Comment fonctionne un conduit de fumee

La relation entre la hauteur et la section transversale du conduit de fumée

    La chute de pression due à la friction , concentré et distribué , sont de loin le facteur le plus important dans la détermination de la chute de pression ( ou plutôt , dans notre cas , la dépression ) dans la cheminée et doit être soigneusement évaluée afin de déterminer la possibilité de un système pour fonctionner correctement.

    À cet égard , il est utile de dire quelques mots sur la relation entre la vitesse du gaz et de la friction résultant dans la cheminée , ce qui aidera à expliquer l'étrange relation entre la section et la hauteur de la cheminée .

    On dit souvent que, pour améliorer le tirage de la cheminée , vous pouvez choisir d'augmenter la hauteur ou de diamètre. Les deux solutions peuvent être utiles , mais pour des raisons différentes .

    Essayons de comprendre l'autre .

    Un principe de la technique de la physique qui serait trop long à expliquer ici , et vous devez prendre pour de bon, définit le champ - c'est la quantité de fluide s'écoulant par unité de temps dans une section - un conduit doit être égal à son entrée ( dire , l'embouchure de la cheminée ) et sa sortie ( par exemple, la cheminée ) . On en déduit que , pour un même débit , ce qui augmente la section transversale du conduit , la vitesse du gaz diminue, tandis que la réduction de la section du conduit, la vitesse du gaz augmente.

    Juste pour faire un exemple : supposons que d'avoir un conduit avec un taux de 1,000 cm / h de débit , et nous voulons déterminer la vitesse des fumées en m / s , c'est à dire , en mètres par seconde , en fonction de la section du conduit . . Parce que maintenant, il ya un 3600/2 , le débit par seconde sera d'environ 0h28 de mètres cubes , soit 280 000 cm3 . Imaginez avoir une conduite circulaire de 20 cm . diamètre . Sa section hydraulique sera de 314 cm ² ( = surface de la section de la R2P = 10 x 10 x 3,14 = 314 ) . Si l'on considère un un mètre de long tronçon de tuyau , le volume de ce tronçon sera de 31 400 cm3 (314 cm x 100 cm) . La vitesse en m / s sera donc donnée par 280000/31400 , qui est d'environ 8,9 ms .

    Maintenant , si nous augmentons le domaine de la conduite de 30 pouces, sa section hydraulique sera de 706 cm2 ( 15 x 15 x 3.14) ; le volume du tronçon le long d'un compteur sera de 70 600 cm3 , et la vitesse des fumées sera donnée par 280000/70600 , qui est d'environ 3,96 ms . Comme vous pouvez le voir , la vitesse est fortement diminuée .

    Si nous limitons le conduit à un diamètre de 15 cm . , Sa section hydraulique devenir d'environ 176 cm2 , le volume de l'étirement le long d'un mètre à 17600 cm3 , et la vitesse des fumées s'élèveront à près de 16 m / s !

    À ce stade, nous introduisons une autre déclaration que vous devez prendre pour de bon : les pertes dues au frottement dans une cheminée sont directement proportionnelles au carré de la vitesse du fluide . En d'autres termes , la réduction de moitié de la vitesse des fumées , les pertes de charge dues au frottement sont réduits à un quart .

    Essentiellement , l'augmentation de la section transversale du conduit de fumée , on diminue la vitesse des fumées , et en conséquence il est considérablement réduit les pertes dues au frottement . En fait, les pertes sont inversement proportionnelles au carré du diamètre de la cheminée.

    Ici, donc , a expliqué le rapport entre la hauteur et la section de la cheminée : l'augmentation de la hauteur de la cheminée , il augmente la dépression statique , c'est à dire le " tirer ", tout en augmentant le diamètre de la section , diminue les pertes de charge , à savoir les obstacles placés sur le même tirage . L'augmentation de la hauteur agit sur le «positif» de l'équilibre énergétique , l'augmentation de la «push» , l'augmentation de la section agit sur le «négatif» , réduire les obstacles à la poussée.

    Un conduit très élevé génère une dépression considérable , qui peut être suffisante pour surmonter la résistance produite par le frottement des fumées dans une section relativement étroite . Un conduit assez large peut avoir un relativement faible perte de charge , de manière à être décalé par rapport au tirage au sort a également produit une fumée n'est pas particulièrement élevé .

    En bref, si l'on ne peut augmenter le tirage prévu en augmentant la hauteur de la cheminée vers le haut afin de générer une valeur de la dépression en Pascal au point de dépasser celle de la somme des pertes de charge , peuvent être tâtons à élargir la section vers le haut pour amener la somme de la les pertes de charge à une valeur inférieure à celle de Pascal "positive" générée par une cheminée statique du moteur. Nous espérons avoir été clair ...

