 |
|
 |
| Автор |
Сообщение
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
 Добавлено:
Вт 10 Апрель 2007, 22:32
|
  |
Первый глубоко научный труд в области металлургии и теории печей был создан М. В. Ломоносовым. В книге «Первые основания металлургии и рудных дел» (1763) было рассмотрено движение воздуха в стволах и горизонтах шахт с применением законов гидростатики. Один из основных выводов заключался в том, что движение воздуха тем интенсивнее, чем больше «жар» в трубе и чем она выше.
Первое определение печи дал П. А. Моисеев в работе «О заводских печах» (1845): «Различные приборы, составленные из огнепостоянных материалов и служащие для обрабатывания руд и заводских продуктов действием возвышенной температуры, производимой внутри этих приборов сжиганием какого-либо горючего материала, называются вообще заводскими печами». В книге приведена так же классификация печей, по которой они делятся на три группы: шахтные, пламенные и посудные (по современной терминологии муфельные). Этот труд содержит много ценных сведений: определения отдельных элементов печей, попытки обобщения заводского опыта, сведения об организации процесса горения и использовании отходящих газов.
Следующий шаг в обобщении накапливаемого опыта был сделан И. И. Свиязевым. В работе «Теоретические основания печного искусства в применении к устройству разных потребителей, к отоплению и вентиляции зданий» (1867) впервые использовались законы для объяснения и вскрытия протекающих в печах процессов.
С. Б. Лукашевич в труде «Курс отопления и вентиляции, преподаваемый в строительном училище» (1878) выдвинул требования, которым должна удовлетворять проектируемая печь, актуальные и по сей день:
1) печь должна доставлять требуемое количество тепла при возможно меньшем расходе топлива
2) печь должна быть «гигиеничной», то есть не должна вредно влиять на чистоту воздуха
3) печь должна как своим наружным видом, так и действием производить приятное впечатление, то есть удовлетворять условиям эстетичности.
К началу прошлого столетия, несмотря на обилие статистического материала, отражающего результаты эксплуатации печей и печного оборудования, проектирование печей оставалось искусством и не всегда, даже специалисту с инженерным образованием, удавалось создать печь, работающую с высокими техническими показателями. Нужна была теория как ответ на запросы и требования развития печной теплотехники. Первая теория печей появилась в работе В. Е. Грум-Гржимайло «Гидравлическая теория печей» (1913).Главное внимание в ней сосредоточено на движении газа в печах. По мнению Грум-Гржимайло, основными факторами, определяющими развитие теплообмена в рабочем пространстве печи, являются вид топлива, избыток воздуха и время пребывания газов в рабочем пространстве печи. Несмотря на широкое признание, гидравлическая теория имела и свои недостатки, связанные, главным образом, с недостаточной увязкой процессов движения газов в печах с явлениями теплообмена, горения, с оценкой путей интенсификации работы печи, обеспечивающих ее форсированную работу.
Наиболее подробное сопоставление новейших по тому времени достижений теплофизики с концепциями теории В. Е. Грум-Гржимайло было выполнено Н. Н. Доброхотовым в работе «Критика гидравлической теории печей». В своем труде Доброхотов основное внимание сосредоточил на установлении связей между теплопередачей и движением газов. В работе отмечено, что в высокотемпературных печах нужно заботиться об увеличении излучательной способности газов, а в низкотемпературных - об организации и активизации теплоотдачи к нагревательному материалу.
Доброхотов подверг резкой критике положение гидравлической теории о том, что количество тепла, воспринимаемое нагревательной поверхностью от движущихся мимо газов, пропорционально времени пребывания газов в полости печи, то есть пропорционально величине рабочего пространства. Он показал, что этот неправильный вывод является следствием неверной аналогии между остыванием твердого тела и остыванием движущихся газов в полости печи. В самом деле, если при остывании твердого тела в холодной печи количество отданного тела будет пропорционально времени, то для случая движущегося газа картина будет иной. Количество тепла, поступившего на поверхность, будет расти при увеличении скорости газа, то есть при уменьшении времени контакта, так как рост скорости вызывает увеличение турбулентности потока, при которой один и тот же объем газа большее число раз будет вступать в контакт с поверхностью и передавать ей тепло. Последнее обстоятельство не учитывал в своих рассуждениях автор гидравлической теории. Доброхотовым были впервые сформулированы положения общей теории промышленных печей. Их прогрессивность заключалась не только в теоретических положениях, но и в том, что к расчетам были привлечены достижения технической физики.
Использовав достижения современной науки и техники, учтя ошибки и недостатки гидравлической и энергетической теории печей, М. А. Глинков создал новую общую теорию печей, изложив ее в своей монографии «Основы общей теории печей» (1959).
Работа М. А. Глинкова и Г. М. Глинкова «Общая теория тепловой работы печей» (1990) является развитием и дополнением этой теории с учетом достижений научно-технического прогресса.
