Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

- Руслан формы на фото для шликерного литья ?
- Термостойкий шликер самому реально "сварганить"?
- Если изготовить полностью "сапог" как считаете достаточно ли будет "прожечь"его в самодельной печи или газовой сварочной горелкой ?

 

- Да, формы, те, что и в прошлом году были.
- Конечно, реально, не боги горшки лепят, как говорится. Было бы из чего этот шликер делать. С шамотом еще не так сложно - кальцинированный шамот с фракцией около 1-2 мм и полностью чистый от пыли, но подходящую глину нужно еще поискать и проверить. У меня глина из Славянского месторождения. Это в Донецкой области. Критично минимальное присутствие соединений железа и кальция в глине - до 1 процента и максимальное содержание Al2O3 - более 20 процентов. Приветствуется присутствие оксида титана. Диоксид кремния при этом составляет примерно 65 процентов. Это чисто белая глина по цвету при высыхании + важна чистота и однородность. Каолин вроде везде одинаковый, так что с ним сложно прогадать, но его в составе немного получается.
- Нет, обжиг однозначно нужно делать в нормальной печи для керамики с соблюдением всех режимов по этапам нагрева, выдержки и остывания. С точным контролем температурных режимов и равномерным прогревом всего объема печи. Весь процесс длится примерно сутки.

А по относительному составу шликера - главная задача добиться максимального содержания шамота в смеси, так как чем его больше, тем лучше изделие выдерживает температурные перепады в процессе эксплуатации. При этом изделие получается "мягким" по ощущениям, таким, что его можно и обычной стальной пилой резать, а алмазный диск входит в него как горячий нож в масло. Далеким от стеклообразного состояния привычной керамики.
На срезе обожженного изделия получается вот такой вид примерно:

Как видите, стенка состоит из радиальных слоев, образующихся благодаря принципу шликерного литья в гипсовую форму. При этом компоненты состава укладываются не хаотическим порядком, а выстраиваются в определенную структуру.

Сложность в том, что наличие большого содержания шамота классически несовместимо с технологией шликерного литья. Нельзя делать классический текучий шликер - получаются расслоения, так как шамот стремится опуститься вниз состава. Равномерность выходит только при сметанообразном состоянии шликера. Но такой шликер - это уже очень условно шликер, и приходится очень сильно ухищряться, чтобы из такого лить. Получается довольно трудозатратно.

Также при повышении содержания шамота значительно уменьшается первичная усадка изделия в форме, и оно от этой формы не отстает как обычно...
В общем, это только руками нужно пробовать делать, чтобы понять.

 

Добрый день.
Во-первых,хочу выразить уважение Вам, Руслан, за созданную тему. Тяжело было освоить более 200 страниц за 2 недели. Не читается всё на одном дыхании, слишком много приходится переваривать
Появилось пара вопросов.
Руслан, почему вы фольгированную изоляцию кладете фольгой наружу? Обычно, для пароизоляции, необходимо класть в фольгу ближе к источнику влагообразования. Тогда пар не будет проникать не только к металлическим частям котла, но и в саму теплоизоляцию. Ключевыми моментами, как я понял, является недопущение любого воздуха вне воздуховодов внутрь котла для максимального контроля всех процессов происходящих при горении и газогенерации. Кроме этого, вы говорите, что необходимо не отбирать тепло до выхода смеси из вертикальной трубы. То есть получается, что и бункер, и горизонтальный, и вертикальный участок должны максимально быть утеплены. Соответственно, если мы подаем первичный или вторичный воздух, то их нагрев в вашей системе осуществляется именно за счёт этих участков, которые Вы пытаетесь максимально утеплить. Получается, вы отбираете тепло из тех участков из которых не должны отбирать для того, чтобы это же тепло потом туда и занести в виде подогретого первичного и вторичного воздуха. По идее, что подогревать воздух, что не подогревать - общее количество энергии до выхода из вертикального участка трубы не должно измениться. Единственный смысл который я понял, это изменение разницы температур между вертикальным и горизонтальным участком за счёт такого теплоотбора, но он в вашем проекте осознанно не реализован. Хотя бы потому, что нельзя всё предусмотреть в рамках начального проекта, но то что вы сделали, вызывает восхищение. Благодаря вашему описанию постараюсь избежать ошибок связанных с детскими болезнями котла, о которых вы написали ранее в этой теме. Не знаю, получится это или нет, но в любом случае котёл у меня будет и скорее всего на основе вашей схемы, ибо дом уже построил и отпапливать надо. Сейчас выбираю материалы, часть уже купил. О результатах воплощения проекта я напишу позднее.

