拔风烟囱计算公式
计算公式
h抽=H（γ空—γ气）。
(1)高度H的影响：由公式可知，H愈大，也即烟囱愈高，抽力
愈大；H愈小，也即烟囱愈低，抽力愈小。
(2)空气重度的影响：由公式可知，在H、γ气不变的情况下，
γ空愈大，亦即外界空气温度愈低，抽力愈大。同是一个烟囱，在
闸板开度一样的情况下，冬天的抽力比夏天大，晚上的抽力比白天大，
这就是因为冬天、晚上外界空气的温度比夏天、白天低，γ空比较
大。
(3)烟气温度的影响：由公式可知，在H、γ空不变的情况下，
γ气愈大，亦即烟气温度愈低，抽力愈小；γ气愈小，亦即烟气温
度愈高，抽力愈大。
1 设计依据:2 烟囱资料:钢烟囱高度H 60.000(m)12.0上部外径d 1 5.000(m) 5.000(m)下部外径d 2 5.000(m)2个上部壁厚t 18(mm)35.000(m)下部壁厚t 210(mm)25.000(m)钢材牌号Q235215.000（N/mm 2）截面面积A 1125463(mm 2)1.56E+08(mm 3)截面面积A 2156765(mm 2) 1.95E+08(mm 3)旋转半径i 11765(mm)68旋转半径i 21764(mm)68重力荷载代表值G E 652(kN)自振周期(按烟囱规范):T 1=0.26+0.0024H 2/d=1.188(S)3 竖向荷载计算:重力标准值G k652(kN)(kN)备注：z—计算高度ν—脉动影响系数z/H—相对高度μz —风压高度系数φz —振型系数βz —风振系数μs —风荷载体型系数ξ—脉动增大系数ωk —风荷载标准值 ωk =βz μs μz ω09.28（kN/m）11133(kN.m)4 横风向风振计算:自振周期T 1 1.188截面直径D5.0001.293Kg/m 3斯托罗哈数S t0.21.68钢烟囱计算书(自立式)《建筑结构荷载设计规范》 GB50009-2001（2006）《高耸结构设计规范》 GBJ 135-90《烟囱设计规范》 GB50051-2002《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001下部高度烟囱顶部风荷载标准值ωk1=ωk d 1f t长细比λ1平台活荷标准值Q k截面抵抗矩W t1截面抵抗矩W t2底部风荷载弯矩标准值 M 1k =ωk1H 2/3长细比λ2空气密度ρβz =1+ξνφz /μzH/d 平台直径平台个数上部高度顶部风压高度变化系数μH临界风速v cr =D/T i S t 21.034.2(m/s)雷诺数R e =69000vD 7.3E+065 地震荷载计算:抗震设防烈度：7加速度：0.10g结构阻尼比δ：0.01地震分组：第一组场地类别：IV 查表 剪力修正系数εC 0.75αmax 0.04特征周期T g (s)0.35下降斜率调整系数ε10.03阻尼调整系数ε2 1.520.970.05030.000(m)979.2(kN.m)24.5(kN)6 荷载组合:880.7（kN）15586.0(kN.m)4390.2(kN.m)0.8验算荷载N＝880.7（kN）M=15586.0(kN.m)7 截面荷载计算:1. 强度验算γx =1.151.575.1<ft=215满足！109.9>σ＝75.1满足！2. 稳定验算19935410查表φ=0.65591.4<ft=215满足！8 地脚螺栓选择:螺栓布置所在圆直径d 06500（mm）12(个)螺栓材质Q23536（mm）725.9(kN)选用M36P＝114.3(kN)（螺栓布置见附图）9 基础局部受压应力:基础混凝土强度等级 C 35βl ＝3混凝土f t1.570.6<3.2满足！10 烟囱顶部位移:fmax=11ql 4/120EI=136.89845mm H/fmax=438.28108>100满足！衰减指数γ烟囱顶至重心距离h 0Re>=3.E+06, 可发生跨临界的强风共振，应考虑共振效应！可不考虑竖向地震作用！0.675σ=N/A 2 +M/(γx W t2) （N/mm 2）轴力设计值 N=1.35G k ＋1.4×0.7×Q k非地震组合控制底部地震剪力标准值 V 2k =εC α1G E 底部地震弯矩标准值 M 2k =α1G E H 0混凝土局部压应力σcbt =N/A+M/W=荷载分布影响系数ω螺栓所受最大拉力为：P max ＝4M/nd 0-N/n=ωβlft=地震影响系数α1=(Tg/T)γε2αmax 螺栓数量n 筒壁局部稳定 0.4E t t 2/k/d 2 （N/mm 2）局部抗压调整系数k N ex =π2EA/(1.1λ2)(N)截面抗震调整系数γRE ＝顶部风速V h ＝(2000μH ω0/ρ)1/2螺栓直径d e非地震组合 M=1.4×M 1k 地震组合 M=1.3×M 2k +0.2×1.4×M 1k弯矩设计值σ=N/φA 2 +M/W t2(1-0.8N/N EX ) （N/mm 2）。
