moje betony.doc

1.       Dane

- rodzaj i kształt komina                                                                                                  zbieżny 1,50 %,

- wysokość komina nad terenem                                                                                       H1 =105 m

- średnica wewnętrzna wylotu komina                                                                                    Dw = 4,5 m,

- powierzchnia użytkowa czopuchów                                                                                    Fcz = 1,2 Fwylotu.

- liczba czopuchów                                                                                                                3,

- poziom spodu wlotu czopucha do komina                                                                       4,50 m n.p.t.,

- normalna temperatura gazów spalinowych przy wlocie do komina                            tw =280 °C,

- współczynnik awaryjnego podwyższania temperatury                                                        wg normy

- agresywność chemicznego oddziaływania gazów spalinowych                                          agresywne

- parametry gruntu                                                                                                                                Po, Id = 0,85, mw,

- strefa wiatrowa                                                                                                                 I

2.       Założenia i obliczenia wstępne

- powierzchnia wylotu

- powierzchnia użytkowa czopuchów Fcz = 1,2 Fwylotu.              Fcz = 19,08m 2

- powierzchnia jednego czopucha  F1 = 1/3 Fcz.                            F1 = 6,36m 2

- przyjęto wymiary czopucha b x h                                           b = 1,90 m                > 1 m

h = 3,40 m               < 3,5 m

h / b = 1,79                є (1,5-3,5)

Minimalna szerokość  czopucha ok. 1m, wysokość  ok. 2.0 do 3.5m, stosunek wysokości do szerokości ok. 1.5 do 3.5 są  spełnione.

Wysokość  jednego segmentu - 10m, poza segmentami wynikowymi.

Wg. PN minimalna grubość  płaszcza komina dla średnicy wewnętrznej ( u wylotu) 4,5m wynosi:                                                        gwylot=18cm

Pogrubiając płaszcz komina o 2cm na każde 10 m komina, grubość  płaszcza dolnego segmentu wynosi:                                          gdół= gwylot+ 8 ּ2cm = 34cm

Minimalna grubość  dolnego segmentu wynosi 45cm i taką  też  przyjęto do dalszych obliczeń.

Grubość  płyty fundamentowej pod kominem – przyjęto 150cm

F1 = 6,46m 2

3.       Rozkład temperatury w kominie

Spadek temperatury na wyskości (dla wentylacji grawitacyjnej) 0,50C/m

Współczynnik przenikania ciepła k [Wm-2 K-1], przez warstwową przegrodę cylindryczną:

gdzie:

              - grubość i-tej warstwy przegrody cieplnej

              - współczynnik przewodności cieplnej i-tej warstwy przegrody

              - współczynnik poprawkowy uwzględniający zakrzywienie ściany, w funkcji (R/ri)

              - zewnętrzny promień krzywizny i-tej warstwy przegrody

R         - promień zewnętrzny

Współczynnik napływu ciepła dla wewnętrznej strony wykładziny [Wm-2 K-1],

Współczynnik odpływu ciepła dla zewnętrznej powierzchni trzonu [Wm-2 K-1];

           dla maksymalnej różnicy temperatur α0 = 24,

           dla maksymalnej temperatury materiałów α0 = 8.

h1 – wysokość komina ponad średnią wysokość czopucha

Spadek temperatury na i-tej warstwie przegrody:

.

Temperatura na krawędzi warstwy przegrody:

.

Temperatura gazów przy wlocie: tw =280 °C. Zgodnie z zaleceniem normy PN-88/B-03004 pkt.3.3.1., uwzględniając współczynnik awaryjnego podwyższenia temperatury, temperaturę należy zwiększyć o 20%. Wtedy tw =336 °C

Temperaturę zewnętrzną przyjęto:

           dla uzyskania maksymalnej różnicy temperatur (zima), tz = -25°C

           dla uzyskania maksymalnej temperatury  w płaszczu żelbetowym (lato), tz = 35°C

Przyjęte warstwy komina:                 - płaszcz żelbetowy  g = 18÷45 cm

- wełna żużlowa biała luzem  g = 8÷16 cm

- cegła klinkierowa g = 12cm

Przyjęte wymogi:

           temperatura żelbetu musi być  mniejsza lub równa 70oC

           różnica temperatury pomiędzy wewnętrzną  i zewnętrzną  powierzchnią  płaszcza żelbetowego musi być  mniejsza niż  30K

Objaśnienia do Tablicy 1 i Tablicy 2:

[nr kolumny]

[1]  –  H1  – wysokość od osi czopucha do spodu segmentu,

[2,3,4]  –                - współczynnik przewodności cieplnej i-tej warstwy przegrody

[5] - k – współczynnik przenikania ciepła trzonu komina dla danego segmentu,
wg PN-88/B-03004, pkt. 3.3.2.:

współczynnik przenikania ciepła k [W/m2 ∙K], przez warstwową przegrodę cylindryczną:

[6] – Δtn – różnica temperatur

tz,dla lata = 35 °C, tz,dla zimy = - 25 °C w zależności od sytuacji obliczeniowej;

[7] – Δtn – strata ciepła wynikająca z napływu ciepła na wewnętrzną stronę wykładziny

[8,9,10] – Δt – strata ciepła wynikająca z przejścia przez poszczególne warstwy

[11] – Δt0 – strata ciepła wynikająca z odpływu ciepła z zewnętrznej powierzchni trzonu

[12] – Tc – temperatura na wewnętrznej części wykładziny

[13] – Tw – temperatura na wewnętrznej części izolacji

[14] – Tplwew – temperatura na wewnętrznej części płaszcza

[15] – Tplzew – temperatura na zewnętrznej części płaszcza

Podsumowując, maksymalna temperatura latem i zimą w każdym segmencie trzonu komina nie przekracza wartości dopuszczalnej 70 °C, a maksymalna różnica temperatur w trzonie nie przekracza wartości dopuszczalnej 30 K. Wg PN-88/B-03004 pkt.3.3.3. tab.1, przy wymiarowaniu można pominąć w obliczeniach wpływ temperatury przy spełnionych w/w warunkach.

4.      
Obciążenia ciężarem własnym komina.

Tablica 3. Siły pionowe w trzonie komina od obciążenia ciężarem własnym.