Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Андрей. Ещё раз повторюсь, пишем для других. Вот тока с объёмом ГО на согласен. Вносит упрощение, но путаницу в работе. Должно быть дросселирование, а значит привязываемся к скоростям, но не в статике, импульсный режим. Всё значительно сложнее и одной химией и формулами не обойтись. Тут скорее образами нужно мыслить. Не точно, но действенно.

 

@Сергей247, Не согласен Сергей. Скорости и пр. атрибуты есть производные фундаментального процесса. Мыслить образами можно если ты сей процесс знаешь, и то как упрощение в деталях, для экономии времени, что кстати и не факт. И так информацию берем из опытов друг друга, а выводами делимся. Таким образом определяем грабли, а вот идти по ним или нет каждый решит сам.
Еще поумничаю: Скорость есть производная пути по времени. Проходит этот путь газ, а его характеристиками являются объем и температура, которые зависят от ... вот пост выше об этом и был.

 

А я вот с утра не осилил, не смотря на то, что сам материал мне известен. Возможно, избыток аббревиатур сбивает с процесса плавного и легкого понимания.
Сделал эксперимент - перечитал еще и еще раз. Вот только с третьего раза вложилось.
Резюме: чуть-чуть проработайте форму изложения материала, чтобы и "мимопроходящий" читатель легко читал с пониманием.
Сам долго изживал вредную привычку облегчать себе жизнь сокращениями в тексте.

Да, еще к теме: в прошлом году делал эксперимент: отдельной трубкой на 32мм сделал дополнительный подвод первичного воздуха с противоположной от сопла стороны бункера. На трубке была индивидуальная заслонка (просто флажок).
Таким образом можно было изменять объем активного горения в бункере в зависимости от используемого топлива и энергетических потребностей по отоплению. Ну и для быстрого прогрева бункера после загрузки тоже помогало.
Это как заслонка "подсоса" на карбюраторе. Дополнительная точка регулировки.
Но с половины сезона надоело играться - увидел всё, что хотел увидеть, и трубку убрал. Да, чуть более удобно, и полезно в ряде случаев, но посчитал, что смогу обойтись. Обошелся.
Если нужен такой же эффект без дополнительной трубы - то просто чуть сильнее подкалываю дрова, увеличивая площадь горения таким способом.

Еще один коллега делает регулируемую заслонку на самом входе в трубу. Смысл тот же - заслонкой ограничивать подачу газа. Идея хорошая, но технически сложновато, учитывая температурный режим в той области. Как по мне, то там только керамическая заслонка имеет место быть.

Также иногда я советовал устанавливать пластину в 50-70 мм на колосник прямо под щелью, чтобы в том месте не было прохода воздуха через колосник. Это в том случае, если у человека получалось так, что первичный воздух идет по кратчайшему пути от колосника в трубу или высота щели над колосниками получилась маленькой. Пластина заставляет воздух захватывать больший объем топлива по пути, и этим повышает "отдачу" бункера по горячему газу, + уменьшает эффект, когда первичный воздух становится вторичным, как в классической ракетной печке, попадая прямо в сопло.

ИМХО, идеально, когда мухи отдельно и котлеты отдельно. То есть, первичный воздух работает только в бункере, а вторичный - только в трубе. Это важно для стабильности работы всей системы горения. Ведь увеличивая подачу первички, мы делаем это для того, чтобы увеличить объем выработки горючего газа, и паразитный подсос этой первички в трубу только спутывает нам все карты. Особо неприятно, когда есть какие-то проблемы с горением в бункере, а первичка улетает в трубу. Так и до выпадения из режима недалеко.

