Современная печь... Какой она должна быть?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

теперь осталось гильдии печниковвоплотить от теории в практикуили спонсора-заказчика чтоб не затратно в одни руки...а почему бы нетпромеры t* по факту еще ...пока сомневающийся https://ok.ru/video/1790249798384

 

Всё прекрасно, НО! А вот с резкой кирпича на фрагменты Г-образной формы (НЕ СОГЛАСЕН) .Дьявол кроется в деталях. От температурных нагрузок развалится. Тем более с отверстием внутри. Если это рассмотреть в симуляторе по керамическим изделиям -то фиаско. Да и собственные конструктивы тоже развалил у себя в простой печке для бани. Формы даже по проще были. Андрею показал обломки и пришли к выводу о насыщении шамота железом (или преобразованием). Хорошо сами жижу (альтофос) изготовляем. Поэтому ремонт был не сложным и быстрым. А в целом по ТВОЕМУ конструктиву только ЗА.

 

Гильдия как обычно против...
Арчибасов строит печи с топкой ПГПО (сегментная) более 10лет, но... Печники сначала напирали на недостаточную прочность стенки (типа развалится от неаккуратного обращения), а потом обиделись на слишком высокий КПД... Если у Арчибасова печи кушают вдвое (трое) меньше чем у них, так сразу же можно сделать вывод (ужасный для них) о реальном (для их изделий) КПД...
Потому на "печных" форумах" темы по сегментной топке предали анафеме...
Правда помимо Арчибасова к этой же схеме пришли ещё несколько человек... Например Вован Е из Литвы со своей ученицей Бессоновой из Екатеринбурга... Кстати Бессонова заказывала (по спецзаказу) под эти топки прочистные дверки с регулятором воздуха... Значит печей будет не одна...

 

Ну .. что-то подобное и у меня в основной топке, только попроще.

 

Сеня, там температуры не критичные... Точно не 1200*С как пишет Арчибасов... Доступ воздуха в топку идет снаружи внутрь, что есть охладитель как стенки, так и топки... Кирпич используется Арчибасовым корундовый...
Стальной каркас необходим как средство увеличивающее механическую прочность и сводящее к минимуму количество кладочных швов... Отверстия должны быть большего диаметра, чем каркасные стержни... т. е. конструкция должна дышать после термического воздействия...
Спецматериалы для сегментов топки только приветствуются...
В авторском варианте (корунд) сегменты живут не плохо... Во многом из-за невысокой дельты температур на внутренней и внешней поверхностях сегментов...
Ну а Бессонова (с Вованом Е) корундом не заморачиваются... У них шамот... Правда результатов и отзывов на их изделия мне не попадалось...

 

тут все решают теплосмены, при частых будет трещать, на высоких температурах у меня в зоне горелки делает пористым, приходится перед сезоном обеспыливать и грунтовать мастикой, как по мненужен удобный доступ к этому месту (ревизия-замена)...высоко топка от пола (холод будет),печь под потолок в одноэтажном (перебор), нужна универсальность, затопил -сразу пошло тепло (плита-теплообменник), протопил-заработала масса от кирпича, есть еще нюансы но это на свое хозяйское усмотрение

 

При ПМЖ и ежедневных протопках не происходит критического охлаждения стенок топки... Как правило при натопе на начало следующей протопки стенки ещё прилично горячие (от 250 до 350*С)... Потому полноценной теплосмены не получается даже воздушной (не говоря о водяной)...

 

Вообще, говоря: "Поговорим", я надеялся услышать мнения по горению в довольно необычной топке...
Топка действительно не обычная... Нет традиционных хайла и перевалов в верхней части дожиговой камеры, что заставляет гореть дрова не так, как все мы привыкли...
В данной конструкции приходится считаться не только с воздухом для горения (подового или колосникового), но и с балластирующими газами и обратится к таким терминам как ВПВ (верхний предел воспламенения) и НПВ (нижний предел воспламенения)...
Наверное стоит обратится к первоисточнику (ступенчатая ОП 4х4 с топкой ПГПО
https://zodiak-tver.narod.ru/photoalbum-34.html

