Ракетный котел

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Доброй ночи Руслан. Огромное спасибо за ваш труд .Прокомментируйте пожайлуста данное видео ссылку вставляю

 

@Atlasc132at, Можно прокомментировать сначала мне? Взаимодействие водяного пара с нагретым выше 700 градусов углеродом будет давать смесь угарного газа и водорода ("синтез газ"). Оба газа сгорают синим пламенем. Никакого кислорода. Реакция эндотермическая, идет с поглощением тепла. Кто желает узнать об этом больше, прочитайте "Процесс Фишера -Тропша". Надеюсь производство бензина в процессе топки печи будет рассматриваться на этом форуме по-позже, а то количество участников начнет стремительно сокращаться.

 

Я тут точно надолго. Просто больше похоже на фокус. И есть ли тут хоть какая нибудь прибавка в джоулях, калориях, ваттах. Почему то же самое не получается при сгорании сырых дубовых дров у Руслана

 

Спасибо всем за любые ответы и комментарии

 

Я же ответил, что идет "убавка тепла", причем значительная и у Руслана она шла на сырых дровах тоже. Чтоб у Руслана такая реакция пошла посмотрите табл. давления водяного пара при 700 градусах. . Сначала вода испаряется, потом дерево нагревается до 600 градусов (на все это тратится тепловая энергия), а только потом начинается процесс горения, при котором сначала идет пиролиз древесины и горение летучих продуктов (пламя). Остается нагретый уголь, продолжающий гореть (уже без пламени) и вот сейчас надо вводить водяной пар и воздух (кислород) (а то потухнет), а пар того ... уже улетел в трубу.

 

@Сергей247, Я тоже думал о трубчатом теплообменнике, но с трубчатыми же дымовыми каналами (Видел много таких картинок, но все с воздушным теплообменом). Такая конструкция теплообменника сильно упрощает конструкцию печи и упрощает процесс расчетов режимов, но получается сложности в изготовлении теплообменника. Причем ни какой гофры не надо, достаточно пересчитать "теплообмен" на объем воды в теплообменнике с учетом желаемой мощности. В обратных холодильниках теплообмен больше зависит от времени контакта обменивающихся сред, чем от площади. (коэффициент теплопроводности здесь не работает, если игнорируем стенку теплообменника). Давайте вместе подумаем как лучше сделать ввод вывод ДГ и воды из труб без излишне сложной конструкции. Буду очень признателен.

 

НЕТ. Сколько забрали у углей на разложение воды, столько же потом отдаст сгоревший газ (в камере дожига). При этом, если дожиг работает плохо (нет ВВ или камера дожига неверно сделана), то мы получим дополнительные потери (газ улетает в атмосферу). Если дожиг идёт правильно, то мы получим более стабильное горение (т.к. мы увеличиваем % горючих компонентов в газовой смеси в КД)
Если специально подавать пар (как на видео), то есть доп. траты на нагрев воды в "чайнике".

Эти процессы идут во всех котлах, особенно в пиролизных (там продукты горения "продавливаются" через слой углей). Просто никто на этом специально не заостряет внимание.

 

Фокус старый и простой.
Вкратце, то "сухие" угли имеют некоторый запас температуры (энергии), который постепенно отдают при обычном догорании. Подача пара (заметьте, что энергия на испарение воды берется извне, "из розетки", а это очень даже немаловажно) как-бы вытягивает (даже без учета сопутствующих химических превращений, дающим в этом случае "0" в общем балансе энергии, так как сколько потратили на эндотермические процессы, столько примерно и получили с экзотермических) это, уже существующее, тепло из углей, естественно, охлаждая их при этом, но по принципам сохранения энергии, если чего-то где-то резко убудет, то где-то (на теплообменнике) этого резко прибудет.

+ газ с повышенной влажностью имеет увеличенную теплоемкость и теплопроводность = теплопередача от углей на теплообменник увеличивается. Грубо говоря, как в бане - если плеснуть на горячие камни, камни станут холоднее, а в баньке станет жарче (ненадолго).

Еще более красивый эффект можно получить, если просто плеснуть побольше воды в ковш с расплавленной сталью - будет великолепный "бабах" и всем вокруг станет даже жарко. Но сталь придется греть заново.

А в целом, эмпирические данные нам говорят, что если испарение воды происходит в самой топке (те же сырые дрова), то общий выход энергии в пересчете на 1 кг сухого топлива будет меньше. Это же проверил лично, при работе моего котла.

