В результате чего возникает тяга

Тяга (разрежение)

Тяга — снижение давления воздуха или продуктов сгорания в каналах сооружений и технических систем, способствующее притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественной (под действием Архимедовой силы) либо принудительной (под действием технических устройств, обеспечивающих отток газов или воздуха, например, вентиляторов).

Содержание

Естественная тяга

Механизм

Плотность нагретого воздуха и любого другого газа меньше, чем плотность более холодного, следовательно, давление столба высотой h (p = ρgh) у него меньше. Этот факт приводит к появлению разности давлений внутри и снаружи дымовой трубы или отапливаемого здания; наибольшее разрежение достигается снизу, где высота выше лежащих столбов с разной плотностью максимальна: .

В системе вентиляции зданий

Если здание не является герметичным, то за счёт этой разницы давлений возникает поток холодного воздуха, направленный внутрь, а тёплый воздух вытесняется (всплывает) и выходит наружу (могут быть предусмотрены специальные вытяжные вентиляционные каналы). Движущая сила тяги определяется перепадом средних высот входа и удаления воздуха. Так обеспечивается работа вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

Если летом в здании работают кондиционеры, то происходит обратный эффект — холодный воздух выходит наружу, а тёплый проникает внутрь.

В современных высотных зданиях с замкнутыми внешними контурами эффект тяги может достигать больших масштабов. Поэтому при конструировании таких зданий уделяют внимание борьбе с этим эффектом. Частично это достигается за счёт принудительной вентиляции, частично за счёт встраивания внутренних перегородок. В случае пожара эффект тяги играет большую роль в распространении дыма.

В дымовых трубах

В небольших котлах и печах естественная тяга бывает достаточна для преодоления аэродинамического сопротивления всего газовоздушного тракта, и даже требует ограничения. В плохо отрегулированных системах печного отопления зданий иногда засасывается столько холодного воздуха снаружи, что тепла, выделямого камином, не хватает даже на его нагрев. Для регулировки тяги применяются шиберы, заслонки, а также несложные автоматические устройства, подающие в газоход воздух при слишком большом разрежении — ограничители тяги.

Тяга может стать и недостаточной, что приводит к плохому горению в топке и выходу продуктов сгорания в помещение (наиболее опасен угарный газ). При естественной тяге с этим ничего нельзя сделать, кроме как прочистить дымоход и облегчить доступ воздуха в помещение, откуда он забирается.

Недостатки

Естественная тяга зависит от атмосферных условий: чем выше температура наружного воздуха, тем, как правило, меньше разница плотностей его и газов. Существенно увеличить её напор можно, только значительно увеличив высоту трубы, что конструктивно сложно и дорого, а для паровозов невозможно по транспортным габаритам; чтобы избежать аэродинамических сопротивлений, требуется делать широкие газоходы с малой скоростью газов. При таких скоростях дымоходы могут легко загрязниться золой, что опять же снижает тягу.

Принудительная тяга

Для участков газового тракта с давлением выше давления окружающего воздуха (даже на наружной дымовой трубе, чтобы газы не проникали в толщу кирпичной или бетонной конструкции и не разрушали её) требуется газоплотность (герметичность). Технически её трудно достичь, особенно на больших установках, поэтому обычно стараются поставить дымососы достаточной мощности для создания разрежения по всему тракту, начиная от топки; синхронизированная таким образом работа тяговых и дутьевых устройств называется уравновешенной тягой.

В принципе есть небольшие котлы с дутьевым вентилятором, но без дымососа, если естественной тяги хватает. Дымососы требуют значительного расхода энергии на привод, создают сильный шум, а их лопасти в агрессивной среде быстро приходят в негодность. Снижение шума ещё более важно для вытяжных устройств вентиляции, устанавливаемых внутри помещений.

Напор принудительной тяги во всех случаях складывается с напором естественной тяги (если только они сонаправленны).

Расчёт естественной тяги

Тяга создаётся за счёт разницы давлений (ΔP) и может быть подсчитана следующим образом. Уравнение даст точное значение для случая воздуха как в трубе так и снаружи трубы высотой h. Если в трубе находится не воздух, а продукты горения, то формула даст только приближённую оценку.

