В продолжение дискуссии о нагреве подполья

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Николаю в дополнение.
Мысль о повышении теплоотдачи печи за счет увеличения скорости потока дымовых газов верна. Но достигается это увеличение не тем механизмом, который вы себе представляете. От того, что дымовой газ будет проходить по единичной площади поверхности с различной скоростью - ничего существенно не изменится. Т. к. в уравнениях, определяющих теплообмен фигурирует лишь перепад температур на противоположных поверхностях, через которые происходит теплообмен. Перепад температур этот конечно же зависит от температуры внутренней поверхности кирпича, нагреваемой теплыми дымовыми газами. Скорость теплообмена воздух-кирпич конечно же будет зависеть и от того, как быстро кирпич обдувать воздухом. Но Эта зависимость в конечном счете играет очень малую роль. Т. к. если в реальной печи мы кирпич будем обдувать дымовыми газами температурой 600 градусов Цельсия со скоростью 0,3 м/секунду, то температура его поверхности будет 598 градусов. А если со скоростью в 100 раз большей -300м/сек. - то будет температура 599,9. Поэтому изменение скорости потока в 100 раз приведет только к изменению перепада температур на десятые доли процента. И вместе с этим сам теплообмен, будучи прямопропорционален перепаду температур - изменится на доли процента!
Тем не менее, эффект увеличения теплоотдачи в печи в целом за счет ускорения протекания дымовых газов по дымовым каналам все-таки произойдет! И произойдет ощутимый! Но будет это вызвано совсем иным явлением!
В обычной конструкции печи выходящий из топки газ с температурой порядка 600 градусов цельсия двигаясь по дымовым каналам постепенно отдает им своё тепло, при этом остывая. На выходе из печки он остывает уже до примерно 100-150 градусов. Таким образом в начале своего пути в дымовых каналах газ их нагревает до 600 градусов! Перепад температур между внутренним стенками каналов и наружной поверхностью кирпича достигает сотен градусов! В этих зона теплообмен очень очень интенсивен! А вот в конечной части своего пути газ еле-еле греет стенки дымовых каналов. Всего-то до 100 градусов изнутри. Перепад с наружной стороной составляет несколько десятков градусов! Соответственно, в этих местах теплообмен вяленький. Он в 10ки раз хуже, чем в начале дымовых каналов.
Таким образом, в обычной печи условно половина длины дымового канала учавствует в весьма интенсивном теплообмене, забирая 70-80% тепла у дымовых газов. А вторая половина имеет вялый теплообмен, забирая оставшиеся 30! Если бы во вторую половину загнать газы погорячее, то она начнет интенсивнее отдавать отдавать тепло наружу. И это можно сделать!
Почему газы оказываются холодными во второй половине дымохода? Да потому что они шли медленно и успели остыть по пути! Если им дать пинка под зад и пустить их со скоростью струи турбореактивного двигателя, то у нас по всему дымовому каналу за долю секунды пролетит весь поток 600 градусного газа, не успев остыть ни на ёту! Во всем канале от начала до конца будет на внутренних стенках 600 градусов!
Естественно, что теплоотдача печи резко возрастет, т. к. весь дымовой канал окажется прогретым!
Но...
Мы забыли о том, что при этом мы выбрасываем на улицу тепловой поток температурой в 600 градусов цельсия со скоростью реактивной струи! Мы получили тепловую пушку для отопления улицы!
Второй момент: Согласно закону сохранения энергии невозможно повышать повышать количество нагретого газа без снижения его температуры, в случае, если мощность нагревательного элемента фиксирована (а это наш случай - топка имеет конечную мощность, ограниченную скоростью сгорания топлива, в какой-то момент совсем перестающую увеличиваться вне зависимости от того, сколько не поддувай воздуха). Это означает, что чем сильнее мы увеличиваем скорость потока дымовых газов, тем больше их объем, нагреваемый в единицу времеени. Объем растет, а нагревательный элемент всё тот же! Естественно, температура газов падает. Во сколько раз упала температура, ровно во столько раз сокращается скорость теплообмена! Т. е. в реальной печи мы никогда не сможем до 600 градусов прогреть весь дымовой канал от начала до конца никаким сверсильным потоком, потому что не сможем создать сильного потока с температурой 600 градусов! Нам просто не хватит для этого мощности топки! Поэтому, увеличивая скорость потока дымовых газов сверх расчетной в реальной печи мы имеем:
а) пропорциональную увеличению скорости потерю теплоотдачи!
б) почти пропорциональное снижение КПД!

Вот в чем причина, по которой повышение скорости продвижения газов разумно только для случая, когда газы изллишне задерживаются и переохлаждаются в дымовых каналах печи. В остальных случаях повышение скорости тока дымовых газов ведет только к потере КПД!