https://disk.yandex.ru/i/BUiAc256dlJWWw
https://disk.yandex.ru/i/q45gtYAsoiI60Q
https://disk.yandex.ru/i/9UkU0i4SacwdXw
https://disk.yandex.ru/i/uzm98bH3nucc-g
https://disk.yandex.ru/i/p1WJqk4Pc1Dl6Q
https://disk.yandex.ru/i/g1Y7KEc3YnxIRw
https://disk.yandex.ru/i/gKY1tH1fjQoYDQ
https://disk.yandex.ru/i/EoBZfyzhWP9JKA
https://disk.yandex.ru/i/kwikDl4nh0D8bQ
https://disk.yandex.ru/i/6dbM-wF5G0CuIw
https://disk.yandex.ru/i/8pqrXhDCG9jb9Q
3Д - модель: https://disk.yandex.ru/d/crMAR_CTsb8efg

 

Непонятна ребристость стенок топки, но вот в тех, где есть горизонтальная подача ВВ в топку, можно наблюдать подобное явление как у меня:

Боковые подачи на разной высоте закручивают пламена при определенной дозировке в спираль, увеличивая тем самым время нахождения ПГ в зоне горения. У меня больше чем на секунду как насчитал. Сегодня удалось добиться устойчивого явления и даже оценить время нахождения пламен внутри топки - не менее 3секунд. Плюсом в Камере Дожига.

По Камере Дожига: нужна подача горячего ВВ, шамотные стенки камеры - очень плохой материал. Остывают быстро при отсутсвии горящего ПГ внутри. Приходится поднимать пламена и через секунд 30 прикрывать поддувальную дверцу чтобы увеличенным выходом снова подогреть шамот. Сегодня удалось добиться устойчивого и полноценного дожига (ракетный режим) минут на 10 горения в середине, ближе к концу активной фазы не смотря на уличный ветер до 16м/с. гудело как хороший дизель большой фуры, ровно так ..

 

https://disk.yandex.ru/i/tyGqoBebtHHHWw (для слабовидящих или если маленький монитор)
В самой топке (в режиме) в силу недостатка воздуха и избытка продуктов горения, собственно пламенного горения практически нет... Происходит медленное горение древесины с термолизом (практически без образования пламен)...
Пламена (сполохи) возникают в камере дожига с верха и до низа (если выход из камеры дожига снизу)... Пиролизное (дожиговое) горение...
Таким образом горение в разных объёмах (камерах) идёт по разному... Камера сжигания по-сути превращается в пиролизную реторту и основное пламенное горение идет в камере дожига колпакового типа с выходом в нижней части колпака...
Напомню концентрационные пределы воспламенения основных ГГ:

Ребристость позволяет воздуху лучше проникать к топливу (древесине) и немного увеличивает пространство для горения в самом топливнике (камере сжигания по-Арчибасову)...

 

Подробнее об авторской конструкции сегментной топки... Точнее о горении...
Горение в самом топливнике (это точнее отражает суть сегментной реторты) идет с довольно низкими скоростями... В сегментах топливника газы одновременно двигаются как на вход, так и на выход...
На выход в верхней части, т. к. по физике горячее вверх, освобождая низ для доступа более холодного (не только воздуха, но и продуктов горения)... С ростом температуры скорости данных процессов возрастают, что сказывается на интенсивности расходования дров... Вернее их трансформации в газовую и коксовую составляющие...

По окончании активного выхода пирогазов, прокачка смеси воздуха с продуктами горения (СО2 и Н2О) помогает в переводе твердого топлива (кокса) в горючие газы СО, Н2, СН4...
Правда 1200*С (о которых заявляет автор конструкции) не возможно в такой конструкции в принципе...
Но тепловыделение идет не менее заявленных им 4-5 часов от совершенно небольшой (7-9кг) закладки...
Хорошо это или плохо?
Для усвоения тепла кирпичом, для сохранности кирпича, лучше, когда процесс теплопередачи растянут во времени... Да и для готовки в таком устройстве:

тоже лучше...
Можно ли поднять градус реакций как в топливнике (реторте), так и в камере газового горения-дожига?
Думаю что да... Особенно если вспомнить сначала И. В. Кузнецова,

Сухой шов позволит раньше выводить отработанные продукты и снизить их содержание в реакционных зонах...

