برای محاسبه ابعاد و قطر دودکش پارامتر های زیر دخیل هستند:
- ارتفاع ساختمان (دودکش)
- ظرفیت حرارتی بویلر مورد نظر
- درجه حرارت دود خروجی
- درجه حرارت محیط
- فشار محیط
- فشار خروجی دود از بویلر
اختلاف دمای بین گازهای داغ خروجی از دیگ و هوای اتمسفریک، باعث ایجاد مکش در مسیر دودکش و صعود گازهای داغ به سمت بالا میشود. به این نیروی ایجاد شده توسط اختلاف فشار نیروی درفت می گویند. هرچه طول دودکش بیشتر باشد، مکش ایجاد شده در دودکش در سطح مقطع یکسان بیشتر شده و سرعت صعود گازها نیز افزایش مییابد. علاوه بر افزایش ارتفاع، کاهش قطر در دبی حجمی ثابت نیز باعث افزایش سرعت صعود در دودکش میشود. این نیروی به وجود آمده باید به میزانی باشد که بر نیروی اصطکاکی در دودکش غلبه کند و همچنین بر دبی در گذر دود داخل دیگ تاثیر نگذارد.
افزایش سرعت جریان در یک دودکش باعث ایجاد صدا و لرزش در مسیر دودکش میگردد. این افزایش لرزش میتواند به سازه دودکش آسیب برساند. علاوه بر این، افزایش صدا نیز مزاحمتهایی به دنبال خواهد داشت.
بنا بر گفته های بالا و دانایی بر این موضوع که ارتفاع دودکش در ساختمان ها قابل تغییر نیست و برابر با ارتفاع ساختمان است، سطح مقطع مناسب برای دودکش بنا بر ظرفیت دیگ و ارتفاع دودکش، در هندبوکها آمدهاست تا میزان مکش مناسب برای بویلر فراهم شود و سرعت هم از میزان مجاز آن فراتر نرود این در حالی است که قطر دودکش تاثیر به سزایی در افت فشار درون مسیر دودکش دارد.
همواره در محاسبات ارتفاع ساختمان مشخص است و پارامتری که در دسترس است برای کنترل سرعت و افت فشار درون دودکش، سطح مقطع دودکش یا همان قطر دودکش می باشد. از آنجائیکه ظرفیت دیگ، پارامتر شناخته شدهتری از دبی گازهای حاصل از احتراق است، جهت استفاده سادهتر از این جدولها، این جدول ها بر اساس ظرفیت دیگ، تنظیم میکنند. که اساس کاری آنها فرمول زیر است:
| سطح مقطع دودکش بر اساس ظرفیت دیگ و ارتفاع دودکش | |||||||
| ارتفاع به متر | مقطع مدور CM2 | مقطع چهار گوش CM2 | |||||
| 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | ||
| ظرفیت دیگ به کیلوکالری بر ساعت | |||||||
| – | – | – | 55000 | 50000 | 50000 | 23 | 20*20 |
| – | 95000 | 90000 | 80000 | 75000 | 70000 | 26 | 20*27 |
| 180000 | 150000 | 140000 | 125000 | 115000 | 110000 | 30 | 27*27 |
| 250000 | 240000 | 210000 | 190000 | 180000 | 165000 | 37 | 27*40 |
| 380000 | 360000 | 320000 | 300000 | 280000 | 250000 | 45 | 40*40 |
| 550000 | 500000 | 470000 | 420000 | 400000 | – | 52 | 40*53 |
| 770000 | 720000 | 660000 | 600000 | – | – | 60 | 53*53 |
| 1000000 | 950000 | 870000 | 800000 | – | – | 67 | 53*66 |
| 1300000 | 1200000 | 1100000 | – | – | – | 75 | 66*66 |
| 1700000 | 1600000 | – | – | – | – | 84 | 66*85 |
| 2100000 | 1900000 | – | – | – | – | 92 | 74*92 |
| 2300000 | 2100000 | – | – | – | – | 96 | 85*85 |
بنا بر جدول بالا برای دیگ با ظرفیت 1,000,000 کیلوکالری بر ساعت و ارتفاع دودکش 30 متر، قطر دودکش برابر با 67 سانتی متر بدست می آید.
همچنین از فرمول ها و روابط رایج زیر نیز می توان برای بدست آوردن سطح مقطع دودکش استفاده کرد.
که این فرمول برای بار حرارتی 400000 الی 2500000 کیلوکالری در ساعت است.
که در آن:
h ارتفاع دودکش به متر m
Q بار حرارتی به کیلو کالری در ساعت Kcal/h
A سطح مقطع به سانتی متر مربع Cm2
برای دیگ یک میلیون کیلوکالری سه پاس بنا بر این فرمول با ارتفاع 30 متر ساختمان داریم:
که قطر دودکش دیگ 1 میلیون کیلوکالری بر ساعت با ارتفاع 30 متر برابر است با :
برای این نوع از محاسبات برای دیگ مورد مثال داریم :
که در نتیجه قطر به دست می آید:
برای هر 1000 BTU/HR توان دیگ 0.2 اینچ مربع سطح مقطع لازم است در نظر گرفته شود.
برای این نوع از محاسبات برای دیگ مورد مثال داریم :
4.از طریق رابطه زیر که سطح مقطع را بر اساس CM2 ارائه می دهد:
که:
A:سطح مقطع بر حسب CM2
Q:ظرفیت حرارتی دیگ بر حسب Kcal/h
H:ارتفاع دودکش بر حسب M
مقایسه حالات محاسبه ابعاد دودکش
در حالت 2 و 3 دقت بسیار پایین است و به هیچ وجه توصیه نمی شود، چون ارتفاع در محاسبه ی آن نقش ندارد. پس سه عدد دیگر بدست آمده را در زیر مقایسه می کنیم:
• از نمودار: D=67 cm
• از فرمول نمونه اول: D=52 cm
• از فرمول نمونه آخر: D=68 cm
اختلاف فشار دو سر دودکش:
اختلاف فشار دو سر دودکش که باعث ایجاد مکش و غلبه بر افتهای موضعی موجود در مسیر دودکش میگردد، از رابطه زیر قابل محاسبه است:
که در آن، P∆، افت فشار بر حسب Pa،
P_0، فشار هوای محیطی است که دودکش در آن وارد میشود.
H، ارتفاع دودکش بر حسب متر،
T_in و T_out، به ترتیب میانگین دمای گاز درون دودکش
دمای هوا، در خروجی دودکش بر حسبK ° میباشد.
