Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Точно нет. Он или помрет в масле сразу или вообще качать эту жижу не будет. Речь идёт о шестеренчатом масляном насосе мопеда или скутера (до этого ставил жигулёвский, но он слишком много качает). Эти насосики пережевуют и грязное масло тоже (со стружкой, сажей, песочком и т. д.)

 

Это такой для двухтактника:

 

Или такого типа:

 

StarykovMih@
Второй предпочтительней, нежли первый...

 

Вот типа такой у меня и работал, размером со спичечный коробок (он влазил в горловину бочки)

 

Расскажу немного о "качелях" в котле.
Понимание "принципа качелей" является одним из основополагающих в общем понимании работы этой системы.

Расскажу о принципе образно, чтобы без излишних научных премудростей, и чтобы было всем понятно даже на интуитивном уровне.

Итак, у нас есть ракетная труба "райзер". Райзер тянет через себя газ (упустим влияние тяги дымохода, разность давлений в помещении и на улице, сечения последующих каналов...). Просто считаем, что райзер тянет в себя газ. И в данном случае нам интересно, сколько газа он в себя тянет. Упустим физику скоростей, динамического сопротивления, да и саму физическую тягу тоже. Достаточно того, что при низкой температуре он тянет меньше, при высокой - больше.
Выразим это "сколько тянет" в чем-то отвлеченном, например, в рублях.
То есть, при малой температуре райзер тянет на 1 рубль, при средней - на 10 рублей, а при высокой - на 20 рублей.

А тянет райзер у нас из двух источников - из канала первички и из канала вторички (если есть "третичка", то будет уже три источника). И здесь уже нам интересно, сколько каждый канал может дать. Вот здесь уже зависит от сопротивления. А сопротивление у нас зависит от того, через какие щели, каналы и отверстия воздуху приходится проходить до того, как он попадет в райзер. А еще и от того, как долог этот путь к райзеру.

"Воздухи" у нас идут через клапаны, по каналам... и самое сложное положение у нас с первичкой - она подается дальше от входа в райзер, ей приходится проходить через колосники, через угли, золу на колосниках, через само топливо...
Поэтому при одинаково открытых клапанах, при одинаковых сечениях каналов первичка способна дать гораздо меньше, чем вторичка. У вторички путь короткий - вот она прошла через канал, и сразу же попала в трубу.
Это тот же "принцип пылесоса", где трубка пылесоса - это райзер, пыль под самой трубкой - это вторичка, а пыль в нескольких сантиметрах от трубки - это первичка.

Следовательно, чтобы потянуло первичку, нужно ограничить вторичку. То есть, если райзер тянет на 10 рублей, то чтобы потянуло первички на 1-2 рубля, нужно чтобы вторички не смогло потянуть больше, чем на 8 рублей. Чтобы на входе в трубу возник "дефицит бюджета".
Ну и еще помним, что газирующий бункер тоже вставляет свои "5 копеек" в общий баланс. А может и рубль даже.

Но первичка у нас как-то на правах бедного родственника. Благо, что ее много и не нужно при работе котла в режиме... но при запуске именно первичка играет главную роль. И здесь важно понимать то, что я написал в самом начале:

"Холодный райзер тянет на 1 рубль".
Если мы дадим вторички на тот же рубль или больше, то первичка ну никак не попадает на праздник жизни. Разве что откроем дверцу зольника и продемонстрируем победу грубой силы над силами природы. Вот только победа эта будет очень не долгой - через несколько минут (да каких там минут? - секунд!) мы окончательно "простудим" райзер холодным воздухом из открытого зольника, и придется начинать все с самого начала.

Нам нужно очень бережно "вырастить" тягу в райзере, поднимая в нем температуру (о том, что так же бережно нужно прогреть и все остальные каналы вплоть до выхода из дымохода "в окружающий мир" тоже не сложно догадаться).

Наш новорожденный огнедышащий дракон еще мал и слаб, и его легко прихлопнуть тапком, а также вызвать смертельную болезнь простым сквозняком. Нужно дать дракону подрасти, набраться сил, вот тогда он эти тапки (и даже старые ботинки) кушает с отменным аппетитом.