,

Поток воздуха, вызванный тягой

Поток воздуха за счёт тяги может быть подсчитан следующим образом. Формула действует с теми же ограничениями. A обозначает площадь сечения трубы.

Источник

Тяга. Как она возникает и что это такое

Любой прибор, предназначенный для отопления дома, должен обеспечивать безопасную и эффективную работу. Дымоход в них помогает высвобождению токсичных продуктов горения. Если отопительный котел, камин, газовая колонка или печь дымит, то это значит, что возникла обратная тяга в дымоходе или системе вентиляции. Важно выяснить причины нарушения тяги, чтобы понять, как решить проблему.

Что такое и как возникает тяга?

В том случае, когда не оборудована искусственная вентиляция (представим себе обычные природные условия) поведение воздушных масс в данной ситуации следующим образом:

Простыми словами, дымоходные каналы и трубы являются этими самыми коридорами. Это является результатом рукотворной деятельности человека, задачей которого является искусственно созданная тяга для удаления продуктов горения из помещений:

Ослабление или изменение направленности тяги провоцирует задымление комнаты, отравление угарным газом или пожары. При этом стоимость отопительного устройства никак не влияет на направление воздушных потоков. Тяга пропадает из-за плохого качества дымохода. Обратный ход потоков воздуха может проявиться даже при использовании престижных технических средств.

Как проверить направление тяги?

Для того чтобы отметить обратное движение потоков воздуха (не через специальный канал для отвода продуктов горения, а наоборот в помещение) есть термин который звучит как «опрокидывание тяги».

Из названия уже можно понять, что продукты горения поступают внутрь помещения, а не в дымоход. Каждый раз, как происходит пуск приборов отопления, необходимо проверять направление и силу тяги с отключенными устройствами вентиляции (если таковые имеются).

Существует несколько способов проверить, есть ли обратная тяга в вентиляции или дымоходном канале.

Как выявить само наличие опрокидывания тяги:

Но в частном доме данный метод не особо популярен, большая часть домовладельцев пользуются народными средствами.

Анемометр не позволяет объективно определить данные, если скорость ветра менее 1 м/сек. Исходя из этого, можно сделать вывод, что использование данного прибора в тихую безветренную погоду бессмысленно.

При визуальном осмотре.

В случае нормального соотношения тяги и горения:

В том случае, когда тяга слишком сильная, тоже не является хорошим признаком, так как по этой причине сгорание топлива будет происходить слишком быстро. О чрезмерной тяге говорит белый оттенок пламени и гул в дымоходе.

Как на тягу влияет вентиляция?

Часто возникает ситуация, когда с дымоходом все нормально, но все равно появляется обратная тяга в дымоходе, что же делать тогда? В чем причина? Скорее всего, дело в вентиляционной системе, которая работает по определенным природным закономерностям.

Плотность теплых воздушных потоков существенно ниже холодных масс, поэтому теплый воздух устремляется наверх. Если в это время в помещении открыты двери или окна, то воздушные массы направятся именно в распахнутые проемы, а не в дымоход отопительного прибора. Поэтому нужно следить, чтобы при включении прибора все двери и окна на улицу были закрыты.

Также огромное влияние на тягу оказывает внутренняя архитектура сооружения. Если в здании множество дверей или окон, есть проход на балкон или лестница на другой уровень, то непременно возникнет сквозняк. Поэтому нельзя держать распахнутыми окна и двери, расположенные выше уровня нахождения топочной камеры.

Часто случается ситуация, когда все проемы заперты, но при растопке обогревательного прибора зоны пониженного давления притягивают свежие воздушные потоки из дымохода, и в итоге происходит опрокидывание тяги. Решить проблему можно созданием необходимого оборота воздуха.

Для этого необходимо:

Если же в качестве отопительного прибора используется газовая колонка, то здесь есть некоторые нюансы:

Способы решения проблемы

Способ решения возникших неприятностей зависит от причин, которые привели к опрокидыванию воздуха в дымоходной трубе. Поэтому стоит еще раз уточнить, что делать, если возникает обратная тяга, и как противостоять ее опрокидыванию.

Данные изъяны нужно устранить переделкой дымоходной системы.

В других случаях можно использовать различные стабилизирующие механизмы.

