Miten määritellään hormin veto?

[Höyrykattila]

Okei. Nyt alkaa mennä pitkän matematiikan puolelle.

Wiki kaavan tulos on kuutiota sekunnissa => Q= m³/s

  

[Höyrykattila]

Ilmeisesti tähän piipun mitoitukseen ei taida olla jotain tiettyä peruskaavaa kuten esimerkiksi veneissä on pituuden ja leveyden suhde. Laivoissa  (6:1) tai nopeissa veneissä (7:1).

Tai toinen esimerkki ihmisen luustosta, joka on rakennettu Kultainen leikkaus eli kultainen suhde periaatteella. (noin 15vuotta sitten tuli joku dokmentti jossa käsiteltiin esimerkiksi luonnossa esiintyvää kauneutta ja ynnä muuta - Missä voitiin tuota lukua käyttää verrokkina.) Meni vähä ohi, mutta ymmärrätte varmaan mitä tällä haen tai tarkoitan.

[Repa]

Tuo virtausnopeus lienee hyvin "helposti" laskettavissa kun tietää kattilan tehon ja hyötysuhteen oletuksena että 1 kg puuta haukkaa 7 m3 ilmaa palaessaan joten 40 kW kattila 90% hyötysuhteella syö tunnissa 44 kWh edestä puuta = 11 kg x 7 = 77m3/h tai jos 1 kg ajetaan yli-ilmalla enemmän vaikka 8 m3 niin sitten 88 m3/h.

Karkeesti kattilan 1 kW tarviaa 2 m3 ilmaa tunnissa, meniköhän paljon metsään  

Juu, tuon on se ilmamäärä, joka menee kattilaan. Typpi menee vain kattlasta läpi mutta on tilavuudeltaan 1,7 kertainen 200 C asteessa.  Happi sitten reagoi pääasiassa hiilen kanssa, pitäis noitten moolikaavojen kautta laskea paljonko hiilidioksidia syntyy litroissa ja paljonko sen tilavuus on 200 C asteessa. ( nyt en jaksa laskea kun olen vähän väsyksissä/humalassa ) Laske sinä seppol kun hanskaat ehkä paremmin.

Savukaasuja on tilavvutena mitataten paljon enemmän kuin sitä kattilaan söötettöä ilmaa.

Toinen pointti on taas se että mitä pitempi piippu, sitä suurempi on sen virtaus vastus eli pitkänpiipun pitää olla avarampi kuin lyhyen. Atmoksen ohje sikäli hyvä että on kokreettiset piippuesimerkkit mainittu, tohdin kuitenkin epäillä onko ø 16cm korkeus 12m- piipussa vetoa enää ollenkaan kun kattila pukkaa täydelläteholla sauhua tulemaan?

Ja kolmas tyhmä kysymys on että noissa vedontarve luvuissa ei ole mitään mainintaa missä olosuhteessa tuo veto pitäs ilmetä: silloin kun raapaistaan tulitikku vai silloin kun kattila hönkii normiteholla? Taitavat kattilan valmistajat silmät ummessa kopioida toistensa lukuja! Atmoksen luvut on selvästi laskettu ilman virtausvastuksia staattisena (ali)paineena.

Lisäksi sanoisin ettei 25 Pa veto riitä kaasutuskattiloille jos halutaan oikeaoppisen kaasutuspolton toimivan, siinähän puoliksi palaneet kaasut pitää "imeä" hehkuvan hiilipatjan läpi, joka sitten pilkoo kaikki terva-aineet alkuaineiksi, ( CO, H ja CH4 ) jotka sitten jälkipoltetaan toisiopalossa. Taitaa monet käänteispalokattilat toimia enempi alapalokattiloina, ei se kylläkään suuria merkkaa.

Kyllä tässä aiheessa pohtimista riittää, ei pelkkä vedontarve irrallisena lukuna tarkoita yhtään mitään.