А в самом начале, когда тяги на 1 рубль, а вторичка в еще холодном канале ("холодный" здесь - значит "не раскаленный до малинового свечения", то есть не в человеческом понимании "холодного", а в "драконовском" понимании), и эта вторичка дает на 5 рублей холодного воздуха, то ни о каком прогреве райзера, ни о каком увеличении тяги, ни о каком входе котла в режим речи быть не может.

Единственный способ управлять пропорцией первичного и вторичного воздуха - это иметь "дефицит бюджета" на входе в трубу. То есть, чтобы сумма первичного и вторичного воздуха была меньше, чем райзер способен в себя втянуть. Только тогда будет гарантированно тянуть из всех мест, откуда нужно тянуть.

Чем значительнее этот дефицит, тем стабильнее работает котел. Тем меньше он зависит от того, как там лежат дрова на колосниках, сколько там золы и угля, какая нынче погода на дворе и так далее.

Райзер "на 5 рублей" не потянет первичку, пока вторички больше, чем на 4 рубля. Да, что-то там будет тянуться... но очень непредсказуемо и крайне нестабильно.
Может быть и обратный случай - когда вторичка "поджата" настолько, что сопротивление для нее окажется выше, чем для первички. Тогда райзер "забьет" на вторичку и будет сосать чистую первичку.

Вот такие "качели".

Чистая арифметика. И когда райзер уже прогрет, и тянет "на 20 рублей", то особо нет проблем - тяги достанется и первичке, и вторичке, и еще большой запас останется - и на стабильность работы, и на дальнейшее увеличение мощности. Но когда тянет "на рубль", тут уже нужно считать копеечки на заслонках так, чтобы их сумма была хотя бы на 20 копеек меньше того рубля.

На самом запуске вторичку и вообще открывать не стоит - толку с нее никакого в это период. Вред один. Вторичка начнет внятно работать только с 450 градусов в райзере и выше. Но и первичку нужно "держать в натяге".

Поэтому от традиционной котловой автоматики при запуске котла толку нет - она просто держит заслонку открытой и ждет, пока вода прогреется. Ага, щас...
От того, что райзер на своих еще слабых силах будет гнать через себя избыток холодного воздуха, там ничего не нагреется. А тяга будет еще больше падать.

Главный капитал - именно тяга райзера. Мы можем долго и красиво рассуждать о том, какой баланс должен быть в подаче первички и вторички, но если не накопим этот капитал, то это будет все равно, как выбирать для своей фирмы офис в центре Москвы, имея пару рублей на банковском счету.

Да, хочется сразу и офис, и Лексус, и высокоприбыльный налаженный бизнес...
С нескольких рублей в кармане можно всё это достичь, если действовать постепенно, чтобы расходы не превышали доходы. А если пытаться действовать и жить "не по средствам", то добром это не закончится.

Драконы растут постепенно.

Благо, в случае котла это происходит за несколько часов. Но всё равно, постепенно.

 

Не единожды сравнивал процессы с розжигом сварочного электрода. От малой искры, которая уменьшает мегаомную проводимость обмазки электрода, тем самым увеличивая возможности другой искры, процесс идёт по нарастающей вплоть до поджига дуги, где испаряющаяся обмазка создаёт ионизирующий слой в дуговом промежутке и процесс уже сложно остановить. Если электрод сырой, то можно чиркать долго и упорно...

 

Как всегда просто и доступно. Теперь, когда всё разжёвано, можно подумать, как с этим бороться.
Для того, чтобы при запуске иметь дефицит "бюджета" в райзере может подойти дымосос (с управляемыми по температуре первички или дымгазов оборотами), запускаемый на старте... Другое дело, стоит ли его ставить, если он будет работать только 1 раз в году.
Или "зажать волю в кулак" и пойти на единоразовые танцы с бубнами.

 

Для тех, у кого имеется горизонтальный участок дымохода через стену на улицу, чтобы исключить дымоход-тормоз на этапе розжига, можно снять прочистную заслонку/крышку с улицы. Пущай так дымить. Понемногу дымоход прогреется, потом и вернуть эту крышку обратно.