Надежный стабилизатор является одним из наиболее эффективных решений коррекции тяги. Современные устройства снабжаются автоматикой, благодаря которой достаточно просто включить прибор и проблема будет решена. А после этого устройство самостоятельно отключится, когда в нем не будет необходимости.

В этом случае на дымоходную трубу устанавливается расширение в виде зонта, под которым есть проем для поступления воздуха. Под колпаком зонтика монтируется термостат, который регулирует температуру газов, поднимающихся наверх. В результате плохой тяги газов накапливается слишком много и датчик отключается.

Также можно установить специальное металлическое крыло – флюгер, который вращается под воздействием ветра, всегда оказываясь с наветренной стороны. А результате обтекания флюгера ветрами, воздух возле дымохода разрежается, давление падает и тяга возрастает.

Еще один вариант – монтаж дефлектора. Назначение этого агрегата заключается в усилении тяги, благодаря отклонению воздушных масс, из-за чего давление снижается. Главный недостаток данного прибора — практически нулевая эффективность, если ветра нет. В безветренную погоду дефлектор может даже способствовать опрокидыванию.

Ротационные трубы – еще один стабилизатор. На вершине дымового канала монтируется турбина, внутри которой находится насадка, вращаемая энергией ветра. Поскольку насадка всегда вращается в одном направлении, то над дымоходом возникает разрежение. Важный минус ротационной трубы – неэффективность, в случае отсутствия ветра. При этом есть хороший плюс – полностью исключено попадание осадков и мусора в дымоходный канал.

Поворотный шибер для печи в бане

Довольно серьезное значение для регулировки силы тяги имеет конструкция шибера, которая выглядит как специальная горизонтальная пластина, при изменении положения которой увеличивается или уменьшается просвет дымохода. Данная пластина имеет специальное отверстие, благодаря которому невозможно абсолютно герметично закрыть просвет дымоходного канала. Это необходимо для соблюдения противопожарной безопасности.

Довольно часто подобная горизонтальная заслонка устанавливается в кирпичные печи, но не редко встречается и в стальных дымоходах. Поворотный шибер являет собой прикрепленную к оси пластину. Она регулируется при повороте. Из минусов такого типа заслонки можно назвать обгорание сварки, и подобное явление в последнее время проявляется все чаще.

У обеих моделей есть некоторые различия: при помощи горизонтальной заслонки можно регулировать непосредственно сам просвет дымоходного канала, в случае же с дросселем можно только либо открыть, либо закрыть канал. На крайней случай зафиксировать заслонку можно при помощи цепочки.

Чтобы не ошибиться при подборке заслонки для дымоходного канала, нужно определиться с тем какой будет вид печи, а кроме этого, учесть еще некоторые нюансы. Монтаж шибера делается на все виды печей, исключение составляют лишь некоторые новые модели, где процесс горения регулируется контролем подачи приточного потока воздуха, и для выполнения данной задачи применяется дефлектор.

Печь работающая на газе должна быть оборудована поворотной заслонкой, благодаря которой абсолютно исключается риск полного закрытия дымохода, из-за чего исключен случайный выброс пламени через зольник. В том случае, когда все же используется заслонка, нужно следить за наличием зазора не меньше 30-40% площади сечения дымоходного канала.

Не нужно монтировать поворотные шиберы для банной печи с периодичным действием, так как закрытая заслонка всегда будет пропускать пар при подаче. Но существует мнение, что в случае, когда поворотный шибер открыт, то дымоходный канал находящийся ниже уровня заслонки довольно трудно в дальнейшем чистить.

Обычно, вместе с дымоходом продается и шибер, так как это обязательная деталь конструкции. Но данный элемент продается и отдельно во всех профильных магазинах. Главное – знать его правильные размеры.

Регулярная чистка дымохода — обязательная мера

Для проверки чистоты необходимо всего лишь посмотреть в дымоход через специальный очистной люк при помощи зеркала, или просто заглянуть в трубу с крыши. В случае если обнаружатся какие-либо загрязнения их необходимо удалить, воспользовавшись специальной щеткой или специальными химическими средствами, которые имеются в свободной продаже во всех специализированных магазинах.

