matemática bastante trabalhosa. Para fazer isso, você precisará conhecer as características geométricas fundamentais do tubo, o gerador de calor e o combustível usado. Para tal cálculo, você pode usar o seguinte método para determinar o diâmetro de um tubo redondo para um fogão a lenha.

Parâmetros de cálculo de entrada:

Indicações de gases T na saída da caldeira t - 151 C.
A velocidade média dos gases de combustão é de 2,0 m/s.
O comprimento estimado do tubo, que é normalmente usado para fogões, é de 5 m.
A massa de lenha queimada B= 10,0 kg/hora.

Com base nesses dados, o volume de gases de escape é calculado primeiro:

V=[B*V*(1+t/272)]/3600 m3/s

Onde V é o volume de massas de ar necessárias para a completude da combustão do combustível - 10 m3/kg.

V=10*10*1,55/3600=0,043 m3/s

d=√4*V/3,14*2=0,166 mm

método sueco

Os cálculos da chaminé são frequentemente realizados usando este método, embora seja mais preciso ao calcular os sistemas de chaminé de lareiras com fornalhas abertas.

método sueco

De acordo com este método, o tamanho da câmara de combustão e seu volume de gás são usados para o cálculo. Por exemplo, para uma lareira com portal de 8 alvenarias de altura e 3 de alvenaria de largura, o que corresponde ao tamanho F = 75,0 x 58,0 cm = 4350 cm2. A relação F / f = 7,6% é calculada e é determinado a partir do gráfico que uma chaminé retangular com esse tamanho não pode funcionar, talvez o uso de um projeto de seção circular, mas seu comprimento deve ser de pelo menos 17 metros, o que não é realmente Alto. Neste caso, é melhor escolher o inverso, de acordo com a seção de diâmetro mínimo necessária. É fácil encontrá-lo pela altura do edifício, por exemplo, para uma casa de 2 andares, a altura da lareira à chaminé é de 11 m.

Razão F/f= 8,4%. f = Fх 0,085 = 370,0 cm2

D= √4 x 370 / 3,14 = 21,7 cm.

Existe uma chaminé universal

Como calcular uma chaminé para uma lareira e outros sistemas de aquecimento? É possível instalar tal canal que corresponda a qualquer tipo de combustível, se seu material for sempre selecionado exatamente de acordo com o tipo de um determinado combustível? No momento, esse mecanismo universal não foi inventado. Existem alguns sistemas que funcionam muito bem com alguns tipos de combustível. No entanto, eles estão longe de qualidade.

Seção interna

O cálculo da seção transversal da chaminé é um requisito obrigatório para a qualidade do sistema de exaustão.

Forma cilíndrica. O aquecimento do sistema de aquecimento a gás é desigual, por isso o movimento da fumaça pelo tubo é realizado em espiral. Portanto, a forma ideal do tubo será cilíndrica. É ela quem vai proporcionar a tração perfeita.

Se você projetar uma chaminé quadrada, os redemoinhos não podem se formar devido à falta de corrente de ar e a fumaça se acumulará nos cantos. E a qualidade do sistema de exaustão e sua saúde dependem da velocidade da força de exaustão.

Além disso, a forma cilíndrica do canal da chaminé é adequada para caldeiras de nova geração (stop strat).

Assistimos ao vídeo, o cálculo de uma chaminé quadrada:

O princípio de operação de tais dispositivos de aquecimento é criado levando em consideração o aquecimento de alta velocidade do sistema de aquecimento.

As nuances do planejamento e os fatores que afetam os parâmetros da chaminé

Para projetar uma opção impecável, é inimaginável gerenciar apenas com cálculos e diagramas. A chaminé cruza com importantes partes estruturais da casa, o que significa que certamente afeta o plano. No caso de o proprietário querer instalar mais próximo da cumeeira, ele pode enfrentar muitas dificuldades. Portanto, é melhor colocar a chaminé a uma grande distância.