 

https://disk.yandex.ru/d/3Lf2XoxQDolMxA - 3D модель
Разрезы:
1. спереди последовательно:
https://disk.yandex.ru/i/hVj1aW2nXK1Qwg
https://disk.yandex.ru/i/eRyjNuiJKdYc0w
https://disk.yandex.ru/i/JYmzgFtbtnF4cQ
https://disk.yandex.ru/i/pKehP5O2XI_yGA
https://disk.yandex.ru/i/Lv0UcT2AIPM06Q
https://disk.yandex.ru/i/AqKKyB4Nt4TloA
2. Сзади:
https://disk.yandex.ru/i/Zrbh6wh-gHTiGQ
https://disk.yandex.ru/i/Jc1CxIItJyG31g
https://disk.yandex.ru/i/1UHYlM19SGol-Q
3. С боку (с\слева):
https://disk.yandex.ru/i/8mEVeZpjTzVxKA
https://disk.yandex.ru/i/tBsxYwE1bqOHWw
https://disk.yandex.ru/i/lWyUmj9uZWrMAQ
https://disk.yandex.ru/i/Sbxz9sh43kdy-g
https://disk.yandex.ru/i/DI-99jpfCGdw0Q
https://disk.yandex.ru/i/TZzCA-Piw2or3w
4. Снизу-вверх:
https://disk.yandex.ru/i/_Yt5Zdp5Uu0dSA
https://disk.yandex.ru/i/KPtHQs4lVe3nuA
https://disk.yandex.ru/i/Rhe6YBX74OPlAw
https://disk.yandex.ru/i/N6EAVCB-oCm-NQ
https://disk.yandex.ru/i/6AVVuIMreIv_dA
https://disk.yandex.ru/i/N5Ui2MCwSpLnig
https://disk.yandex.ru/i/ixX-5T4wpyOBFA
https://disk.yandex.ru/i/Rfjtm12HN4eCww
https://disk.yandex.ru/i/YEbIBNabHwZksA
https://disk.yandex.ru/i/5nwhI9nE433Yog
https://disk.yandex.ru/i/XXgyNHAmipcbhQ
https://disk.yandex.ru/i/ln-Yhg-VUVVw3Q
https://disk.yandex.ru/i/n3reoh-NVM7YXg
https://disk.yandex.ru/i/xFHwbQgvbL2Cyg
5. Внешний вид:
https://disk.yandex.ru/i/B3LE1MAccUPlNw
https://disk.yandex.ru/i/9w2IphHCH9pLwg
https://disk.yandex.ru/i/7g8hQBJ-62VLRw

 