Я пробовал разные режимы по подаче первички и вторички. Для запуска и прогрева трубы "классический ракетный режим", когда часть подаваемого в бункер воздуха уходит в трубу и работает как вторичка, вполне подходит. На этом этапе саму заслонку вторички я перекрываю.
Но вот после прогрева и начала входа в режим оптимальным оказывается вариант, когда первичка постепенно выводится регулятором на минимум, где-то на 1.5 - 2 квадратных сантиметра по заслонке (щель 2 мм при ширине заслонки 80 мм), а вторичка у меня почти не поджата - это 4-6 квадратных сантиметров по выходным сечениям.
Это всё чисто экспериментально отработано.
Почему так - посмотрим, когда заработают термодатчики.

 

@Perelesnik, Да, не педагог я, мысли излагать быстро и четко, но хоть с третьего раза понятно, это если все читать, а если только вывод... Вот и подписал, что разъясню если, что. Сейчас бегать приходится, верх колпака собираю, пока клей схватывается пишу, (получается, что быстро схватывается оффтоп)

Третью подачу воздуха планирую сделать, без этого "устанавливать" температуру в топливнике сложновато получается при смене топлива и режима. Вот именно сюда на управление подачей воздуха по разнице температур между показаниями термодатчиков топливника и райзера использовать когда печка в режимах пиролиза и многотопливности. Узел вспомогательный, но нужный, как элероны в авиации, без них лететь можно, но не более того.

Тоже ИМХО, разделение воздухов правильно, для точности управления, но есть моменты на переходных режимах: при залповом выбросе пирогазов проброс ПВ очень помогает и когда уголь горит, ВВ в этот момент лучше совсем прикрыть, а ПВ идет с хорошей температурой и не дает райзеру остыть. Вот сейчас дилемма, и отказываться от этих плюсов не хочется и точность управления размывать. Думаю как бы их скрестить оптимально, но это тоже конструктивное решение должно быть к которому изменение сечения ГО горизонтального канала хорошо вписывается. Я уже в керамику тяги вклеивал, держатся, но сам поворотный узел конструировать надо. Если все это сейчас вводить, то я точно котел только к июню сделаю. Поэтому пока модули съемные, чтобы быстро можно было один на другой махнуть без сборки разборки котла.

 

Для мимопроходящих и не только, да читать то, что выше написано сложно, поэтому как резюме. Без датчиков температуры настроить ракету в индивидуальной конструкции будет еще сложнее, чем понять вышеописанное. А вот с ними немного покоптив небо и погоняв соседей за противогазами сами это все напишите. Вот тогда ракета "полетит", в смысле начнет трудится на ваше благо. Как в самолете, поколение 5, т е Стелс - невидимка, дыма то не будет...совсем.

 

Вчера пришли ко мне железяки, вот сегодня пару-тройку часов уделил... по вдохновению.

Пока только датчики поподключал, сервопривод и экранчик (менюшки не рисовал, просто цифирь посбрасывал на экран)

Через COM порт такое получается:

Первые два - это ТХА, один для трубы, другой для бункера, потом значение от цифрового датчика на шнурке (для воды), потом датчик температуры воздуха и влажность воздуха.

Делаю пока все на большой макетной плате, позже спаяю все компактно на более мелкой Ардуинке. Наверное, на nano, чтобы перепрошивать было удобнее.

Закончил монтаж дополнительного утеплителя на бункер котла.

Буду приступать к монтажу главной термопары в трубу.

 

