Большая печка с двумя топками

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Мой развернутый ответ по этому недоразумению снесли, поэтому повторю: Девайс был построен, чтобы разобраться, как он работает, и так ли всё прекрасно, как о нем рассказывали. Так себе примочка на поверку. Смысл поста в том, что макеты без глины и норм трубы не макеты, а залипуха, и анализа там никого не может быть, потому что это залипуха.

 

Не беда, Ваш пост успел прочесть, это всё понятно. Эксперименты можно проводить на чем угодно, главное из итога правильно вычитать погрешности, в т. ч. и такие. Мне важно было увидеть воочию как оно все, что за рога и пр. Всё что мне было интересно - получил в том или ином виде. Апроксимировать на "герметичный вариант" в целом получилось. Это не то, что я ожидал увидеть. Да, там далеко не "все прекрасно как показывают в видосиках", есть нюансы, о которых возможно умалчивают и не случайно.
Это мне тоже понятно.

К примеру, такой вопрос как "форма порта" особенно в проходном сечении. разная форма работает несколько иначе.

 

Вы подаете в печь всегда требуемое количество кислорода? Сначала чуть-чуть, потом по возрастанию горящих полешек, в зависимости от разгорания и потом после сгорания замедляя также попеременно?

Неужели так сложно понять, что абсолютного процесса сгорания не существует? Всегда есть недожог, особенно, когда разгорается закладка при холодной топке/печи/трубе. То есть сажа после пламени есть всегда во всех печах. И черная ХК вообще не показатель низкого КПД.

Хотя я конечно понимаю, очень хочется ущипнуть Борисыча, да побольнее, а не за что, вот и придумывается лишь бы что

 

Присутствую на этом разделе форума уже практически пару лет. Пришел задолго "до" начала не то что стройки печи, а даже ее проектирования и выбора прототипа.

Вы там, промеж себя уже как-то оперделитесь что-ли .. то ли "любая печь дымит и коптит" (вас уже двое таких) и соответственно ожидать КПД от кирпичной печи выше 50-60% не стоит "по определению" (вашему), то ли "горит чисто, с КПД 90-91%" (тут таких не менее троих, называть никого не буду), "никакой сажи, не чистил года 3 как" (причем это один и тот же автор что и из первого варианту!), то ли "ракета гудит как надо, но .. буду переделывать" и в какой уже раз, есть и такие .. будет в ваших рядах хоть какое-то "согласие" или как лебедь раком щуку?

Подача в печь (котлы больше) на разных стадиях разного потока ПВ/ВВ, разные варианты регулировок и поддержания полноценного горения .. всё это есть в сети и уже давненько. Вы похоже просто отстали от жизни. но, да ИМЕННО ТАК и буду топить свой агрегат, подбирая режимы.
.. а иначе зачем я прыгаю вокруг этого экспериментального чуда-юда с теплопистолетом, суя его в разные стадии в разные дырки и наблюдая изменения процесса горения? Да ещё и с разным температурным режимом ..

 

При чем здесь личности (Борисыч или кто другой)?
Довольно давно выпущен на Западе документ(https://disk.yandex.ru/i/UC1dgD0bcMyP5A), в котором расписано практически всё что требуется для агрегатов подобного типа (обратите внимание на п. п. 102 и 103)... Вот хозяин темы и пытается создать агрегат в духе времени, а не по-старинке, как практикуется критиками, которые сами безнадежно отстали от времени и продолжают "топить" за якобы "проверенный годами"...
Стремиться надо к прогрессивному, а не цепляться за "древности"...

 

Кольчугин, езжайте на Запад. Там и пропагандируйте этот документ. Печи, разработанные еще при СССР инженерами, вполне отвечают своим задачам. Вот когда хозяин темы сделает агрегат

проведет на нем испытания, выскажет свое мнение, тогда и разговор можно будет продолжить о современности. Тем более, по количеству сжигаемых дров (а не резины), указанному ранее ТС, печь будет достаточно прожорлива.
И добавлю, прогрессивность, - не в усовершенствовании кирпичных печей, а в переходе на новые, доступные по цене, виды отоплений современных жилищ, в том числе, используя солнечную энергию, а не в отсутствии во многих деревнях даже в 21 веке газа.

