Твердотопливные котлы с топками типа "ракета". Принципы горения, построение узлов и элементов - 3

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

А что, химические реакции вызывающие расширения газов с выделением температуры, идущие до самого верха райзера. не надо учитывать ?

 

Нет. Только изменение плотности.

 

@Амангельды, Если увижу эту запись, значит удалось починить "интернет" В общем, длина ГК такая, чтобы разместить в нем весь функционал по подаче ВВ, смешению и формированию газ потока. Двигает газы в райзере разница температур низа - верха и соответственно условия горения, чтобы низ не "уехал" на верх.
@Оксфорд, Плотность газов меняется от их хим. состава в том числе. Да и измерять ее мы чем будем? Мы поэтому по старинке, по дилетантски температурой все обмерим...

 

Есть серьезная разница ,- идет горение в райзере или нет. Если горения в райзере нет (сгорело в топливнике или ГК) - это одно. А если горение начинается за ГО, идет в ГК и догорает в райзере (лучший вариант - в нижней 1\3 верт. части) ,то разряжение создается в два и более раз выше (субъективно - без анемометра ).
-У меня так. И потому стараюсь держать такие условия ,- легче управляется (разгон\торможение) ,чище факел в райзере (точнее его нет - "марево" и "линза"), дым при этом ничем не пахнет при любом топливе (резина,обувь,пластик).И кажется даже КПД агрегата выше (- субъективно, на уровне ощущений )

 

Ну вот, "чудесным" образом субъективные ощущения Павла совпали с предметом обсуждения движущей силы райзера сегодня по телефону с Амангельды. Т е практика всецело подтверждает теорию...или наоборот?
@_Reba_, Павел, а есть какие то "нехорошие моменты", которые мы может быть сейчас учтем? Не буду делать секретов, и может быть мы несколько опережаем и лошадь и телегу, но сейчас с Амангельды обсуждаем конструкцию, с дальнейшей ее реализации по автоматической загрузке топлива. очень хочется, чтобы все получилось как задумано и очень не хочется налететь на "подводные камни" в процессе практической реализации. Конечно, ракета такая конструкция, что ее не сложно переделать, но это все же время, да и демотивация может случиться в случае первой неудачи. Лучше сейчас подуть на холодное, семь раз отмерить и подумать стоит ли резать. У тебя Павел самый большой интуитивный опыт в создании агрегата. Уже целых 2 единицы боеготовой техники, причем собранной практически из подножных материалов.

 

@alarin, Очень важный момент - не должно быть никаких зависаний топлива. Даже "микро " ,- это когда возле ГО образуется небольшая полость, емкостью от стакана до литра (в моем конструктиве, точнее- двух).
При таком зависе вроде и колосник не оголяется, и сильного проскока нет, но в этой полости что-то происходит (сгорает) и райзеру достается бедная смесь состоящая в основном из СО (предполагаю по голубоватым всполохам в райзере).
Мощность при этом падает (меньше тяга - меньше расход газов) .Котел становится ленивым на разгон (и сброс мощности) ,- тупо игнорирует регулировки. В райзере светятся только "ботинок" (ГК) и первая вертикальная секция (из трех).- причем, подозреваю -термопара покажет Т в пределах нормы (нижнюю границу) ,а визуально ,- не то, на грани фола ...

Очень хорошо, когда светятся 2-2,5 секции. При чем это может (и должно, и стремлюсь) быть на любых мощностях, даже на 2,5-4 квт (примерно определено по расходу кг/в час топлива).Даже на таких малых мощностях можно держать райзер прогретый весь, нужно возиться с укладкой и подбором топлива.

Не однократно писал - ГО (возможно это относится к таким узким как у меня) должно быть плотно завалено углями. Приводил пример опыта,-как на картонке двигал закладку в печурке к порту и от него.
Сейчас для печурки сделал специальную мотыгу и перед добавлением топлива сдвигаю все угли к порту пытаясь его "засыпать" углями. Думаю ,- если бы Берг сделал так-же показатели были бы лучше чем просто закинуть дрова сверху.

Описанное касается только к моим отопителям, что, какие процессы происходят - х. з.
Как привязать отслеженное мной к другим конструктивам ...думайте сами.
Ситуация похожа на то что происходит в класичечкой ракете (из букваря) ,или на топку Померанцева, топливо буквально испаряется на углях, зольник пустой (унос...- не знаю)

Очень важна форма топливника перед ГО, в поих случаях и стремлениях ...Или идти по твоей Андрей схеме, где все это не важно и горит с таким же (по теплу и качеству) эфектом ..

