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

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@Кольчугин, Яж не от фанаря про завитушки ...были у меня завитушки, старался выпиливал ...
находились они в конце ГК ...- первый вариант, первого котла.(я тогда донки начитался)

А более-менее котел начал работать, когда прямо в тот ГК был уложен на фетр, ГК меньшего размера из плиток шамота 10мм толщиной ...(все было в теме№1 Руслана).
А вот когда еще и ГО выполненное из двух! кирпичей шамота 100х150х65мм заменил на полегче (сделал вкладыш фетр+тонкая плитка) котел вообще стал котлом.

Если хотите, могу во дворе поискать эти элементы, да и фотки возможно есть где-то ...

Вообще, про завитушки, это как воду жечь ,- переодически всплывает .

П. С.
На тему красного кирпича - здесь я вспоминал ...,- для очень многих случаев ,- красный лучше шамота. Но нужен печной-топочный ,а его сейчас ...только на развалинах старых домов.
Я в детстве жил в старом районе города, людей переселяли в новостройки, мы мальчишками лазили по развалинам. Я недавно вспомнил - первое что разбирали соседи = топку печи. Потом снимали двери, окна полы ... Я тогда не понимал, зачем людям грязные кирпичи, забирали именно те, 6-10 шт. Кирпичей огнеупорных, абсолютно любых в городе было валом - у заводов (металурги ,коксохим) тогда небыло заборов. Но кто-то понимал ценность .

 

Мужчины если вам не интересно в этой теме, то не мучайтесь, на форуме есть достаточно других тем, куда интереснее чем эта.
Если вы не дорожите собой и своим временем, то не мешайте .

 

Не будем рассматриватть слоевую топку в целом.
Возьмём самую простую ракетную печь, африканскую, на которой люди себе готовят еду. Заметьте не на дыму, а но отличном факеле.
Чудеса ? Нет строгое выполнение 10 правил Винярски.
Да, да. Единовремено горящие кончики шепочек, веток и прутиков, количество которых отработано ...временем ,как и диаметр топки (не положишь ни больше ни меньше) "дают " определенное количество газов, в определённых размеров райзер, подхватываемых омывающими, каждый горящий кончик, щепочки, веточки потоками воздуха, уходящих за поднимащимся, выталкиваемым столбом раскалённого воздуха в райзере.
Где же происходит смесеобразование? ...В месте встречи выхода газов из коллекторов с омывающими потоками воздуха, то есть непосредственно на поверхностях горящих (раскаленных) кончиков топлива, где собственно и есть все условия, особенно по выравниванию температур самих молекул топлива и окислителя. Там происходит их незабываемая ...встреча.
Признаюсь честно, мне совсем несложно это представить...потому что очень похоже, происходит смесеобразование при горении пеллет, когда между пеллетами проходит, омывающий их воздух ...А этот процесс вблизи я наблюдал уже очень много раз .

 

Что же нам дает знание того, как и где происходит смесеобразование в ракете?
Очень многое, хоть я и дал самое приближенное описание этого процесса, зная это вы уже не ошибетесь в своих последующих действиях по разработке или доработке своей ракеты.
По количеству топлива, можно запросто узнать количество воздуха в единицу времени, задать такт в соответствии с диаграммой Кирша, добившись самой оптимальной альфы и многое другое.

 

На этапе нагрева футеровки, да идет только слоевое горение по мини-каналам, между пеллетинами, кусочками угля, кончиками веток секвойи м баобаба, где по Вашему

Но как и во всех событиях ВСЕГДА присутствует и обратная сторона... Для оптимистичного начала горения газов антагонистом будет охлаждение воздухом частичек древесного угля (углерода), что мы и имеем счастье видеть наблюдая цветные пламёна... Хорошо если пламёна желтого или соломенно-желтого цвета, а то бывают и красные (кстати на Вашем видео с польским зубом или на многочисленных "шахтерских" видео, начиная с Холмовских)...
И вот же какая штука интересная происходит, мало того, что идет остужение воздухом, но ведь ещё идет огромная остужение ядра горения через излучение на стенки... Павел правильно говорит, что чем ниже инерционность (масса и площадь) и выше степень утепленности, тем быстрее ядро горения справляется, сначала с радиационными потерями, а затем и с переохлаждением коксового остатка...
Далее нюансы, сущая мелочь, на которую знатоки горения не удосуживаются обратить внимания... ЗОЛА!
Вот именно эта субстанция и вносит свои коррективы во все "красивые" теории, работающие в африканских J-ракетах из труб с помойки...