 

21 век. Прогресс. Ога
Результат прогресса (=комфорта) массовое отупение, некомпетентность, лгбт и проч.
Бытовая печь это как велосипед. Его надо уметь делать. А не придумывать каракатиц для езды лёжа или еще как-нибудь.

 

Светлые головушки, просветите тёмных людей, как надо печки делать...покажите обкатанную свою, хоть одну. Хоть одну красивую, долговечную, удобную людям, функциональную...Где хыть один экземпляр ? Очень хочется взять на вооружение, и продолжать начатое гениальными современниками. Трескотня одна, пока что.

 

Вот когда напрыгаетесь вокруг своей печи, подавая то ПВ, то ВВ с постоянной их регулировкой, придете к минимуму беготни вокруг своей печи, тогда все "отсталые" печники и посмотрят на "прогресс" в печестроении. Возможно и на вооружение примут, как и сказал Карболка.

 

Есть два варианта не получить сажу в ХК с опускными каналами при дачном режиме - либо полная вторая закладка либо горение с приоткрытой ЗЛХ при первой топке до середины сгорания закладки - это из опыта эксплуатации.
Мне это всё-равно - я готовлю над подом мясо, рыбу без поддонов - сок течёт на под и в следующий раз сгорает жир.

 

Есть еще третий вариант. Сначала растапливаем в ХК. Килограмма полтора дров. А минут через 15 зажигаем основной топливник. Тогда сгорать летучие в ХК будут лучше. И температура поднимется больше. Да и печь на греется лучше.

 

Вернулся к сборке печи. Смотрю на подьемный канал и пытаюсь вспомнить как планировал его выводить на второй этаж .. засада. ни хрена не помню, а рисунков не делал.

 

Закончил воду в санузел, на выходных закрыл переход подъёмного канала в щиток. Итого, сию 30 рядов.

 

Перенесу в свою тему, может когда и опубликую остаток:

Ни тут, ни в отделенном флуде ответа на вопрос "А как правильно считать," так и не последовало. Перенесу сюда, тут уместнее:

"А как правильно? А правильно, как понимаю, это так чтобы теплонапряженность топки ВЫЧИСЛЯЛАСЬ в процессе проектирования из .. её геометрии и располагаемых напоров и самотяг. Ибо больше - не из чего. "

Единственно возможный путь, который вижу, это брать состав топлива, смотреть температуры и объемы выхода фракций ПГ, и пошагово, т. с. "от спички", смотреть как будет распространяться температура по топочному объему, его ограждению, нагревать далее закладку и как будет развиваться далее процесс розжига и горения... как-то так.

И так. Начальная фаза розжига "от спички". .. Первое, что придется принять - это способ укладки закладки и место розжига: сверху или снизу. Гореть начнет сильно по-разному. Очевидно казалось бы, но не учтено ни в одном "подгоночном" расчете "корифеев".

Принимаем: поджиг сверху, начальный костер между верхним слоем поленьев, размер полена "средний": сектор 90* (1/4) от диаметра 10-15см, т. е. оно термически толстое. Длина полена 50см, Площадь сечения в среднем 123см2. Средний вес около 1кг. Таких поленьев в ряду - 5шт, в высоту получим около 6 рядов. Вот, укладываем 2 по краям и между ними поверх предыдущего ряда разводим костерчик.

Сколько времени горения костра потребуется для нагрева ряда под ним и боковых поленьев до необходимых 300*С?
До какой температуры прогреется свод топки?
Какой толщиной прогреются поленья закладки?

Смотрим работу Асеева, Серков, Сивенков "Горение и пожарная безопасность", УДК 699.8:614.8+544+630*3.

Первая же попытка оценить начальный этап растопки упирается в отсутствие сводных данных по топливу, которое "дрова". Кстати по составу .. в разных работах приводится слегка разный хим. состав дров, даже одной и той же породы .. ок, давайте возьмем средние дданные, но они не поделены на целлюлозу, лигнин и пр. продукты пиролиза и не сортированы по температуре возгонки. отличия до 30%..
Как быть?