 

@_Reba_, Да, зависание топлива вопрос особый, после твоего совета заполнять углем угольную яму, зависания топлива стали не столь существенными. Но этому моменту внимание особое. Задуман двухступенчатый колосник, либо наклонный, чтобы обеспечить под ГО уголь. Этот момент учтен...Может еще что-то не столь существенное, но влияющее отрицательно...?

 

@alarin, Андрей, момент не касающийся котлов с "сухим " топливником.
Одно интересное наблюдение - по шахте (топливник в водяной рубашке).
Сволочь - не греется ВООБЩЕ ! - по конструктиву у меня сейчас топливник отдельно от ТО. Воду берет в верхней 1/4 ТО, а выход вверху ТО. Вверху топливной рубашки установил термостат с авто на 70град. Он (термостат) еще ни разу не открылся ,- низ рубашки не касается слоя и тепла (конвективного ,в топливнике) тупо ,- нет. И, стенки липкие от дегтя на любом этапе, чуть подсыхают на угольной фазе. При том что, из верха топливника сделан "свисток ",- трубка, врезанная в ВВ (ВВ -точка максимального разряжения в конструкции котла, так получилось) ,пар высасывает в ГК.

Получается нужно компановать шахту и ТО так, чтобы ТО подогревал шахту ...- без насоса не реально ...
И получается, у шамота весьма не слабая теплопроводность внутри "тела" ,- "сухой" топливник передавал тепло от плитки к плитке до самого верха ,- чуть подсветки в угольной фазе и сажи след простыл ...

П. С.
Воздуховоды (вход) ПВ, ВВ обязательно нужно опускать ниже ГО, а лучше ,- вообще к полу. У меня ПВ-2 (выше слоя, по типу Тайменя) вниз не загнут и пытается дымить. Только после выхода на режим, когда начинаем поджимать ПВ уходит дымление.
В топливнике выше слоя ВСЕГДА повышенное давление, а в межсезонье, когда дымоход не хочет тянуть и из зольника замечательно выползает дым при растопке.

 

Об этом несколько лет назад писал Александр (топикстартер) .Он сжигал маленькую порцию дров, доводил ее до углей, измельчал кочергой, потом сдвигал к газ. окну вплотную и после этого делал основную закладку. И это, главное условие быстрого выхода на режим. Если все сделать правильно ,- нужно 5 мин и ракета загудела. Через 7-10 минут можно уже иметь раскаленную нижнюю часть райзера и полный дожиг, не смотря на сопротивления колпака (ТО) который заполняется по сути, холодным паром. И плевать какая Т в системе, райзере, топливнике и т. д. Если что-то зевануть, растопка может сорваться (думаю - из-за пара) растопка растягивается на 20-40 мин. ...

 

@_Reba_, Павел, еще один вопрос, а скорее даже мнение...

Это аналог ГК (горизонтального канала) конструкции Руслана. Синим цветом выделен сектор через который будет идти подача ВВ. Вопрос следующий. Как оптимально подать ВВ. В секторе насверлим дырок, сейчас их не видно...
Варианты:
1. Подать перед самой узкой частью, чтобы за ГО уже шел факел
2. Подача ВВ за ГО, в область разряжения, как это сделано у Берга
3. Сделать распределение ВВ скажем так:
3.1 80% ВВ до ГО, 20 % после
3.2 50%-50%
3.3 20%-80%
3.4 Иное соотношение...
Вопрос в общем то ко всем. У кого какое мнение. Если есть обоснование мнения (любое) то прошу тоже его показать.

 

@alarin, А как у вас работает ВВ с вертикальными направляющими в свете вашего вопроса и здесь уместно будет осветить и ПВ3, иначе их соотношения ? А так наверно только из практики подберутся оптимальные соотношения

 

Для этого давайте еще раз рассмотрим схему ГК (горизонтального канала)