 

@Degree, С вашего позволения сделаю пояснение по противоречиям, которые у вас сформировались после прочтение темы. Ракета начинает бездымно работать только при наборе необходимой температуры, причем в топливнике она своя, а в райзере (вертикальной части своя). Чем быстрее котел выйдет на тепловой режим, тем меньше продуктов неполного сгорания будет выброшено в зону теплообмена, тем меньше придется чистить котел. (Перебор температуры в топливнике тоже приводит к грязному выбросу). Нагрев воздуха позволяет быстрее выводить котел на оптимальный тепловой режим (это понятно), а также увеличить время на на проведение самого процесса горения. На выходе из вертикального участка уже ничего гореть не будет, поэтому с от этого места и можно делать отбор тепла, а сжигать все топливо стараться до выхода из райзера. Этот процесс хорошо виден на фото -факел над райзером. Случается от превышения количества топлива или слишком большой скоростью газового потока. Увеличение температуры топливника дает факел, а увеличение температуры воздуха нет. Дальше вы сделали правильный вывод по поводу одинаковости количества тепла, только в одном случае тепло с дымом, а в другом без него.

У Руслана это момент предусмотрен и реализован, так что вывод не верный, смело делайте агрегат.

 

@alarin,Спасибо за пояснения. Для более быстрого прогрева планирую использовать материалы с наименьшей теплопроводностью (огнеупорный кирпич ШТ- 0.4 (0.6) и мастику МТ-Р). Это также должно сказаться в лучшую сторону и на весе самой конструкции. Хотя использование более тяжелых и теплоемких материалов футеровки должно быстрее выводить на оптимальный режим работы котел в дальнейшем, но у меня в приоритете наиболее легкий пуск вначале, чем последующий выход на режим при дозагрузке. Топливо планируется сосна (с малым содержанием влаги).

 

@Degree, Кирпич наверно ШЛ-0.4, если верно, то вполне подойдет для всех услов топливника, если заштукатурить рабочую поверхность. Для перехода горизонтального канала в вертикальный лучше что-то по плотнее, легковес сыпаться начнет. Использование более теплоемких материалов вызовет увеличение времени выхода не режим. Не забывайте, что в ракете топливо движется и чем выше температура, тем быстрее движение. А вот для дозагрузки топлива теплоемкость полезна. В общем если циклический режим, то теплоемкость поменьше, если долговременный то побольше. Кстати если мастика Гжелевская, то у них клей еще есть двухкомпонентный, на базе фосфорной кислоты. По мне он лучше будет в высокотемпературных участках, тот же райзер к примеру.

 

Спасибо за исчерпывающий ответ по шликеру и обжигу.
В своё время занимался изготовлением автомобильных деталей из стеклопластика поэтому считаю изготовить матрицу для "сапога" не составит большого труда, а с густым шликером даже удобнее формовать. Отделить "сапог"от матрицы поможет обычный скотч и воск.

 

Возможно, я глубоко неправ в этом вопросе, но смысл видел в том, чтобы:
1 Обеспечить наиболее быстрое испарение влаги, попавшей в изоляцию. А при запуске каждой новой загрузки сырых дров в бункере эта влага всё равно туда попадет. Защита внутренней поверхности стального корпуса была в приоритете. Фольга же не пускает влагу из ваты к стальной стенке.
2 Термостойкость фольги ниже, чем термостойкость самого утеплителя. Речь снова о условиях бункера.

Максимальное утепление не для того, чтобы там иметь максимально возможную температуру, а чтобы обеспечить возможность регулировать эту температуру, не упираясь в предел, обусловленный теплопотерями того или иного участка.

Только в очень грубой теории. Фактически, температура подающегося в зону дожига воздуха очень сильно влияет на качество этого дожига и общую стабильность системы.

Благодарю за помощь. Без замечаний c моей стороны.