 

Ну, уж извините. Мы тут другое изначально обсуждали. Я просто был не в курсе, что Вы тут сам с собой диалог ведете о своем. Но мне очень интересно обсудить с Вами идею Вашей печи! Пока я не увидел ничего, что могло бы сделать её лучше уже известных печей. Так в чем, собственно, суть Вашего ноу-хау?

 

Один стакан пара, а не воды 0,2л_пара/ч/м2=0,15 гр_воды/ч/м2

Нету всасывания в сухую зону. Вместе с падением влажности растет и температура подогреваемого грунта. Поэтому за зоной испарения будет сухость. А вывод пара ограничивается диффузией этих паров вверх.
Другой вопрос, что положение зоны испарения определяется балансом между выводом пара и подоводом капилярными эффектами и нагревом грунта... Посчитать что ли... А краевой угол смачивания глины кто-нибудь знает? Еще надо фракционный состав, т. е. характерный размер частиц. Плотность в сухом и влажном состоянии.
Готовых данных по скорости всасывания воды глиной найти не смог.

 

Ничего не понимаю.
Откуда взяты эти цифры?
Хотя, впрочем, какая разница.
Что-либо доказывать мне уже не интересно, да и времени жалко.

 

Хотелось бы доказательств этому заявлению.

Хотите всё усложнить, залезая в дебри?
Может, начнете с элементарных вещей, дающих основу явления, а после покажете расчет с точностью до 6го знака после запятой? Я выделил основное явление - теплопередачу наружу. Что при этом происходит внутри с многократным отражением тепла от стенки к стенке, не меняет сути процесса теплопередачи наружу!

Николай, по-моему запущено всё не у меня, а у Вас! Тепловой поток откуда и куда Вы посчитали? Какое отношение он имеет к теплопередаче через материал стенок дымового канала? Мы обсуждаем вопрос теплопередачи через стенку дымовых каналов. Вопрос о ее повышении или понижении. Вы не забыли?

 

Исходные цифры взяты из реальных температур в печи. Дальше я просто предположил по опыту, что будет так. Если Вы с этим не согласны, то приведите точный расчет!
Задача формулируется так:
1. Есть поверхность печного кирпича толщиной 120 мм. (для простоты расчета считаем ее бесконечной плоской.
2. С одной стороны этой поверхности температура воздуха 22 градуса. Воздух имеет свободную циркуляцию вдоль поверхности со скоростью движения воздуха в помещении.
3. С другой стороны эта поверхность обдувается воздухом с температурой 600 градусов цельсия и начальной скоростью в 6 м/сек (это вполне реальная скорость обычного течения дымового газа в дымовом канале)
Вопрос:
Во сколько раз изменится тепловой поток сквозь кирпичную плоскость, если скорость газа, обдувающего поверхность температурой в 600 градусов цельсия увеличить в 20 раз?
=
Чисто интуитивно я утверждаю, что скорость теплообмена возрастет максимум на одну десятую долю процента!
Если Вы, Николай, оспариваете мои представления и настаиваете на том, что интенсивность теплообмена возрастет существенно (а для вас, как я понял, даже 15% не стоят свеч, и Вы расчитываете на еще больший эффект), то я хотел бы видеть выкладки, подтверждающие это!

 

Есть сомнения. Мне казалось, что процесс испарения влаги из почвы может быть в сотни раз интенсивнее! Намерен уточнить информацию. Если у Вас есть первоисточник для оценок - поделитесь плиз.

Пример с тряпкой считаю практически полным аналогом примера с почвой. Граница сухое\мокрое имеет тенденцию смещения от мокрого в сухое безостановочно до тех пор, пока хватет влаги и баланс между испарением и каппилярным притоком влаги не в пользу испарения. С увеличением площади пятна растет испарение. Это единственная причина, мешающая безграничному росту зоны увлажнения, ИМХО. Могу заблуждаться.

Вот - вот вот. Именно то, что я говорю.
У меня мама земледелием профессионально занимается. Лекции читает. Я думаю, что возможно, она поможет в этом вопросе с количественной оценкой потерь влаги одним квадратным метром почвы в условиях отсутствия полива.

 

Интересно было бы.

 

А откуда возьмется этот пар, если нагрев будет всего до 40 град?

Да, примерно так и нужно.
Эти теплообменники должны быть чистыми, без нарастания копоти и сажи, тогда срок службы сравняется со сроком службы самого дома.

