Современная печь... Какой она должна быть?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Володь, сам себя же и подтверждаешь (ранее сказанное). И на счет шамота тоже ранее много об этом говорили. А уж сколько материала и времени на опыты я загубил за 7 лет познавания процессов горения -аж жуть.

 

Здесь не правильно. Топка должна уметь удерживать постоянную температуру = количеству выделяемых пирогазов. Надо больше ПГ, поднимаем градус, меньше уменьшаем. Т е топка должна быть управляемой, а первый и злейший враг управляемости- теплоемкость.
ПС Метод стабилизации температуры известен и отработан практически (опять же чисто по науке)- принцип аппарата Киппа. Горячий газ, собравшийся под сводом начинает вытеснять воздух из зоны химической реакции. Чем больше газа, тем меньше воздуха участвует в горении и тем ниже температура и следовательно меньше выделения ПГ. Имеем точку равновесия между Т и V, (опять же по науке где T1V2=T2V1). Есть минус - вытеснение воздуха происходит, когда давление становится атмосферным, т е топка работает под давлением...

 

Мне кажется, что нужно ещё учесть всасывающее действие райзера или дымохода
в результате будем иметь топку под итоговым разряжением...
Вот и Арчибасов утверждает что его печь работает под разряжением, даже не смотря на отсутствие райзера и наличии сопротивлений в дымооборотах...
Есть ещё один момент, мешающий росту давления в его камере горения-дожига... Это сами горячие газы, которые стоят в верхней части колпака... Если в верхней части возникло сопротивление движению вверх, то логично что газы будут искать иной, более легкий путь... А что может быть более легким, чем движение в сторону разряжения?
Особенно для остывающих (отдающих тепло стенке и холодным собратьям) молекул СО2? Имеющий самый большой атомарный вес...
К тому же имеет место и подсасывающее действие топки, где горячие газы выходят вверх, освобождая место для холодных и тяжелых...

 

@Кольчугин, Работу по выходу газа все же следует смотреть по циклу Карно, а дымовую трубу как нагрузку. Тогда получается совсем другая картина. В котле принцип реализуется легко (условно) в печи сложнее, но двигаться надо в том же направлении. Тогда тяга возникает в месте, зде у нас развивается самая высокая температура (райзер) и в холодильнике, где тепло надо усиленно отбирать. Правда с холодильником все же на практике тяга не развивается, а он все же больше работает как сопротивление. А дымовой трубе стоит задача только удалить нужный объем продуктов сгорания. Причем ДТ может даже мешать холодильнику.

 

Вот в том-то и дело, что шамотная топка, да и любая кирпичная - теплоемки, а уменьшение подачи воздуха - да, душит горение, но .. не выделение пирогазов! И давление в такой топке становится повышенным. То есть, по факту - куча дыма, который прет изо всех щелей в помещение.

Ну ок, можно сделать топку малоинерционной, керамика, пр. теплоизоляционные материалы, но чтобы она стала управляемой, она ещё должна быть и герметичной. я про этот аспект топок.

 

Андрей, я рассматриваю в первую очередь вот такую схему:

В ней дымоход не может быть нагрузкой... Он полноценный мотор...
Благодаря ему возможна конвекция в камере сгорания (II)...
В камере сгорания образуются как восходящие, так и нисходящие потоки...
По зонам горения (сполохами)... С прогревом стенок камеры, зона сполохового горения опускается, по такой схеме:

 

Вдогонку...
+ - зоны локального давления
- - зоны локального разряжения

 

Ну то есть там где от 400 и ниже сполоховое горение уже просто коптит, и греть кирпичи там нечем, судя по моим опытам.