Я бы дополнил, что и горячий африканский воздух легче прогревается, но главное золы в щепочках довольно мало (особенно в щепочках сандалового дерева), да и благодаря скорости продувки в ГК этот мизер (золы) в основном легко уносится по тракту (ГК-райзер)...
Но вот факел! Почему он такой длинный? Что облизывает закопченный африканский котелок?
А длинный он потому, что резко изменились условия смесеобразования...
1) Возникли пламёна (горение газов в некоей оболочке)... Вроде есть газ внутри оболочки и есть кислород в смеси с азотом... Но... Возможность смешения ограничивается зоной контакта ГГ и кислорода воздуха... Кислород бьётся в эту оболочку, а пробиться удается далеко не всегда, только когда образуется трещинка в этой оболочке, которая и допускает долгожданную встречу ГГ с окислителем...
2) Радиационные потери сначала на нагрев металлолома, а затем рассеивание тепла стенками металла в атмосферу... В итоге греем то, что надо остужать (жаркий воздух Африки) и остужаем то, что надо бы поберечь (ядро горения)...
Вот и вытягивается факел на метр с хвостиком...
Про золу и шлаки пока не буду... И до них дойдет очередь...
Если не разбазаривать тепловую энергию, а собрать лучистую в теплоемкой футеровке, не допуская значительного рассеивания путем экранирования и утепления раскаленной футеровки, то необходимые для сохранения высокой реакционной способности участников реакций окисления температурные условия дадут замечательный результат... Факел из длинной змеи превратится в короткое прозрачное почти без цветное марево с очень высокой температурой, где за мгновения и сгорают ГГ...
Блин и кострюлю песочит не надо!

 

Есть ряд причин почему, факел в такой печи действительно присутсвует. Он есть там для нагрева казана с водой для приготовления еды, и греет он казан омывая собой дно кастрюли.
Сам лично в детстве зимой, убрав пару кругов на печи грубки ставил казан, наливал воду а мама, уже потом готвила вкусный борщ. Любил смотреть через щель как пламя от верхне горящего толива охватыыает дно казана.

Почему всё же пламя? А так называемого марева, не так просто достичь в слоевой топке.

 

Человек почему-то всегда укладывает в печь, в котёл много топлива ...Как результат, появляется диспропорция между поверхностью горящего топлива и количеством частиц приходящихся на единицу этой площади.
В настоящей ракете этого быть не может, потому что там согласно правилам Винярски, необходимо придерживаться оптимального соотношения между поверхностями единиц единовременного горящего топлива и количества возможных топливных молекул.
Если оно оптимально по воздуху. горение идет уже в микрогорелках единиц топлива.
А если нет?
Тогда появляется избыток частиц, а за ним избыток продуктов пиролиза.

 

Итак, если условие оптимального горения в слое нарушено, то на его выходе мы и получаем и тепло, и факел, и пламёна ,и частицы, и топливные молекулы.
Кроме того независимо от того горение оптимально или нет, всегда есть элементы уноса (пыль ,зола,пепел)

 

Надеюсь понятно, что одним тем что я привёл выше, оптимальности горения не достичь (марево), над этим и работают учёные теплотехники. На простом уровне достаточно пониманий оптимальности площадей, необходимых температур в слое (мы их рассматривать не будем) и подачи определенного количества воздуха.

 

Для закрепления материала, показываю как это выглядит в моем, котле, розжиг.
Горят кончики, расколотых и уложенных мною щепок

 

И один из моих некоторых экспериментов, так сказать на заре работ...удлинение пути пламени перед ГО (это специально для Андрея, он любит нечто похожее) за бортом +5С ,тяга -в норме

 

Пламя по обратной стороне доски стелется подымаясь из низа слоя, омывает её,и уходит в ГО. Доска длиной около 30 см лежит у выхода слоя. Наглядно видно ...что уходит в ГО и затем в ТО.

 

Гибель Помпеи.
Вот к чему приводит "правильно" сформированная ТВС (У меня ТТС, твердотопливная смесь)

И как в этом случае

ведет себя правильная футеровка

В итоге агрегат стоимостью более 100 000 руб, требует лишь незначительного ремонта (дверка от контакта с лавой) и замена одного нагревательного элемента (при попытке вырвать дверку, вся футеровка сместилась и сломала нагреватель. Он очень хрупкий)

 

Андрей, но ведь ничего страшного не произошло если мы освежили и уточнили для себя процесс формирования смеси.
Понятное дело, что вынос из слоя иногда всё же будет, это неизбежность поэтому...Мысль я думаю понятная

 

@Stann, Да нет, освежение всегда полезно. Я этой "зимой" тренировался подачей ВВ, долго и упорно. Менял 3 параметра: Температуру, скорость потока и соотношение ПГ с ВВ. Был бы ГА, хватило бы на целую статью, а так просто теперь знаю сколько, куда и когда...