دوره 4، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1402 )
جلد 4 شماره 2 صفحات 69-59 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
moghadas H, Tabatabai K. (2023). The Effect of H-Cap on Chimney Performance. jste. 4(2), : 6
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jste/article-1-140-fa.html
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jste/article-1-140-fa.html
مقدس هاجر، طباطبایی کریم.(1402). بررسی تأثیر کلاهک H و ابعاد آن بر عملکرد دودکش نشریه مباحث برگزیده در انرِژی 4 (2) :69-59
دانشگاه یاسوج ، h.moghadas@yu.ac.ir
چکیده: (135 مشاهده)
یکی از کلاهکهای پرکاربرد در دودکش وسایل گرمایشی و صنعتی کلاهک H است. علیرغم کاربرد گسترده آن، متأسفانه تاکنون استاندارد مشخصی برای تعیین ابعاد بهینه این نوع کلاهک ارائه نشده است. در این پژوهش، تأثیر کلاهک H و ابعاد آن بر عملکرد دودکشی به قطر 20 سانتیمتر و ارتفاع 3 متر بررسی شده است. برای ایجاد جریان جابجایی آزاد هوای داغ، از یک منبع حرارتی با دمای ۱۸۰۰ کلوین در قسمت پایین دودکش استفاده شد. در این حالت عامل حرکت نیروی شناوری است که بهعلت دمای بالای هوای اطراف منبع حرارتی و مکش دودکشی، جریان آشفتهایی به سمت بالا ایجاد میکند. این جریان آشفته توسط مدل استاندارد k-ε مدلسازی شد. شبیهسازیها برای دودکش بدون کلاهک و همچنین دودکشهایی مجهز به کلاهک با ابعاد مختلف قطر و یال (در محدوده ۱۵ تا ۲۵ سانتیمتر) انجام شد. مقدار سرعت متوسط و فشار کل در ورودی دودکشها ارزیابی گردید. نتایج نشان میدهد که افزودن کلاهکی با قطر و یال ۲۰ سانتیمتر به دودکش، سرعت را 6%/2 کاهش میدهد. کاهش سرعت ناشی از اتلاف انرژی جریان است که بواسطه حضور کلاهک در مسیر جریان ایجاد میشود. استفاده از کلاهکی با قطر ۱۵ و یال 20 سانتیمتر منجر به کاهش شدید 26% سرعت میشود. این درحالی است که کلاهکی به قطر به ۲۵ و یال 20 سانتیمتر، سرعت را 7% افزایش میدهد. بیشترین سرعت برای کلاهکی به قطر و یال ۲۵ سانتیمتر و کمترین سرعت برای کلاهکی به قطر ۱۵ و یال ۲۰ سانتیمتر بدست آمد. نتایج پژوهش حاضر نشان میدهد که در میان ابعاد مختلف، قطر کلاهک تأثیر غالبتری بر مقدار مکش دودکش دارد. بعلاوه عمکلرد بهینه کلاهک زمانی حاصل میشود که قطر و یال آن باهم برابر باشد. این یافتهها برای طراحی بهینه، بهبود ایمنی و بهرهوری انرژی حائز اهمیت است.