Есть правда один неприятный момент:
так как температура теплообменника будет всегда ниже (максимум +100 град) температуры отходящих газов (+600 +800 град), то на поверхности теплообмена будет всегда выпадать конденсат в виде всякой разной гадости.
Его количество конечно можно уменьшать просушкой дров, но наверное и конденсатосборник тоже понадобится.

 

Здесь написано моё слово матом.
Ну, ваши, Николай, смутные представления о процессах теплообмена в печах, я еще как-то проглотил, не надсмехаясь над Вами. Но с Q=S*dt*a применительно к расчету теплового потока через кирпичную кладку и дальше, уж, с паром - извините. Терпение лопнуло! Ваше невежество меня просто вынуждает съехидничать!
Николай, я готов оказывать консультации по физике на возмездной осонове в личке. Больше в этой теме Вам я не отвечаю до тех пор, пока не появятся вразумительные расчеты по задаче, которую сформулировал парой постов выше. (https://www.forumhouse.ru/threads/248126/page-10#post-8837396) Будет дельная информация - обсудим. А образованием спорящего в теме, в которой он не разбирается, невежественного человека, заниматься я не планировал. Теперь настал мой черед пожелать Вам удачи!

 

Вот, стоило Николая чуть стимулировать, как наконец-то в доказательство своих слов он стал приводить численные данные!
Пост выше приобрел оценку минус один. Тема оценена в 1! Молодец, Николай! Толковый специалист! Расчет изменения интенсивности теплопередачи произведен грамотно!

 

@Влади Мир, @Николай 1,
Ну вы даете

Мне чисто интуитивно кажется что раза в два может изменится теплоотдача.
Но также интуитивно кажется что 600 градусов дымового газа практически нереально для дров, даже в случае отсутсвия теплосъема в самой печи.
Наконец, примерно представляя как решить данную задачку понимаю что посчитать то можно за пару дней, только вот вопросы связанные с транспортом влаги в разогретом кирпиче потребуют данных которых не нарыть.
Третий момент. Плоская стенка в рассмотрении пожалуй не проще, а сложнее цилиндрического дымохода. При столь больших температурах, влажности, содержания углекислого газа и частиц дыма вполне вероятно даже в дымоходе надо учитывать лучистый теплообмен между дымом и стенкой. Соответственно нужно замкнуть геометрию.

В общем забесплатно более-менее точный расчет не привести. А оценочные формулы для холодных поверхностей тут скорее всего малоприменимы.

 

Да уж, мы такие.
Вот товарищ и пополнил собой мой список игнорируемых пользователей.

 

Сможете показать формулы, или аналоги таких процессов, навоящие на подобные мысли?
Для того, чтобы точно расчитать, нужно изучить формулы, дающие оценку теплоусвоения тепла воздуха различными поверхностями. И еще учесть тот факт, что как только теплоусвоение превышает теплопередачу вовнутрь материала, её (теплоусваивающей способности) дальнейшее увеличение больше не ведет к повышению интенсивности теплообмена.

Да, я с Вами согласен. 600 градусов было выбрано для примера, чтобы сознательно подчеркнуть тенденции процесса. Если вместо 600 взять 300 - абсолютно ничего не поменяется в рассуждениях и выводах.

Не, это заморочка - с транспортом влаги. Мы же спорили о влиянии исключительно скорости потока! Так абстрагируемся от влаги. Рассмотрим абсолютно сухой воздух и посмотрим именно влияние скорости потока! Влага - отдельная песня. И на самом деле эта песня опять-таки в мою копилочку. Чем больше наддув, тем суше воздух. Тем хуже теплопередача стенкам печи!

Вы загоняетесь, пытаясь решать разом два вопроса! Давайте хоть с одним разберемся! Мы рассматриваем вопрос зависимости интенсивности теплопередачи воздухом своего тепла поверхности дымового канала в зависимости от скорости потока воздуха!
Мы не изучаем процессы зависимости интенсивности теплопередачи от формы дымовых каналов! Да, естественно, что у разных по форме каналов она разная, при прочих равных. И, если надо, мы можем их сравнить, проанализировав те явления, о которых Вы говорите! Но сначала давайте решим вопрос номер один: влияние скорости потока воздуха на интенсивность теплообмена с поверхностью. При этом поверхность можно выбрать любую. Но лучше выбирать ту, с которой расчеты проще. Проще разбираться с плоскостью!

Чего это они вдруг малопримемлемы тут? А где ж тогда они многоприемлемы, там? На этом форуме только я Николая за плату консультировать готов. Остальное здесь считается бесплатно

 

"Хороший" пример превращения технической дискуссии в дешёвую свару. Причина почти всегда в одном - в переходе на личности. Кто первый? Я знаю. Говорить не буду, надеясь на то, что он сам это поймет...