Chimenea

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Una chimenea (chimenea)  es un sistema de soporte de vida de ingeniería para edificios y estructuras diseñado para desviar los productos de combustión de los dispositivos generadores de calor en funcionamiento a la atmósfera , por medio de inducción de tiro natural o forzado, a una altura segura (lejanía) para personas y edificios . Las chimeneas industriales son predominantemente verticales y cilíndricas, y pueden alcanzar varios cientos de metros de altura.

El principio de funcionamiento de la chimenea, que puede ser con tiro natural o con la ayuda de estimuladores mecánicos de tiro, asegura el movimiento de la masa de humos hacia la boca de la tubería.

Materiales  para la fabricación de chimeneas:

  1. Ladrillo cerámico, espesor de pared mínimo 120 mm;
  2. Hormigón resistente al calor, espesor de pared mínimo 65 mm
  3. Tuberías de asbesto-cemento, con un límite máximo de temperatura de 300 grados centígrados;
  4. Materiales justificados por el cálculo del diseño para cada uno de los objetos individualmente;
  5. Materiales aprobados para su uso de acuerdo con la certificación de los fabricantes.

Las chimeneas estaban hechas de piedra natural , ladrillo , cerámica , fibrocemento , metal u hormigón .

Actualmente, para la producción de chimeneas se utilizan hormigón vermiculita, tubos esmaltados, vidrio y materiales compuestos.

La altura de las chimeneas es uno de los principales parámetros de las chimeneas. Está determinado por: la operabilidad de los dispositivos, la actitud ante los obstáculos y la seguridad en relación con las personas y los edificios.

La sección transversal de las chimeneas  es el parámetro principal que determina el rendimiento del canal. El área de la sección transversal del canal se selecciona de acuerdo con los cálculos, estándares y documentos de los fabricantes de equipos.

En los sistemas que utilizan chimeneas  (canales verticales, inclinados y horizontales [1] para eliminar los gases de combustión de quemadores, estufas, estufas y otros dispositivos de combustión de combustible), la chimenea es el elemento final del sistema de chimenea. Los humos descargados a través de la chimenea ingresan a la chimenea, a través de la cual luego se liberan a la atmósfera. Se pueden conectar varias chimeneas de diferentes consumidores (dispositivos generadores de calor) a una tubería al mismo tiempo, si esto está de acuerdo con los estándares y documentos para el equipo.

Historia

La chimenea fue descrita por primera vez por el griego Teofrasto en el siglo IV. antes de Cristo mi. [2]

En el mundo antiguo, las tuberías se usaban dentro de las paredes de un edificio para ventilar las panaderías, pero las tuberías reales solo aparecieron en Europa en el siglo XII. Las chimeneas industriales aparecieron a finales del siglo XVIII.

La aparición de chimeneas está indisolublemente ligada a las instalaciones de calefacción. El más simple de ellos es un fuego rodeado de piedras. Tal "construcción" de calefacción en la antigüedad hizo posible tomar el sol junto al fuego, cocinar alimentos simples, pero no más. La cuestión de cómo abastecerse de calor en reserva, la gente comenzó a preguntarse mucho más tarde, cuando comenzaron a vagar más y más al norte. Por ejemplo, en la zona de Ussuri, según V.K. Arsenyev , un escritor de viajes que exploró esas tierras, las viviendas de los colonos de Corea se calentaban mediante chimeneas muy interesantes que se colocaban en el suelo de la casa y atravesaban las zonas residenciales, calentándolas. . Los productos de la combustión salían por un árbol hueco que reemplazaba la parte exterior de la chimenea.

En Rus, la calefacción se llevó a cabo sin el uso de chimeneas, de manera negra. Hasta el siglo XVII, incluso en las condiciones de la ciudad, se calentaban de esta manera estufas de todas las clases. Este método de calentar una vivienda no era seguro, ya que los gases de monóxido de carbono dañinos para los humanos podían acumularse en la casa . La vivienda calentada por este método no parecía muy presentable: las paredes y las estufas tenían que actualizarse todo el tiempo. Por cierto, el blanqueo de estufas se ha llevado a cabo durante mucho tiempo e inicialmente no tenía la intención de garantizar el atractivo estético de la estructura de calefacción, sino de controlar su estado de funcionamiento: las grietas y hendiduras aparecen claramente en la superficie blanca. , ya que el hollín se asienta sobre ellos.

Propósito de las chimeneas

El objetivo principal de las chimeneas es eliminar los gases (productos de la combustión del combustible en la cámara de combustión). Junto con ellos, el humo, el hollín, el alquitrán, el vapor de agua, el aire parásito (que no participa en la combustión), las cenizas, las cenizas y el hollín se eliminan a través de la chimenea que, si las superficies internas de la chimenea se forman incorrectamente y cuando se sobreenfrían, pueden asentarse en sus paredes, dificultando el paso posterior de los gases de combustión. Para evitar que esto suceda, es necesario hacer que la superficie interna de los tubos de la chimenea sea lo más uniforme y lisa posible, sin baches, grietas y protuberancias, de modo que el hollín y el hollín no tengan nada que "enganchar". Pero es inaceptable nivelar el interior de la chimenea con yeso.