شمارهی مقاله: 6
فهرست منابع
1. [1] Drozdzol K. Experimental testing of an innovative steel chimney with expanded perlite insulation in the context of fire safety of buildings. Case Studies in Construction Materials. 2026; 24:e05932. [DOI: 10.1016/j.cscm. 2026.e05932] [DOI:10.1016/j.cscm.2026.e05932]
2. [2] Neri M, Drozdzol K, Bani S, Pilotelli M. Heat Transfer and Safety Risks in Horizontal Chimney Installations Through Walls. Fire Technology. 2025; 61(7):5695-718. [DOI: 10.1007/s10694-025-01804-z] [DOI:10.1007/s10694-025-01804-z]
3. [3] BRITISH. Part 1: Specification for installation of gas appliances to chimneys and for maintenance of chimneys. 2008. [DOI: behineh-sazan.ir/wp-content/uploads/2023/02/BS-5440-1-2008.pdf]
4. [4] Khavanov P, Chulenyov A. Flue Gas Removal Systems Are a Key Issue in the Application of Condensing Boilers. Journal of Physics: Conference Series. 2021; 2096(1):012057. [DOI: 10.1088/1742-6596/2096/1/012057] [DOI:10.1088/1742-6596/2096/1/012057]
5. [5] Pourhoseini SH, Mohammadpoor M, Baghban M. RSM optimization of heat recovery from the chimneys of natural gas boilers using TEGs array: An approach for simultaneous generation of electric power and preheated water. Energy Conversion and Management. 2025; 331:119691. [DOI: 10.1016/j.enconman.2025.119] [DOI:10.1016/j.enconman.2025.119691]
6. [6] Thabit Q, Nassour A, Nelles M. Flue Gas Composition and Treatment Potential of a Waste Incineration Plant. Applied Sciences. 2022; 12(10):5236. [DOI: 10.3390/app12105236] [DOI:10.3390/app12105236]
7. [7] Elehinafe FB, Aondoakaa EA, Akinyemi AF, Agboola O, Okedere OB. Separation processes for the treatment of industrial flue gases - Effective methods for global industrial air pollution control. Heliyon. 2024; 10(11). [DOI: 10.1016/j.heliyon. 2024.e32428] [DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e32428]
8. [8] Babin T, Ramanathan S, Muthukumar S, Arun A, Subbiah S. Numerical investigation of backflow in natural draft chimneys. Materials Today: Proceedings. 2021; 45:1196-204. [DOI: 10.1016/j.matpr.2020.04.085] [DOI:10.1016/j.matpr.2020.04.085]
9. [9] Hananel A, Garcia R, Vera A. Optimization of solar chimney performance through CFD modelling and parametric experimental design. An International Journal of Optimization and Control: Theories & Applications. 2026; 16(2):428-49. [DOI: 10.36922/IJOCTA025430181] [DOI:10.36922/IJOCTA025430181]
10. [10] Zade K, Sanghai S. A comprehensive review of design parameters governing structural, aerodynamic, thermal, and environmental performance of industrial chimneys. Discover Civil Engineering. 2026; 3(1):123. [DOI: 10.1007/s44290-026-00507-w] [DOI:10.1007/s44290-026-00507-w]
11. [11] Tanriver K, Ay M. Comparison of calculation programs in a stainless-steel chimney application. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences. 2020; 7(10):97-111. [DOI: Tanriver/publication/343232006] [DOI:10.38065/euroasiaorg.104]
12. [12] Arzpeyma, M., Mekhilef, S., Newaz, K.M.S., Horan, B., Seyedmahmoudian, M., Akram, N., Stojcevski, A., Alnaimat, F. and Mathew, B. Numerical simulation of the effect of chimney configuration on the performance of a solar chimney power plant. 2010; 2(1):1-8. [DOI: sid.ir/paper/138548/en]
13. [13] Leppänen P, Inha T, Pentti M. An experimental study on the effect of design flue gas temperature on the fire safety of chimneys. Fire Technology. 2015; 51(4):847-66. [DOI: 10.1007/s10694-014-0415-4] [DOI:10.1007/s10694-014-0415-4]
14. [14] Beygli K, Teymourtash A. Numerical simulation of the effect of a chimney as a ventilation duct by lateral injection of hot air into it. Ferdowsi University of Mashhad, Faculty of Engineering. 1396. [In Persian]. [DOI: elmnet.ir/doc/11197724-45115]
15. [15] Soofizadeh S, Pesteh SM, Amin L. Numerical study of the effect of chimney height and its distance from the rooftop parapet on chimney performance and exhaust gas dispersion in the cold season. 5th National Conference on Electrical Engineering and Mechatronics of Iran. 1398. [In Persian]. [DOI: civilica.com/doc/988442/]
