Смысл обкладывать кирпичём буржуйку. Поделитесь опытом и расчётами

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну так это легко проверить. 5 минут работы ... дрель сверло и тестер с термопарой.
Вот если вам интересно есть работа Владимира Шевякова " Конденсаторная модель тепловых процессов ... " и там есть модель стенки 12 мм красного при воздействии 900 град С. Привожу цитату: " ... температура на наружной стенке после 70 мин нагрева продолжает повышаться и через 2,0–2,5 часа достигает максимальной величины 85ᵒС."
А у вас все 90 при нагреве через металлический экран и слой воздуха 60 mm ...

 

@Autopro, а там точно обычный красный кирпич?
Может там заковырка какая-нибудь?
Красный быстрей прогреется - я в детстве выдалбливал кирпичи и плавил бронзу в них - за час-полтора плавилась...
А вот с шамотным непрокатило - часа 2,5 часа греть пришлось...

 

Вы же бронзу плавили не нагретым кирпичом, а энергией огня. Кирпич выступал у вас как емкость для сбора расплава, но не как нагреватель. А с шамотом так же все объяснимо. Его теплопроводность выше чем у красного и он брал на себя часть тепла и охлаждал вашу бронзу.

 

Как теплоизолятор будет. В банях так печки закрываем, что бы не жарило.

 

Статья соответствует моим данным.
90*С после протопки 3 часа от начальной температуры 15*С при средней температуре стенок печи 350*С вполне соответствует результатам Шевякова.
Кирпич у меня близок по параметрам шамотному, теплопроводность максимальная, ИК излучение на малых, как у меня, расстояниях не рассеивается, конвекция выносит 15-20%, но, это мелочь, можно считать, что кирпич в топке, а через 3 часа режим - установившийся и распределение температур в теле кирпича линейное с градиентом (350-90)/12см =21*С/см
и в середине кирпича я обнаружу 220*С ... (сверлить можно под гипотезу ... я изложил и как-нибудь просверлю до середины победитом)

Разделив приведенные в табл. 1 температуры на 2 для приближения к моим температурам, получим ту же температуру в середине - 225*С ...
Установившийся режим потому так и называется, что энергия источника тепла сравнивается с внешними потерями...
Слабым изменением за 3 часа внешней температуры можно пренебречь для упрощения, что и делает автор, считая наружную температуру константой 0*С, и модель становится весьма простой.
У меня наружная температура растет от 15 до 90, но, полагаю, тепловые постоянные инерции, отражающие зарядку накопителей (конденсаторов) модели кирпича после 3 часов уже не влияют на интересующие нас параметры, режим установился...

 

@КонстантинИ, я не вижу соответствия между вашими утверждениями и результатами работ Шевякова.
- как можно считать " что кирпич в топке" когда от центра очага горения его разделяют 1. футеровка топки, 2 воздушный промежуток между футеровкой и металлической стенкой печи, 3 сама металлическая стенка, 4. воздушный промежуток 5-6 см. между стенкой печи и кирпичом. ?
- Лучевая энергия непосредственно слоя горения полностью экранируется выше описанной многослойной стенкой. Есть часть ИК лучей исходящих от металлической стенки печи. Однако их можно принимать во внимание если температура стенки более 250 гр/С. Что довольно сомнительно в такой печи, даже с учетом снятых штатных боковых ограждений.
- поэтому основной источник энергии для кирпичного ограждения печи - это конвекция. И вы хотите конвекцией получить 220 градусов внутри кирпича через воздушный промежуток 6 см? Это противоречит здравому смыслу.

 

Есть некоторая натяжка ... принял температуру внутренней кирпичной стенки равной температуре боковой стенки металлической печи 350*С ... придется ускорить сверление кирпича ...
по другому замерить температуру в зазоре не могу, разве что придумать крепление термопары непосредственно к кирпичу ...

... но, это, батенька, противоречит здравому смыслу ... моему смыслу

 

Что бы уж не свалиться в неаргументированные споры, приведу один интересный график из работы Шевякова.


Представим, что ваш кирпич все таки в топке, но температура продуктов горения 300 град. Скорость газов возьмем 0,5 которая завышенна для вашего случая, но ниже на графике просто нет. Толщина слоя 0,65 м. Очень наглядно видна разница во вкладе в нагрев конвекции и лучевой составляющей.