Для того чтобы очистка дымохода производилась, как можно реже, лучше всего будет принять на вооружение один из профилактических методов которые перешли к нам от наших прадедов.

Один из таких методов предполагает, что через каждые 10-12 топок в печи необходимо сжигать алюминиевые банки. Следует отметить, что температура в печи должна быть такой, чтобы банки в течение 5 минут полностью сгорали. Кроме того, при большом количестве сажи в дымоходе, рекомендуется в топке во время горения сжечь полведра начищенной и нарезанной картошки.

Крахмал, который будет выделяться при сгорании, позволит смягчить отложения сажи, из-за чего она сама осыплется со стенок. Время от времени можно забрасывать в топку для сжигания каменную соль, что также позволяет увеличить период между чистками.

Запомните: тяга не должна иметь обратного хода! Иначе возможны серьезные последствия!

При возникновении сильного опрокидывания появляется не только угроза задымления здания, но и высокая вероятность выделения искр, которые могут привести к пожару. Наличие обратной тяги в дымоходе чрезвычайно опасно не только для нормального функционирования отопительного оборудования, но и для здоровья человека. Поэтому при наличии опрокидывания категорически запрещено пользоваться прибора обогрева до устранения проблемы.

Источник

Что делать, если возникает обратная тяга в дымоходе частного дома. Причины возникновения и способы устранения

Как правильно собрать дымоход в частном доме, что учесть при его сборке и почему возникает «обратная тяга в дымоходе»? Ответы в нашей статье.

Что такое тяга

Соответственно, если взять трубу достаточного диаметра, в которой у воздуха есть возможность двигаться, и вытянуть ее высоко вверх, то воздух от земли начнет постоянно вытекать наверх. Это происходит потому что вверху ниже давление, а разрежение больше, и воздух стремится туда естественным образом. А на его место придет воздух с других сторон.

В системе «топка + дымоход» тяга действует даже если печь в частном доме не работает. При горении дров образуется повышенное давление во внутренней топочной камере и образующиеся при горении дымовые газы требуют выхода. Все топки и печи имеют конструкцию, выводящую дымовые газы в дымоход.

Высота каждого дымохода подобрана так, чтобы создалась тяга, создалось изначальное разрежение. При горении в топочной камере, выделяется тепло, газы и возникает избыточное давление. Газы движутся в дымоходе под воздействием тяги, стремятся идти из области повышенного в область пониженного давления. Работают законы созданные природой.

Почему возникает обратная тяга в печи или дымоходе?

Причинами становятся самые обыденные вещи: если в частном доме или помещении герметично, стоят стеклопакеты, а вместе с дымоходом работает вытяжка, вытягивающая воздух из помещения. Тут и создается пониженное давление относительно окружающей местности. Поэтому, при растопке, когда дымоход пока еще холодный, у воздуха в верхней части дымохода большее давление, чем в помещении. Дым конечно пойдет туда, куда ему легче. Это явление называют «холодный столб». При остывании дымохода, внутри образуется воздушная масса низкой температуры, которая давит вниз, возникает обратная тяга. Если давление в частном доме, не пониженное, то теплый воздух пойдет вверх, в дымоход.

Таким образом, если в доме нет кухонной вытяжки и он не герметичен, никакого застаивания холодного воздуха в топке не будет.

Проверьте: если зимой перед тем, как затопить камин, сперва поджечь газету и занести ее в трубу (минуя топочную часть), то огонь не пойдет в помещение, какой бы ни был столб холодного воздуха. Огонь будет гореть и выходить только в трубу. Это указывает на то, что давление в помещении не пониженное и теплый воздух нормально стремится вверх.

При растопке печи или камина в частном доме иногда дым идёт в помещение. Связано это с тем, что образующиеся дымовые газы при первоначальной растопке еще не успели нагреться, и, при подъёме вверх соприкасаясь с холодными стенками, сразу охлаждаются. После этого они, естественно, устремятся вниз. Снова возникает обратная тяга в вентиляции дымохода. Чтобы нормализовать тягу в печке, важно растапливать правильно, понимая происходящие там процессы.

Опрокидывание тяги

Еще один возникающий вопрос – это опрокидывание тяги. В каких случаях это происходит?