A altura deve ser selecionada levando em consideração as características do projeto:

Projeto de apartamento;
geometria da chaminé;
número de andares residenciais;
facilidade de instalação de canais de chaminé;
acessibilidade potencial para manutenção da unidade de caldeira e unidade de ventilação de fumos;
tipo de material de construção utilizado durante a construção de divisórias e sistemas de treliças;
o número de fontes de calor conectadas a uma única chaminé.

Deve-se notar que, de acordo com as normas para a instalação de sistemas de fornecimento de calor em residências individuais, é permitido conectar apenas uma caldeira a uma chaminé. Em versões especiais, é permitido realizar a remoção dos gases da caldeira através de uma chaminé de 2 unidades. Para o bom funcionamento do equipamento de engenharia térmica, um corte deve ser colocado no meio de tal projeto. Os fornos em edifícios de vários pisos até 3 pisos são colocados um em cima do outro, e as suas chaminés de forma semelhante, para que os gases de combustão possam escapar através de um poço.

A grande maioria dos designers prefere o uso de canais montados no momento da construção das paredes dos edifícios em alvenaria - eles podem economizar significativamente dinheiro em materiais de construção.

Uma chaminé que não pode ser instalada em uma parede principal é instalada com dutos de ventilação de fumaça o mais próximo possível da cumeeira.

A construção de uma chaminé de parede é realizada usando uma bóia-modelo, forrada com alvenaria por todos os lados. É feito em forma de caixa de madeira, com seção transversal igual ao diâmetro da chaminé. Tendo atingido o topo do modelo, ele é movido para cima, após o que é colocado novamente. O processo continua até que a construção da parede do mancal seja concluída.

Muitas vezes, os tubos de tijolos estão localizados no interior das paredes principais; neste caso, o aquecimento mais eficiente da casa pode ser organizado, com baixos custos específicos de aquecimento. Às vezes, dutos de fumaça são colocados nas paredes externas, no entanto, esse método será o mais caro e causará um esforço significativo na manutenção dos dutos de fumaça. Na opção de colocar o sistema de ventilação de fumaça na parede externa, a largura da parede do tubo é maior.

O cálculo perfeito da chaminé aumenta a eficiência da fonte de aquecimento da casa e garante o funcionamento seguro das fontes de aquecimento. Caso contrário, gases tóxicos podem entrar no espaço de vida e prejudicar a saúde dos moradores.

Fatores que afetam o desempenho

No que diz respeito aos parâmetros da chaminé, é impossível dizer que quanto mais alto, mais preferível. Um duto de gás extremamente longo ou largo aumenta o custo de construção de chaminés. Uma caldeira ou fogão com chaminé semelhante se desgastará com excesso de tiragem, o combustível será queimado rapidamente e uma parte significativa dele escapará inutilmente para a atmosfera, reduzindo a eficiência do sistema de fornecimento de calor.

O tamanho da seção afeta apenas parcialmente o comprimento do tubo da chaminé. Em outras palavras, o usuário não poderá aumentar seu diâmetro para melhorar a eficiência. A este respeito, os especialistas não aconselham experimentar as dimensões das seções dos tubos do fogão, ajustando-os a certos indicadores de altura, por exemplo, tornando-os abaixo de 5 m ou acima de 7 m. O impulso será o mesmo em toda a estrutura, pelo contrário, um diâmetro de tubo muito grande pode reduzir - por turbulência, arrancando a tocha do bico de gás.

O cálculo do comprimento do tubo depende mais do valor da altura do objeto no qual é colocado e do tipo de cobertura. O indicador acima do nível do telhado é um indicador mais importante para calcular a seção ideal do tubo.

Cálculo do diâmetro da chaminé para o forno

O comprimento do tubo da chaminé da grelha até o ponto de saída deve ser de pelo menos 5 m. Se o telhado for feito na forma de uma estrutura plana, a elevação do tubo deve ser de pelo menos 50,0 cm. 1,5 m, é deve subir pelo menos 50,0 cm em relação ao parapeito extremo ou envolvente. Se estiver a 1,5 a 3,0 m do cume, seu topo não deve ser mais baixo que ele ou o parapeito.

