A szél gázmelegítők működésére kifejtett hatásának szélcsatorna vizsgálata egy baleset kapcsán

1. A szél gázmelegítők működésére kifejtett hatásának szélcsatorna vizsgálata egy baleset kapcsán Készítette: Ambrózi Gergely Konzulens: Dr. Lajos Tamás

2. A feladat Dr. Lajos Tamás professzor urat felkérte egy bíróság szakértői vélemény készítésére egy fürdőszobai CO mérgezés esetéhez. Meg kellett vizsgálni, hogy az erős szél miatt lehetséges-e visszaáramlás a kéményen keresztül, illetve hogy a konyhában üzemeltetett elszívónak van-e köze a halálesethez. Ehhez egy szélcsatorna modellt kellett készíteni.

3. A feladat • Először meg kellett ismerni a körülményeket • Az épület elhelyezkedését, jellemzőit • A szélviszonyt • A vízmelegítő típusát, jellemzőit, valamint a páraelszívó jellemzőit • A kémény jellemzőit • Ezután modellezni kellett a viszonyokat • Szélcsatorna modell készítése • Mérés • Kiértékelés

4. Körülmények • Az épület • Az épület egy olyan utcában helyezkedik el, ahol a szomszédos házak is hasonló elrendezésűek • A nyílászárók nagyrésze műanyag nyílászáró, ezeken keresztül légcsere nem lehetséges, azonban néhány helyen fa nyílászárók voltak(résáramlás) • A fürdőszobában van egy cső a födémen keresztül , amin keresztül a padlásba szellőzhet a fürdőszoba

5. Körülmények • A szél • A baleset ideje alatt viharos erősségű szél fújt, az OMSZ által szolgáltatott adatok alapján 14,7-18,8 m/s • Iránya az 67-78°-ot zárt be az északi iránnyal (370) • A vízmelegítő • A vízmelegítő egy nyílt égésterű FÉG V4-es típusú 22,6 kW-os • A páraelszívó 3 fokozatú, a helyszíni mérések alapján fokozatonként 94, 148 és 242 m3/h elszívott mennyiség adódott

6. Körülmények • A kémény • 7 m hosszú a füstcső hossza és 0,1 m x 0,1 m, négyzet keresztmetszetű • A kémény tetejére Meidinger tárcsát helyeztek, hogy a bukószél hatását kivédjék, azonban furcsa módon alá még egy gallért is helyeztek

7. Modellezés • Az áramlástani viszonyok megismeréséhez szélcsatorna modellt kellett készíteni • Ehhez a ház 1:25 arányú modelljét készítettük el, a környezettel együtt

8. Modellezés • Elkészítettük az utcafront és a ház udvarán található melléképület, valamint a fenyőfák modelljét is.

9. Az épület és környezete

10. Nyomásmérés • Statikus nyomáskivezetési furatokat készítettünk azokon a pontokon, ahol fa nyílászárók voltak, illetve a kéményen valamint a belső térben

11. A tető • A ház tetején négyzetháló kiosztásban furatokat készítettünk, amelyek a cserepek közötti átáramlást modellezték, ez a nyomás a WC szellőzőcsöve miatt volt fontos

12. A kémény modellezése • A kéményt a szokatlan kialakítása miatt külön kellett modellezni, mivel 1:25-ben nagyon kicsi lett volna(a kürtő keresztmetszete 4mm x 4mm lett volna) • Ezért egy 1:10-es méretarányú kéményt készítettünk

13. A kémény • Így lehetőség nyílt a felső részét is kielégítő módon modellezni

14. Mérés • A mérési pontokban mért nyomás és a zavartalan áramlásban uralkodó nyomás különbségének értékét (pl. pA[Pa] = pA- p∞) a megállított levegő (torlóponti) nyomása és a zavartalan áramlásban uralkodó nyomás különbségéhez, a pd[Pa] dinamikus nyomáshoz viszonyítjuk, és így a cpdimenziótlan nyomástényezőt kapjuk: ahol

15. Mérés • A mérés két részből állt • Az épület nyomáskivezetésein mérhető nyomástényezők meghatározása különböző szélsebességeknél és a házak különböző kombinációinál (itt a kéményre csak tájékoztató adatokat kapunk, hiszen nem modelleztük a házon pontosan a kéményt) • A kémény modell vizsgálata különböző szélirányok esetén

16. Az épületen mért adatok

17. Az épületen mért nyomástényezők • Megállapítható, hogy minden nyílászárónáljelentős depressziót (a zavartalan áramláshoz tartozó nyomásnál kisebb nyomást) mértünk, vagyis a szél depressziót okozott az épületben, vagyis csökkentette a kémény huzatát • A készülék huzatigénye 3 Pa, a kémény huzata pedig 21 Pa (Dr. Barna Lajos által számítva)

18. Az épület körüli áramlások

19. A kémény mérése • A kémény dönthető és forgatható, így a kémény tengelye és a szél közötti különböző szögeknél lehet megmérni a nyomástényezőket • -a szélirány kémény tengellyel bezárt szöge • -a kémény elfordításának a szöge

20. Mért adatok kéménynél

21. Kémény adatainak értékelése • A kémény kilépésénél a nyomástényező értéke nagy mértékben függ,  értékétől. • -a kémény elfordításának a szöge 70 és 80°-nál befolyásolja csak cp értékét(70°-nál csökkenti, 80°-nál növeli) • =115°-nál már túlnyomás gátolja az égéstermék kiáramlását

22. Hogyan jöhet létre 90°-tól különböző szélirány a kéménynél?

23. Kiértékelés • A balesetben a páraelszívónak nem volt nagy jelentősége(~1,7 Pa többlet-depressziót okozott a fürdőszobában) • A viharos erejű szélnek volt döntő jelentősége • A kémény kialakításában az alsó peremnek lehet hátrányos hatása a kémény huzatára

24. Következtetések általánosságban • Az épületet körülvevő környezet nagyban befolyásolja az épületen kialakuló nyomásviszonyokat • Előfordulhat, hogy még a megfelelően méretezett kémény esetében is visszaáramolhat az égéstermék • Viharos erejű szél esetén • Ha a kéményben levő égéstermék nem elég meleg(pl bekapcsolásnál) • Ezért viharos szélben tartózkodni kell nyílt égésterű készülékek használatától

25. Köszönöm a figyelmet!