Сходство и отличия котла здесь описывать не буду, кому интересно, через фильтр гляньте в теме у Александра: начиная отсюда https://www.forumhouse.ru/posts/20114141/
Сегодня не планировал топить, но потом решил все же растопить.
Как это все происходит,-в помещении где стоит агрегат +13,вода в системе на момент старта 17,8.(двое суток простоя, в доме, есть еще один отопитель типа буржуйки по мотивам бубафонии) Берем фен строительный, втыкаем в ГО, идем готовить растопку,-поленце пару литров колем на лучины 2х2см или чуть мельче. Укладываем, поджигаем помогает фен (он всегда рядом и за эти 10-15мин уже что-то прогрелось и появилась тяга). Растопочная сверху, открыта, какое-то время (5-10мин) феном "сдуваю"пламя в ГО, надоело, иду готовить следующую порцию, 3-5 дровиняк примерно 5х5см.Укладываю,дверку приходится закрыть (дыма больше и фен теперь не помощник),приоткрываю дверку зольника (воздуха через заслонки может не хватить и оно уйдет в тление) и закрываю растопочную заслонку,-греем бункер и ГО. Минут наверное за 15-20 эти дровишки выгорают до состояния углей и бывает можно уложить уже 3-4 калибром 10х10.Здесь уже дверка зольника закрывается, и начинается кручение заслонок. Если все предыдущие действия были правильные, то имеем слой углей слегка не достающий да ГО и какую-то Т в бункере и в горизонтальном канале, которая уже начинает нагревать проволочный индикатор (так его назовем). Если все удачно ВВ1 и ВВ2 устанавливаются примерно по 50% а ПВ закрывается минут на 10. На ВВ индикатор не реагирует, а на закрытие ПВ,-резко раскаляется (что мне не понятно). Если ПВ не закрыть пламя образуется сверху этой закладки и Т индикатора будет меньше, а из трубу будет поддымливать. Дальше если режим устоялся можно добавить 15-40л топлива любого калибра (хорошо зарекомендовали себя чурочки диаметром 200-300 L 300-400 и их половинки).После этого нужно открыть ПВ на 10-15% и желательно через 15-20 мин глянуть на трубу, чтобы не было дыма. Топливо мельче сгорит быстрее и больше тепла уйдет в ТА. На ТА поставил термостат и маленький китайский насос, с 70градусов включается, на 65-выкл.Теплый воздух выше 24 забирает вентилятор через второй термостат
Андрей, я понимаю эта формула V1T2=V2T1, не давала котлу выходить на режим при первой, большой камере дожига?
Несколько фоток:
1 так сейчас выглядит бункер, по середине второй ВВ, первый внутри ГО (он холоднее),слева и справа-импровизация,-поднять слой к окну, иначе, больше дров и времени на растопку.
2 чудо слева, виден вентилятор подпора воздуха и чуть выше "гляделка"
3 чудо справа, первую протопку, конденсат лился литрами и из теплообменника тоже, больше конденсата я не видел, а бадейка осталась, вдруг капнет.
4 где стоит растопочная заслонка и слегка утепленный ТО.
5 фанерка с электроникой, пока так, и места еще много
6 вентилятор, забирает теплый воздух.

То что сейчас лежит на колосниках (я его называл "подкидыш") из нержи 1,5 ,наблюдал через отверстие в дверце,-до красного не нагревается (может нагревалось, но я не видел),хотя при этом шамот на уровне углей-светится.Я про ту часть, которая в окне, та что внизу, нагревается от углей до свечения
Так что, я думаю реально сделать задвижку для регулировки сечения ГО, просто, как-то сделать чтобы ее касался ВВ.

Хочу переделать ГО (еще раз),считаю что его большая масса увеличивает общее время разогрева.
Сейчас оно из двух шамотных 300х150х65 кирпичей, а думаю сделать коробку из нержи (по размерам этих двух кирпичей) ,а внутри коробки из пиленого (толщиной 8-15 мм) шамота 4 пластинки, наверное горизонтальное окно, и изолировать от нержи, утеплить фетром. Заодно ВВ по другому подвести.
Можно даже попробовать сделать коробку (она несущая, на ней стенка бункера и футеровка стоит, ну сейчас на кирпичах) и попытаться предусмотреть, типа, замены сопла, форму подобрать.
Стоит?