Em alguns casos, o tubo está localizado a mais de 3 m da linha do cume, então sua menor altura é calculada em um ângulo de 10 graus em relação ao horizonte. Caso haja grandes arranha-céus nas proximidades e a caldeira ou lareira funcione com madeira, a altura da chaminé é selecionada acima do telhado das casas próximas.

Recomendações para colocação e construção de tubos:

Não é necessário equipar chaminés perto das janelas do telhado para que um vento acidental não sopre os produtos da combustão no sótão.
Da mesma forma, não é recomendável erguer tubos de exaustão e dutos de ventilação nos vales, para que não sejam criados bolsões de neve.
Quando a seção externa da chaminé sai, não é necessário fortalecê-la rigidamente com a estrutura do telhado e as vigas, pois todo o telhado sofrerá se o tubo desmoronar com um furacão.

O cálculo competente de todas as características do futuro esquema de chaminés é uma garantia de seu desempenho e operação eficiente de todos os equipamentos da caldeira. Uma falha nos cálculos, que podem ser feitos na fase de projeto, levará a um modo de emergência com posterior destruição do sistema. Cálculos simples, baseados em muitos anos de experiência de especialistas, permitem ao usuário realizá-los qualitativamente para determinar os parâmetros técnicos da chaminé.

Tipos de chaminés

Ao escolher um sistema de fogão, deve-se levar em consideração o material com o qual a casa é construída: madeira ou tijolo. Uma mansão de madeira queima mais rápido e é menos confiável em termos de segurança contra incêndio em comparação com uma casa de tijolos

Ao instalar um tubo, é muito importante calcular corretamente para que os produtos de combustão sejam retirados da sala sem danos à saúde.

Ao instalar o tubo, é necessário instalar corretamente o rascunho, o que garante a remoção segura do monóxido de carbono. A altura ideal do tubo é de pelo menos cinco metros.

Ao instalar aparelhos de aquecimento, o cálculo correto da chaminé deve ser feito:

Selecione o material adequado
Calcule a altura da chaminé
Calcule a seção transversal da chaminé
Calcule o diâmetro da chaminé

É necessário levar em consideração o combustível com o qual o aquecedor será aquecido. Dependendo disso, você deve escolher o material certo para o tubo:

Tijolo
cimento-amianto
argila refratária
Ferro
Cerâmica

As propriedades operacionais do canal de tijolos são pequenas. A vida útil não é superior a sete anos e o nível de segurança também falha. Ao colocar, é importante um tijolo sólido confiável, que é então coberto com uma camada de massa para vedação.

O tubo de cimento-amianto é muito barato, mas não é ecologicamente correto. Quando aquecido, exala substâncias cancerígenas. O material mais confiável, mas também caro para o tubo, é o fireclay. Atende a todos os requisitos de segurança contra incêndio, é confiável e prático. A vida útil do fireclay é bastante longa.

Assistimos a tipos de vídeo de sistemas de chaminés:

A chaminé de aço é a mais durável de todas graças ao seu design modular. Você sempre pode substituir a seção de tubo danificada por uma nova. O canal de aço é de plástico e qualquer número de cotovelos pode ser criado a partir dele. A estrutura de aço gira e dobra em qualquer direção. Este é um material universal para lareiras e fogões de qualquer modificação.

Uma chaminé feita de material cerâmico é instalada em salas com grande espaço. O mais popular é a chaminé, combinada com dois movimentos. Parece um tubo com dois canais de chaminé.

Erros na construção de chaminés

Quanto mais rápido for o aquecimento, mais economicamente funciona a caldeira, passando para o modo de espera.

Forma quadrada. Mas para sistemas de aquecimento a lenha, uma forma de seção quadrada será melhor. Para calcular a seção transversal da chaminé, o tipo de combustível é fundamental. O combustível de madeira não requer muita tração, como o gás, então a seção redonda simplesmente contribuirá para o desgaste do calor da casa.