Если дымоход протяженный и холодный (зачастую кирпичный), а давление сниженное. Если соотношение размеров топки и сечения дымохода соответствуют, если в доме нормальное давление, все равно возникает ситуация, когда при растопке пламени не хватает силы и отходящие дымовые газы успевают охладиться в дымоходе и обрушиваются вниз. Почему нет тяги в дымоходе? Происходит подобное при пасмурной погоде, ветре. Бывает, что огонь нормально разгорается, но потом дым валит внутрь дома. Почему нет тяги в печи? Почему образуется обратная тяга в дымоходе? Воздух из дома забирается, и давление снижается, притока воздуха нет. А дымовые газы поднимаясь охлаждаются и обрушиваются вниз. Что надо знать в таких ситуациях? Приоткройте форточку, если помещение имеет стеклопакеты и герметично. Важна подготовка дров, их качество.

Как правильно собрать дымоход?

Существует мнение, что собирать по дыму правильнее. Объясняют тем, что на стыках труб остаются щели, куда забиваются выходящие в трубу дымовые газы. В противоположность этому, считается, что если собрать по дыму, то дым перестанет выходить.

Решить такой спор можно, если в действующей печи дома высверлить в любом месте дымохода отверстие и посмотреть, а что же произойдет. Наиболее интересно сделать это в нижней части. Отверстие высверлите любое, хоть сантиметр в диаметре. Что вы увидите? Из этого отверстия никакого дыма выходить не будет (если не закрывать плотно дымоход сверху).

Способы нормализации тяги

Главное – учесть то, что в каждом дымоходе дома возможно возникновение конденсата, особенно когда он еще холодный и теплые дымовые газы, поднимаясь сильно охлаждаются. На стенках может оседать конденсат, который стекает по трубе.

В чем измеряется тяга?

Что еще влияет на величину тяги?

В первую очередь, высота дымохода. Минимально необходимая высота – 5 метров. Этого достаточно для возникновения естественного разрежения и начала движения вверх. Чем выше дымоход, тем сильнее тяга. Однако, в кирпичном дымоходе сечением в среднем 140х140мм., при высоте свыше 10-12 метров, тяга уже не возрастает. Это происходит потому, что значение шероховатости стенок растет с увеличением высоты. Поэтому, избыточная высота не влияет на тягу. Подобный вопрос возникает у желающих использовать под дымоходы каналы в домах. Они бывают большой высоты и узкого сечения, поэтому серьёзный камин редко подсоединяют к такому дымоходу.

Причины влияющие на тягу:

Другие производители (как пример, фирма Supra) допускают, что возможны изменения. Некоторые вовсе не допускают. Поэтому руководствуясь инструкциями, не стоит забывать и о происходящих в дымоходе процессах.

Как измеряется тяга?

Вначале затопите печь или камин в доме. Топить не менее получаса, чтобы нормализовались процессы. Затем, проделав отверстие в трубе чуть выше дымового патрубка, вставьте туда специальный датчик депримометра и измерьте тягу. Проверьте, избыточна она или ее не хватает. Факторов, влияющих на тягу, много, рассмотрим еще несколько.

Роза ветров

Источник

Газовик

Ознакомление с бытовым и производственным газовым оборудованием. Системами отопления и водоснабжения

Тяга (разрежение)

Тяга — снижение давление воздуха или продуктов сгорания в каналах сооружений и технических систем, способствующее притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественной (под действием Архимедовой силы. Материал из Википедии — свободной энциклопедии) либо принудительной (под действием технических устройств, обеспечивающих отток газов или воздуха, например, вентиляторов).

Естественная тяга

Плотность нагретого воздуха и любого другого газа меньше, чем плотность более холодного, следовательно, давление столба высотой h (p = ρgh) у него меньше. Этот факт приводит к появлению разности давлений внутри и снаружи дымовой трубы или отапливаемого здания; наибольшее разрежение достигается снизу, где высота вышележащих столбов с разной плотностью максимальна: .

В системе вентиляции зданий

Если здание не является герметичным, то за счёт этой разницы давлений возникает поток холодного воздуха, направленный внутрь, а тёплый воздух вытесняется (всплывает) и выходит наружу (могут быть предусмотрены специальные вытяжные вентиляционные каналы). Движущая сила тяги определяется перепадом средних высот входа и удаления воздуха. Так обеспечивается работа вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

Если летом в здании работают кондиционеры, то происходит обратный эффект — холодный воздух выходит наружу, а тёплый проникает внутрь.