ПС Помнится про отличия в теплоемкости печных газов, доходящее тоже до 30% от Нагорского до современности, уже спрашивал .. тишина.
...
Пусть среднее полено (из выше) это сектор 1/4 от диаметра 12см, соответственно площадь его поверхности округлим до 0.1м2, и подделим пополам, поскольку греется только та половина (скорее даже треть) которая со стороны костерка.
От трети до половины .. 0.033 .. 0.05м2, в среднем 0,042м2. Таких поленьев 7, что дает площадь воспринимаемой поверхности в 0,294м2.
Т. е. лучистой и конвективной передачей тепла нам надо нагреть с 20 до 300* обьем в 0,003м3 толщиной в 1см и массой около 1.8кг.

Удельная теплоемкость полена с влажностью 20-25% в заданном диапазоне температур будет примерно 0.55 .. 0.75 ккал/кг* или в среднем по диапазону (лень интегрировать) 0.65, что дает нам Требуемый объем теплоты примерно = 0.65*1.8*280 = 328ккал.
Отсюда, грубо .. наш костерок должен выделить не менее чем вдвое больше тепла, около 700ккал за эти самые 3-5 минут первой фазы розжига, из которых около 370ккал уйдет "налево", т. е. на разогрев топки, в основном ее свода.

Тем же боком, посчитав что 3/4 этого тепла попало на свод, получим что шамотный свод с плотностью 1800кг/м3 и теплопроводностью для 25* в 0.85, с размерами 0.315х0.59х0.04 (вес = 13.4кГ) нагреется до 700*(3/4) / (0,85 * 13,4) + 20 = 66*С.

Вот на этом наш костерок свою работу закончит и выделение ПГ вступит в следующую фазу розжига.

Кстати, при низшей теплоте горения березы в 3300 ккал/кг, получаем что наш костерок должен быть из около 200-250гр березы с влажностью 20-25% .
Следствие2: 200-250гр березы должно сгореть за 3-5мин, что дает скорость горения около 1гр/сек.
...
На самом деле цифирьку в 700ккал стоит удвоить, поскольку нагрев поленьев идет в толстом слое, а не тонком, и тепла потребуется больше. Ну и вот если прикинуть уход тепла с ДГ мимо порта, то также надо сколько-то "добавить". Ну и скорость горения в 1гр/сек, не согласуется с работами по пожарной бесопасности, где указывается около 4гр/сек, на начальной стадии горения опытных образцов. но там подвод тепла существенно больше от 40квт/м2, наш костерок столько не выдаст.
Удвоив, получим лучшее согласование с экспериментами: скорость уже около 2гр/сек, что ближе к чисто костровым значениям, ну и есть откуда взять на "неучтенные потери".
...
Продолжаем.

Далее стоит определиться с трубой в начале растопки.
Имеем высоту трубы около 7м, примем температуру наружного воздуха 0*С (273К), внутри пусть будет 24*С (297К), что по упрощенной формуле, как только открываем задвижку на трубе имеем тягу в 7.1 паскаля и скорость воздуха около 2.25м/с за счет Архимеда. При сечении трубы в "кирпич" (ок. 340см2) получаем массовый расход в 0.076м3/с, что дает нам "продувку" нашего костерка в топке на скорости около 0.43м/сек и время горения в топке около 0.7сек. Маловато для извлечения полноты сгорания костерка, соответственно его объем стоит удвоить.
...
И так, к 4-й (в среднем) минуте розжига имеем:
1. Скорость движения ПВ и ПГ в топке около 0.43м/сек;
2. Площадь нагретой поверхности поленьев около 0.3м2. Если принять толщину прогрева как критерий "термически тонкая щепа" - 10мм, то получаем объем дров, из которых на этом этапе начинают выделяться ПГ: 0.003м3. На этом этапе, по сути это и есть "объем закладки".
3. В первую очередь выделяется гемицеллюлоза, которой у нас в березе от 26 до 33% <29> (Химия древесины и целлюлозы, 1978г) с низшней теплотой сгорания около 12.9 - 14.69 <13> кДж/г (Горение и пожарная опасность..)
Отсюда в начале горения закладки получим:
1. Массовая доля ПГ = 0.003м3 * 650 кг/м3 * 0.8 (вл.20%) * 0.295 (%) = 0.46кг,
2. Это дает нам около 13.7 * 460 = 6300 кдж теплоты сгорания.

