Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@Perelesnik, Минималка получалась в 4 кВт * час, что на дровах, что на угле. Мощность выставлялась изменением сечения газового окна, как оказалось это самый действенный способ. К сожалению пока так и не придумал привод для его изменения пригодный для подключения к двигателю. В ручную выставить можно, даже на работающем котле, но это не наш метод. Сколко удалось достичь не трогая ГО? И какой диапазон мощности перекрывается. И интересно мнение на 115 диаметре какая мощность бы получилась?

 

@alarin, сечением газового окна регулировать - то классически идеальный способ, так как полностью соответствует принципу обычной газовой горелки: регулируем подачу газа в зону горения - только и отличия, что у нас не баллон или трубопровод с газом, а бункер с газом.
Проблема в реализации - учитывая, что всё это происходит в зоне с температурами около 400-600 градусов, да еще и рядом с зоной, работающей на температурах около 1000 градусов. Сложно создать надежный (!) привод, способный работать в условиях таких температур (при чём, переменных температур!).
Пока что регулировка происходит за счет управления интенсивностью самого газообразования - а это очень инертный процесс. Вот, кстати, почему сложно сделать из ракетного котла полный аналог двухконтурного газового котла, в котором можно быстро поднять мощность при расходе на горячую воду в душе, а затем так же резко понизить мощность для обеспечения отопления.
Вообще, даже с регулировкой сечения газового окна не получится оперативно изменять мощность - бункер не будет работать на больших положительных давлениях газа. Следовательно, фактически, регулировка сечения газового окна по своему действию не будет сильно отличаться от регулировки с помощью дозирования подачи первичного воздуха (естественно, при условии полной герметичности бункера) - и в одном, и в другом случае мы реально регулируем лишь интенсивность потока воздуха через бункер (только с разных сторон).
Разница лишь в аэродинамике в области сопла, но если не брать в расчет случаи "плохого", неполного горения, то и эти отличия в аэродинамике ни на что особо не повлияют.
По опыту, на что заметно влияет сечение сопла - так это на звуковые эффекты во время работы котла.
Но я уже перестал гоняться за звуковыми эффектами - толку от них особо никакого не заметил в работе, а при установке котла в жилой комнате оно и лишнее - лишний шум. На малой мощности (а это был основной режим работы в прошедшем сезоне) гудения в трубе нет вообще.

Что, снова же, по опыту, оказалось самым важным - это герметичность бункера. Если где-то подсасывает воздух мимо конструктивно предназначенного для этого впускного клапана первички, даже немного подсасывает - толку не будет, будет просто перегрев бункера.
Если делать регулировку сечения сопла - тогда можно и не особо обращать внимание на герметичность бункера, но такой котел в жилом помещении я бы уже не рискнул устанавливать.

А с чем я "боролся" с помощью автоматики - так это со всплеском газовыделения в течение первой трети времени работы закладки топлива.
Нужно было удержать активное выделение легких летучих, растянуть, "размазать" этот процесс во времени.

Фактически, по автоматике, регулировались 2 отдельных процесса (в алгоритме меду ними даже не возникло прямой связи): регулировалась мощность через первичку и регулировался температурный режим в камере сгорания через вторичку.
С вторичкой там всё было просто и вполне понятно с самого начала, а вот с первичкой пришлось повозиться. В результате, пришлось отслеживать динамику всех доступных для измерения процессов, чтобы из них вывести динамику работы первички. На средней и большой мощности можно и не так щепетильно всё отслеживать, но вот держать котел на самой малой мощности - это приходится следить за малейшими изменениями показателей всех температур, чтобы бункер и не заглох, и снова в галоп не сорвался (он такое любит).

Вот что было интересно - довести котел до минимума мощности, но чтобы стабильно и чисто работал при этом. Считаю, что вполне получилось.

Какова эта мощность в цифрах - точно сказать не могу по причине отсутствия водяного счетчика. Если не точно, то будет около 3-4 кВт (по аналогии с тем же эффектом по обогреву. который создают другие мои обогревательные устройства, мощность которых точно известна).

Но, снова же, задача была не столько в понижении мощности (в угольной фазе мощность понижается сама, без всяких наших усилий), а в поддержании стабильной, постоянной мощности на протяжении всего времени работы закладки топлива.

