KESKUSTELU

Löytyykö palstalaisilta tietoa / linkkiä, miten saisin selville puun polton savukaasumäärät, kun teho (eli lämpövirta) on suunnilleen tiedossa. Pitäisi mitoittaa lämmityskattilan savukaasuputkisto siten etteivät kanavat jää liian ahtaiksi. Nyrkkisäännötkin kelpaavat, jos on tarjolla.

Kyse on stokeripolttimen tuottamista savukaasumääristä pelletillä ja/tai hakkeella. Kattilan konvektio-osa on uusimisen tapeessa, eikä alkuperäisratkaisut miellytä (hankala pitää puhtaana).

Huhtinen, Markku. Höyrykattilatekniikka. s. 230 on eräs kaava piipun kehittämälle vedolle, ja siinä on näitä tiedossasi olevia suureita. Kaavat yleensä perustuvat piipun korkeuteen.

Mulla kun on muistikuva omista jutuistani, että nyrkkisääntönä n. 1 kuutio ilmaa / 1 kW ilman kertoimia. Öljyllä yli 50 kWh:n laitoksissa kerroin 1,2.

Pienemmissä ilmaa menee enemmän. Varsinkin puunpoltossa, ilmakerroin yli 2-3.

Pikkupoltin haukkaa muistaakseni 1,5 kertaisen, eli 0,5 suuttimella tehot reilu 20 kWh, jolloin ilmamäärä olisi 30 mottia/h 20 asteen lämpötilassa.


On huomioitava myös se, että kaasu paisuu aika paljon lämpötilan noustessa.
googlaa "savukaasun määrä" Tulee jopa jotain laskentaohjelmia.

Muoks: Kyllä se oli motti ilmaa per polttoaineen kWh. Ongelmaksi tulee se, että pienissä (alle 50 kWh) tulisijoissa palaminen on aika hallitsematonta/huonosti säädettävissä, jolloin ilmakertoimet nousee väkisinkin suuriksi, jotta palaminen yleensäkin onnistuu. Kannattaa ylimitoittaa reilusti pinta-alat ja pituudet/tulipinnat.

Googlaa toi ilmakerroin, niin löydät varmemman tiedon.

Savupiipun itsepuhdistuvuus saadaan suuren virtausnopeuden ja sileän putkirakenteen ansiosta. Savupiippua ei tarvitse niin usein nuohota.

Tuolle ei oikein löytynyt mitään helposti ymmärrettävää, selvää tietysti on että massavirta säilyy, mutta tilavuusvirta häilyy. Voisi kuitenkin abroksimoida tuota isokoorisena, jolloin paine ja lämpötila muuttuvat toistensa suhteen ristiin. Eli p/T=vakio. Tuosta seuraa painesuhteen esim. noin 1000 ja 20 asteen välille siten että p2 = 1273 / 293 = 4.3 p1.


Jeps, virallinen nyrkkisääntö oli näköjään 0.25m3/MJ, joka tarkoittaa että kun 1 kWh = 3.6 MJ niin lopputulos on n. 0.9 m3/kWh, eli haarukassa on.

Eli siis esim 60kW teholla n. 60kWh = n. 60 m3/h = 17 l/s.
Painekerroin huomioituna lähtövirtaus siis 4.3 * 17 l/s = 72 l/s.

Kanavien yhteispinta-alan ollessa n. 6.4 dm2 tuosta seuraa nopeudeksi 11.25 dm/s eli "vain" 1.125 m/s, maksimissaan.

Onko haarukassa ?

Edelleen hormissa siis noin (400 / 293) * 17 / 3 = 7 dm/s = 0.7 m/s (ilman että vetoa on huomioitu).

Tuosta linkistä nuo voi suoraan katsoa. Pitot putkella saatua dynaamista painetta voi muistella, kun hormoja on, niin moneen käyttöön. Ehkä tuo kirjan kaava on luotettavin, ja se löytyy muualtakin mm. Willi Bohl, Teknillinen virtausoppi pitää sisällään samantapaisia kaavoja.

http://www.engineeringtoolbox.com/chimn ... d_175.html

Lähinnä kiinnostaa se, mikä on tulipesästä kattilan kanavistoon siirtyvän savukaasun tilavuusvirta, tosin se tulikin jo itselleni selvitettyä. Käytännöllisesti katsoen palaminen tapahtuu vakiopaineessa (paine-erot ulkoilmaan nähden hyvi pienet) eli tilavuusvirran saa käytännössä suoraan lämpötilasuhteesta syöttöilmavirtaan nähden.

Varsinaisen polttoaineen palamisessa syntyvien kaasulisien merkitys on suunnilleen yhtä suuri kuin paineen nousun merkitys tulipesässä, joten nekin vielä kompensoivatt toisiaan.

Seuraavaksi pitäisikin sitten selvitellä lämmönvaihtoon ja virtausteknikkaan liittyvät seikat, mutta se onkin sitten jo muutamaa kertaluokkaa haasteellisempi tehtävä.

Netistä löytyy ilmaisia lämmönvaihtimien suunitteluun tarkoitettuja ohjelmia, joskin englannin kielellä. tai löytyä heat exhanger desing, tjs.. Niillä pääsee aika pitkälle.
Savukaasun virtausnopeudella ei pyritä puhdistuvuuteen kattilan konvektio-osassa, vaan puhdistus suoritetaan apuvälineillä. Isommissa laitoksissa yli 100 kW, jne) todellakin piipun mitoitus (halkaisija) on sen verran pieni, että nokea ei kerry. Näissä laitoksissa käytetään tehokasta savukaasupuhallinta, ja luonnollisen vedon varaan ei jää mitään, toisin kuin pienemmissä kattiloissa.

Toinen nyrkki mitoitukseen näyttäs olevan, että max 20 kW polttoainetehoa/1m2 tulipintaa

Tulikohan ylimitoitettua. Tulipinta (savukaasujen lämmönvaihtopinta) lähentelee 5 m^2, savukaasut näyttävät olevan 70 asteen kattilalämmöllä (näillä -15 pakkasilla) 110-120 astetta (pelletillä), mitään savutusongelmai ei näytä esintyvän ja liekin kirkkautta voi helposti säätää. Toisaalta tarvitsen tuota tehoa hallin lämmitykseenkin myöhemmin, joten ei siitä haittaakaan pitäisi olla, ellei liian alhaisen savukaasujen lämpötilan (kastepiste piipussa) muodossa.

Näitä ohjelmia ovat Thermal Flow, joka ei kuulu SoldWorksiin vakiona, vaan taitaa olla erikseen hankittava moduuli. Inventorissa saattaa olla vakiona jotain simulointia. sitten on vielä Autodesk Maya. Olisi kiva tietää löytyykö tällaista ohjelmaa, millä voi kohtuullisella vaivalla mallintaa tulipesän.

Varaajassa on 1000 litraa vettä ja 1 C asteen nostaminen vaatii 1.16 kWh, tunnetaan polttoaineen lämpösisältö. Suoralla menetelmällä saadaan hyötysuhteelle likiarvo.

Tästä tekstistä käy ilmi, miten peruslaskutoimituksella saa lukuja.

http://www.knowenergy.net/suomi/monipol ... xt.htm#3_3

Savukaasuanalysaattorilla KM9003, kun katsoo, niin moni asia selviää ilman arvuutteluja.