Diâmetro interno

O cálculo correto do diâmetro da chaminé garantirá o bom funcionamento de todo o sistema de aquecimento em casa. Você pode calcular o diâmetro da chaminé de acordo com as instruções do fabricante em anexo. Mas se você não tiver um, siga estas regras:

Para calcular uma chaminé do tipo quadrado, o diâmetro do soprador não deve exceder o diâmetro do tubo.
Para um sistema de aquecimento com fornalha aberta (lareira), o cálculo da chaminé é 1:10 em relação à fornalha.

Altura

Qual deve ser a altura da chaminé? É impossível determinar uma altura inequívoca da chaminé para todos os tipos de sistemas de aquecimento. Aqui se aplica o seguinte princípio: quanto maior o diâmetro do tubo, mais cedo ocorre o resfriamento dos produtos de combustão do combustível. Como resultado, o condensado se deposita nas paredes do tubo, o que bloqueia a exaustão funcional da fumaça.

Assista ao vídeo sobre como calcular corretamente a altura:

Ou seja, um aumento de diâmetro a uma altura de 5 metros não contribui para um aumento na tração. E se aumentarmos a altura da chaminé e reduzirmos seu diâmetro, aumentaremos o volume de ar quente e reduziremos seu resfriamento. E isso significa que aumentaremos a tração. Ou seja, ao calcular a chaminé, esse recurso deve ser levado em consideração. É o aumento da altura com a diminuição do volume do tubo que criará uma forte tração. Mas o quão econômico é em termos de custos de combustível, você decide.

Se você quiser calcular a chaminé em favor da economia de combustível e decidir aumentar a altura da chaminé com a quantidade mínima de tubo, a tiragem no sistema diminuirá drasticamente. Uma diminuição no calado pode levar à penetração de monóxido de carbono na sala. Portanto, o cálculo da chaminé não pode ser alinhado com a economia financeira, pois isso levará ao envenenamento por monóxido de carbono.

Como calcular a altura da chaminé corretamente:

Use programas especiais para calcular a altura da chaminé
A altura da chaminé acima do telhado não deve ser arbitrária
A altura da chaminé acima do cume deve ser superior a 0,5 metros

A altura da chaminé dependerá do design do próprio telhado.

O cálculo leva em consideração a distância entre as chaminés, bem como:

Espessura do telhado
Ângulo de inclinação do telhado
Distância do eixo vertical do cume

Mas ao calcular a altura da chaminé, a altura do guarda-chuva que cobre o tubo não é levada em consideração.

Como calcular o empuxo

O cálculo da altura da chaminé depende do calado necessário. É ela quem garante o correto funcionamento do seu sistema de aquecimento. A tiragem é formada devido à propagação de temperaturas e pressão no próprio tubo e no espaço circundante.

Devido à mudança de pressão, o ar quente sobe e o ar frio desce. O ar frio tende a deslocar o ar quente. Assim, no tempo frio, a tração aumenta.

Fórmula para calcular o empuxo: hc = Hd x (ρv-ρg) (mm coluna de água)

Hc significa tiragem de chaminé;
Hd - seção do tubo do ramal até a caldeira;
Pw é a densidade do ar;
Pg é a densidade da substância combustível.

1 mm. agua. Arte. = 0,0001kgf/cm2

A tiragem insuficiente no tubo pode ser causada pelo comprimento curto do próprio tubo. Isso significa que a altura da chaminé deve ser aumentada. E, no entanto, você precisa considerar um limite razoável. Na prática, o comprimento total da chaminé não deve exceder seis metros. A questão de como construir um tubo de chaminé pode ser resolvida de forma independente.

