 |
|
 |
| Автор |
Сообщение
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
 Добавлено:
Вт 25 Август 2009, 21:51
|
  |
(по материалам диссертации И.С.Подгородникова)
В чем особенность комнатной печи профессора Грум-Гржимайло.
В известных до изобретения Грум-Гржимайло печах топочные газы из хайла топки направляются в так называемые "обороты". В одних печах дым последовательно проходит из одного "оборота" в другой, пока не выйдет в дымовую трубу; в других печах дым подымается из топки по одному "обороту" вверх, откуда спускается вниз одновременно по нескольким "оборотам".
Внизу дым собирается и отводится в дымовую трубу. Отличаясь в деталях все известные системы комнатных печей построены на одном принципе - принципе вынужденного движения дымовых газов. Во время топки печи и ее прогревания, топочные газы принудительно протаскиваются через "обороты" и нагревают печь. При несвоевременном или неплотном закрытии вьюшки холодный воздух также принудительно протаскивается по нагретым "оборотам" и охлаждает печь.
Печь проф. В.Е. Грум-Гржимайло дана на рис. 1 и описана им в книге "Пламенные печи" в следующих выражениях:
"Устройство печи таково: из хайла CD пламя топочных газов вступает в общую камеру АА, выложенную в железном барабане в 1/4 кирпича. Чтобы дать устойчивость этой камере, ее стенки подкреплены 14-ю контрфорсами в 1/4 кирпича, увеличивающими поверхность нагрева печи до 12 кв.метров при диаметре почти в 1100 мм. Пламя из хайла летит пряно к своду печи, опрокидывается им и нисходящими струями вдоль наружных стенок совершенно равномерно спускаются вниз в общий сборный канал ВВ, по которому печные газы собираются к дымовому борову ДД. В дымовом борове находится вьюшка с обыкновенным блинком, а лучше заслонка в форме задвижки.
Такое устройство печи гарантирует очень быстрый и равномерный ее прогрев, полное отсутствие копоти и сажи и прочность, несмотря на тонкие стены.
Направленные внутри контрфорсы в 1/4 кирпича толщиной, представляют большой запас тепла и поддерживают температуру печи во время ее остывания, сообщая ей характер печи большой теплоемкости. Единственный недостаток печи тот, что верхняя часть камеры будет прогреваться сильнее нижней. Было бы приятнее, если бы было наоборот, но совершенно холодных частей в печи не будет, ибо дымовой канал ВЗ опущен почти до уровня пода печи".
Вот все, что проф. В.Е. Грум-Гржимайло нашел нужным написать о своей печи.
Как указывает проф. Грум-Гржимайло в его печи /рис.2/ газы из хайла топки направляются вверх к своду, там поворачивают и нисходящими струями опускают вниз. Внизу подтекают к отверстию дымовой трубы и отводятся ею наружу. Направиться из хайла прямо в дымовую трубу газы не могут. Камера заполнена газами различной температуры, и значит и различного удельного веса; в центре - горячими и легкими газами, стремящимися всплыть вверх, у наружных стен и контрфорсов -остывшими и отяжелевшими газами, падающими вниз. Через отверстие С и канал В дымовая труба отсасывает из камеры топочные газы, но удаляет она те газы, которые непосредственно находятся у отверстия С.
У этого же отверстия находятся остывшие, отяжелевшие газы. По мере их удаления дымовой трубой к отверстию С притекают сверху все новые и новые количества остывших и отяжелевших газов, вытесняемых из-под свода всплывающей из хайла вверх струей тепло¬го и легкого газа. Чем теплее и чем легче струя газов, тем сильнее ее стремление по выходе из хайла всплыть вверх и тем меньше для нее возможность, не охладившись, направиться непосредственно в дымовую трубу. Достигнув свода, газы расплываются и заполняют полость камеры между контрфорсами, где, соприкасаясь с кирпичной кладкой контрфорсов и наружной стенки, остывают, делаясь тяжелее, падают вниз и удаляются Е дымовую трубу. Наиболее остывают частицы газа, соприкасающиеся с наружной стенкой печи, и только этот кольцевой поток газов у наружной стенки камеры имеет резко выраженное направление вниз и скорее других частиц газа, находящихся между центральной горячей струей и наружной стенной камеры, достигает выходного отверстия С и уходит в дымовую трубу.
