Главная
 
Печники 8(926)235-86-25Среда, 28.12.2016, 02:04



Приветствую Вас Гость | RSS
Главная
Меню сайта

Каминопечи

Статистика
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru













Главная » Статьи » Мои статьи о каминах и печах

ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ ОТАПЛИВАНИЯ

ПЕЧИ, ДЕЙСТВИЕ КОТОРЫХ ОСНОВАНО НА ТЕОРИИ, РАЗВИТОЙ ПРОФ. ГРУМ-ГРЖИМАЙЛ0 (ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ ОТАПЛИВАНИЯ)

ПЕЧИ, ДЕЙСТВИЕ КОТОРЫХ ОСНОВАНО НА ТЕОРИИ, РАЗВИТОЙ ПРОФ. ГРУМ-ГРЖИМАЙЛ0 (ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ ОТАПЛИВАНИЯ)Чтобы усвоить и понять конструкцию этой печи, необходимо познакомиться с принципом движения газов.
В рассмотренных до сих пор печах дымовые газы из топки перемещались вверх и вниз или по горизонтально идущим дымоходам, или, отдав свою теплоту стенам дымоходов, в остывшем виде уходили в дымовую трубу.
В некоторых печах дымовые газы перемещаются из одного дымохода в другой, оттуда и третий и т. д. (печи с тремя и т. д. дымо-оборотами) — в других, напротив, газы идут по одному ходу вверх, а по нескольким одновременно ходам вниз и потом в дымовую трубу. Все эти конструкции отличаются в некоторой степени друг от друга, но все они все-таки основаны на одном принципе — на принципе принужденного движения дымовых газов.
Во время отапливания газы под действием силы тяги принуждены перемещаться по дымоходам и отдавать их стенам свою теплоту. Такие печи могут быть очень экономны, напр., печи предыдущего типа с низким обогревом. При этих печах требуется все-таки разумное с ними обращение, плотно закрывающиеся регуляторы воздуха, заслонки и пр. Если обслуживание печи неумелое — неумелость эта у нас широко распространена, — в истопленную уже печь проникает холодный воздух, проходит по нагретым дымоходам, остужает их и уносит таким образом теплоту в трубу.
Значит, и течение всего промежутка времени между двумя топками печи полученная теплота (при неплотных дверцах и вьюшке) уходит в дымовую трубу, и в помещении остается только та часть тепла, которую наружная поверхность печи успела выделить
.
В некоторых случаях из-за небрежной кладки образуется расщелина между первым к последним дымоходом. Дымовые газы тогда не идут больше по всем дымоходам, но направляются прямо из первого хода в последний и оттуда в дымовую трубу: печь нагревается, конечно, неравномерно, потребляет много топливного материала и приносит ущерб хозяйству. Иногда вследствие расширения стенок ходов под действием теплоты печь начинает трескаться или же трескаются сами стенки, так как из учения о теплоте известно, что неодинаково нагретые материалы расширяются также в неодинаковой степени.
Кроме того, различные материалы, хотя бы их нагревали в одинаковой мере, имеют свойство не одинаково расширяться — поэтому понятно, что незнание и несоблюдение всех этих свойств и условий может испортить конструкцию печи.
Печи, сконструированные на принципе свободного движения газов, значительно отличаются от предыдущих. На черт. 12 показано применение этого принципа при кладке печи.
Особенность этой печи в следующем: вся печь снизу до верху составляет одну общую камеру без дымоходов и "оборотов".
Топка помещена посередине камеры, а выход газов из камеры устроен внизу у самого пола.
С целью увеличения площади воспринятия тепла камера внутри выведена с контрфорсами.

В этом случае движение газов не принуждено, но свободно: в трубу могут уходить более холодные и тяжелые газы, а более теплые находятся в верхней части.


ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ

Выходя из топки вверх через канал, газы сгорания поднимаются вверх к своду, где, меняя свое направление, идут вдоль внешних стен камеры вниз — к выходному каналу.


ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ

В то же время газы или воздух, выходя из топки, могут также направиться прямо к выходу, не поднимаясь вверх до свода. Поднимутся ли газы вверх или же направятся непосредственно к тpубe, зависит от температуры газов или воздуха.
Если топочные газы из топки поднимутся вверх в накаленном состоянии, они направятся вверх и, только после того, остыв, отдельными струями пойдут вниз. Идти прямо от топки к дымовой трубе накаленные газы, как более легкие, не могут. Камера наполнена газами различной температуры и, следовательно, и газами различного объемного веса, — в центре камеры находятся наиболее нагретые и легкие газы, по сторонам — более холодные и тяжелые, как это ясно из учения о теплоте. Более жаркие газы поднимаются кверху, более холодные опускаются вдоль наружной стены вниз и через канал силой тяги дымовой трубы всасываются в трубу.
Чем газы жарче, тем более они стремятся вверх и тем меньше они в состоянии попасть в дымовую трубу. Достигнув свода и проходя вдоль стен камеры, газы остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз.
Эти остывшие газы и могут, следовательно, попасть в трубу. На чертеже показано движение холодных и накаленных газов. После окончания горения в топке направление движения газов меняется. Камера печи накалена и наполнена жаркими газами; если в камеру через верх топки попадает холодный воздух, то он, будучи тяжелее жаркого воздуха, наполняющего камеру, не может подняться, а должен вдоль стен топки опуститься вниз, — это происходит в том случае, когда сила тяги дымовой трубы всасывает холодный воздух в топку.
При этом сила тяги совсем пе вызывает движения жаркого воздуха в камере.
Воздух,
входя из топки в камеру, обладает известной скоростью и, соприкасаясь с нагретым уже воздухом камеры, вызывает движение вверху топки, охлаждая, таким образом, находящиеся вблизи слои воздуха. Но это охлаждение все-таки меньше происходящего в печах дымоходной системы. Надо помнить, что при соответствующей конструкции топки существует возможность еще уменьшить это смешивание холодного воздуха с горячим воздухом.


ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ

В печах дымоходных систем это невозможно, и холодный воздух остужает всю печь.
Это становится понятным из следующего опыта: под стеклянный сосуд, перевернутый своей открытой частью вниз, положим посередине дымящуюся папиросу или сигару.
Струйка дыма поднимется вверх вплоть до дна сосуда, там расплывется и потом в виде кольца станет вдоль стен сосуда опускаться вниз.
Это движение газа подробно исследовано, сфотографировано и происходит так, как показано на рисунке.
Если с боков топки оставить небольшие отверстия, прибл. 6 на 12 см, то при попадании не очень больших количеств холодного воздуха последний совсем не поднимается кверху, а по боковым желобам уходит в трубу, не коснувшись верха топки.
Однако чисто механическое толкование этого принципа может и не дать хороших результатов. Чтобы движение газов было таким, как показано на чертеже, в нашем случае, необходимо и высоту и поперечное сечение печи иметь в известной пропорции. При этом следует иметь в виду, что поперечное сечение потока газов должно быть мало по сравнению с поперечным разрезом всей печи (плана печи).

При сильном потоке жарких газов, который по своей величине приближается к поперечному сечению печи, накалённые газы заполняют всю площадь поперечного разреза и препятствуют уходу холодных газов вдоль стен камеры. В этом случае движение газов уже не будет таким, как показано в предыдущем рис. Камера печи наполнится накаленными газами, но эти газы не смогут смениться другими, так как уже нагретые газы будут нарушать это движение; поэтому вновь прибывающие жаркие газы, не имея возможности подняться вверх (т. к. там уже находятся жаркие газы), направятся к дымопроводу трубы. Печь, конечно, в этом случае нагреется внизу, но верх ее зато получит мало тепла.


ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ

Этот теоретический вывод был на практике подтвержден различными опытами.
Однако при печах средней величины и высоты разница в нагревании поверхности печи (если разница эта не очень велика) практически не заметна во всех случаях кладки печей по этому принципу печи показали равномерное нагревание своих поверхностей.
В Советском Союзе были сделаны опыты кладки в жилых помещениях 1) печей голландского типа и 2) печей, сконструированных на принципе свободного движения дымовых газов. При этом установлено, что при одинаковых условиях остывания помещения печи голландского типа потратили на 30% больше дров. Эту разницу можно объяснить тем, что печь голландского типа использовала туже теплоту, но единственно только тем, что печи этого типа чувствительнее реагируют на неправильное обслуживание, недосмотр во время топки и на уход внутренней теплоты печи в трубу.
В го же самое время площадь нагрева голландской печи была в два раз больше, чем у печей, сконструированных на основании вышеупомянутой теории движения газов (помещения нагревались обоих случаях в одинаковой мере). Это в свою очередь объясняется тем что у печей голландского типа поверхность не нагревалась и не остывала в одинаковой степени. Сравнение и проверка этих свойств сделаны и в наших условиях и привели к тем ж
е заключениям.
Несмотря на то что нагревание поверхности у этих печей происходит в сравнительно короткий после затопки промежуток времени, эти печи следует причислить к печам с большой теплоемкостью потому, что средняя часть этих печей, имея большую площадь нагрева, омывается накаленными газами с двух сторон и очень сильно нагревается.
По прекращении отапливания эта внутренностью печи воспринятая теплота переходит постепенно к внешней поверхности, отдавая той мало-по-малу накопленную теплоту. Этим же обстоятельством объясняется и медленное остывание этих печей и также сравнительно постоянная температура поверхности во время остывания.
Однако, несмотря на все, с точки зрения теплотехнической, преимущества этих печей, они имеют свои недостатки.
Самым важным недостатком является то обстоятельство, что печь в верхней своей части нагревается больше, чем в нижней. Правда, этот недостаток наблюдается и у других печей. Все же от современной печи можно требовать, чтобы она была сконструировано на открытом надфундаменте и чтобы ее нижняя часть нагревалась больше верхней, т. е. чтобы опустившийся к полу холодный воздух нагревался.
Второй недостаток печей Грум-Гржимайло — связь контрфорсов с внешней кладкой печи. При медленной долгой топке стены печи накаляются, расширяются и поднимают контрфорсы вместе с внешней обшивкой, создавая трещины в изразцах или кирпичах.
Для устранения этих недостатков рекомендованы следующие приемы. Чтобы все части печи нагревались равномернее и чтобы не появлялись трещины из-за более нагретых внутренних частей печи (камера печи над топкой и за ней), кладутся свободно стоящие кирпичные столбы, не связанные с внешней кладкой печи; в стенах топки устроены желоба.
Наружные стены такой печи составляют камеру, в которой топка стоит свободно. Для увеличения площади нагрева над топкой и по сторонам ее выведены свободно стоящие кирпичные столбы, на которые ничто не опирается, т. к. при нагревании они удлиняются и это удлинение опасно для внешней стены камеры - последняя менее нагрета и менее расширяется.
Прошедшие во время топки по боковым желобам жаркие топочные газы или поднимаются вверх (если скорость их
прохода была мала), или же ударяются о внешнюю стену печи и уходят в трубу, если скорость большая.
Как в первом, так и во втором случае нижняя часть печи нагревается хорошо. Это наблюдалось и в нашей практике.
Чтобы лучше усвоить циркуляцию дымовых газов, рассмотрим ее четыре вида:
1) Движение топочных газов во время топки.
2) После закрытия вьюшки, пока температура воздуха в топке выше, чем наверху в камере, циркуляция воздуха происходит так как показано во 2-м случае.
3)Когда топка остыла и температура ее воздуха ниже, чем и верхней части камеры, движение газов показывает случай 3.
4)Если дверцы не закрываются плотно и вьюшка неплотна, а проникающий воздух уходит прямо по боковым желобам к трубе, не касаясь верхних воздушных слоев и не попадая в верхнюю часть топки.
То же происходит и тогда, если открывают дверцы печи. Отдельные отверстия в стенах топки имеют еще одно очень важное значение.
Возможно, что внутренняя поверхность нагрева слишком велика, и топочные газы уходят в трубу слишком остуженными. Это может испортить как печь, так и дымовую трубу, так как в трубе может появиться конденсационная вода. Проходящие через нижние боковые отверстия жаркие топочные газы нагревают опустившиеся сверху слишком остуженные газы, и тогда все газы, достаточно нагретые, уходят в трубу.


ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ

Может, конечно, быть и обратный случай: в трубе сильная тяга, и топочные газы уходят в трубу в слишком нагретом состоянии. И здесь можно помочь, регулируя приток воздуха, во-первых, дверцами и, во-вторых, уменьшая боковые желоба, пока не достигнута нужная температура уходящих в трубу газов. Для печей других конструкций такой возможности регулирования нет (знатоки дела и с печами другого устройства сумеют это сделать, прикрывая и открывая соответствующим образом дверцы).
При кладке печи следует обращать внимание на то, чтобы прикрывающий свод или шамотная плита не опирались на полку и столбики. Выше показано правильное и неправильное подпирание свода
.


ПРИНЦИПЫ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ


Категория: Мои статьи о каминах и печах | Добавил:  (10.12.2013) 
Просмотров: 3467 | Рейтинг: 2.5/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Услуги

Статьи









Copyright MyCorp © 2016
Используются технологии uCoz