烟囱的工作原理烟囱能够自然排烟的原理是由于烟囱中的热烟气收到浮力的作用，使之由下而上自然流动，在烟囱底部形成负压。
接下来让我们看下烟囱中涉及到的流体学知识，也可以更好的了解烟囱的结构。
从窑内火焰空间到烟囱底部的两个截面列出伯努利方程： （a ）ΔP 1+0+221ωρ=ΔP 2+H 1g(ρa -ρ)+222ωρ+∑21h —令ΔP 1=0得-ΔP 2=H 1g(ρa -ρ)+222ωρ+∑21h —（b ）∑h =ΔP 2+H 1g(ρa -ρ)+222ωρ+∑21h —（说明了总压损来自于几何压头增量、动压头增量，还有摩擦阻力和局部阻力） 再列出烟囱底部和顶部两截面的伯努利方程式： （c ）ΔP 2+Hg(ρa -ρm )+222ωρm =ΔP 3+0+223ωρm +h fΡm -------------------烟囱中热烟气的平均密度H f ——————————烟气在烟囱中的摩擦阻力 （h f =λmav avd H ρω22）λ——————烟囱的摩阻系数，对砖烟囱和混凝土烟囱，可取λ=0.05，钢板烟囱λ=0.02 d av ————————————烟囱的平均内径（d av =2d d BT +）-ΔP 2=Hg(ρa -ρm )+222ωρm -223ωρm -h f（d ）Hg(ρa -ρm )=∑h +222ωρm -223ωρm +h f（式中表明烟囱的抽力是由于其几何压头形成的，烟囱越高，烟气温度越高，空气温度越低则烟囱的抽力越大，反之则小）（烟囱中热烟气的几何压头是推动力，他用于克服气体在窑炉系统中的总阻力，以及烟气在烟囱中的摩擦阻力与动压头增量）烟囱的设计首先介绍下烟囱设计小知识：砖烟囱具有取材方便、造价低和使用年限长等优点，在中小型锅炉中得到广泛的应用。
砖烟囱高度一般在50m 以下，筒身用砖砌筑，筒壁坡度为2%~3%，并按高度分为若干段，每段高度不宜超过15m 。
筒壁厚度由下至上逐段减薄，但每一段内的厚度应相同。
烟气排放烟囱的计算按地面最大浓度的计算方法，已知SO 2的排放量为200mg/m 3,烟气温度为105℃，大气温度为℃。
地区SO 2本底浓度为m 3—m 3),8.0/=y z σσ—），u 10=s,m=,试按《环境质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。
1.烟气流量的计算需要脱除的二氧化硫量为h,即×106g/h,则需要脱除的二氧化硫的体积为：h m /254110004.22641026.736=⨯⨯ 烟气流量为：Q V ==1778835m 3/h=s二氧化硫的排放量：Q=200mg/m 3×1781376m 3/h=0mg/h=s 。
2.烟囱高度的计算我国的《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ/—93）中对烟气抬升计算公式做了如下规定：当Q H ≧2100KW 和（T s -T a )≧35K 时，ΔT=T s -T a ==℃此时热释放率Q H 为：KW T T Q P Q S VH 3.461262731055.9912.49425.101335.035.00=+⨯⨯⨯=∆=>2100KW 通常按10m 高处的风速计算，因此平均风速的计算公式如下：25.025.0101014.2)10(8.3)(s s m H H z z u u ===参考《大气污染控制工程》（第三版）表4-2，选择农村或城市远郊区，从而有n 0=,n 1=1/3,n 2=2/3,求得烟气抬升高度如公式所示： 12/525.03/23/1101.2914.213.46126427.121S SS n S n H H H H u H Q n H =⨯⨯⨯==∆-《环境质量标准》的二级标准限制为m 3(年均),带入以下公式计算： H e Q H b Z S ∆--≥)(20ρρμπσ 将公式和带入公式，有：625.0310)05.006.0(14.2781.2142.38.01065.982--⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥∆+S S H H H 解得：07.9181.2924/138/9≥+S S H H用试算法进行计算，解得H S =205m 。