В современных высотных зданиях с замкнутыми внешними контурами эффект тяги может достигать больших масштабов. Поэтому при конструировании таких зданий уделяют внимание борьбе с этим эффектом. Частично это достигается за счёт принудительной вентиляции, частично за счёт встраивания внутренних перегородок. В случае пожара эффект тяги играет большую роль в распространении дыма.

В дымовых трубах

В небольших котлах и печах естественная тяга бывает достаточна для преодоления аэродинамического сопротивления всего газовоздушного тракта, и даже требует ограничения. В плохо отрегулированных системах печного отопления зданий иногда засасывается столько холодного воздуха снаружи, что тепла, выделяемого камином, не хватает даже на его нагрев. Для регулировки тяги применяются шиберы, заслонки, а также несложные автоматические устройства, подающие в газоход воздух при слишком большом разрежении — ограничители тяги.

Тяга может стать и недостаточной, что приводит к плохому горению в топке и выходу продуктов сгорания в помещение (наиболее опасен угарный газ). При естественной тяге с этим ничего нельзя сделать, кроме как прочистить дымоход и облегчить доступ воздуха в помещение, откуда он забирается.

Недостатки

Естественная тяга зависит от атмосферных условий: чем выше температура наружного воздуха, тем, как правило, меньше разница плотностей его и газов. Существенно увеличить её напор можно, только значительно увеличив высоту трубы, что конструктивно сложно и дорого, а для паровозов невозможно по транспортным габаритам; чтобы избежать аэродинамических сопротивлений, требуется делать широкие газоходы с малой скоростью газов. При таких скоростях дымоходы могут легко загрязниться золой, что опять же снижает тягу.

Принудительная тяга

Основная статья: Тягодутьевые машины

Принудительная тяга в котельных установках побуждается лопастными машинами — дымососами (были отдельные примеры применения и струйных вытяжных устройств). В зданиях принудительная вытяжная вентиляция аналогичным образом обеспечивается вентиляторами. На всасе таких машин создаётся разрежение, которое так или иначе можно регулировать; (поворотом направляющих аппаратов, скоростью вращения, (неэффективно) шиберами и т. п.). Разрежение, как правило, падает по мере удаления от машины. Часть тракта котельных установок, близкая (со стороны всаса) к дымососам, может работать под разрежением, а часть со стороны горелок и других дутьевых устройств — под избыточным давлением (под наддувом); котлы-утилизаторы ПГУ всегда оказываются под наддувом.

Для участков газового тракта с давлением выше давления окружающего воздуха; (даже на наружной дымовой трубе, чтобы газы не проникали в толщу кирпичной или бетонной конструкции и не разрушали её) требуется газоплотность (герметичность). Технически её трудно достичь, особенно на больших установках, поэтому обычно стараются поставить дымососы достаточной мощности для создания разрежения по всему тракту, начиная от топки; синхронизированная таким образом работа тяговых и дутьевых устройств называется уравновешенной тягой.

Существуют небольшие котлы с дутьевым вентилятором, но без дымососа, если естественной тяги хватает. Дымососы требуют значительного расхода энергии на привод, создают сильный шум, а их лопасти в агрессивной среде быстро приходят в негодность. Снижение шума особенно важно для вытяжных устройств вентиляции, устанавливаемых внутри помещений.

Напор принудительной тяги во всех случаях складывается с напором естественной тяги (если только они сонаправленны).

Расчёт естественной тяги

Тяга создаётся за счёт разницы давлений (ΔP) и может быть подсчитана следующим образом. Уравнение даст точное значение для случая воздуха как в трубе так и снаружи трубы высотой h. Если в трубе находится не воздух, а продукты горения, то формула даст только приближённую оценку.<\displaystyle \Delta P=\;C\,a\;h\;<\bigg

Поток воздуха, вызванный тягой

Поток воздуха за счёт тяги может быть подсчитан следующим образом. Формула действует с теми же ограничениями.,

Данная статья основана на терминах из Википедии — свободной энциклопедии

Источник