    En général , le plus élevé est un conduit de fumée , beaucoup plus proche peut-être de sa section , plus faible est la fumée , doit être beaucoup plus large que sa section .

    Il ya donc , pour chaque installation , une série de hauteur / section ' couples de qui peut aussi répondre à leurs besoins . Le choix d'un couple par rapport à l'autre dépend généralement raisons contingentes (problèmes architecturaux , économiques, esthétiques , etc.) De nombreux fabricants de poêles et foyers , les cheminées , fournissent tables disposées en fonction du type et de la puissance . Bien sûr, il ya des limites à cette série de paires . Dessus d'un certain rétrécissement de la hauteur de la section n'est plus possible , parce que la perte de friction et la chaleur serait encore excessif , car il ne serait pas logique d'avoir une combustion très bas et plus large que la surface du brûleur : nous pourrions aussi bien allumer un feu à ' ouvert . Cependant, pour la plupart des systèmes domestiques, dans lequel les conduits ont une hauteur variable entre 4/ 5 mètres et 12/ 10 mètres , ces tables sont tout à fait fiable .

   " Le projet de disposition "

    Le tirage au sort à la disposition fait fonctionner l'usine est donc donnée par la différence entre la pression statique de la cheminée , ou à tirage naturel , et la somme des résistances que la plante elle-même s'oppose mouvement des fumées , ou de la perte de charge . Il existe différentes façons de s'assurer que cette différence est et reste positif . Les facteurs qui ont le plus d'impact , nous avons vu , la hauteur de la cheminée et la température des gaz de combustion , ce qui augmente le tirage naturel , et la résistance de frottement , qui ralentissent le «push» des fumées. Si le projet n'est pas suffisant , vous pouvez agir sur chacun de ces facteurs .

    Augmenter la hauteur des travaux de cheminée , cependant, peut être coûteuse , difficile , et esthétiquement laid .

    L'augmentation de la température de combustion est également utile, cependant, cela signifie que la consommation de carburant et de réduire davantage l'efficacité du chauffage .

    Le plus utile et mieux à faire est donc de minimiser les pertes de charge . Pour ce faire, vous devez avoir une cheminée parfaitement isolée, avec paroi intérieure lisse , peut-être circulaire , section adéquate , et aussi verticale que possible , sans courbes , sections horizontales , les goulots d'étranglement ou agrandissements , etc .

   Masse de fumée et de projet

    Cheminées : grande masse de fumée , faible consommation

    Les cheminées ont besoin d'une cheminée assez grande . Une grande quantité de fumée est produite par la vitesse de combustion , qui absorbe aussi une énorme quantité d' air ambiant , qui, étant «à froid» , abaisse la température moyenne des gaz , et donc réduit le projet . Cependant, le système dans son ensemble n'a pas de grandes pertes de charge , et donc il n'est pas nécessaire d'établir un très fort. L'amplitude de la fumée réduit la résistance et permet de disposer de la grande masse des fumées même avec un faible tirant d'eau . Les vapeurs de produits de combustion dans une cheminée augmentent rapidement dans le tuyau , car il ya une grande masse de fumée , qui est un grand champ de disposer, non pas parce qu'il est un bon tirage .

    Poêles : petite masse de fumée , un fort tirage .

    Pour les poêles est une autre affaire. Par exemple, le bois brûle plus lentement dans un four, ce qui produit une plus petite quantité de fumée pour chaque unité de temps. Les fumées apparaissent plus dense tout simplement parce que d'un poêle absorbe l'air beaucoup moins ambiante , puis les vapeurs sont moins dilué . Contrairement aux feux à ciel ouvert , alors , les poêles ne nécessitent pas une très grande cheminée , ne pas avoir une grande capacité à éliminer. Cependant, depuis l'entrée d'air dans le poêle est très petite section , et les fumées sont forcés à l'intérieur d'un long chemin qui a pour but d'augmenter la surface d'échange de chaleur , les pertes de charge sont beaucoup plus importantes que dans une cheminée , et il est donc nécessaire d'établir une beaucoup plus forte pour les surmonter . Etant donné que le projet est strictement dépendante de la température des gaz de combustion , l'isolation de la cheminée doit être soigneusement maintenue . Par ailleurs, un canon de plus faible section augmente le débit des fumées , en évitant le ralentissement excessif de combustion , maintient la température des fumées raisonnablement élevés . Un conduit trop large , en présence d' une petite masse de fumées , cela ralentirait trop de vitesse , trop abaisser le taux de combustion , avec un refroidissement consécutif du réseau et la chute du projet . C'est la raison pour laquelle les conduits de fumée des fours sont plus petites que celles des cheminées .