Вам действительно показалось. Для большого комплекта - эскиз коллеги, который я комментировал в видео на Ютубе:

В среде с парами кислот редко какая пайка живет достаточно долго. Тогда уж и оцинковку можно вместо нержи - ресурс будет примерно таким же.
Кстати, паять нержавку - это не такой простой вопрос, как может показаться изначально. Просто сталкивался с этим по предыдущим своим занятиям.

А вообще-то варить даже аргоном из тонкой нержи (менее 1мм) - занятие мало кому по силам, поэтому, весьма дорогое. Единственно, что такая нержа хорошо варится контактной сваркой, и трубу можно так сварить (только нужно иметь сварочный аппарат с роликами, а не с клещами), но стыки под 90 градусов так уже не сделаешь без очень уж специального оборудования.

Считал разные теплообменники с трубками, гофрами и так далее. Так вот, при нашей компоновке, когда нагрев теплообменника идет с обеих сторон, рабочая площадь даже обычного плоского теплообменника, расположенного на всю длину ракетной трубы и с учетом всех сечений для прохождения ДГ, получается чрезмерной для производимой котлом мощности. Поэтому на моем эскизе теплообменник нарисован короче, чем можно там, по идее, расположить. Слишком большая площадь получается. А диаметры не уменьшишь - сечения для ДГ не те получаются. Поэтому укорачиваю... Ну как укорачиваю, просто беру в расчете на материал, поэтому ровно 1 метр по высоте, хотя можно и выше делать - место в отсеке позволяет удлинить еще на 150-200 мм.


Если уж так хочется применить сверхтонкую нержавейку - сварите теплообменник из "черняги" и плотно обтяните его со всех сторон нержавейкой (да хоть чуть ли не фольгой из нержавейки) так, чтобы к "черняге" не было никакого прямого доступа ДГ. Можно использовать "печной" эластичный герметик (не тот, который твердеет "в стекло"), и даже без всякой пайки и клепки.
Работать должно, хотя само занятие по такой обтяжке - удовольствие такое себе...

Да, еще о чем можете подумать: на стенках отсека бункера получаем некоторый избыток теплоотдачи (греет как печка, отдавая тепло в помещение), поэтому туда можно сделать внешнюю водяную рубашку, чтобы это тепло отбирать в систему водяного отопления. Само собой, кирпичная футеровка и некоторый слой утеплителя должен изнутри быть, чтобы температура футеровки не падала ниже 400 градусов в любом случае.
Это стоит делать, если печка нам не нужна - когда котел стоит в котельной, а не в жилом помещении. Если лень рубашку делать - придется еще теплоизоляции добавлять, сантиметров 5 в плюс, как минимум. Но это если в котельной.
На теплообменный блок рубашки не нужно - он не очень греется снаружи, теплообменник внутри все тепло "высасывает".

 

@Ecohazard, Так температура углей упадет и реакция остановится. Как вы тепло вернете углям из камеры дожига? В пиролизниках, да именно так, продукты сгорания с подмешанным воздухом проходят через слой угля. А внимание заострять наверно некому, после взрыва газовоздушной смеси при контакте с раскаленным углем. Мы же в этих постах пытаемся донести информацию о регулировании процесса горения. Это очень не просто.

 

Ребята, не стоит заострять внимание на этом. Лучше топить сухими дровами. Даже в сухих дровах имеется внутренняя влага, которая и спарясь и накапливаясь в верху (в шахтниках или пиролизниках) в виде перпегретого пара и проходя через слой раскаленных углей, дает приращение КПД.

 

Пиролиз - процесс разложения вещества на продукты устойчивые при температуре пиролиза. Для органики как, правило проводят без доступа воздуха. С газовой фазой обращаются как с газом, с твердой, как с коксом. (терминология естественно печная).Жжением газа управляем (тут на форуме много всего как это лучше сделать), а в "кокс" начинаем подавать воздух, пока он не остыл, причем воздухом можем управлять как газом, см. выше. По закону Гесса тепловой эффект реакции не зависит от пути ее протекания, а зависит только от начальных и конечных продуктов реакции. По этому закону продувание продуктов пиролиза через раскаленный уголь, занятие по крайней мере бессмысленное, если в результате мы хотим получить тепло, воду и углекислый газ, т. е продукты, являющиеся самыми оптимальными в процессе отопления.
Да еще, КПД, естественно при пропускании чего то через угли, может быть, только ниже, чем при прямом сжигании, поскольку второй закон термодинамики это категорически не разрешает.