Определение печи в современном представлении звучит как: «Печь есть огражденное от окружающего пространства тепловое технологическое оборудование, в котором происходит генерация тепла из того или иного первичного вида энергии и передача тепла материалу, подвергаемому тепловой обработке в технологических целях (плавлению, нагреву, сушке, обжигу и т.д.). В печах протекает комплекс явлений, сопровождающих получение тепла, его преобразование и использование для осуществления технологического процесса. Совокупность этих явлений получила название тепловой работы. Печь, независимо от назначения, включает в себя следующие основные элементы:
рабочее пространство, представляющее собой камеру той или иной конфигурации, огражденную огнеупорной футеровкой;
устройства, обеспечивающие генерацию тепловой энергии (топки, горелки, форсунки, электронагреватели и т.д.);
устройства для удаления продуктов сгорания (дымовые каналы, отсечные клапаны, дымовые трубы и т.д.);
устройства для использования тепла отходящих газов (регенераторы, рекуператоры и т.д.)
Авторы предлагают так же представлять печь состоящей из двух зон:
зона технологического процесса (основная) и
зона генерации тепла, предназначенная для создания определенных энергетических условий.
Процессы, которые обеспечивают возникновение тепла называют определяющими, а процессы, от которых зависит распределение тепла -определяемыми.
Их характер может быть различным; это могут быть как процессы переноса тепла или электроэнергии, так и процессы переноса массы, неразрывно связанные с возникновением и переносом тепла. В цепи этих взаимосвязанных процессов всегда можно обнаружить лимитирующее звено, которое и является предметом особого внимания при выборе и математическом описании модели печи.
В работе большое внимание уделено методологии общей теории печей, целью которой является создание фундаментальных основ, системы взглядов, обосновывающих практические решения в этой области техники. Она может быть разработана только на основе схематизации, учитывающей только общие черты тепловой работы печи. Теоретическим фундаментом общей теории является физика и физическая химия. Подобно термодинамике, механики жидкости и газов и учению о тепло- и массообмене общая теория печей есть наука феноменологическая, рассматривающая явления как таковые, не касаясь, как правило механизмов тех или иных процессов. Практическое значение общей теории печей может быть сформулировано следующим образом:
является основой для анализа тепловой работы печей;
позволяет совершенствовать конструкции и тепловую работу печей;
создает предпосылки для математического моделирования печей и протекающих в них процессов;
дает возможности прогнозировать тенденции развития конструкции печей, в том числе для новых технологических процессов;
служит основой для разработки принципов управления печами.
Принципам построения математической модели и оптимизации в книге так же уделено пристальное внимание. Выделены этапы моделирования, представлена классификация моделей по назначению, свойствам во времени и способу получения.
|
|
|
|
      |
|
Губанов Денис
Зарегистрирован: Ср 21 Март 2007, 21:40
Сообщения: 9
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Вт 10 Апрель 2007, 22:55
|
|
Где бы почитать  А в областных библеотеках такие книги бывают
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Ср 11 Апрель 2007, 21:36
|
|
А теперь внимание особо рьяных поклонников теории печей Доброхотова.
В основе теории печей Н. Н. Доброхотова лежал постулат о вынужденном движении газов в печах. К этому времени прикладная механика газов и учение о теплопередаче получили достаточное развитие и теория печей излагалась Н. Н. Доброхотовым как приложение законов движения газов и теплопередачи к условиям работы некоторых типов печей. Представления, вытекающие из этих положений, были сформулированы настолько правильно, что до сих пор используются при решении задач печестроения.
Из предисловия к книге Общая теория печей (Глинков М. А.)
купить можно http://www.mexanik.ru/head/post.php, у меня ее нет.
|
_________________
************************************
|
|
|
|
Сергей Кириллов
Зарегистрирован: Пт 30 Июнь 2006, 12:12
Сообщения: 374
Регион: г.Петрозаводск
|
| Добавлено:
Сб 28 Апрель 2007, 14:13
|
|
По поводу принудительного движения газов в печи:
В ходе испытаний двухколпакового отопительного камина нами было получено наглядное подтверждение того, что при наличии тяги в колпаке движение газов отличается от свободного. В первую очередь об этом свидетельствовало то, что термометр, установленный в верхнем дальнем углу колпака, показывал температуру явно ниже, чем в струе горящих газов. Это проявлялось тем сильнее, чем выше был первый колпак.
При проведении испытаний на перетоп (камин топился в течение 6 часов) получены следующие графики. (см.вложение)
Видно, что на протяжении первых трех часов топки температура в верхней угловой зоне второго колпака ниже чем температура в трубе. Приведенные примеры свидетельствуют о том, что топочные газы не всплывают свободно к перекрытию, а имеют "русло" своего движения. Скорее всего, это русло пролегает по кратчайшему пути от колосника, до выхода в трубу. Если проложить внутри печи веревочку и натянуть, то это как раз и будет магистралью движения топочных газов. Разумеется часть газов поднимается и вверх. На графике наглядно видно, что постепенно колпак прогревается и температура в его верхней части догоняет и перегоняет температуру в трубе.
