Ракетный котел

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@Алексаендр, так вроде же запрещено делать полностью герметичные шиберы в котлах. По крайней мере, у нас так. Все заслонки на выходе котла или с отверстием, или с вырезанным сектором, или с зазорами по периметру.
Это и не дает активно уходить теплу, и обеспечивает отвод остатков угарного газа при догорании топлива.
Ну это же и хомячку понятно, что глушить выходным шибером "в ноль" раскочегаренный бункер (а особенно, когда там не все топливо полностью превратилось в угли) - дело глупое.

 

Совершенно верно. Полностью поддерживаю мысль, что такой высокотемпературный котел - прекрасный утилизатор мусора (упаковки разного рода - прежде всего).
По отходам деревообработки, боюсь только в том случае, если они условно-бесплатны... Умельцы уже давненько "присосались" к пилорамам, прессуют стружку/тырсу (с добавлением макулатуры) в брикеты и продают их.

 

Действительно, можно представить райзер, как трехоборотный теплообменник + выхлопная труба:
1. первый участок восходящий (непосредственно райзер): вход 300 градусов, выход - 1100 градусов, высота 1 метр. Тяга увеличивается.
2. второй участок нисходящий (вдоль внутренней стенки ТО): вход 1100 градусов, выход примерно 500 градусов, высота 1 метр. Тяга увеличивается
3. третий участок восходящий (вдоль наружной стенки ТО): вход 500 градусов, выход 100 градусов, высота 1 метр. Тяга уменьшается.
4. Четвертый участок - труба. Для простоты будем считать, что она небольшая (пара метров), компенсирующая трение и повороты потока в системе...

Видно, что уменьшение тяги на третьем участке компенсируется увеличением тяги на втором (+/- несколько процентов)... Поэтому эти участки из расчета можно исключить...

Вот и получается, что именно райзер в данной схеме является "создателем" тяги с разностью температур 600...700 градусов на метре высоты.

Насколько я понимаю, у шахтника нет этой разницы в 600...700 градусов.

UPD: в изложенном выше принималось, что изменение температуры вдоль стенок теплообменника линейно. На самом деле, эта функция нелинейна и уменьшение температуры вдоль внутренней стенки больше, чем вдоль внешней, поэтому увеличение тяги вдоль внутренней стенки, в принципе, больше, чем уменьшение вдоль внешней...

 

@StarykovMih, Усе верно, если на втором участке температуру сбросить до 100, сделав более емкий теплообменник, то третий оборот не нужен. На всех участках тяга в плюсе. Практически любая разница температур начинает пропорционально тянуть... даже без трубы ДГ.

 

Да, тогда высота ТО должна вырасти до 2 метров, соответственно райзера до 2 метров и высота котла выростет до 2,5... 3 метров... Боюсь, что в комнату не влезет...
И присоединение дымоходной трубы ВНИЗУ котла вызовет полный разрыв шаблона у некоторых специалистов... И их смерть будет на вашей совести!

 

@StarykovMih, немного неверно.
Это у горизонтального участка на входе 300, а на переходе в вертикальную трубу 1100 (как минимум). Выше по трубе температура увеличивается незначительно, а уже примерно с первой трети высоты начинает немного понижаться. Самая горячая зона находится в районе основания трубы. Это явно видно по изменению цвета керамики при разборке трубы. Даже при внешнем осмотре. Если разрезать трубы вдоль для изучения, полагаю, это будет еще нагляднее.
Фактически, основное горение и выделение тепла происходит на горизонтальном участке и на повороте в вертикальный. Выше тепло уже активно уходит через стенки и теплоизоляцию, а затем излучается с теплоизоляции на теплообменник. И интенсивность потерь тепла превышает интенсивность его выделения в вертикальном участке трубы.
Причина - очень большая температура, а она, как известно:
- прямо пропорционально увеличивает интенсивность теплообменных процессов - тепло активнее проходит через изоляцию.
- ускоряет ход химических реакций (в данном случае, речь о реакциях окисления) - газ успевает сгорать на коротком участке трубы.
В результате, на выходе из трубы получаем температуру несколько ниже, чем на входе (зависит от толщины и качества изоляции этого участка). Бесполезных теплопотерь здесь, конечно, не происходит - труба начинает передавать тепло теплообменнику уже с самого начала своей длины, через излучение, но простая картина теплообмена становится немного сложнее.

Более того, если бы всё было, как Вы описываете, что на воде в трубу 300, а на выходе 1100 градусов, то это немного не вкладывалось бы в формулу тяги, так как для тяги нужно обратное соотношение температур.