 

Есть такое устройство, которое называется ГТД - газотурбинный двигатель. Работает практически на всех вертолетах, на многих самолетах, на танках, кораблях... даже на некоторых автомобилях.
ГТД конструкционно на порядок проще любого поршневого двигателя, имеет минимум движущихся частей, имеет минимальный износ и обладает большой долговечностью.
ГТД крайне неприхотлив к топливу, имеет более чистый "выхлоп", ему не нужна система охлаждения, он создает мало вибраций...
А главное - у ГТД очень высокая удельная мощность на единицу массы самого двигателя. То же можно сказать и о габаритных размерах.
В общем, очень много достоинств. Однако, есть и серьезные препятствия, из-за которых этот двигатель, к примеру, не так широко применяется в автомобилестроении. Например, нерациональность использования ГТД для получения мощности ниже 100 кВт (очень сложно получить пропорционально минимальные зазоры между лопатками и корпусом для ГТД таких маленьких размеров), высокие требования к применяемым в двигателе материалам, необходимость в более длительном прогреве при запуске, а также более сложная и энергоемкая процедура запуска в сравнении с поршневым мотором - при запуске нужно стартером разогнать турбину до 30'000 - 60'000 оборотов в минуту, чтобы появился "подпор" воздуха в камере сгорания.
Сам электрический стартер для ГТД - довольно крупная штуковина, и потребляет электроэнергии он тоже не мало. Нередко ставят промежуточный небольшой ГТД для запуска основной турбины, так как крутить электростартером большую турбину оказывается невозможно по ряду причин (например, нерационально в вертолете возить огромный стартер с медью и избыточный вес свинцовых аккумуляторов, предназначенных только для запуска двигателя).
Два вертолетных ГТД никогда не запускают одновременно, а только последовательно - просто силы аккумуляторов для этого не хватит, да и меди в проводах нужно очень много, чтобы такие токи пропускать. А всё это вес.
Да и при любой возможности стараются запускаться не от аккумуляторов, а от аэродромного питания.
Речи о том, чтобы запуститься, полетать 5 минут, заглушить, потом снова запуститься и полетать 5 минут... (типа "городского режима" эксплуатации автомобиля) просто не идет. Аккумуляторы физически не смогут возобновить заряд в таком режиме.

Может ли ГТД запуститься без стартера? Теоретически, может.

 

Причём, практически везде (кроме самолетов) он идет в модификации "турбовального" двигателя, где полезная работа отбирается со свободной турбины, не связанной с компрессором.
При старте сначала раскручивается турбина, которая жестко связана с компрессором, обеспечивается наддув камеры сгорания (при гораздо меньшей мощности). От свободной турбины при этом мощность не отбирается (чтобы не затыкать выхлоп двигателя)... И только после выхода "на режим" компрессора (в нашем случае - райзера) подключают отбор мощности от свободной турбины (теплообменник).
По идее неплохо должен помочь клапан вверху райзера перед теплообменником, который у Руслана когда-то назывался аварийным... Теперь, думаю, его можно назвать "стартовым".

 

Так вроде уже побороли, у меня нет этих проблем при помощи кулера от компьютера. Летом переберу еще верх дым трубы, может и кулер станет не нужен. Но при циклических топках он обеспечивает разогрев райзера минут за 10 и даже можно быстрее. При этом приемлемо жить по температуре ему вполне позволительно, несмотря на его пластиковое происхождение, да и стоимость его в случае чего..сами знаете. Может и пусть стоит себе, он не мешает если его соответственно расположить.
Малая теплоемкость футеровки как и замышлялось делает свое дело, это собственно основной параметр, позволяющий джоулям быстро переходить в градусы...

 

Проблемы, я так понимаю, не у старых ракетчиков, а у начинающих...
Старые уже тр@хались с этим и уже знают, что и как надо сделать, чтобы быстро пройти период прогрева и выйти на "крейсер"...
В связи с чем Руслану респект за постоянные возвраты к истокам.

 

Истоки несколько поменялись, мы то знаем как, а остальные не замечают, отсюда проблемы, что стремятся копировать вместе с недостатками конструкции. Опять же обходы этих недостатков есть и достаточно эффективны, чтобы не обращать на это внимание, но все напролом прут, а тут грабельки, которые без градусника не обойти к примеру.

 

Не всем же быть теплотехниками... Кое-кто пытается скопировать и чтобы было счастье.