Интерцепторы дымовых труб: назначение и особенности использования

Современные дымовые трубы имеют в верхней части своей конструкции спираль, о назначении которой большинство людей имеет смутное представление. Чаще всего такой элемент конструкции воспринимается как промышленный дизайн. Однако это не так. Эта часть трубы имеет определенное функциональное назначение.

В ходе строительства всех высотных сооружений инженеры-проектировщики всегда учитывают силу воздействия потоков ветра на возведенное сооружение. Чем выше такая конструкция, тем сильнее на нее будет влиять сила ветра. Поэтому конструкция должна обладать определенной гибкостью, что позволило бы избежать ее разрушения. Особенно подвержены такому воздействию конструкции цилиндрической формы, такие как дымные трубы. Вокруг них могут возникать вихревые возбуждения, которые давно описаны в специальных инженерных трудах.

Эффект вихревых возбуждений способен создать аварийную ситуацию и даже полностью разрушить такой объект. Проектировщики учитывают такой эффект еще на этапе разработки проекта. Они создают специальные конструкции, которые могут гасить силу вихревых возбуждений и колебаний цилиндрического высотного сооружения под силой ветра.

Способы конструктивно компоновочных решений снижения силы вихревых потоков

Воздействие силы ветровых потоков способно вызывать продольные и поперечные колебания высотного сооружения типа дымной трубы. Это учитывается при разработке специальных конструктивных элементов, которые позволили бы снизить агрессивную силу воздействия ветровых потоков.

Поток ветра, обтекая цилиндрическую трубу, образует завихрения, которые время от времени отходят от стенок высотной цилиндрической конструкции. В результате со всех сторон трубы создаются импульсы, оказывающие разрушительное воздействие на ее целостность. Труба начинает колебаться в плоскости, перпендикулярной направлению потока ветра. Кроме этих колебаний, сама труба еще время от времени может качаться. При совпадении частоты колебаний вихревых потоков и самой трубы может произойти разрушение всей конструкции. В результате критического резонанса увеличивается амплитуда колебания трубы. В результате этого возникает напряжение на сварных швах и последующее разрушение металлического корпуса в прилегающих к швам зонах.

Для того чтобы избежать этого, используются специальные элементы конструкции, которые гасят колебания трубы. Такие гасители делят на две группы:

• механические;
• аэродинамические.

Их используют при возведении мостов, телевышек, небоскребов, памятников большого размера, устанавливают на длинных составах. Конструкция механических гасителей представляет из себя груз на подвеске или пружине, который колеблется в противоположном ритме колебаний высотной длинной конструкции. Сила колебаний гасителя нейтрализует колебания самого высотного объекта, не давая ему разрушаться.

При разработке проекта и проведении расчетов инженеры-проектировщики обязательно проводят расчет резонанса. Для этого нужно точно определить, при какой скорости порывов ветра будут возникать резонансные колебания. В ходе расчетов всегда учитывается диаметр трубы, который вставляется в специальную формулу v (кр) = 5d/Ti .

Значение интерцепторов в высотном строительства

Решение проблемы гашения колебаний не теряет своей актуальности, так как высота труб все время увеличивается. Инженерно-строительные технологии предъявляют все более жесткие требования к возможным колебаниям труб. Решать эту задачу помогают интерцепторы. Они не только помогают изменить направление вихревых потоков, но и способствую выводу вредных выхлопов на более высокий уровень, избегая оседания вредных веществ в воздухе.

Производители таких труб сегодня всегда используют интерцепторы. Они не могут предотвратить появление резонанса от ветровых вихрей, но способны существенно снизить их силу. Сегодня все виды дымных труб оснащаются такими элементами, которые способны снизить колебания самой трубы до30%. Такие элементы дымных труб увеличиваю срок их эксплуатации, сокращают усталость металла и увеличивают ресурс эксплуатации всего сооружения.

Конструкции для погашения резонанса ветровых вихрей усиливают дополнительными элементами, которые способствую подавлению силы завихрений воздуха вокруг трубы в той или иной степени. Одним из видов таких элементов стали спирали. Спиральные интерцепторы называются аэродинамическими установками. Их давно используют при строительстве самолетов и кораблей. С помощью аэродинамических интерцепторов удается создавать нужное обтекание корпуса воздушного или морского судна.

Трубные интерцепторы делают в виде спиралей из стальных сплавов, которые монтируются на верхнюю часть трубы. Спираль может быть монолитной или состоящей из нескольких сегментов, которые не соединены друг с другом.