Ракетный котел

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Слой углей нужен для температурного разложения шмали, но это же температурное разложение можно достичь и в трубе, если только она будет нагрета свыше 800 гр.

 

И почему не сгорает? И главное -как это устранить?

 

Такое хим. соединение, как "шмаля", мне неизвестно, а разложение происходит при высокой температуре в присутствии углерода. Без него температура для разложения должна быть ну очень сильно выше чем 800, или даже чем 1200 градусов...

 

Приветствую форум!

Все очень просто с дожигом, в данной печи он работает, но не до конца.
Но это думаю даже хорошо в этом случае, полный бездымный дожиг, где сгорает все, что может гореть, дает чудовищный всплеск температуры, раскаленные до красна керамические потроха умрут при открытии дверки и резком охлаждении, как у меня умерли немецкие шамотные трубы шидель, в похожей конструкции.

Видимый черный дым - это частички углерода, который образовался из газообразных углеродных соединений, такой пиролиз наоборот).

Причина - охлаждение газов лишним вторичным воздухом или первичным, или нехватка вторички.
Настраивается дешевым научным тыком или дорогим газоанализатором.
Очень помогает искреннее желание помочь огню гореть в полную силу, говорю без всякой иронии.

Приятно удивил автор, респект, изготовил и собрал все очень красиво, спасибо за эту тему, читаю с удовольствием.

С уважением, печник.

 

Сей час тестирую подовый топливник при выходе на режим из трубы дыма вообще не видно, только марево, но никакого всплеска температуры нет.
Что по вашему не так?
Да и трубы о которых вы пишите выдерживают только кратковременно 1000 градусов.

 

Уважаемый @Витэк,

Очень интересно узнать о Вашей подобной конструкции, топливника и о Ваших тестах.

 

Вчера после брикета загрузили снова дубовые бревнышки. Первая небольшая загрузка до обеда прогорела в нормальном режиме, а послеобедняя вела себя как-то непонятно. Вечером уже время было загружать новое топливо, а открыл дверку - бункер полный раскаленных углей (обычно зона раскаленных углей была ограничена только зоной у входной щели трубы).
В помещении, где стоит котел, очень жарко - поверхности бункера горячие, а в системе всего 35-38 градусов.
Обычно горело так (и на дубе, и на брикете): у входа в трубу горячие угли, а выше - просто начинающее тлеть топливо, которое по мере прогорания нижних углей опускается и попадает в зону активного горения. А тут вся закладка превратилась в раскаленные угли в полном объеме. Конечно, с одной стороны экономно, но с другой - это просто экономия на уменьшении выходной мощности котла.
Причина оказалась простой: брикет дал неожиданно много золы. Из полутора ведер брикета получилось столько золы, что она переполнила зольник, полностью перекрыв подачу первичного воздуха. В результате в бункере начался рост температуры до такого состояния, когда вся закладка полностью раскалилась, но не прогорала ввиду острого дефицита кислорода.
В общем, вытащили из зольника где-то 2/3 ведра тяжелой, похожей на песок золы - котел заработал в обычном режиме. Температура поверхности бункера упала, температура в системе поднялась до заданной.
Получается, если топить таким угольным брикетом, чистить зольник придется ежедневно. Это не понравилось. На дровах чистить можно раз в 3-4 дня.

Да, @zilk, так котел и работает в нормальном режиме - кучка сильно раскаленных углей вокруг входа в трубу, а дальше от трубы - топливо в той или иной степени превращения в эти самые раскаленные угли. При меньшей подаче первичного воздуха объем раскаленных углей локализуется у самой щели, при большей подаче - распространяется на прилегающие области.
Вот только сфотографировать это в рабочем процессе сложно - мешает либо высокая температура либо продукты пиролиза, стремящиеся попасть через открытую дверку в помещение. Так что все фото/видео у меня либо на начальном этапе горения, либо в самом конце процесса.