Вот! сей вопрос "натоп" мне непонятен ни в одном глазу. И вообще КАК можно хвастаться 3,5,7-ю килограммами дров, применяя сей чисто "субъективный" термин?
Что такое натоп?
1. Если скажем Татьяна приезжает на дачу и растапливает печь с -10*С там есть этот "натоп" или нет? Все ответят - "нет", печь холодная. Ясно-понятно.
2. Если она же приедет в +30 и затопит печь (ну вот захотелось готовить в ХК её мужу) там есть "натоп" или нет? А ведь печь не -10, а целых 30* .. ну ок, печь температуры снаружи .. нет натопа
3. Если печь стоит в +24, её стенки +26 (остыла) .. есть натоп или нет? А ведь мое шамотное ядро в таком разе будет + 60* .. это уже натоп или нет? хз.
4. Печь протопили и повторно топим через полсуток .. в ядре печи +300 .. это точно "натоп"?

В общем, ни в расчетах, ни сейчас я этот натоп не учитываю, и если что-то пишу, то он НЕ предполагается. А если кто-то предполагает его наличие, то надо бы этот самый "натоп" приводить в цифирьках, ибо если я буду подтапливать свою богатырскую печь по-маленьку, натоп запросто составит +500* внутри печи и мне даже спичка не понадобится .. положил, загорелось.

Кмк, это надувательство, приводить цифры расхода в сутки, предполагая и умалчивая величину натопа.

Ну вот этот прогрев углями в КД если и работает, то .. как-то "скрытно": "Ты не видишь кролика? А может его и нет?" А недожог в процессе разогрева не горит нифига. возможно это сложные CnHm, хз, но коптят долго, до самого хайла топки и потом сажа осаживается на входной дверке КД. если в топке сгорело меньше 25кг, то эта сажа на дверке выгорает только .. после протопки, через несколько часов. к утру всё чисто .. хз когда успевает.
И температуры в КД тут роли не играют, как понимаю. 400+ (термопара до этого порога, пока одна есть) в КД через 1-1.5 часа после протопки (когда угли погасли не отслеживал, но где-то тут), на утро через 8 часов в КД все ещё 200* .. В процессе разогрева КД там явно больше 300 на стенках и .. этого мало! Угли, лежащие в КД после разогрева .. гаснут по-немногу. Только когда стенки самой топки начинают очищаться от сажи и пламя светлеет и меньше коптит, только тогда в КД "полноценное марево" .. красиво, но как его добиться "с самого началу"?
Ну и по этому вопросу для оригинала - ответил выше тут, собственно кмк будет тоже самое.

Вот-вот. У меня верхний розжиг растягивает активную фазу существенно снижая перегруз по ПГ, но .. он все равно есть. Добиться 146% сжигания пока так и не удалось. разогрев печи идет с оранжевым, коптящим пламенем. и оно не загорается далее по тракту в предварительно разогретой КД. Разгорается с задержкой, когда в самой топке пламя начинает светлеть и на стенках топки начинается процесс выгорания сажи. До этого - не-а, не горит, но сажит изрядно. Буду футеровать КД и верх топки.
Но .. дровами ещё не топил. Только приехало 6 кубов не пойми чего.

Так и боролся.

Возможно, что в разных топках он может вести себя по-разному, но у себя особо иной пользы, кроме отсечки пламен от стекла дверцы не вижу. Ну или требуются критерии, по которым можно оценить прочие достоинства.
На самом деле, подсос ПВ из поддувала через этот шов достаточно существенен, как оказалось. Зря я его не учитывал в своих расчетах. Нашел какую-то часть, буду править. Надо получить полноценную программу расчета печи. пока вижу много не учтенных "нюансов"..

 

Геннадий, вы простите, но как вы обнаруживаете в зоне горения нисходящие потоки?
Может это не правильная работа трубы, отсутствие разреженности, или гипертрофированные размеры топливника?

Малые кружения дымовых газов это не направленное движение остывающих ДГ во встречном направлении движению пламени и продуктов сгорания.

 

Один момент: Пламя- фронт горения. Но при этом еще и продолжение пиролиза в газовой фазе. Вот у нас образовалась частица раскаленной сажи. Она активно теряет! энергию. Во первых излучением, ибо раскаленная, во вторых образующийся при горении газ уносит энергию. Это правило хим реакции. Т е С+О2= СО2, так вот этот СО2 нагрет, а оставшийся С может и не столкнуться далее со свежей СО2 и не получить дополнительного тепла. А получать тепло может только поглотив излучение) которое из точечного источника быстро расходится и рассеивается) либо от свежеобразованного СО2/СО. Теряя энергию С снижает температуру и скорость химической реакции. Ну и итог, наша частица выходит из зоны горения. Она еще может продолжать взаимодействовать с кислородом, но уже не гореть, а здесь и стенка холодная на пути, и ли пара молекул азота...