Adendo

Se a altura do teto não permitir a instalação de uma chaminé de 5 metros de altura, deve-se conectar um exaustor de fumaça elétrico.
Lembre-se que a altura excessiva da chaminé é uma perda adicional de calor.
Se a tiragem no tubo for forte, instale um limitador
Ao determinar a altura da chaminé, leve em consideração a direção principal do vento
Se a altura máxima da chaminé de tijolos não for suficiente, pode ocorrer uma retrotração.
A formação de empuxo no canal é influenciada por seções horizontais do tubo e curvas - quanto mais, menos pressão

Antes de instalar uma chaminé, leia atentamente as regras e estude os parâmetros do seu sistema de aquecimento. O cálculo de todos os parâmetros da chaminé é uma tarefa complexa de engenharia. Portanto, é melhor confiar tudo a um especialista competente e não arriscar seu bem-estar.

Chaminé para fogão a lenha

Material da chaminé

Antes de prosseguir com a fabricação do tubo da chaminé, que será instalado na estufa, é necessário determinar o material que será utilizado.

Tendo em conta o fato de que o fogão de barriga é um fogão portátil, recusamos imediatamente as chaminés de tijolo. Neste caso, temos poucas opções: cimento-amianto ou tubos metálicos

A maioria dos especialistas em aquecimento ainda recomenda o uso de chaminés de metal: são mais leves e fáceis de fabricar. É sobre eles que falaremos com mais detalhes.

Fogão de ferro fundido com chaminé de aço

Fazendo uma chaminé de metal para um fogão barrigudo

Então, decidimos pelo material - faremos uma chaminé a partir de um tubo de metal (aço inoxidável). No entanto, não basta apenas enfiar o tubo da chaminé no orifício correspondente no fogão - a chaminé deve ser instalada corretamente e localizada de maneira ideal.

Fogão de barriga na rua

Como regra, uma chaminé simples para um fogão instalado em ambientes fechados consiste em duas partes - interna e externa. Essas peças são conectadas no sótão ou no nível do espaço do telhado.

Esse design de "joelho duplo" torna relativamente fácil substituir o segmento queimado inferior da chaminé sem desmontar todo o sistema.

A propósito, você não pode comprar tubos de aço, mas dobrá-los de uma chapa de aço, mas isso exigirá certas habilidades de você. Por outro lado, você pode fazer um tubo para um fogão de barriga exatamente do diâmetro que você precisa.

Instalação de tubulação

Para instalar uma chaminé de dimensões padrão, precisamos dos seguintes materiais:

Joelho 100x1200mm (1 unid.)
Joelho 160x1200 mm (2 unid.)
Cotovelo de bunda 160x100 mm (3 unid.)
T 160 mm com plugue
Cogumelo 200 milímetros

Além disso, dependendo das características do ambiente em que será instalado o recuperador de calor com a nossa chaminé, poderá necessitar de um vidro de passagem, viseira de chuva, isolamento térmico, etc.

Além disso, para selar as juntas entre os tubos, podemos precisar de um cordão de amianto ou um selante especial.

Depois que todos os materiais estiverem prontos, procedemos à montagem do tubo para o fogão a lenha:

Fixamos a primeira seção do tubo na chaminé ou no tubo do forno.
Construímos o cotovelo do tubo até a sobreposição.

Orifício da chaminé

Na laje fazemos um furo com diâmetro de pelo menos 160 mm para a saída da chaminé. Removemos o isolamento térmico ao longo das bordas do furo para evitar sua ignição.
Colocamos um vidro de passagem no buraco e depois passamos o cano do fogão barrigudo por ele.
Unimos o tubo com uma chaminé externa.
Para garantir o funcionamento ideal da chaminé, fornecemos isolamento térmico da parte externa da chaminé, envolvendo-a com isolamento térmico e revestindo-a com betume.

Saída da chaminé pela janela

Reforçamos o fungo no topo da chaminé, que protege o tubo da precipitação e de pequenos detritos que entram.

Cuidados com tubos

Para que a chaminé (e com ela o próprio fogão) funcione bem, é preciso cuidar:

Pelo menos uma vez por ano, verificamos a superfície externa do tubo quanto a defeitos - queimaduras, ferrugem, rachaduras.
Da mesma forma, o tubo deve ser limpo anualmente. Para fazer isso, você pode usar compostos químicos especiais que são queimados no forno junto com a lenha ou simplesmente queimar alguns troncos de álamo em um fogão. Aspen dá uma temperatura muito alta, que queima perfeitamente a fuligem.
É improvável que seja possível usar agentes de limpeza mecânicos (ruff, peso, etc.), porque a chaminé do fogão não é muito durável.