Черного дыма не бывает. Разве что на минуту-две при розжиге полностью холодного котла какой-нибудь мусорной гадостью появляется серый дым. Ну еще раз было, когда на брикете сначала открыл на 5 минут дверцу зольника, а потом закрыл - пошло бурное горение брикета при избытке воздуха, а потом воздуха стало очень мало, и образовавшийся при высокой температуре ДГ не имел возможность прогореть полностью. Но и то, стабилизировалось за 2-3 минуты.

Я уже описывал, как выглядит дым из трубы при ближайшем рассмотрении. Ладно, повторю: основная часть выходящего газа совершенно (!) прозрачная, бесцветная - это центральная часть потока из трубы. Внешняя часть потока, идущая по самой стенке дымохода, имеет более низкую температуру и видима - белый пар/дым (?). Толщина видимой части примерно 1-2 см при общем диаметре дымохода 12 см. Если держать руку прямо на выходе трубы - рука становится влажной. ДГ не горячий, приятно теплый.

Ранее длина дымохода была на 1 метр меньше, видимой части ДГ тоже было меньше. Предполагаю, что если еще удлинить дымоход, то весь ДГ сможет перейти в видимое состояние (температура в нем упадет настолько, что микроконденсация водяного пара будет происходить не только в пограничной к поверхности трубы зоне, но и в остальном объеме ДГ).

Вообще, цвет/прозрачность дыма из трубы без указания температуры ДГ в трубе - это ни о чем, практически. Ну, кроме случая, когда дым серый/черный - тут все понято, плохи дела, значит.

 

Приветствую, это Вам попался угольноземляной брикет, так торф себя ведет тоже)

В прозрачном дыме может быть очень много несгоревшего (СО и т. д.)

Еще хотел спросить, откуда у Вас такие глубокие знания керамики и горения?
С уважением, печник.

 

Я себя уже поздравил с таким удачным брикетом. Знал бы, сделал бы зольник раза в 3 объемнее.
Само собой, СО - газ без цвета, прозрачный. Явно видно только взвесь частиц несвязанного углерода, который в нашем случае газом ну никак не является. А наиболее впечатляющий визуальный эффект дает водяной пар на пороге конденсации, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара, способные находиться во взвешенном состоянии. Такая себе водная дисперсия в газовой среде.
При достаточном умении, стакана воды хватит, чтобы заполнить комнату густым и плотным видимым паром. СО, СО2, сернистый газ такого эффекта не дадут в принципе.
Так что видимая компонента ДГ состоит из белого водяного полусконденсированного пара (чем выше температура ДГ, тем меньше воды в него переходит и наоборот) и черного свободного углерода.
Таким образом, прозрачный газ на выходе мы получаем при соблюдении двух условий:
1. Когда температура ДГ будет превышать температуру, при которой возможна микроконденсация водяного пара. Теоретически, это выше 100 градусов, но, практически, около 150-200 градусов и выше (зависит от погодных условий), учитывая необходимость поддерживать температуру станок дымохода выше 100 градусов, а главное, чтобы ДГ не смог быстро охладиться ниже критической температуры уже после выхода в атмосферу (иначе получим небольшую область прозрачного ДГ над самой трубой и густое паровое облако выше, по движению ДГ в атмосфере).
2. Серый или черный цвет, придаваемый ДГ свободным углеродом, изживается всего лишь организацией необходимых условий для его дожига.