Taisin nähdä sen dokumentin mihin Höyrykattila viittaa 

[Höyrykattila]

Toinen pointti on taas se että mitä pitempi piippu, sitä suurempi on sen virtaus vastus eli pitkänpiipun pitää olla avarampi kuin lyhyen. Atmoksen ohje sikäli hyvä että on kokreettiset piippuesimerkkit mainittu, tohdin kuitenkin epäillä onko ø 16cm korkeus 12m- piipussa vetoa enää ollenkaan kun kattila pukkaa täydellä teholla sauhua tulemaan?

Tällä ja muualla keskusteluja seuranneena on muotoutunut sellainen tuntuma, että puolen tiilen reiälle pituutta 6m ja koko tiilen reiälle pituutta 12m. Ja ehkäpä kahden (2) tiilen reiälle pituutta 18m.Saattaisi olla jopa ihan realistinen mutu.

[Repa]

Juu, tuon on se ilmamäärä, joka menee kattilaan. Typpi menee vain kattlasta läpi mutta on tilavuudeltaan 1,7 kertainen 200 C asteessa.  Happi sitten reagoi pääasiassa hiilen kanssa, pitäis noitten moolikaavojen kautta laskea paljonko hiilidioksidia syntyy litroissa ja paljonko sen tilavuus on 200 C asteessa. ( nyt en jaksa laskea kun olen vähän väsyksissä/humalassa ) Laske sinä seppol kun hanskaat ehkä paremmin.

Savukaasuja on tilavvutena mitataten paljon enemmän kuin sitä kattilaan söötettöä ilmaa.

Taisin trollata itseäni 

Happimooli on se 22,4 l ntp. Kun happimooli O2 ja hiilimooli C reagoi keskenään syntyy yksi CO2- mooli, sen tilavuus on myös 22,4 l (ntp)

Eli palaessa tilavuus pysyy samana (ntp) , tilavuuteen vaikuttaa siis oikeastaan vain tuo lämpötilan muutos. Eli jos kattilaan syötetään 20 C asteista tavaraa sisään ja hormiin menee 200 C niin tilavuus on n. 1,7 kertainen.

No tuosta päästään sitten tehon kanssa laskemaan paljonko motteja tunnissa tai litroja sekunnissa hormin tarvii läpäistä. Jostain taulukoista varmaan löytyy tietoja virtausvastuksista eri putkenläpimitoilla ja -virtaksilla, ja vastaava virtausnopeus. ( hormin sisäpinnan laatu, karheus, mutkat ym. alkaa vaikuttaa merkittävästi jos virtausnopeus kasvaa ) Kattilalla on tietty jokun suuruinen virtausvastus myös, sitä taitaa olla pahempi laskea?.

Jos hormissa A virtausvastus on 15 Pa kun teho on X ( siis joku normiteho kattilalle ), niin mitä sitten?  No ainakin hormissa pitää olla vähintään samanverran nostetta jotta virtausta tapahtuisi. No unohtu, se kattilan vastus pitää lisätä tohon 15 Pa:han.

Jäikö jotain taas huomaamatta 


Muutama huomio:

- jos hormi on korkea ja pieni sisämitaltaan, savukaasut ehtii jäähtymään ja korkeudesta ei olekkaan hyötyä, virtausvastus syö sen lopunkin vedon.
- liian suuriläpimittaisessa hormissa virtaus pyrkii kulkemaan kaeskellä ja seinämät jää kylmiksi, kylmäsisäpinta aihettaa kylmänilman virtauksen alaspäin, se taas syö sen nosteen

[vesimies]

Löysin puolalaiselta sivustolta suuntaa-antavan laskurin sopivalle hormille. Siihen syötetään kattilan teho ja piipun pituus niin näyttää tuloksena mikä pitäisi olla hormin halkaisija kyseisellä pituudella. Tuo laskuri on siis ilmeisestikin vaan vähän sinnepäin joten ei välttämättä kannata suoraa soveltaa tuota, mutta saa siitä ainakin vähän viitteitä
http://www.pereko.pl/en/kalkulatorPrzekrojuKomina.php

[seppol]