 

@КонстантинИ В продолжении разговора о вашей конструкции. Стало мне интересно, что покажет моделирование этой ситуации по методике Шевякова. Условно вашу конструкцию можно, если стеночку металлическую убрать, а оставить только шамот футеровки, считать стенкой печи с воздушным зазором между шамотом и красным. Такая модель просчитывалась Шевяковым, только с зазором 5mm ,а не 50 как у вас. Ну вот ... я взял программку электронного моделирования Multisim и нарисовал там схему замещения стенки 60мм шамот- 5мм воздух - 120мм красный. Результат моделирования почти полностью совпал с результатом, который получил Владимир. Это говорит о том что модель построена верно и работает в соответствии с тем как задумывалось автором этого метода. По графикам видно, что после двухчасовой топки нагрев красной стенки продолжается и внутренняя сторона прогревается до 230, а внешняя достигает 70-75 градусов.
Теперь в этой модели изменим всего один параметр, а именно увеличим термосопротивление воздушного промежутка в 10 раз, в соответствии с увеличением зазора с 5 мм до 50 мм. И что мы наблюдем... Внутренняя стенка красного нагревается в итоге до 80 град, а внешняя до 25 град. Согласитесь, что для запаса тепла в стенке это ни о чем.
Модель все же не идеальна и там есть некоторые натяжки, которые расходятся с вашей реальной ситуацией. Например в реальности форма воздействия не прямоугольный импульс. топку нельзя мгновенно включить на 900 град, а потом так же выключить. Есть еще некоторые косяки, но в целом принцип модели верный и дает грубое представление о процессах. И в частности показывает, что нагреть кирпич до температур, которые были бы интересны для накопления тепла через воздушный промежуток в несколько сантиметров, практически невозможно.
p/s/ Кстати на этом принципе устроена воздушная разделка труб при проходе через перекрытие.

 

@Autopro, моя металлическая печь выходит на установившийся режим через 10-15 минут, температура боковых стенок 350*С через 10-15 минут устойчиво поддерживается в течение выгорания топлива 30-40 минут...
По замеру пирометром температура кирпичной стенки со стороны печи 200-240*С ... можно считать, что подан импульс.
Приведенные вами результаты моделирования для 5 мм зазора близки по температуре кирпича у меня с зазором 50 мм.
У меня зазор 50 мм между панелями с размерами приблизительно 600х600
называемую мною. максимальную наружную температуру измерял чуть выше середины панели.
Приводимые данные являются фактическими ... здесь не в чем сомневаться
Проблема в несоответствии привлекаемых моделей к моему случаю ...возможно, сказывается нелинейный конвективный отбор мощности - он к верху ухудшается, т. к. щель закрыта решеткой...
к тому же топка весьма высокая и пламя от дров движется вперед и по верху назад к трубе ... а это улучшает сжигание продуктов и, по сути, всё внутреннее пространство топки является ИК-излучателем ... это чувствуется по большому каминному окну ...

 

А ИК-излучение плоской стенки практически без потерь входит в кирпич, охлаждаемый общим конвекционным потоком воздуха ... (мысли по поводу)

 

Излучение огня, а это по сути электромагнитная волна, расходуется на нагрев экрана металлической стенки, Тот в свою очередь разогреваясь до температур выше 250 град, так же излучает и уже это излучение выдается наружу. Как я понял, в вашей буржуйке нет футеровки и лучевая энергия огня прямо воздействует на металлическую стенку.

 

Футерована тонкими шамотными пластинами зона вдоль колосников 12 х 50 см ... сам добавил на всякий случай
а высокие боковины голые

 

Смысла нет в обычных условиях, если только нет явного завышения по мощности печи. Тогда кирпичный портал не столько накопитель, сколько экран, защищающий от перегрева. В хорошо продуманных печах, работать должно все по номиналу. Ведь не только теплоту дымоаых газов уменьшили, а и температуру в топке. Значит дроаа сгорают менее эффективно. Снять тепло с дымохода. Это лучше, но вопросы другие могут появиться... А вообще, показателей не так много. Сколько кг дров сгорело в час (полностью, больше золы - меньше кпд) и температура исходящих газов. Все остальное - частности передачи тепла дому.

 

@kobro, вот в температуре газов на выхлопе в трубу и есть проблема ... требуется большая поверхность для поглощения низкотемпературного тепла

а местный накопитель энергии, подключаемый по необходимости, весьма приятен