 

Что нужно для дожига свободного углерода?
Начнем с того, что химическая реакция окисления углерода требует, как минимум, чтобы молекулы О2 и С встретились и приблизились друг к другу на расстояние, достаточное для начала реакции. Несмотря на кажущуюся простоту, это не так и легко в смеси разных газов, учитывая, что кислород охотнее соединится с более химически активным угарным газом. Чтобы молекула О2 успела отыскать молекулу С, необходимо время. И еще нужно время, чтобы произошли оба этапа окисления С. Сначала в СО, а затем уже в СО2. Понятно, что пока вокруг частицы углерода (в ДГ путешествуют не отдельные молекулы С, а, так сказать, микроскопические комочки из нескольких таких молекул) не выгорит весь обволакивающий его угарный газ, кислород не сможет добраться до остальных молекул углерода.
Проблема в том, что для реакции О2+ 2С= 2СО необходима еще и температура! То есть, молекула О2 должна встретиться с молекулой С не где-либо, а именно в зоне, имеющей достаточную для реакции температуру. Если такая встреча произойдет в иной зоне, ничего не произойдет. Это будет просто смесь свободного углерода и свободного кислорода.
С обеспечением достаточной подачи кислорода, чтобы "запитать" все окислительные реакции, вроде все понятно. Остается лишь технически обеспечить соответствие конструкции котла/печки этому пониманию.
А вот с организацией встречи молекул кислорода и углерода в благоприятных для реакции условиях народ еще борется. И здесь есть над чем работать всем нам.
Неплохое решение - использование керамических решеток с мелкими отверстиями, но такое решение подходит для газовых установок, где отсутствуют крупные комочки молекул углерода. На твердом топливе такие комочки быстро приведут решетку в негодность.
Еще применяется принудительное перемешивание ДГ со вторичным воздухом - установка завихрителей и подобные решения, как бы "задерживающие" смесь газов в высокотемпературной зоне.
Логично, что и саму высокотемпературную зону можно растянуть в пространстве.
Все ради того, чтобы дать молекулам время найти друг друга и прореагировать в полном объеме.
Также нельзя забыть о практике применения катализаторов, например, платины.
Дожиг с помощью локального перегрева ДГ лазерными лучами упустим, как мало применимый в быту.
В общем, так: необходимо максимальное перемешивание и максимальное время нахождения в высокотемпературной зоне.
В моем котле это реализовано благодаря увеличению длины зоны дожига и организации локального завихрения газов в области подачи вторичного воздуха.

 

@печникПалыч, с керамикой познакомился близко, так как работал на должности художника-керамиста более 20 лет тому назад. Фирмочка была маленькая, поэтому приходилось заниматься всем, что входит в технологический процесс изготовления керамики - от моделей и размола глин для шликера до глазурирования и обжига.
Жаропрочной керамикой, правда, та фирма не занималась, поэтому здесь пришлось отрабатывать технологию самостоятельно. Делал, проверял, вносил изменения, снова делал... ну как обычно.
От толстостенной керамики отказался сразу по причине ее неустойчивости при перепадах температур. Даже при составах с минимальной температурной деформацией.
Поэтому делал с тонкой (8-10 мм) стенкой. При испытаниях нагревал до ярко красного свечения керамики, затем открывал проход через раскаленную трубу холодному атмосферному воздуху. Керамика с такими перепадами успешно справлялась. Учитывая, что в самом котле труба вряд ли будет сталкиваться с подобными резкими перепадами температур, признал решение годным.

Кстати, о регулировке подачи вторичного воздуха: избыток воздуха не повредит здесь до тех пор, пока его подача не понижает температуру в зоне горения. Технически, можно организовать предварительный подогрев этого воздуха и давать его не весь сразу в одном месте, а понемногу на большом участке (мелкие отверстия вдоль всей зоны горения). Перекос в окислительную сторону для горючей смеси не так страшен, как потеря температуры.

 

Так создаются котлы наполняющие небо облаками !

 

Ну не котлы... Однако, облака примерно так и образуются. Только при микроконденсации воды при более низкой температуре и давлении. Водность облаков, то есть водосодержание воды в 1 м3, колеблется от 10 до 0,1 г и менее. Таким образом, всего из 1 литра воды может получиться от 100 до 10000 кубометров красивых облачков.

 

Ну что Вы керамист, это я понял сразу, а вот откуда такие пугающе правильные знания процесса горения и теплотехники?
С уважением, печник.

 

Ответ то где много уважаемый печникПалыч ?