Ну и как наиболее кардинальное решение проблемы:
вместо сухих швов (по-Кузнецову) и нижних окон для выхода отработки, введем три порта (по Бергу) с горением не только в камере II, но главным образом в трёх райзерах:
https://disk.yandex.ru/d/r58iUjizvK0mgg - 3D модель
Разрезы:
1. сбоку (справа):
https://disk.yandex.ru/i/W4Qdlcf3zcXNEg
https://disk.yandex.ru/i/YI3MbFYis__pbg
https://disk.yandex.ru/i/to_sZpTsluW4jQ
https://disk.yandex.ru/i/CPq8bDhVw2LgCQ
https://disk.yandex.ru/i/Q-W88buHzba7QQ
https://disk.yandex.ru/i/A0MRXGVn6DZovw
https://disk.yandex.ru/i/qsjj2FVtKPzO4Q
https://disk.yandex.ru/i/FesWicx8lSEL0A
https://disk.yandex.ru/i/fQ_-Nnmv-AQAZA
https://disk.yandex.ru/i/HnD5uGt-VDbcEQ
2. Спереди:
https://disk.yandex.ru/i/f2NBjIJ-P0TJJg
https://disk.yandex.ru/i/WJWm0vHcntrqSQ
https://disk.yandex.ru/i/Q1ZDJZeRN6CW8g
https://disk.yandex.ru/i/PMsyhfl3XAydTQ
https://disk.yandex.ru/i/ltM3D4z9YthBDw
3. Сзади:
https://disk.yandex.ru/i/MZjgR-Cmj4p7dw
https://disk.yandex.ru/i/7JdMm5jbskvsBw
https://disk.yandex.ru/i/KoUsNkJOCemM4g
https://disk.yandex.ru/i/ib186txYGxJNTw
4. Сверху-вниз:
https://disk.yandex.ru/i/bg6eTsUGFi0m2g
https://disk.yandex.ru/i/2rMAE3lqrBjy1Q
https://disk.yandex.ru/i/I7duP44EaleKRQ
https://disk.yandex.ru/i/ojsXL728bB2y9g
https://disk.yandex.ru/i/v5RC6oWfCBxWEA
https://disk.yandex.ru/i/uj64NwkdfayVAA
https://disk.yandex.ru/i/HQY2wX75MVYFEA
https://disk.yandex.ru/i/j5VJ7-2ZACDdLw
https://disk.yandex.ru/i/rIrTh2HsvdU7QA
5. Снизу-вверх:
https://disk.yandex.ru/i/1tzYbzr_D6u1HA
https://disk.yandex.ru/i/1xluCHfutuU6NQ
https://disk.yandex.ru/i/UnlOCBjAsP7CtQ
https://disk.yandex.ru/i/jnBOZMHb0p8Z3g
https://disk.yandex.ru/i/Y0WtlyoN0L6auA
https://disk.yandex.ru/i/tXQva8IqhpDScQ
https://disk.yandex.ru/i/Ylm82NLdujtJvw
6. Интерфейс:
https://disk.yandex.ru/i/mFVi8wLMmTM3eQ
https://disk.yandex.ru/i/wd5KB_raiP8rhA
https://disk.yandex.ru/i/-bSE80M39SmJ1Q
https://disk.yandex.ru/i/ZbgRZd3vQWe5gg
https://disk.yandex.ru/i/wFNHSruDWceQgg

 

Спасибо за картинки и детальное описание сегментной (дырявой) топки. К сожалению, мои опыты по разнообразному сжиганию разнообъемных закладок в моей конструкции с подачей воздуха в разные части наглядно показывает что теплоемкость шамотной футеровки много выше расчетной, и даже в прогретой топке, после того как на стенке выгорела сажа, хорошо наблюдается как струйка пламени касаясь стенки топки гаснет и далее к хайлу поднимается уже струйка дыма, практически не загораясь повторно.
Ну и второе: для того чтобы дрова горели медленно, топка должна быть холодной. Тогда выделение пирогазов идет постепенно по мере прогревания дров. В противном случае, наступает единовременное выделение летучих и к примеру моя топка, с её шестикратным превышением альфа (!), задыхается все равно, пусть на какие-то 10-15 минут, но это есть.
Задушить горение мне тоже уже удалось: интенсивное выделение ПГ приводит к росту давления в топке, КД и если оно не герметично, то прет во все щели вокруг дверей "мама не горюй" проветривали после эксперимента наверное часа 4. жуть просто. То есть, без полной герметизации топки, получить в ней ослабление пиролиза при температурах самой топки выше 350-400* как понимаю - не реально в бытовом исполнении. Давление в топке становится выше атмосферного и прет даже из поддувала. И это при моей трубе в 7.5 метров и сечении в кирпич 260х130.
Сухой шов. Он у меня есть, 1см. Работает, от стекла дверцы горение отжимается, но не сильно, но и только. Как средство не лизать стекло дверцы пламенем - вполне пригодно. Большей пользы от него, как понимаю нет.
Довозврат остывших и не сгоревших ПГ в топку и их повторный дожиг .. хз (хотелось бы знать) но попадание таких струек дыма, остывших у стенки топки в хайло, и замес с тем воздухом что там есть производит их поджиг только в очень горячей КД .. от 600*. Возможно при небольшом объеме закладок у меня шамот КД успевает отдавать тепло раньше чем его получает от дожига и из топки от сгоревших ПГ в ней .. хз, разбираюсь ещё с этим вопросом. Но "эффект дожига остывших ПГ" не наблюдается или наблюдается только в раскаленной КД.
Что при этом пока не понятно, так куда девается тепло из КД? Топил в пятницу, грел КД предварительно, закладка 22 + 5кг подброса через полчаса .. Шамот КД разогрелся до 800* судя по картинке. прошло около 40минут от начала горения в топке .. и? кирпичная стенка за КД .. не превышала 50*, даже меньше 40 скорее всего: ладошой ощущается теплота стенки, но не обжигает ни разу. Держать можно ..
Если теплопередача шамота на кирпич, то за полтора часа от начала разогрева КД кирпич должен стать уже горячим! .. куда уходит это тепло? хз. но ведь уходит и достаточно шустро.