Явление происходит так, как изображено на рис. 3. Если представить на мгновение, что газы из камеры в трубу не удаляются и из топки через хайло не поступают в камеру, то горячая легкая струя газа всплывет вверх под свод и там останется, нижнюю же часть камеры над хайлом займет более холодный и тяжелый газ.
После того, как горение в топке закончено, направление движения газов изменяется. Камера печи уже прогрета. Она заполнена горячим газом. Через хайло "а" в камеру поступает холодный воздух, не нагретый теплом, выделяющимся из топлива при горении. Как более холодный, он тяжелее нагретых газов, заполняющих камеру печи. Горячие газы, заполняющие камеру, плавают над холодным воздухом, поступающим из топки, держатся выше его. Дымовая же труба при открытой вьюшке продолжает отсасывать газы из низа камеры печи, где собрался поступавший из топки холодный воздух. Он и отсасывается. Таким образом, по окончании топки воздух из хайла "а" направляется непосредственно через отверстие С в дымовую трубу, минуя нагретую камеру печи. Камера выключается. Печь, если можно так выразиться, имеет "автоматическую газовую вьюшку". Явление происходит, как изображено на рис. 4.
Так как контрфорсы прогреты больше, чем наружные стенки печи, то горячие газы, плавающие над холодной струей воздуха, направляющейся в дымовую трубу, продолжают циркулировать в направлении, указанном стрелками на рис. 5. Внизу они, соприкасаясь с холодной струей воздуха, направляющейся в дымовую трубу, до некоторой степени охлаждаются ею. Но соприкосновение горячих газов с холодной струей воздуха происходит по плоскости горизонтального сечения печи площадью 0,38 м.кв. для печи диаметром в 0,86 м, имеющей внутреннюю поверхность нагрева до 10 м.кв. При открытой вьюшке печь системы проф. Грум-Гржимайло охлаждается внутри только в части ниже хайла, на высоте 600 мм или 19% от поверхности нагрева печи. Холодный воздух не охлаждает непосредственно нагретых кирпичей камеры. В печах других систем охлаждение происходило бы по площади 10 м , причем охлаждающий воздух непосредственно омывал бы и охлаждал бы внутреннюю нагретую поверхность печи. Охлаждение печи происходило бы во много раз энергичнее.
Этим объясняется, что печь держит тепло даже и при открытой вьюшке.
|
_________________
************************************
| Описание: |
|
| Размер файла: |
118.86 КБ |
| Просмотров: |
3406 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
14.25 КБ |
| Просмотров: |
1953 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
28.96 КБ |
| Просмотров: |
2559 раз(а) |
|
|
|
      |
|
Кирилка
Зарегистрирован: Пт 12 Июнь 2009, 20:40
Сообщения: 384
|
| Добавлено:
Чт 27 Август 2009, 20:48
|
|
Это всё было известно и до Грум-Гржимайло. Здесь не открыты принципы и новаторство лишь в деталях. И колпаки «Кузнецова» стары как мир, только в быту не использовались а в всё больше в промышленности – обжиг фарфора, тигельная плавка стали, варка стекла. А почему теплотехники от промышленности раньше не промывали мозг печникам бытовикам? Правильно. У последних был страх перед новаторством, ведь дело то с огнём имелось, а деды, проверенные временем схемы передавали.
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Чт 27 Август 2009, 20:56
|
|
Будьте добры предоставить более раннее, что Грум-Гржимайло повторил? или источник где посмотреть.
Только относительно бытовых печей, а не промышленных.
|
_________________
************************************
|
|
|
|
Кирилка
Зарегистрирован: Пт 12 Июнь 2009, 20:40
Сообщения: 384
|
| Добавлено:
Чт 27 Август 2009, 21:18
|
|
О том и письмо, что всё это тоже знакомое всем яйцо, только в профиль. Ведь огонь то он и Африке огонь. А за то, что «бытовики», вплоть до эпохи печей Кузнецова не догадывались о том, о чём знали «промышленники», за это им широкий минус. Надо ведь больше общаться, поменьше зажиматься и просто искать, искать и искать. Кто им виноват?