 

@_Reba_, Формула V1T2=V2T1 показывает, что в отсутствие давления действует равенство произведения температуры газа на его объем на входе и выходе котла. За вход можно взять топливник, а выход это уже вход ТО будет. Фактически мощность можно получить или за счет большого объема теплого газа или малого объема горячего. Из работ Берга следует, что мощность котла ограничена сечением райзера, который может пропустить ограниченный объем газа, а вот температура может быть любая, которую сможем получить и которую выдержит материал райзера. Что из этого получается: Если объем газа в топливнике, например при пиролизе больше, чем может пропустить райзер, то происходит вытеснения воздуха и горение практически не происходит, а соответственно и температура валится вниз. Это и есть выпадание из режима. Для того чтобы увеличить пропускную способность райзера надо в его нижней части поднять температуру, а большая камера дожига не способствовала этому, поэтому котел срывался с режима, пытаясь уйти в тление. Еще поясню по камере: Тепло преобразуется в температуру, когда когда происходит как бы заполнение теплоемкости, Чтобы она росла, надо газ отдавший в тепло убрать, а горячий подвести, чем быстрее это делаем тем быстрее поднимается температура. Вот почему Сергей постоянно про скорости газа пишет. В большой камере скорость газа падает, теплообмен замедляется, тяга райзера тоже падает, опять появляется положительная обратная связь, только уже на остановку котла.
Переделать ГО может стоит так, ввести в ГО тонкие пластинки с зазором между стенкой. Зазор будет изолировать большую теплоемкость кирпича, а основной газовый поток будет идти через "новое ГО" с малой теплоемкостью, пластины то тонкие, нагреются быстро. Сечение ГО чуть уменьшим, но может это не будет критично, зато ломать ничего не надо. В общем посмотреть принцип экранирования теплоемкости при больших скоростях нагрева- это как раз к растопке относится.

 

@alarin, Ну вот и получалось, с первой камерой дожига, горючее, а не горит. Бывало даже такое состояние,-пирогазов -валом, все вроде горячее, если к гляделке поднести горящую газету, пламя втягивает и внутри происходит не слабый хлопок, а режима нет, камера дожига- холодная. Ох я маму Циолковского и Королева вспоминал, они ведь ракеты изобрели.

С переделкой ГО хочется решить проблему подвода ВВ, теперь, после двух попыток сделать "вентури" ,и наблюдений через отверстие в дверке, думаю,-делать типа как у Руслана. В процентах, при квадратном сечении ГО, видимые языки газа распределяются примерно 10-верх,20+20-бока,50-низ.(сколько и каких прозрачных, не видимых, не ведаю) И воздух думаю, нужно подавать наверное так-же,или через мелкие отверстия (3-5мм) или через щели на ширину отрезного камня. Верхний воздух в середине моего ГО, толком не работает, он просто как-бы продавливает ложбинку в газах, отжимая вниз и в стороны. Горение идет только на границе этой ложбинки (так я вижу, через отверстие в дверке),возможно,при повороте в райзер он перемешается и пойдет в реакцию.(но такая надежда на авось-чревата недожигом).

А "расческа"мне понравилась и сейчас стоит штатно, убирал, ставил, наблюдал,-сделал вывод,-она помогает смешиванию газов и ВВ который из нижних отверстий ГО.(первая фотка пред. поста, за расческой, чуть в глубине, видны отверстия).
На днях попробую в ГО нержу. ,а между металлом и шамотом,- паранит 3мм. Понаблюдаю.

 

@_Reba_, В ГО между шамотом и нержем лучше вообще ничего не ставить, просто как то закрепить, чтобы зазор воздушный был те же 3 мм, может по углам полоски асбеста что ли.

 

Только узкое ГО. Дросселирование, теплонапряжённость, подмес ВВ.

 

Верхний колпак, так и не доделал, хоть кишки покажу

 

А вот у меня на сегодня такое:

Вчера начал монтировать термопару в сопло. Завтра уже буду делать защиту из нержавейки для трубочек в бункере. Между трубками МКР и нержавейкой уплотню фетром.
Ну еще нужно "Пеносилом" закончить обработку в районе прохождения термопары через зольник, для полной уверенности в герметичности.

