DIN 4705 E Göre Baca Hesap Yöntenmi

DİN 4705'E GÖRE BACA HESABI

Baca hesabında kullanılan denklem:
PH = PW + PA +PE + PO

şeklindedir. Burada,

PH = Baca çekişli (Pa)
PW = Kazandaki basınç kaybı (Pa)
PA = Bağlantı kanalındaki basınç kaybı (Pa)
PE = bacadaki basınç kaybı (Pa)
PO = Hava temindeki basınç kaybı (Pa)
olarak verilmiştir. Bu denklem bacadaki doğal çekişin, söz konusu olabilecek basınç düşümlerine eşit olması gerektiğini ifade etmektedir.

1. Duman Gazı Miktarının Belirlenmesi
Hesaba başlayabilmek için öncelikle duman gazı miktarının belirlenmesi gerekir. Farklı yakıtlar için duman miktarı yaklaşık olarak
m=k.Q/1000 (kg/sn)
ifadesi ile bulunabilir. Burada Q(kw) kazan ısıl gücüdür. Formüldeki katsayısı ise şekil 10.2'den okunabilir

ŞEKİL 10.2 - KAZAN CİNSİNE VE GÜCÜNE BAĞLI OLARAK DUMAN GAZI MİKTARI VE KAZANDAKİ YÜK KAYBI

2. Bacadaki Duman Gazı Sıcaklığının Belirlenmesi
Kazanı terk eden dumanların sıcaklığı (baca gazı sıcaklığı) kazan üreticisi firma tarafından verilir. Baca gazları içinde bulunan su buharının ve asit buharlarının baca iç yüzeylerinde yoğuşmaması için, minimum iç yüzey sıcaklıkları Şekil 10.3 ve şekil 10.4'de verilmiştir.

ŞEKİL 10.3 - FARKLI YAKITLARIN BACA GAZLARINDAKİ SU BUHARI YOĞUŞMA SICAKLIKLARI

ŞEKİL 10.4 - KÜKÜRT İÇERİĞİNE KARŞILIK MİNUMUM MALZEME SICAKLIĞI

3. Gaz Akışı İle İlgili Büyüklüklerin Belirlenmesi
A. Hidrolik Çap, Dh Dairesel kesiti olmayan baca ve kanalların eşdeğer hidrolik çapı

DH =  4F (m) / U şeklinde bulunur.

Burada F baca kesiti (m2), U kesitin çevresel uzunluğudur.

B. Boru Ve Kanalların Pürüzlülüğü
Baca ve bağlantı kanalı yapımında kullanılabilecek malzemelerin pürüzlülük değeri Tablo 10.5'de verilmiştir

ŞEKİL 10.5 - KAZAN CİNSİNE VE GÜCÜNE BAĞLI OLARAK DUMAN GAZI MİKTARI VE KAZANDAKİ YÜK KAYBI

C. Sürtünme Basınç Kayıp Katsayısı,
Baca ve bağlantı kanallarındaki sürtünme basınç kaybı katsayısı, pürüzlülük değeri ve hidrolik çapa bağlı olarak şekil 10.6'dan okunabilir.

ŞEKİL 10.6 - BACALAR İÇİN SÜRTÜNME KATSAYISI

D. Özel Kayıp Katsayısı
Dirsek vs. gibi yerel kayıp kaynaklarındaki, özel kayıp katsayıları Tablo 10.7'de verilmiştir. Gözönüne alman bir baca veya bağlantı kanalındaki özel katsayıların toplamı, E^ ile gösterilir.

ŞEKİL 10.7 - ÇEŞİTLİ ELEMANLAR İÇİN YEREL KAYIP KATSAYILARI

E. Baca Gazlarının Yoğunluğu, pA
Gazların yoğunluğu sıcaklığa ve dış basınca bağlıdır. Basınca olan bağlılık ihmal edilirse herhangi bir T (°C) sıcaklığındaki gazın yoğunluğu,
pA = 1,27 ( 273 / (273+ T ) ) kg/m3  ifadesi ile bulunabilir.

F. Ortalama Gaz Hızı; W
Baca veya bağlantı kanalındaki gaz hızı, duman debisinin kesite bölünmesi ile bulunur.
W = M / ( pA.F ) m/s

Burada, F kanalın kesit alanını (m2) göstermektedir. Doğal çekişli bacalarda gaz hızı 4 m/s değerini genellikle aşmamalıdır. Baca hesaplarında ilk yaklaşım için bu değerden yararlanılabilinir.

4. Basınç Kayıplarının Belirlenmesi
A. Bacadaki (PE) ve baca bağlantı kanalındaki (PA) basınç kayıpları

P  = 1,5 ( ۸ ( H / DH) + εξ ) pA ( w² / 2 ) - ( Pa )

şeklinde ifade edilebilir. Burada,
۸     = Sürtünme kayıp katsayısı
H    = Baca yüksekliği veya bağlantı kanalıuzunluğu (m)
DH  = Hidrolik çap, (m)
εξ    = Toplam özel kayıp katsayısı
pA    = Baca gazlarının yoğunluğu (kg/m3)
w    = Ortalama gaz hızıdır (m/s)

B. Kazandaki Basınç Kaybı, Pw
Kazan üreticileri tarafından kataloglarda belirtilir. Eğer bu değer kataloglarda yoksa şekil 10.2'den yaklaşık bir değer okunabilir.
Kazandaki basınç kaybı sadece düşük basınçlı üşemeli brülör kullanan kazanlar için hesaba katılır. Yüksek basınçlı üşemeli brülörler ve atmosferik brülörlerde kazan basınç kaybı brülör tarafından karşılanır.

C. Hava Teminindeki Basınç Kaybı, Po
Sadece üşemesiz kömür kazanları için söz konusudur. Bu değer yaklaşık olarak şekil 10.8'de verilmiştir.

ŞEKİL 10.8 - KAPASİTE / ÇEKİŞ DİYAGRAMI

5. Baca Çekişinin Belirlenmesi
Doğal baca çekişi, PH gazlarının sıcaklığına ve baca yüksekliğine bağlıdır.

PH = H.g (pH -pA)   (Pa)

İfadesi ile bulunabilir. Burada,
g     = yerçekimi ivmesi = 9.81 m/s2
pH   = Hava yoğunluğu =1.15 kg/m3
olup bu eşitlik şekil 10.9'da verilmiştir.

ŞEKİL 10.9 - BACA ÇEKİŞİ

6. Hesap Yolu
Hesap deneme - yanılma yöntemine dayanır. Verilen bir durumda, baca kesitini belirlemek için önce baca çapı tahmin edilir. Tahmin edilen baca çapı kullanılarak basınç kayıpları ve doğal baca çekişi hesaplanır. Bulunan değerler (1) no'lu ana denklemde yerine koyularak eşitliğin sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilir. Eşitlik sağlanıyorsa seçilen çap uygundur. Aksi halde yeni bir çapla hesap tekrarlanır.