 

В схеме нарушен основной принцип химической кинетики - низя смешивать продукты химии с прекурсорами...

 

Похоже, что в КД температура должна быть никак не меньше 650 градусов. Скощуха только на катализаторные свойства поверхности. Там можно отыграть сотенку градусов, а то и более. Вот у себя смотрел, керамика с нанесенным катализатором может быть вся в саже. Но ее встряхиваешб сажа облетает, поверхность такой керамы остается чистой, в то время как в обычную керамику сажа въедается в мелкие поры, окрашивая поверхность в черный цвет.

 

Картинками показана динамика опускания пламени по мере заполнения горячими газами верха камеры...
Ведь если вверху висят газы нагретые до 800*С, то газы от вспышки с температурой горения 800-900*С вверх особенно не пойдут, не смогут, т. к. места для их всплытия на фоне более холодных газов нет, по причине отсутствия холодных газов вверху... Пока кирпич холодный газы быстро остывают, но по мере прогрева кирпичной стенки теплообмен замедляется вплоть до полной остановки...

Натоп это тепло оставшееся во внутренних кирпичах печи...
Поскольку интенсивность тепломассопереноса зависит от разности температур контактирующих сред, то естественно что наружная поверхность будет остывать в разы быстрее внутрянки... Особливо если наличествуют воздушные зазоры между внутренней и наружной кладками...
Потому сравнение расходов по нагреву промороженной печи и печи в натопе не корректна в 10-степени...

Угли продукт сложный и для прогрева КД малопригодный, ввиду практтически полного отсутствия факельных пламен... Факел с него можно получить только с посредством газификации углерода
С+СО2 = 2СО-Q и С+Н2О = Н2+СО-Q для этого угли собираются в кучку (угольную яму, V-образную воронку угольного топливника) и продуваются ...
По КД... Один умный человек озвучил интересное соотношение - 1/10...
10 - объём факела свободно горящий в уличном режиме, который требуется качественно дожечь
1 - объём камеры сгорания в которую этот факел поместится, если его стенки раскалятся минимум до 850-900*С, т. е. создадутся условия для полного сгорания...
Поверхность стенки с малой теплопроводностью очень быстро набирает нужную температуру (например в муфеле со стенкой из керамоволокна, вермикулита или газобетона) но возникают проблемы тепловой устойчивости и живучести...

Высокое качество дров - половина (если не больше) успеха... Для того чтобы вода превратилась из врага в друга требуются сильно-действующие средства типа горелки ГВТТ...

 

С этим борются 2 фактора:
1. Восходящий горячий газовый поток
2. Нисходящий газовый поток вдоль стенок камеры (холодильника)
Полностью избежать смешения без стенки безусловно не возможно, но получить вполне приемлемый вариант в виде сполохового пиролизного горения в камере из кирпича вполне получается...
Причем не только в печи Арчибасова, но и в многочисленных магазинных изделиях как с футеровкой, так и в чугуне...

 

Методом исключения...
Горение в целом идет вверх...
7-9кг дров дают при термолизе бешенное количество пирогазов, которые окисляясь в воздухе дают грубо столько же (в объёме) продуктов горения + азот из состава воздуха + остаточный кислород... Хайла в верхней части камеры сгорания нет...
Соответственно просто обязаны быть нисходящие потоки газов, т. к. выход из камеры только в нижней части колпака...
Какие газы могут пойти вниз? Только те, что отдали своё тепло холодной (условно) стенке и холодному же воздуху (О2 и N2)...
Эти же остывающие газы регулируют степень нагрева стенки... Верх камеры они греют, внизу камеры препятствуют до определенной степени нагреву...
Смешение безусловно присутствует, но в целом общие вектора (вверх-вниз) присутствуют достаточно ярко...