Долго, потому что герметик медленно сохнет, тут уж не поспешить.

А на сегодняшний выходной я налаживал беспроводную связь между основным контроллером и домашним "монитором". Пришлось изобретать собственное подобие протокола связи, чтобы одновременно передавать несколько параметров, и чтобы их не путать, даже при помехах.

Ну, а сам приемник выглядит пока так:

Ардуинка, радиоприемник с антенной и пьезодинамик. Пока что динамик всего лишь играет "Имперский марш" при включении (ну пошалил немного ради воскресенья, и проверки ради), а вообще-то он должен будет выдавать осмысленные сигналы в случае, если котлу потребуется та или иная непосредственная помощь в работе (придет время дрова подкинуть, например).

Сам контроллер для тестирования связи выложил на котел:


От котла данные по радио поступают мне на экран ноутбука:


В общем, было весело.

 

Прав был Руслан,-не нужно делать этот котел.
А если уже сделали (ну или почти как Андрей),то как только он начнет хоть как-то производить тепло, сразу же передавайте управление котлом жене, детям, садовнику (у кого может есть). И не в коем случае не пытайтесь разобраться в процессах его поведения, голова может треснуть (или с печенью что произойдет, потому как без пол-литры,а может и двух...,-не разобрать)
Ситуация (кто-то попросил описывать,-ищите злодея),-растопил как обычно, ну чуть дольше дул феном в сторону окна (приспособил трубу от старого пылесоса),-как следствие-раньше вышел на рабочий режим. Загрузил литров 20 каких-то стволиков, от 8 до 15 см, 40-45 см длинной. -Слетел с режима, это нормально, бывает. В таких случаях помогает на минуту, полторы, приоткрыть дверку зольника. Вроде помогло, но поддымливает из трубы, и индикатор холодноват-вишневый.Начал танец с бубном. Даш форсаж, факел вроде нормальный, но холодный и т. д.,не получается.(опять маму Циолковского и Королева вспоминал).
Все выглядит так как будто ПВ мало (пытается затухнуть),а ВВ или много или не участвует,-хотя пробовал закрывать вообще.
В какой-то момент в процессе танца,(с психу наверное) заглядывая в гляделку закрыл ладошкой вентилятор подпора, индикатор за секунду из холодного стал светло-желтым.
Тут я завис. Убрал вообще вентилятор, прислонил лист бумаги,-он замечательно "присосался" и слегка подрагивает в такт детонации (если в котельной полная тишина то ее слышно, она все-таки есть, ну шум, ракетный). Это получается, я полностью закрыл котлу воздух, а так как какие-то блоки условно герметичны, мизер он все же может протянуть.
В таком состоянии он работает минут 15-20 медленно притухая,-видно по факелу, но температура индикатора-выше,я не видел. Пробовал сделать тоже самое заслонками, не получилось,-нужно было заслонки лучше делать (хотя и так, старался, зазоры надфилем ловил минимальные).
Заменил бумагу на картонку, пробовал ловить зазор, пробовал помогать заслонками.
На заслонки-реакция отрицательная, на зазор-тоже.
Потом на две-три секунды открывал дверку зольника, и все сначала.
Просит импульсный режим,-две секунды через 15 мин.
С час точно, просидел наблюдая этот прикол. Потом, что-то видно изменилось в бункере, удалось оставить котел на минимуме первички и четверти одной из вторичек (та которая через колосник).
Не знаю что за дрова (вроде все обычное, не обращал внимания), и что за причуда, но индикатор ,-думал,потечет.
Тепла дает много, а в котельной,-сегодня не жарко (ну потом угли наверное нагреют).

 

Я использую блютуз типа НС-05 модули с али, к микроконтроллеру они подключаются по UART. Канал двусторонний. На ПК можно работать хоть через Гипертерминал. Под андроидом хорош SENA блютуз терминал. Метров 10 дают.