На этом участке тяга возникает из-за того, что в основании трубы 1000+ градусов, а на выходе, уже после трубы, благодаря активному охлаждению ДГ теплообменником (в классических ракетных печах для этого используется "голая" тонкостенная бочка, активно отдающая тепло внешнему воздуху), температура резко понижается.

 

Коренная труба у колпаковых или противоточных печей обычное дело. Райзер с ТО суть колпак-противоточка.

 

Это была с моей стороны шутка. Сорри, возможно не корректная.

 

Шибер то шибером. Главное, чтоб конструкторы не понадеялись на герметичность бункера и всего котла. Типа: а что такого: забор воздуха с улицы, даже если перевернется- ход газов- все одно на улицу выдавит.
А на деле в самый неподходящий момент бункер вдруг становится негерметичным. и трупы.
Ну и про обмерзание: не делайте никаких колпаков на трубе. ОСОБЕННО на том котле, который дает менее 150-200 градусов на выходе. Не стоит её (трубу) защищать от осадков. У того человека была на дымоходе крышка с отверстиями вправо-влево... Обмёрзла сначала одна сторона сосульками, а потом ветер сменился и другая. А вентиляция котельной была под тем же колпаком выведена.

 

А если так?

 

Закрылок знатный, только, боюсь, проблему обмерзания при холодной выхлопной струе не решит...

 

Тоже плохо.
30 лет назад Газовики требовали зонтики на дымоходах. Сейчас они запрещены. Из-за снижения температуры выхлопа газовых котлов конденсат на них нарастает. Как и в случае с козырьком и выхлопом в стороны. Разрешено только открыто вверх и крупная сетка от падающих птиц\предметов.
Это хорошо в гараже и нормальных условиях. Но на практике будет так: через 3-9 мес эксплуатации все подшипники забьются смолами, заржавеют\переклинят и т. д. Он будет в одном положении. Будет ли кто за ним следить не факт. Если добились КПД и низкой температуры отходящих газов ОЧЕНЬ возможен конденсат.

 

Пару страниц назад писал - на внутреннюю поверхность зонта можно наклеить утеплитель - достаточно даже простого пенофола. Условий для конденсации не будет и пар свободно улетит в небо.
Мы сделали так: приклеили пенофол на силикон, потом для страховки (вдруг отлипнет?) по периметру колпака оклеили всё алюминиевым скотчем, заворачивая его со внутренней поверхности колпака, оклеенной пенофолом на наружную металлическую часть. Колхоз, конечно, но ничего другого не придумали. Можно, наверное, было прихватить через полосу на заклёпки для пущей надёжности. Недавно видел пенофол самоклеящийся, подумал, что оно бы удобнее. Но ничего, и то утепление колпака держится отлично третий год. С задачей справляется, сосулек нет, а до утепления не слабо так лупили по крыше! Кстати, делали ещё конденсатосборник на дымоходе, но он всегда сухой у нас. Котёл простой настенный.

 

@StarykovMih, Чтобы не тянуться к солнцу, предлагал, наоборот сместить ТО на сколько можно вниз и включить его как полный обратный холодильник, и его верхнюю часть теплоизолировать. Фактически создать колпак в верхней части ТО. Один минус - требуется полноценная теплоизоляция корпуса. Но плюсов такой компоновки больше. В "колпаке" можно порезвиться - хоть окислы азота карбамидом потравить, тепло для ВВ забрать, сажу дожечь или окись меди на свод нанести СО допалить и т. д. В простом варианте ТО разместить между бункером и зайзером -"компакт модель" - получается. Вывод ДГ внизу я у себя уже сделал, поэтому "уже на моей совести". В принципе уже сейчас могу агрегат собрать, но сезон охоты на тепло заканчивается, хочу кирпич заменить на керамику, поэтому пока жду (По пресс-формам уже третья неделя пошла, а мне все ответить не могут будут делать или нет, и это в трех местах, куда эскизы сбросил )

 

Насколько я понимаю, грубо райзер можно рассматривать как "черный ящик", на входе в который температура +300, на выходе вверх +1000 (мы не знаем точно распределение температуры по высоте, значит не можем интегрировать силу/давление в зависимости от высоты...).
Поэтому, в первом приближении, можем считать, что плотность газа на входе примерно 0,62 кг/м3, на выходе примерно 0,41 кг/м3. Вот эти 0,21 кг/м3 и выдавливают газ от входа к выходу. То, что выход находится выше входа уменьшает эту разницу, но не намного. Высокая температура "передавливает"...
UPD: плотность газа (в зависимости от температуры) по разным таблицам немного отличается. Просьба какашками не кидаться, если ваши данные плотности не совпадут с приведенными: имел ввиду логику процесса.