Otro propósito de las chimeneas es proporcionar un tiro normal en el horno, que está en proporción directa con la sección transversal y la altura del canal de humo. La temperatura de los productos de combustión en la salida de la tubería debe superar los 373 K (alrededor de 100 ° C), lo que le permite crear una corriente de aire natural en la estructura de calefacción, reemplazando las capas de aire caliente por frías. En este sentido, las paredes de la chimenea deben estar suficientemente aisladas térmicamente.

Construcción y materiales

Las chimeneas de ladrillo están muy extendidas en Rusia. Una chimenea de ladrillo puede constar de los siguientes elementos (de arriba a abajo):

† Nota. En lugares donde la sección de tubería entra en contacto con las estructuras de construcción de un edificio o estructura (techo, techos, paredes, tabiques), se usa pelusa (corte) para proporcionar aislamiento térmico y evitar que la estructura se incendie.

Las chimeneas modulares se ensamblan a partir de secciones metálicas prefabricadas prefabricadas. Las chimeneas metálicas pueden ser autoportantes. Si la tubería no es autoportante, las secciones de tubería se fijan a paredes , marcos , armaduras u otras estructuras de soporte. Las superficies exterior e interior de la tubería pueden estar hechas de diferentes metales, por ejemplo, acero inoxidable resistente a los ácidos para la superficie interior y aluminio para la exterior, y el espacio entre ellos se rellena con material aislante del calor.

Las chimeneas de hormigón pueden ser de elementos prefabricados o de hormigón in situ .

Tapa de chimenea

Sirve para muchos propósitos: protección contra la nieve y la lluvia, mayor tracción, decoración de techos.

Corriente de humo

dónde:  
q = tiro de humo / flujo de tiro, m³ / s
A = sección de la chimenea, m² (se supone que no cambia con la altura)
C = factor de flujo (normalmente tomado de 0,65 a 0,70)
gramo = aceleración de caída libre , 9,807 m/s²
H = altura de la tubería, m
Yo _ = temperatura media dentro de la tubería, K
Te _ = temperatura del aire exterior, K

Principales problemas

Hay dos de ellos: depósitos desde el interior, que reducen la sección transversal de la chimenea, y destrucción desde el interior y el exterior de la chimenea bajo la acción de gases de combustión agresivos y carga de viento. Además, las tuberías altas deben ser visibles desde lejos para los aviones. Para ello, se pintan principalmente en colores rojo y blanco internacionales de acuerdo con las normas de seguridad aérea (el llamado color de marcado) [3] . El hecho es que el color rayado llama la atención casi instantáneamente, y los pilotos (pilotos) ven que hay un obstáculo en su camino.

Por la noche, las luces de señalización rojas deben encenderse en las tuberías. Están destinados al mismo propósito que el marcado de color rojo y blanco [4] . A veces, incluso las chimeneas están equipadas con iluminación nocturna.


Mantenimiento de chimeneas

Las chimeneas necesitan un cuidado constante; sin esto, pierden rápidamente su capacidad de trabajo y se obstruyen y obstruyen con hollín y hollín. Los conductos de chimenea deben limpiarse antes o después de la temporada de calefacción, es decir, en el momento en que no estén en funcionamiento. La inspección oportuna de la tubería le permite identificar los defectos que han surgido y garantizar una circulación de aire normal en la estructura de calefacción. El cuidado de la chimenea consiste en comprobar las conexiones (tubo, manguito) y si hay salientes que impidan el suministro de oxígeno. Si se encuentran grietas en la tubería, deben eliminarse, ya que la entrada de humedad en ellas puede provocar la destrucción completa de las tuberías durante el período frío, cuando el agua que contiene, al congelarse, expandirá las costuras. El mortero de las juntas se renueva cada cinco o diez años, lo que se incluye en la revisión de chimeneas. La limpieza preventiva de tuberías consiste en la eliminación de cenizas, hollín y hollín del canal que se ha asentado en sus paredes. Uno de los tipos de reparación y mejora de las características de la chimenea es el de manga .

Otros usos

Algunas chimeneas altas se utilizan como soportes de antena para transmisores de comunicaciones móviles y de TV, y a veces incluso como torres de transmisión de energía (ejemplos: Konakovskaya GRES en la ciudad de Konakovo en el Óblast de Tver , Vyborgskaya TPP en San Petersburgo y Kashirskaya GRES en Kashira ) . En estos casos, se deben tomar medidas especiales de protección contra la corrosión , ya que la mayoría de los gases de combustión son corrosivos.