И не повторил он вовсе, а применил.
Если кто вдруг применит, например центробежный вентилятор в быту, то что, тоже изобретатель и новатор?
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 31 Август 2009, 22:11
|
|
Однако, продолжим.
Подгородников провел 8 испытаний печи Грум-Гржимайло, представленной выше, представив только результаты двух, сославшись, что остальные идентичны.
Анализ газов производился прибором Орса, температура наружной поверхности печи ртутным термометром, погруженным в ртуть, налитую в бумажный мешочек, приклеенный к поверхности печи. Температура газов внутри печи определялась термопарами. Спаи термопар для большей чувствительности были обнажены и омывались непосредственно газами.
При испытании печи Подгородников старался выяснить следующие вопросы:
а/ Проверить правильность процесса горения в топке,
б/ Определить коэффициент полезного действия печи
в/ Подтвердить, что во время горения топлива дым направляется сначала кверху, там поворачивается вниз и уже внизу идет в дымовую трубу.
г/ Подтвердить, что после окончания топки или при случайном сильном понижении температуры топочных газов, например, вследствие большого избытка воздуха, газы, если камера уже прогрета, не направляются вверх, а из хайла топки направляются непосредственно в дымовую трубу, минуя прогретую верхнюю часть камеры. Подтвердить, что при прорыве в печь холодного воздуха камера печи автоматически выключается и что несвоевременное закрытие вьюшки не сказывается катастрофически на нагреве печи.
д/ Подтвердить, что прогрев печи совершается быстро, а остывание медленно и что печь держит тепло в течение суток.
Процесс горения характеризуется графиками на рис. 9,10, 11,12.
Коэффициент полезного действия по балансу коэффициента полезного действия печи проф. Грум-Гржимайло для испытания 31 декабря 1926г. определен в 93,7%, а по испытанию 3 февраля 1927г. в 77,4%
Температура уходящих газов была близка к 100*С.
Далее ...
|
_________________
************************************
| Описание: |
|
| Размер файла: |
34.17 КБ |
| Просмотров: |
1586 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
30.22 КБ |
| Просмотров: |
1394 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
42.73 КБ |
| Просмотров: |
1144 раз(а) |
|
Последний раз редактировалось: Евгений Колчин (Пн 31 Август 2009, 22:19), всего редактировалось 1 раз |
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 31 Август 2009, 22:12
|
|
и еще график
|
_________________
************************************
| Описание: |
|
| Размер файла: |
28.12 КБ |
| Просмотров: |
1362 раз(а) |
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 7 Сентябрь 2009, 19:48
|
|
Направление движения газов.
При наблюдении через отверстие для термометра №3 рис. 2 за направлением пламени, видно, что из хайла пламя веером направляется вверх. Направление движения печных газов можно проследить и по графикам температур во время топки /рис. 9,10,11/. По графикам видно, что термометр №2 показывает наивысшую температуру. После термометра № 1 наибольшее показание дает термометр № 2, затем №3, после него № 4. Этими показаниями и отмечается путь газов, а именно, газы из хайла топки направляются сначала вверх, где поворачиваются вниз и уходят в дымовую трубу. По пути движения струи вверх к ней примешиваются /рис. 2 и 3/ с боков из полостей между контрфорсами ответвления струй, направленных вниз, охлаждаемых контрфорсами. Эти ответвления, смешиваясь с центральной горячей струей, охлаждают ее.
Для того, чтобы убедиться в этом достаточно сравнить температуру термометра № 1 и № 2. Несмотря на то, что термометр № 2 помещен над хайлом в центре струи, что расстояние термометра № 1 от № 2 только около 1,7 м, что газы не охлаждаются кладкой, показания термометра № 2 значительно ниже показаний термометра № 1.