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
59.04 КБ |
| Просмотров: |
1296 раз(а) |
|
|
|
|
|
Александр Бацулин
Зарегистрирован: Пт 17 Февраль 2006, 19:20
Сообщения: 928
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Сб 28 Апрель 2007, 19:21
|
|
| Сергей Кирилов писал(а): |
| Скорее всего, это русло пролегает по кратчайшему пути от колосника, до выхода в трубу. |
Совсем не обязательно так. В колпаке могут быть застойные зоны (зоны с ослабленной циркуляцией - углы, например или глухие карманы, удаленные участки), температура там ниже.
На омывание газами колпака влияет кинетическая энергия струи, ее скорость. Если эта скорость высока, то струя газов будет бить в перекрышу, независимо от того холодный газ или горячий.
Можно провести такой опыт. Взять литровую банку с пластиковой крышкой. В центре крышки рядом сделать два отв. под шланги с внутр. диам. 5 мм. Вставить шланги в крышку, надеть на банку. Перевернуть банку вверх дном, в один шланг вставить сигарету а из другого затянуться. Несмотря на то, что входное и выходное отв. близко дым будет бить в перекрышу.
|
_________________
Здесь могла бы быть ваша реклама.
|
|
|
|
Владимир Стугарев
Зарегистрирован: Пт 7 Июль 2006, 20:11
Сообщения: 151
Регион: Петрозаводск - тут снега, но нет белых медведей...
|
| Добавлено:
Пн 30 Апрель 2007, 17:28
|
|
| Александр Бацулин писал(а): |
На омывание газами колпака влияет кинетическая энергия струи, ее скорость. Если эта скорость высока, то струя газов будет бить в перекрышу, независимо от того холодный газ или горячий.
|
А ведь, однако ж, на скорость-то движения газов влияет их температура, или это моё школьное заблуждение? К тому я веду, что всё равно, струя будет бить в перекрышу, ежели только она нагрета соответсвенно...
|
_________________
Когда всё хорошо, значит, скоро закончится строительство печки... +79217646296 (Петрозаводск)
|
|
|
|
Валерий Петров
Зарегистрирован: Пт 9 Декабрь 2005, 14:33
Сообщения: 1085
Регион: Россия
|
| Добавлено:
Ср 2 Май 2007, 07:40
|
|
В общем случае любое физическое тело движется подчиняясь законам физики. направление движения тела будет определятся суммой векторов сил, действующих на тело, но так как газы - это не твердое тело - то направление движения потока газов в каждой точке будет определятся суммарным вектором всех сил и импульсов, действующих в данной точке.
|
_________________
+7 911 090-08-96 (МТС СПб)
________________________________________
Чтобы получать правильные ответы, научись задавать правильные вопросы...
Последний раз редактировалось: Валерий Петров (Ср 2 Май 2007, 14:38), всего редактировалось 1 раз |
|
|
|
Сергей Кириллов
Зарегистрирован: Пт 30 Июнь 2006, 12:12
Сообщения: 374
Регион: г.Петрозаводск
|
| Добавлено:
Ср 2 Май 2007, 09:03
|
|
Александр Бацулин писал...
| Цитата: |
На омывание газами колпака влияет кинетическая энергия струи, ее скорость. Если эта скорость высока, то струя газов будет бить в перекрышу, независимо от того холодный газ или горячий.
|
Совершенно верно, влияет. Скорее всего, в случае с приведенным графиком кинетическая энергия струи газа была недостаточно высока для того, чтобы подняться к перекрыше. Составляющая тяги успевала отклонить струю газов в сторону, и направляла ее в обход термометра. Поэтому (при наличии тяги) "естественным" движением газов в колпаке, наверное, можно назвать их движение не вверх, а по результирующей (как справедливо было замечено), т.е. в сторону выхода.
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Чт 2 Июль 2009, 22:51
|
|
Вернемся к Н.Доброхотову.
То, о чем не сказано в его критике гидравлической теории.
Проф. В.Е.Грум-Гржимайло создавал свою гидравлическую теорию печей в годы, когда практически все промышленные, включая и металлургические, печи работали на естественной тяге. В основу этой теории, как признавался он сам, был положен его заводской опыт на Нижне-Салдинском металлургическом заводе и анализ тепловой работы таких печей. Для таких условий работы промышленных печей гидравлическая теория В.Е. Грум-Гржимайло справедлива и сегодня.
Задача же печей промышленных - работа на нагрузку (нагрев материала), поэтому увеличивая скорость прохождения газов за счет наддува, а так же сокращая время контакта, при этом теряя КПД, все же быстрее можно провести технологический процесс, что компенсирует затраты.
Бытовые же печи работают на естественной тяге, поэтому все же больше к ним и применима теория Грум-Гржимайло.
|
_________________
************************************
|
|
|
|
|
|
|
Следующая тема
Предыдущая тема
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете добавлять приложения в этом форуме
Вы можете скачивать файлы в этом форуме
|
|