Да я же все графики уже давал здесь - и для малой мощности, и для форсированного режима. Так оно лучше посмотреть, чем со слов.

Как изменится мощность при увеличении диаметров - предполагаю, что прямо пропорционально изменению объема камеры сгорания. Если между 85 мм и 115 мм по внутреннему диаметру - то примерно в 1.8 раза. Не факт, нужно проверять в реальных условиях. Но предположительно так.

Но у меня "средний" комплект керамики будет не 115 мм по внутренностям, а чуток меньше, я рассчитываю на увеличение максимальной мощности примерно в 1,3 - 1,5 раз.

Пока что модель для формы выглядит так:

Чуток руки не дошли всё довести - отшлифовать. Но в самых ближайших планах.
Пока что вот доделываю такие вещи:

Хочу уже все контроллеры поотсылать людям, тогда уже с чистой совестью займусь нововведениями по керамике.

 

@Perelesnik, Ну, да практически во всем мнения и показатели совпадают, но есть одно но, при переходе на ракетный режим, т е горение только за счет ВВ, в топливнике возникает сильное разряжение и заметно падает температура. Ты сейчас сознательно выходишь из этого режима в пользу уменьшения мощности, но при этом идет потеря управляемости и рост давления в топливнике. Надо бы наоборот войти в режим полета, сначала будет приличный прирост мощности, но потом произойдет разделение фаз, генерация мощности перейдет к райзеру и вот здесь было бы кстати зажать ГО, правда при этом начинает расти температура топливника, но газы ее сносят, т е справляются. Возможно эта разница в поведении связана, с тем, что у меня подача ВВ идет в конце горизонтального канала, а у тебя вначале. Увеличенный объем газов при входе в райзер создает область локального повышения давления, что вызывает рост давления в топливнеке. В моем варианте горение идет уже в райзере и наоборот за его счет создается разряжение на повороте и всех последующих каналах. Это как гипотеза, но похожая на правду.

 

если сделать стенки бункера вода хлаждаемые -оставить шамот только в зоне горения-колосников-уменьшит выход летучих.

 

@Чернигов, Не вариант.

 

поясните пожалуста

 

Наверное имеется ввиду ТРИ моих провала запустить подобную конструкцию.
Хотя, я больше склоняюсь к тому, что нарушено соотношение площади колосника к сечению райзера...

 

@Чернигов, Не было времени расписать подробнее, @декам, -верное наблюдение с водоохлаждаемым Топливником бесконечная теплоемкость, а мы то ее как раз стараемся уменьшить, иначе ракету не поднять. Сам топливник должен вполне спокойно выдерживать высокие температуры, а теплоемкость лучше перенести за райзер, там она на пользу. Ну и над конструкцией топливника надо еще работать, чтобы не было разгона как у реактора Чернобыльского.

 

Большую площадь колосника всегда можно оперативно уменьшить (даже просто уложив поверху кусок листового металла), вот только наоборот, увеличить, не получится. Уменьшать можно хоть до равенства с площадью ГО, если захочется такое.
Та же ситуация с сечением ГО - в уменьшение можно, в увеличение - никак.
Поэтому соотношение выводить лучше всё-таки экранированием части площади колосника.
При этом учитываем, что таким образом мы регулируем только местную скорость потока первичного воздуха (не его объем, так как объем регулируется заслонкой (клапаном) первички) и конфигурацию захвата первичкой объема топлива.

А охлаждаемый бункер не особо уменьшит выход летучих. Они низкотемпературные - им холодные стенки в основном пофиг - внутреннего тепла вполне хватает. Там только перекрытием воздуха получается.

 

а к водоохлаждаемым стенкам кайло, чтобы сковыривать то, что там осядет - от сажи до смолы...

 

пока кайло в бункере котлов никто не применял -в ТО в полне если ...

 

А зачем? Естественная саморегулирующаяся по толщине футеровка бункера, которая в ТО будет как раз не кстати.

 

Поясните, пожалуйста, что имели ввиду.

 

По мере накопления слоя смол и сажи он всё больше становится изолятором и по достижении температуры воспламенения сгорит, циклический процесс.

 

хороше пояснени для StarykovMih