Ясен пень, что часть этой теплоты будет греть закладку, часть лучисто уйдет на свод топки, и ещё часть улетит вместе с ДГ в порт.
...
Повторяем шаги, поделив выделяемую теплоту на три части (нагрев свода + нагрев закладки + уход с дымом):
1. Из 6300кДж (1505ккал) все тот же сектор в 180* нижней стороны будет греть дрова закладки, а верхний уйдет на лучистый нагрев свода и стенок топки выше закладки. Отсюда имеем: 500ккал / (0.85 * 13.4) + 66* = 110*С температура на внутренней поверхности свода.
2. Площадь нагрева закладки увеличится примерно на 40-50мм * 0.5м = 0,0225м2 и составит 0,294+0,0225 = 0,3165 м2, что для следующих 10мм даст обьемный вес закладки 0,3165 * 0.01 * 650 = 2кг. Соответственно, этот слой прогреется до температуры 500ккал / (0,65*2) +20* = 400*С.
3. По истечению 3-5 минут в топке будем иметь температуру около этих же 400*С, что нам даст тягу трубы высотой 7м около: 0,0342*101325 (па)*(1/273 - 1/473) = 35.6 па. (ок. 3.56 мм. вд. ст.) со средней температурой ДГ в трубе 200*С и плотностью 0.748кг/м3. И, соответственно скорость движения в трубе в районе: v^2 = 4F/(L*H*p*g), около 5,5м/с, а в топке соответственно получим разгон до 1м/с.
4. Время горения ПГ в верхней части топки сократится соответственно до 0.3с, что уже совсем откровенно мало для полноценного сжигания.
5. Пропускная способность тракта при этом подрастет до 0,187м3/с.

Здесь сделано ступенчатое предположение о том, что закладка прогревается "послойно" .. понятно что это не так, но даже в этом варианте полученная температура достаточна, чтобы в верхнем слое началось активное разложение лигнина, а второй слой начал разлагать как гемицеллюлозу, так и лигнин.

P. S. Как следствие:
1. поддувальную дверку на 3-5 минуте старта стоит прикрыть, создавая тем самым дополнительное трение и снижая скорости потоков, улучшая качество сжигания.
2. дифференцируя графики горения (хоть от Шевякова, хоть иные) получим что второй этап розжига продлится не больше 1-2 минут в этой геометрии и способе розжига, и далее закладка выйдет на штатный режим постепенного роста и набора температуры в топке с примерно одной скоростью.

Т. е. через 6-8минут "от спички" будем иметь некий относительно стабильный процесс набора параметров.

P. P. S. Как альтернативное решение, можно частично перекрывать ЗЛХ. Это не приведет к уменьшению количества поступаемого ПВ в топку, но также создаст дополнительное трение, а заодно уменьшит сечение трубы на начальном этапе.
Ну и ещё, отсюда наглядно, кмк, видно что улучшить качество горения на начальном этапе можно .. подавая подогретый ВВ в порт. Только вот греть его нечем. как вариант электро-ТЭН в канал ВВ? Надо-то всего каких-то 150*С.
...
пока хватит.

 

@Arhat109, Хороший анализ, но по моему в нем есть существенная неточность. Закон Архимеда применим к стационарной системе с неизменными ТД параметрами. А их как раз в начале протопки не будет. Часть ДТ, при открытии задвижки холодная, значит тепло пойдет на теплообмен со стенками+совершение работы по выталкиванию холодного воздуха. В первые минуты этот процесс даст существенное уменьшение расхода газа, что в свою очередь скажется на раздувке костерка. Второй момент, что сам костерок меняет количество газов. Т е на выходе из системы газов больше, чем на входе. Этот процесс еще больше замедляет тягу, тем более, что к ДТ присоединяется теплоемкость газового тракта. И это при условии, что вектор приложения силы Архимеда будет направлен в нужную сторону, а не в обратную (так называемая газовая пробка в ДТ).
Поэтому стоит рассмотреть несколько сценариев развития процессов от спички в том числе и сценарий принудительного запуска ДТ. Возможно для этого будет необходим дополнительный конструктивный элемент.
ПС И в дальнейшем изменение количества вещества и теплоемкость будут давать постоянное отклонение от гидравлической модели движения газов...