У меня не получилось по подобной технологии. В отличие от формуемых полимерных композитов, глина не имеет в своем составе отвердителя. Возможно только естественное высыхание начиная с поверхности, контактирующей с воздухом. При этом поверхность, которая прилегает к форме, остается во влажном состоянии. В результате такого неравномерного высыхания и, соответственно, неравномерной усадки материала, деталь просто разрывает. И чем толще деталь, тем это происходит активнее.
Хуже всего, когда возникают практически незаметные для глаза микроразрывы, проявляющиеся в видимые трещины только при обжиге.
Возможно, у Вас и получится как-то решить данный вопрос с неравномерностью сушки в невпитывающей влагу форме. Я здесь потерпел неудачу.
Единственный вариант, когда что-то получалось - если использовать полусухую смесь и формовать давлением, как обычный кирпич. Но для сложных форм оснастка, способная выдерживать нужное давление, получается довольно дорогой.

 

Стеклопластиковые матрицы не дороги в изготовлении и выдерживают высокие нагрузки при грамотной подготовке, думаю реально изготовить самому матрицу для формовки высоким давлением.
Только "сапог" будет состоять из двух зеркальных половинок.

 

Руслан спасибо за ответ.

 

@Mir1953, Конечно, может быть что -то новое придумали для получения керамики, но пока используются два классических способа: Шликерное литье в пористые формы - делает Руслан и полусухое прессование, делаю я. Есть еще конечно и пластическая формовка, но для огнеупоров как то не применяется. Есть еще набивные массы, но нужно подобрать связку, обеспечивающую прочность изделия до хотя бы утильного обжига. Я тоже, как и Руслан не смог ничего путнего получить кроме классических способов. Если получится сделать пресс-форму из пластика под усилие порядка 10 мПа и более, то очень интересно.

 

Alarin, какую максимальную температуру Вам удалось зафиксировать?
Perelesnik, Ваше утверждение о вреде максимального утепления основано на практическом опыте? Ведь чем выше поднять температуру в рабочей зоне, чем быстрее пройдёт горение и тем максимально эффективно будет работать котел, тк меньше будут теплопотери через внешний периметр котла. Вы же сами говорите, что для регулировки мощности необходимо использовать только регулировку первички.

 

Alarin по поводу сухого прессования можно формовать листы-ПЛАСТИНЫ или "выкройки" из которых затем склеивать или составлять необходимую форму или деталь.
Например: лист металла затем "выкройка" из фанеры, а сверху опять лист металла весь этот пирог под пресс винтовой или "домкратный", дальше сушка обжиг распиловка.
Матрицу из стеклопластика для формовки сложнее, но сделать реально главное грамотно подобрать формовочную смесь.

 

@Degree, На опытной маломощной установке, на естественной тяге, без наддува и регулирования удалось достигнуть 840 градусов в райзере при горении продуктов пиролиза и 700 в топливнике при горении угля.

На самом деле рабочих зон в ракете две, это райзер и топливник. Понятно, что у них есть зависимость друг от друга. Эта зависимость уже была рассмотрена и подтверждена экспериментально. Обсуждение было перенесено в другую ветку, а именно
Твердотопливные котлы с топками типа "ракета". Принципы горения, построение узлов и элементов". Читать ее будет крайне муторно, много флуда, поэтому вкратце тезисами: В райзере потерь тепла быть не должно, кроме его устья. В устье отбор необходим, но в абсолютно определенном количестве и естественно зависит от конструкции агрегата. В топливнике температура нужна совершенно определенной величины и зависит от топлива, которое вы используете. Избыток тепла приводит к перегрузке по мощности и грязи в выхлопе.
Пы Сы. Если температуру заменить на количество тепла, т е градусы на джоули, то все встает на свои места, просто температурой проще оперировать, но при этом естественно понимая принцип работы ракеты, градусы в голове сами переходят в джоули и обратно, ведь между этими величинами только теплоемкость и время, а ваш опыт их автоматически учитывает.
@Mir1953, Я собственно так и делаю, получаю примитивы, а их уже склеиваю в нужные мне формы. Обжиг у меня идет быстро и пилить практически ничего не надо. Но без прессования и соответствующей подготовки сырья у меня ничего не получится. Правда это технология такая под такой передел. Описание технологии рассмотрено в ветке "Огнеупоры".