 

Единственная область, требующая, возможно, более точной регулировки, это регулировка подачи вторичного воздуха в ракетную трубу (камеру дожига).
С первичным горением и его регулировкой все просто донельзя. Герметичный бункер + заслонка с приводом от терморегулятора по температуре воды. Работает четко и без нареканий. Единственно, что, учитывая большую инерцию бункера по температуре, не стоит заставлять его работать в режиме синусоиды, имеющей большую частоту и амплитуду. Полагаю, это понятно.
Изменения по мощности должны быть плавными, чтобы бункер успевал их внятно отрабатывать. С остальным проблем нет.

С вторичкой можно поиграться. У меня изначально решено так: заведомо повышенная температура вторички (предварительный нагрев) дает возможность использовать некоторый избыток вторички на малых мощностях без падения температуры горячего ядра камеры дожига, а на бОльших мощностях просто происходит более активный подсос этой вторички по причине возрастания тяги в трубе.
Увеличение силы подсоса вторички можно легко наблюдать, например, установив бумажный лепесток на входе в трубу, через которую эта вторичка поступает с улицы. При "разгоне" котла лепесток отклоняется значительно сильнее, чем на "малом ходу".
Мне вот нравятся такие системы, которые самостоятельно регулируются.

Такое решение - это своеобразное наследство от классической ракетной печки, где подача вторички регулируется примерно таким же образом.

Само собой, вторичку при этом следует ограничивать сечениями и количеством отверстий, через которые она непосредственно подается в камеру дожига, так как без ограничения и при герметичном бункере труба будет легче тянуть вторичку, чем первичку, и система выйдет из сбалансированного состояния. В этом отличие от "классики".

Предварительный нагрев вторички при этом позволяет не так уж щепетильно отмерять ее подачу, лишь бы не мало, а небольшой избыток уже не вредит.

 

Все таки Руслан вы пытаетесь "подогнать результат" из опыта удачной конструкции вашей печи. Я пытаюсь все таки "нащупать точки регулирования" в конструкции ракеты. Если в райзере идет реакция догорания топлива, то температура на его выходе должна быть больше чем на входе, при этом холодный или горячий воздух вторички не принципиально. Если реакции нет, то и воздух во вторичке ненужен. Вставить две термопары в райзер технически не сложно, но сами ТП и блоки обработки для многих станут не разрешимой проблемой Дилатометр тоже искать нужно. Терморезистор хорош, но температуры высокие, а через теплопроводный материал, инерционность растет.
Регулировать воздух собирался гибридом датчика температуры и кулера для процессоров. Кулер на каждый оборот, дает два импульса тока, которые легко посчитать, а обороты он будет делать пропорционально температуре датчика. (схема простейшая изготовит любой, если будет интерес скину схемку). В качестве высокотемпературного датчика сейчас прикидываю тепловую трубку, но вместо керосина расплавленный припой. Работать будет начинать при Т свыше 300 или 400 в зависимости от сплава, Горение все равно начнется при Т выше 400. На холодный конец терморезистор с кулером и радиатором. Пришел тепловой поток, датчик включил кулер, он начал охлаждать терморезистор, Через какое-то время наступит равновесие, тепло пришедшее на терморезистор и сдутое кулером сравняются при определенных оборотах, а их мы легко посчитаем, см. выше. Увеличился тепловой поток, кулер прибавил обороты. Концепция такая... (У меня в теплообменнике такой алгоритм на газовой колонке и полиэтиленовой ДГ трубе. Там датчик закреплен на трубе, без термотрубки.) Потребляемый ток не большой, напряжение 12 в. Энергонезависимость сохраняетя при использовании Стандартной АКБ.

 

Всегда считал, что на дозвуковых скоростях при увеличении проходного сечения температура уменьшается...
поэтому тут на выходе из райзера температура не 1000...1200С, а всего 250...300С, т. к. поток как раз расширяется, температура падает...
скорость, да, снижается...
с давлением - напряженка: какое давление имеется ввиду? статическое или динамическое? одно падает, другое повышается... полное - падает, т. к. есть потери (трение, охлаждение...), а давление в данном случае - отражение энергии потока.

 

Не правильно считаете. Скорость, давление и температура без подвода тепла, связаны жесткой зависимостью. Расширяется геометрически, т е поперечное сечение увеличивается- скорость уменьшается, соответственно давление и температура растут. Если имеется в виду расширение - падение давления, то площадь уменьшается, скорость растет, температура падает.