В общем, шамот ведет себя не совсем так, как это получается из формул и данных о его теплопроводности и теплоемкости. всасывает он в себя походу больше или я тут где-то ошибся. Скорее всего, не учел рост его теплоемкости с ростом температуры нагрева. Но! К описанной Вами топке всё вышесказанное относится ровно точно также .. шамотное ядро, внешняя кирпичная футеровка сожрут тепло и много. Закладки 7-9кг .. ниочем "слону дробина".. разве что на горячую, с предварительным натопом и поддержанием +300 в ядре топки. Не ниже.

 

Так в печи натоп это основа основ... Кирпич, хоть красный, хоть шамотный долго нагревается, но затем долго остывает... Разовая протопка 7-9кг предназначена для покрывания ежедневных теплопотерь помещения... Для натопа, как и для прогрева инерционного (кирпич, бетон в утеплителе) дома дров надо много больше чем разовая закладка...

В топку в качестве продуктов горения (СО2 и Н2О) попадает и хим. недожог (СО, СnHm и прочее), но он скорее всего не сгорает не от того что холодный, а от того, что концентрация воздуха недостаточно для воспламенения НКПВ... Правда в сравнении с продуктами горения доля хим. недожога довольно мала... Роль раскаленных углей применительно к хим. недожогу - подогрев... Роль углей применительно к продуктам горения - уменьшения забалластированности воздуха путем превращения негорючих элементов (СО2 и Н2О) в горючие (СО и Н2)...

В авторском варианте (без сухого шва или райзеров) вполне достаточно верхнего розжига...
Напомню: "Дровами заполняется весь объём камеры сжигания, по возможности наиболее плотно. ТВР, установленные в камере дожигания, и дверка зольной камеры закрыты. Растопка (мелкая щепа, бумага) укладывается сверху дровяной закладки, где и производится розжиг. Через 10…15мин. (достигается устойчивое горение в топке) закрывается топочная дверка, а ТВР камеры дожигания открываются (выдвигаются их регулировочные задвижки). Процесс горения в топке длится 4,5…5часов. Сжигание такого количества дров в обычной печи пламенного горения происходит за 1…1,5часа."
В моём варианте с райзерами, порты отсекут любой перегруз и перемешают (турбулизируют) ПГ с воздухом... Причем горение пойдет в пространстве из вермикулитобетона
теплопроводность которого на порядок ниже...

С ростом давления можно довольно просто бороться путем либо уменьшения сопротивления каналов конвективки (приближение к прямотоку), либо самотягой райзера (два дымососа слева и справа от топливника) в ракетном варианте...
Авторский вариант работает под стабильным разряжением в камерах термолиза и горения...

Вариация с сухим швом уменьшает сопротивление камеры горения и помогает поднять температуру в камере горения-дожига путем более быстрого отвода продуктов горения и просто всего того что холоднее в т. ч. и воздуха с растягиванием горения не только в камере горения-дожига, но и в подъёмном канале в задней части печи...
Почему я привёл вариацию с сухим швом? Просто как промежуточный этап в трансформации от авторского варианта к своему "ракетному"...
Вариант с сухим швом является не улучшением авторского варианта, а его ухудшением...