Газы из топливника (ПГ) через окно ГО1 входят в ГК. Здесь установлены две направляющие пластины, которые с одной стороны поджимают ПГ, увеличивая его скорость за счет уменьшения сечения газового канала и образует ГО-2. В тылу этих направляющих пластин образуются два симметричных канала подводящих ВВ к срезу ГО-2. ВВ поступает в ГК по двум колодцам общим сечением около 18 кв. см, в свою очередь колодцы поднимаются от устройства, разделяющего ВВ на две равные части. Поступление ВВ происходит через полость в основной футеровке топливника.
Далее, перед входом в райзер установлены еще две, но уже подвижные пластины, которые образуют следующее, но уже изменяемое по сечению ГО-3. Помимо изменения сечения нетрудно увидеть, что еще изменяется и угол встречи ПГ и ВВ, а также угол входы в райзер уже ПГ+ВВ. В нижней части направляющих пластинан сделаны выступы которые устанавливают минимальное сечение ГО-3, не позволяя полностью перекрыть вход в райзер.
Как работает ВВ:
При полностью открытом ГО-3 движение ПГ, ускоренное пластинами ГО-2 втягивают ВВ. При этом из-за разной вязкости газов, обусловленных их температурой каждый из газов двигается по своей траектории имея пограничную зону в которой происходит взаимодействие ПГ и ВВ. Ну или зона воспламенения, если будет обеспечена необходимая температура. Наклон пластин направляющих разгоняет газы перед их входом в райзер, ну и меняется профиль газового потока. Что происходит в райзере видно из фото, недавно показанного в теме ракетный котел -2 или видюшек размещенных в этой теме ранее. К сожалению прямо сейчас ссылку или фото не предоставлю, из-за особенносте функционирования интернета с этой машины. Или в отдельном посте скину, если не найдете самостоятельно. Продолжение далее:

 

Продолжение:
Начинаем сводить направляющие ВВ и уменьшать ГО-3. ВВ направляется на встречу с ПГ под все более увеличивающимся углом. Зона горения по внутренней стороне ВВ в зоне контакта с ПГ увеличивается. Горячие продукты горения начинают поджимать канал ПГ, уменьшая его сечение, в тоже время ВВ по внешней стенки продолжает двигаться в сторону ГО-2, за счет ускорения продуктов горения в сторону райзера. Получившийся факел начинает быстро поднимать температуры низа райзера (Правильнее будет противолежащей ГО стенки райзера) В свою очередь стенка райзера передает тепло газам, которые не вступили в реакцию в ГК и инициирует их взаимодействие. Возникшее вторичное горение создает тягу, которая продолжает ускорять процесс в ГК. Лимитом пропуска газов в этом случае становится ГО-2, что собственно понятно из схемы ГК. Дальнейшее уменьшение пластин ГО полностью переводит горение в ГК. В райзер выходит лишь факел. Причем видно, что по мере сдвижения направляющих пластин будет меняться и соотношение ВВ и ПГ, Если в начале процесса втягивание ВВ обуславливалось скоростью ПГ, то теперь ВВ тянется скоростью истечения газов, уже продуктов горения. Теперь факел может иметь уже обогащение кислородом из ВВ, концентрация которого будет расти при уменьшении сечения ГО-3. Дальнейшее сведение пластин и уменьшение ГО-3 вызовет реверс движению газов, горение смещается в сторону ГО-2. Как только давление газов превысит давление ПГ со стороны топливника произойдет срыв факела и прекращение горения. Поэтому направляющие снабжены ограничителями.
Из пояснения к работе ГК видно, что если менять подачу ВВ в определенных пределах, то будут происходить события, аналогичные описанным. Таким образом можно выставить ГО-3 в некоторое начальное состояние, а управление горением проводить за счет управляемой подачи ВВ. Будет некоторое снижение эффективности за счет избытка воздуха, но зато есть возможность менять параметры котла простым способом, меняя просто обороты вентилятора наддува ВВ.
Все, вышеописанное было воспроизведено практически и полностью подтвердило все выше описанное. Отдельные отрицательные моменты такого решения я пока писать не буду. В этом посте просто просили объяснить работу ВВ. Моменты не страшные и поддающиеся лечению - ну например охлаждение райзера ВВ, который как бы не нужен, но его продолжает активно тянуть, а крантик на ВВ не предусмотрен (на самом деле есть шторка перекрывающая канал, т е момент частично подлечен). Ну про срыв горения уже писал, если переборщить с подачей ВВ, но это уже вообще легко решается и т д.
По поводу ПВ-3, он здесь никаким боком не вписывается. Единственно, это если ПВ -3 будет вытеснен из канала, то ПГ поступающий из топливника будет втянут в канал ВВ. Горения в нем не случится по причине резкого охлаждения ПГ, а там далее все сгорит... Но так сделано у меня, а до "стандарта конструкции" мы пока не добрались, хотя и активно работали над этим вопросом...