Demoliciones de tuberias

Las chimeneas se suelen demoler mediante voladuras dirigidas . La demolición de una tubería por explosión es una operación muy responsable y peligrosa que requiere habilidad. Solo la preparación puede llevar más de un día, kilogramos (a veces decenas y hasta cientos) de explosivo y muchos metros de cordón detonante. La preparación consiste en debilitar la estructura de la tubería en el área de la base y colocar de manera competente la dinamita y los cables de encendido. Una vez completada la preparación, los expertos en explosivos se retiran a una distancia segura, dan señales de advertencia y luego encienden el fusible electrónico. La explosión corta la base de la tubería y luego cae por sí sola. Si la dinamita se coloca correctamente, el tubo se caerá y causará poco o ningún daño a los objetos cercanos [5] . Y he aquí un ejemplo de demolición fallida de una tubería por explosión dirigida , cuando, al caer, rompe los cables de la línea eléctrica.

Si es peligroso o poco práctico usar una explosión (por ejemplo, económicamente no rentable), entonces la demolición se lleva a cabo desmontando la tubería de arriba a abajo, rompiendo piezas y arrojando fragmentos en el interior. Tan pronto como la tubería se desmantela aproximadamente a la mitad de esta manera, la base se corta y finalmente se demuele con la ayuda de cables de metal , que son tirados por tractores u otros equipos especiales. En ocasiones, la demolición se realiza inmediatamente mediante corte (si la tubería no es demasiado alta) [6] . Además, un tubo precortado se puede descargar empujando.

Tuberías para barcos

Lo primero que se ve en un barco de vapor que se aproxima es la chimenea. Por lo tanto, las tuberías se pintaron en colores de identificación. Con la llegada de los barcos diésel, las tuberías para diversos fines comenzaron a combinarse en una carcasa común, que también se denomina tubería y sirve para identificar la embarcación.

Chimeneas notables

Tubo Año de construcción País Ciudad Altura notas Una fotografía
Ekibastuz GRES-2 1987 URSS ahora Kazajstán Ekibastuz 420 metros La tubería más alta del mundo [7]
Superstack de Inco 1971 Canadá Sudbury 385 metros La chimenea más alta del hemisferio occidental
Berezovskaya GRES 1985 Rusia Sharypovo 370 metros La tubería más alta de Rusia.
Chimenea de Trbovlje 1976 Eslovenia Trovle 360 metros La tubería más alta de Europa
Chimenea nº 3 de Primorskaya GRES 1990 Rusia Luchegorsk 330 metros La tubería más alta del Lejano Oriente
Járkov CHPP-5 1991 Ucrania Járkov 330 metros Uno de los dos tubos más altos de Ucrania .
Chimenea Anaconda 1919 EE.UU Anaconda 178 metros La chimenea de ladrillos más alta y posiblemente la estructura de ladrillos más alta
Montón de escamas de viento 1957 Gran Bretaña Sellafield 124 metros La tubería más alta de la central nuclear ; el primer incidente del mundo relacionado con una planta de energía nuclear

En el territorio de la antigua URSS, se erigieron más de cien chimeneas de 240-250 metros de altura; la primera de ellas se construyó en 1966, la tubería de Kashirskaya GRES . Además, se construyeron 21 tuberías con una altura de 320-330 metros: las tuberías de las centrales eléctricas del distrito estatal de Uglegorskaya y Zaporizhzhya fueron las primeras en alcanzar tal altura [8] .

Galería

Véase también

Notas

  1. ↑ Por ejemplo, el diseño de las estufas rusas prevé secciones horizontales de la chimenea para calentar espacios; permiten reducir la velocidad del flujo de gas y la transferencia efectiva de calor a la envolvente de la chimenea, que a su vez transfiere calor a la habitación.
  2. ↑ James P., Thorp N. Invenciones antiguas. - Mn. — 1997 — pág. 523 - ISBN 985-438-139-0
  3. ↑ REGA RF-94 . Consultado el 19 de julio de 2015. Archivado desde el original el 27 de marzo de 2015.
  4. ↑ Semáforos, colores de señalización y protección de la luz . Consultado el 28 de noviembre de 2015. Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2015.
  5. ↑ La gran enciclopedia ilustrada de un escolar. Artículo "Explosivos". ed. Macaón 2000 ISBN 5-88215-872-9
  6. ↑ AlpTechService. DESMONTAJE DE TUBERÍAS DE LADRILLO Y HORMIGÓN . Consultado el 3 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 12 de marzo de 2016.
  7. ↑ Diagrama de las 25 chimeneas de gases de combustión más altas del mundo . Consultado el 15 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 14 de abril de 2020.
  8. ↑ Duzhikh F.P., Osolovsky V.P. Tubos de ventilación y humo industrial Copia de archivo del 11 de agosto de 2020 en Wayback Machine

Literatura

Enlaces