Удар Жуковского в дымоходах

Котёл вышел на рабочий режим, то есть по трубе шли горячие газы с расчётным расходом, далее горелка резко погасла - вентилятор остановился, газ продолжил двигаться по инерции, соответственно оставил за собой зону разряжения. Котел запускали в нарушении режимной карты, без предварительного прогрева на нижних режимах, соответственно произошло  резкое поступление горячего газа в газоход и скачкообразное увеличение разряжения.

Что такое удар Жуковского?  Почему разрушились газоходы?

Появление скачков давления чаще встречается в жидких средах, т.к. они имеют по сравнению с газами значительно более низкую степень сжатия. Однако явление Жуковского может возникать и в газоходах. В системах дымоотвода могут развиваться следующие сценарии:

- резкое увеличение давления (например, взрыв) и последующие его снижение (вакуум), причем отрицательное давление может быть настолько сильным, что газоход разрушается и подлежит полной замене;

- резкое отключение горелочного устройства, из-за каких либо причин;

- быстрое закрытие воздушного клапана горелочного устройства.

 Чаще всего наиболее распространены второй и третий из описанных выше случаев. Горелочное устройство теплоагрегата отключается практически в тот же момент, когда закрывается заслонка подачи воздуха. Выхлопные газы, обладающие высокой кинетической энергией и скоростью потока, перемещаются по газоходу, постепенно теряя скорость, за счет имеющегося сопротивления потоку, и создавая после себя разряжение. Величина этого разряжения может быть настолько значительна, что газоход в этой точке подвергается деформациям и разрушениям и подлежит замене.

Повреждения такого рода могут происходить, в большинстве случаев, в системах отвода продуктов сгорания от котлов большой мощности и с большой длиной газоходов. Речь идет о котельных установках с диаметром газоходов свыше 500 мм, выполненных из нержавеющей стали с толщиной стенки 0,5-0,1 мм. Чем больше диаметр и высота дымовой трубы - тем выше вероятность этого эффекта.

Как избежать удара Жуковского или минимизировать его воздействие на дымоходы?

Данное явление можно избежать с помощью систем подачи вторичного воздуха, которые используются для немедленной компенсации давления в газоходе. Такое устройство называют регулятором тяги. Большинство современных регуляторов тяги являются интегрированными устройствами, объединяющими в себе как устройство пропуска воздуха, так и предохранительный клапан, защищающий систему отвода продуктов сгорания от возникновения больших избыточных давлений внутри нее. Это гарантирует, в случае возникновения эффекта Жуковского, немедленную стабилизацию давления внутри выхлопной установки.

Преимуществом использования регуляторов тяги, также,  является поддержание тяги внутри дымохода на одном уровне, что гарантирует постоянные характеристики сгорания топлива. С падением температуры наружного воздуха или при ветре, разряжение в дымоходе будет не постоянным, что приводит к снижению КПД котлоагрегата.

Использование простых и надежных устройств ограничителей тяги позволяет снизить риск повреждения дымоходов и увеличить эффективность котельного оборудования. Ограничивая воздействия ударов Жуковского, эти устройства позволяют избежать повреждения газоходов и избежать немалых затрат на замену вышедшего из строя участков дымоходов.