 

Добрался до другого Интернета
Вот фото того, видно из райзера: авторство видюшек не мое, но ГК построен по по рассматриваемой схеме и из того же материала.

Фото пытался выстроить в некоторой хронологии. Т е как первоначальное завихрение перепастает во вспышку... Правда "солнечного ветра" на фото не видно, он заметен только в движении. А по описанию это выглядит, как после вспышки образуется протуберанц, который быстро поднимается по райзеру.
Теперь касаемо поста, в котором спрашивал Павла, где лучше разместить ввод ВВ. На сколько мне известно, ввод сделан до ГО, что логично с классической точки зрения. Расширение ГО образует сопло, тоже практически классической конфигурвции со всеми вытекающими последствиями. Подачу ВВ в самое узкое место делал Павел, и наверно это не самое удачное решение, поэтому его не рассматриваем. А вот подача ВВ в область разряжения сделана у Берга. В нашем варианте ГК эта область лежит за ГО. В чем же разница? А она в количестве ВВ которое будет втягиваться за счет движения ПГ. В варианте классики ВВ мало, в варианте Берга его может быть много. Но вот смешение и горение будет проходить по разному. В классике -горения сразу за ГО, у Берга в райзере, поскольку в нем произойдет перемешивание. К Берга есть данные ГА, а в классике их нет, но нос вместо ГА говорит, что результат аналогичен. . А вот мы можем скомбинировать, подав ВВ сразу в два места в каком то соотношении. А теперь вопрос: Получим ли мы какое то преимущество от такой схемы? Ну из вышесказанного следует, что мы можем подрихтовать концентрацию ВВ, если где то смажем с его подачей. И еще, сразу подскажу, что вариант ГК сделанный из авторского материала можно будет легко перестроить. Т е сверлим дырки и там и здесь, а потом ненужные просто затыкаем каолиновой ватой. Разборность ГК или скажем верхняя свободно лежащая крышка это гарантирует. Правда надо будет учесть толщину футеровки, чтобы был доступ не через толщу кирпича. Это кстати касается и длины ГК. Его удлинение дает некоторое усложнение с воздуховодами, но и дает полный доступ к узлу подачи ВВ. Ну и не забываем, что до зоны подачи ВВ должна быть установлена термопара...

 

@alarin, Не простой вопрос насчет мнения где сверлить в чужем котле, под топливо о котором я ничего не знаю. Для меня уголь ,- это чистый углерод спресованный до состояния камня. Кроме донецкого антрацита я ничего в жизни не видел и 5 лет назад думал что все угли такие.

Мнение -сверлить верхнюю полусферу, чуть за самую нижнюю точку. Воздух будет ложиться на поток мелким "душем" .Это будет "запасная" вторичка для сильно газящего топлива.
Основная вторичка подается на 7см выше ГО прямо в слой топлива.
Слой горения топлива у меня как у шахтника ,- от колосника до верха ГО. Но с небольшими изменениями - горение стремится навстречу воздуху и слой чуть приподнимается над ГО. Такой же подъем замечен с противоположной стороны от ГО - там тоже несколько отверстий из тогоже канала.

Получается так - ПВ под колосник, 5см порожек, 3см ГО, 7см над ГО отверстия (над ГО и с противоположной)
Воздух над ГО заменяет ВВ (на 80-100%),а из этого же канала помогает ПВ (на 20-50%).
Теперь после выхода на режим рег. заслонок в мм, 0-5 (каналы воздуховодов 6х6см - сильно много)
Поддув над колосником улучшил св-ва слоя ,- меньше проскок ПВ и чуть меньше зависаний .(зависания - проблема топливника, чисто мой косяк ,- узкий бункер)

Каналом ВВ -1 (который планировался оновным, тот что к входу в ГК, как у Руслана) почти не пользуюсь. Воздуха через него втягивает (может ,если позволить) ОООЧЕНЬ много. Изредко, на мусоре\химии приоткрываю на 1-3мм (кручу болтик по пол-оборота)
Воздух над ГО (и он-же над колосником) ,действительно ,проталкиваясь между углей хорошо нейтрализует швель и дожигать нечего .(как и обещал Игорь)
И мне кажется, что и кол-во (теперь суммарное из двух каналов) ПВ теперь стало меньше ...но пока не факт.

Вот ответы Игоря на наши обсуждения которыми я руководствовался. И вот.
Все подтвердилось, все работает ,он был прав (для моего котла)- ему респект .