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

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.

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

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

Körülmények A szél A vízmelegítő 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

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

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

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

Az épület és környezete

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

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

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

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

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 cp dimenziótlan nyomástényezőt kapjuk: ahol

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

Az épületen mért adatok Változó Mért mennyiség(Pa) Nyomástényező Pdin -26   K -22 -0,85 F -11 -0,42 A -8 -0,31 B -4 -0,15

Az épületen mért nyomástényezők Megállapítható, hogy minden nyílászárónál jelentős 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)

Az épület körüli áramlások

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

Mért adatok kéménynél  (a szélirány kémény tengellyel bezárt szöge) a nyomástényező cp értéke  (a kémény elfordításának a szöge) 00 170 700 - 0,33 - 0,17 800 - 0,74 - 1,10 900 - 0,90 - 0,89 1000 - 0,45 - 0,41 1100 - 0,13 - 0,16 1150  0

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

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

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

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

Köszönöm a figyelmet!