A fabricação e disposição do próprio forno e dos tubos para o fogão é uma tarefa difícil apenas à primeira vista. Obviamente, você terá que suar e estudar cuidadosamente as instruções propostas - no entanto, é bem possível fazer isso sem recorrer à ajuda de especialistas. Então continue assim!

Métodos de cálculo da altura da chaminé

Todas as casas individuais devem estar equipadas com aquecimento com fontes de combustível a gás, líquido ou gasoso. Tais dispositivos são equipados com chaminés para remover os gases de monóxido de carbono resultantes da combustão do combustível.

Essas caldeiras só podem funcionar quando há a tiragem necessária para fornecer ar de sopro e remover gases de combustão. O cálculo dos parâmetros da chaminé é realizado exclusivamente por profissionais altamente qualificados, os resultados dos cálculos são elaborados na forma de tabelas e são recomendados para uso durante a fabricação do sistema de chaminés de caldeiras.

Método gráfico

O método para determinar a altura da chaminé em relação ao cume é baseado no teorema de Pitágoras. O esquema é construído de acordo com as dimensões e proporções da estrutura em uma escala acessível:

No esboço final, são aplicados 2 eixos simétricos: a cumeeira e a localização do tubo projetado.
Uma linha horizontal é traçada através do topo do telhado e, usando um transferidor, até o fundo dele, uma inclinação igual a 10 graus é colocada.
A linha planejada é desenhada para o eixo de simetria do tubo.
Uma linha truncada fornecerá o valor necessário.
Deve ser medido e calculado de acordo com a escala aceita.
Um certo tamanho determinará a altura.
Será necessário descobrir se o valor aceito atende aos regulamentos estaduais.
A planta do edifício, se necessário, é ligeiramente ajustada. Por que o eixo da chaminé é suavemente movido horizontalmente até que a localização ideal da chaminé seja determinada.

Método gráfico para calcular a altura da chaminé

método matemático

Este procedimento para determinar a altura da chaminé em relação à cumeeira é baseado no uso da trigonometria. Os cálculos são realizados na seguinte ordem:

Desenhe um esboço da frente do edifício na escala desejada. Para técnicos sem habilidade em engenharia, a escala mais adequada é 1:100.Ao traduzir o plano em dimensões naturais, considera-se que 1 cm é igual a 1 m.
O diagrama fixa o eixo simétrico da chaminé. Através do topo do telhado, uma linha adicional é feita e depois leva à sua interseção com o eixo do tubo.
Da mesma forma, como no processo de recepção gráfica, é desenhado um triângulo de ângulo agudo de 10 graus, preso à borda da crista.

Tendo informações sobre uma das pernas, é possível calcular a outra, de acordo com a fórmula a = b * tgL. Nesse caso:

a - comprimento da nervura até a saída da chaminé;
b - comprimento do eixo do edifício ao eixo simétrico da chaminé;
L é um ângulo igual a 80 graus, perfazendo 10 graus a 90.

Os métodos descritos são usados no cálculo de chaminés domésticas, que servem especificamente a uma única fonte de aquecimento. Para caldeiras industriais com capacidade de aquecimento superior a 80 kW, ou várias dessas instalações, é recomendável entrar em contato com especialistas. O tamanho de empuxo adequado só pode ser garantido com o uso de cálculos térmicos e aerodinâmicos detalhados do equipamento da caldeira.

Método matemático para calcular a altura da chaminé

A altura da chaminé da cumeeira de um telhado inclinado pode depender não apenas das regras do SNiP, mas também da configuração externa e interna dos canais, sua seção transversal e outros dados que determinam especificamente a eficiência da unidade de aquecimento e sua eficiência. Para organizar os cálculos mais detalhados, serão utilizadas calculadoras online em sites especializados.