16. [16] Adámek K, Jan Kolář, Pavel Peukert. Natural outlet of flue gases. AIP Conference Proceedings. 2016;1745(1):20001. [DOI: aip/acp/article-abstract/1745/1/020001/823040] [DOI:10.1063/1.4953695]
17. [17] Abbasalizadeh M, Dizji M Sh. Sliding chimney and its effect on improving efficiency and increasing chimney draft under adverse weather conditions. 4th National Symposium on Fluid Flow, Heat and Mass Transfer. 1396. [In Persian]. [DOI: civilica.com/doc/740664/]
18. [18] Antczak-Jarząbska R, Niedostatkiewicz M. Application of the Chimney Cap as a Method of Improving the Effectiveness of Natural Ventilation in Buildings. Polish Maritime Research. 2020. [DOI: 10.2478/pomr-2020-0058] [DOI:10.2478/pomr-2020-0058]
19. [19] Kalantar V, Khayyaminejad A. Numerical simulation of a combination of a new solar ventilator and geothermal heat exchanger for natural ventilation and space cooling. International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2022; 13(2):785-804. [DOI: 10.1007/s40095-021-00463-4] [DOI:10.1007/s40095-021-00463-4]
20. [20] Samper A, Iglesias J, Herrera B, Pallares J. Flow analysis of a set of ornamental chimney caps designed by Antoni Gaudí. Heritage Science. 2020; 8(1):3. [DOI: 10.1186/s40494-019-0347-x] [DOI:10.1186/s40494-019-0347-x]
21. [21] Waite T, Murray V, Baker D. Carbon monoxide poisoning and flooding: changes in risk before, during and after flooding require appropriate public health interventions. PLoS Curr. 2014; 6. [DOI: 10.1371/currents.dis.2b2eb9e15f9b982784938803584487f1] [DOI:10.1371/currents.dis.2b2eb9e15f9b982784938803584487f1]
22. [22] Ewald B, Crisp G, Carey M. Health risks from indoor gas appliances. Australian Journal of General Practice. 2022; 51(12):935-8. [DOI:10.3316/informit.786585213635569] [DOI:10.31128/AJGP-08-22-6535]
23. [23] Semai H, Bouhdjar A. Impact of the chimney geometry on the power output of solar chimney power plant. Thermophysics and Aeromechanics. 2021; 28(2):291-303. [DOI: 10.1134/S0869864321020128] [DOI:10.1134/S0869864321020128]
24. [24] Arzpeyma M, Mekhilef S, Newaz KMS, Horan B, Seyedmahmoudian M, Akram N, Stojcevski A, Alnaimat F, Mathew B. Numerical simulation of the effect of chimney configuration on the performance of a solar chimney power plant. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2022; 147(3):2549-63. [DOI: 10.1007/s10973-021-10567-y] [DOI:10.1007/s10973-021-10567-y]
25. [25] Babaei Spouei R, Zakariapour M, Naseri R. 01 Numerical simulation of solar chimney power plant (SCPP) in southern regions of Iran using finite volume numerical simulation. Iranian Journal of Energy. 2022; 25(1):61-75. [DOI: necjournals.ir/article-1-1776]
26. [26] Felaco E, Gasser I. Modelling, asymptotic analysis and simulation of the gas dynamics in a chimney. Journal of Mathematics in Industry. 2013; 3(1):3. [DOI: 10.1186/2190-5983-3-3] [DOI:10.1186/2190-5983-3-3]
27. [27] Cui H, Chen J, Dong Z, Han Z, Liu Q. Numerical study of the fire-smoke temperature law in the shaft of a high-rise building under the chimney effect in winter. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2023; 17(1):2222811. [DOI: 10.1080/19942060.2222811] [DOI:10.1080/19942060.2023.2222811]
28. [28] Shafiq F, Ullah A, Chughtai I, Hamid A, Nadeem M. CFD study of natural convection heat transfer from an enclosed assembly of vertical cylinders. 2017 14th International Bhurban Conference on Applied Sciences and Technology (IBCAST). 2017. [DOI: 10.1109/IBCAST.2017.7868102] [DOI:10.1109/IBCAST.2017.7868102]
29. [29] Kianifar A, Kazemi A, Sheikhan H, Pishbin SI. Modeling of heat loss from the chimney of a heater in a natural gas pressure reducing station. 1st National Conference on Environment, Energy and Biological Defense. Tehran. 2013. [In Persian]. [DOI: civilica.com/doc/264672]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
