Расчет каминов. Увязка основных параметров камина. Понятие о стандартных рядах

Инженерный, теплотехнический расчет каминных труб достаточно сложен. Исходными условиями задается такая скорость воздуха (0,25 м/сек), поступающего в портал (окно) камина, поток которого должен обеспечить запирание портала камина от исходящих из очага дымовых газов. В конечном итоге расчет сводится к определению параметров трубы, ее высоты и проходного сечения, аэродинамические показатели которой и должны обеспечить работоспособность данного, конкретного камина.

В расчетах используются различные факторы (основным фактором является разница температур внешнего воздуха и дымовых газов), такие как: допустимая (желательная) скорость прохождения газов в трубе, гладкость (чистота) внутренней поверхности трубы, возможные (допустимые) отклонения от вертикали отдельных участков трубы (изломы трубной оси) и другие показатели, непосредственно влияющие на сопротивление тяге в трубе. Кроме того, учитывается также и давление воздуха, влияние воздушных потоков и пр. Целый ряд реальных показателей в расчетах может учитываться эмпирически, через введение поправочных коэффициентов, они зачастую носят субъективный характер, что может также влиять на результаты расчетов.

Не следует удивляться тому, что в различных источниках (таблицах, диаграммах, номограммах и пр.) встречаются рекомендации, которые могут существенно отличаться друг от друга. Вот и другие факторы, влияющие на точность расчетов и вносящие в них элемент неопределенности:

• реальные показатели температуры наружного воздуха и дымовых газов обычно отличаются от средних расчетных,
• неучтенный подсос воздуха через возможные неплотности, например, в трубе, увеличивает количество дымовых газов и понижает его температуру,
• на тягу в трубе влияет количество и влажность реально горящего топлива в камине, которые могут существенно отличаться от расчетного.

Как же решаются такие сложные задачи на практике? Существуют несколько путей, направленных на упрощенное решение проблемы, перечислим их:

1. Формализация инженерных расчетов в компьютерные программы. Использование таких программ значительно облегчает и ускоряет решение практических задач. Такой подход наиболее желателен, но проблема состоит в том, что он не может быть общедоступным. Типовых программ не существует, а их составление под силу только специалистам высокой квалификации, хорошо владеющим теорией и практикой теплотехнических, гидравлических и газодинамических расчетов, о которых говорилось выше. Одновременно не менее важно и хорошее владение такими специалистами компьютерной практикой.
2. Чаще всего для практического применения принято пользоваться табличными данными, в которых задаются заранее просчитанные результаты для каминов. Таких таблиц существует множество, например, в Указателе [10] их собрано около 20, все они заимствованы из различных зарубежных источников1. В них рекомендуемые размеры, как правило, увязываются друг с другом без указания на возможные отклонения. В таблицы включаются и размеры, которые к разряду основных (к первой категории) не относятся, что может вводить в заблуждение исполнителя. Исполнителю желательно знать, какие размеры в таблице являются «главными» и какие размеры «неглавные» (если они включены в таблицу). Ему также нужно знать: в каких пределах рекомендуемые табличные размеры можно изменять без риска получить в итоге своей работы отрицательный результат в виде дымящего камина.
3. Использование различного рода графических материалов в виде номограмм и диаграмм. В них результаты расчетов сводятся в графические показатели. Такой подход имеет свои преимущества: зачастую хорошо составленные диаграммы представляют наглядную графическую картину, которая может показывать общие закономерности по расчетам. Ее невозможно уловить, если пользоваться другими методами (в т.ч. и разовыми теплотехническими и др. расчетами).

Преимущество (одновременно и недостаток) указанного метода состоит в том, что в виде исходных показателей можно задавать и показатели вспомогательного характера. Например, вводить в номограммы и вторую категорию размеров. Однако зачастую такие номограммы становятся не только сложными для практического применения, но и теряют главное: преимущество в наглядности. По этой причине не все, что создано по этой части для расчетов каминов, может быть рекомендовано для практического использования.

Попутно заметим, что графическим, упрощенным методом пользуются наиболее авторитетные фирмы по производству каминов и дымоходных труб. Такие фирмы создают собственные номограммы, что позволяет им унифицировать подход к расчетам во всех своих многочисленных подразделениях. Это в свою очередь позволяет им не допускать возможного разнобоя в расчетах при подборе труб для своих потребителей. Одна из таких номограмм приведена ниже (рис. 3.2).

Рис. 3.2.
Номограмма (диаграмма с номограммой), разработанная фирмой «ШИДЕЛЬ», отражает подбор каминных труб круглого сечения для открытых каминов. Правая часть предназначена для определения сечения каналов для подвода воздуха в камин извне, необходимого для его нормальной работы