Suurimman savukaasujen tilavuuden kasvun aiheuttaa lämpeneminen mutta tulee sinne mukaan muutakin. Hiilidioksidista oli jo puhetta mutta lisäksi tulee vesihöyryä ja ilmaylimäärän happi ja typpi. Vaikka poltetaan mitä ilmalla, typpeä savukaasuista on suurin osa.
Kaikkien kaasuosien ominaispainot ovat erisuuret. Painavinta on hiilioksidi. Se painaa n. 1,5 kiloa kuutiometri 100 asteen lämpötilassa. Happi ja typpi n. 1 kg kuutiolta ja vesihöyry vain n. 0,6 kg. Muutin kaikki 100 asteeseen kun vesihöyryä ei sen alemmassa lämpötilassa esiinny normaalipaineessa.

Teoriassa pystytään laskemaan hormin ns. staattinen veto. Siinä oletetaan hormin olevan täynnä tasalämpöistä kaasua joka ei liiku.  Ilmapatsaan nosteeseen vaikuttaa vai hormin sisäkaasun ja ulkoilman välinen lämpötilaero ja hormin korkeus. Hormin pinta-ala tulee yhtälön molemmille puolille ja supistuu pois.
Käytännössä tellaista tilannetta ei koskaa voi olla. On lämpötilaeroja ym. Mutta tämä pystytään laskemaan hyvinkin tarkasti. Se on ikäänkuin pumpun paineentuotto.

Kun kaasu alkaa virrata hormissa, siitä aiheutuu painehäviötä. Tässä mukaan tulee hormin poikkileikkauksen pinta-ala. Tietenkin suuremmasta putkesta kulkee suurempi kaasumäärä samalla paine-erolla. Virtaus asettuu sille tasolle jossa paineentuotto ja virtausvastukset ovat yhtäsuuret.

Miksi nyt sitten kuitenkaan laskea kovin tarkasti horminkorkeuksia ja pinta-aloja uunin tehojen perusteella kun piipusta ei voi tehdä kuinka suurta tai korkeaa tahansa. Jos valitset 80 kilovatin kattilan ja saat piipun korkeudeksi 30 m ja hormin kooksi 50 x 50 senttiä,  niin ei kai kukaan nykyään sellasta rupea rakentamaan.

Luonnollinen veto on epävakaa ja erilainen esimerkiksi talvella kesällä. Se on valittava yläkanttiin kun sitä ei voi jälkeenpäin muuttaa. Savukaasuimuri vie n. 1 % kattilan tehosta.

[Jra]

Savukaasuvirtauksen laskemiseen tarvittaneen seuraavat:
- Kattilan teho
- Polttoaineen kosteus
- Kattilan polttohyötysuhde/Happiylijäämä
- Kattilan lämmöntalteenottokyky/savukaasujen lämpötila

Luonnonvedolla hormin määrittäminen laskennallisesti on vaikeaa, paras tapa taitaa olla käyttää kokemusta ja kattilan asennusohjetta mitoitukseen. Tietysti pelkkää kattilan ohjetta ei kannata liikaa tuijottaa kun hormi kestää useamman kattilan iän. Ongelma tuleekin lähtöarvoissa kun polttoaineen kosteus vaihtelee ja kostea polttoaine huonontaa palamista jolloin mm. savukaasulämpö laskee ja happi todennäköisesti nousee -> savukaasuvirtaus on suurimmillaan.

Savukaasuimuria käytettäessä päästään toisaalta helpommalla kun alipaine voidaan säätää sopivaksi, jos hormi on ahdas niin vaihdetaan tehokkaampi imuri niin taas mennään.

Suuremmassa kattilassa polttoaineen kosteuden vaikutuksen näkee hyvin kun polttoaine vaihtuu kosteasta hakkeesta pelletiksi, savukaasuimuri käy pelletillä mukavan hiljaa..

Savukaasujen lämpölaajenemisen taas näkee hyvin vaikkapa kattilan kanavien mitoituksesta, tulipesän jälkeiset konvektiot on suuria ja lähinnä hormia olevat "puolet pienempiä"