Например, для испытания 4 января 1927 года в 55 мин. /рис. 10/ термометр № 1 показывает 945°, а термометр №2 только 425°. Это об"ясняется только примешиванием и охлаждением центральной горячей струи холодными газами, вновь увлекаемыми вверх центральной горячей струей. Это путешествие газов вверх и вниз в камере печи совершается до тех пор, пока частица газа не остынет, не станет тяжелее других частиц и не скатится к отверстию С /рис.2/, где происходит отсасывание дымовой трубой. Условия для максимального охлаждения газа имеются только у наружного периметра печи. Вдоль этого периметра газы стекают в кольцевой канал, окружающий хайло, откуда они дальше сливаются в дымовую трубу.
У людей, неосвоивших вольного движения газов, существует убеждение, что газы из хайла топки направляется прямо в трубу. Испытание показало, что, несмотря на температуру газов в хайло около 1000° и непосредственную близость отверстия С, ведущего к дымовой трубе, температура газов в отверстии С была около 150°, что подтверждает ошибочность представлений о направлении движения газа из хайло прямо в дымовую трубу.
"Автоматическая газовая вьюшка"
По окончании топки, газы из хайла направляются прямо в дымовую трубу, не поднимаясь вверх и не охлаждая прогретой камеры печи. Убедиться в атом можно на графиках температур при остывании печи 4 января /рис. 13/. В момент окончания топки термометр № 1 показывал 580°, через час он уже показывал 78°, т.е. температура за час упала на 500°. Если бы холодный воздух проходил по камере при открытой вьюшке, также резко было бы падение температуры термометра №2. Между тем термометр № 2 упал за час с 225° до 173°, т.е только на 47°. Это указывает, что весь поток холодного воздуха, охладив только топку, из хайла направляется непосредственно через отверстие С /рис. 5/ в дымовую трубу, не охлаждая прогретой камеры печи. В печах же других систем с принудительным движением газов при открытой вьюшке холодный воздух проходит по прогретым "оборотам", производя такое же энергичное охлаждение, как произошло с термометром №1. Поэтому в этих печах чрезвычайно важно своевременно закрывать вьюшку. При малейшем промахе в этом направлении результаты бывают плачевные: хорошо вытопленная печь быстро остывает. Печь системы проф. Грум-Гржимайло не боится этого. Для нее полезно закрывать своевременно чугунную вьюшку, но прозевать этот момент не имеет такого катастрофического значения, как для печи с оборотами. Графики испытания печи 31 декабря 1926 года изображены на рис. 14.
По окончании топни вьюшка была закрыта. Через 46 минут вьюшку открыли на 3 минуты. Результаты: до открытия вьюшки термометр № 1 показывал 270°, через 1 мин. он опустился до 95° в то время, как термометр № 2 опустился с 174° только до 165°, т.е. на 8°. Это указывает, что вся струя холодного воздуха прошла внизу камеры, как это изображено на рис.5. Так как в момент прохождения внизу камеры холодная струя соприкасается с расположенным над ней теплым воздухом, то этот последний также охлаждается и, совершая циркуляцию внутри камеры, кав указано на рис.5, передает это охлаждение в верхние части камеры. Но это охлаждение во много раз меньше, чем в том случав, если бы холодный воздух непосредственно омывал нагретые контрфорсы. Охлаждение происходит только в горизонтальной плоскости соприкосновения теплого и холодного воздуха на площади, величиною 0,38 м2 для печи диаметром 0,86 м; при непосредственном омывании холодным воздухом внутренних поверхностей камеры печи, поверхность охлаждения была бы 10 м4.
Остывание печи 4 января 1927 года /рис. 13/ происходило при открытой вьюшке. В то время как температура термометра № 1 резко упала в течение первого часа остывания, термометр № 2 остывал гораздо медленнее, и еще через 18 часов остывания печи термометр № 2 показывал температуру 45° при открытой вьюшке. Из сравнения графиков температур термометров №№ 5, 6, 7 и 8, при остывании печи 4 января, при открытой вьюшке и 2 февраля при закрытой вьюшке видно, что термометры № 5, 6, 7 и 8 показывают 4 января более низкую температуру, чем 2 февраля; кривая температур несколько ниже, но все таки имеет такой же вид, как и 2 февраля и не падает так резко, как температура термометра № 1. Несмотря на открытую вьюшку, термометр № 5 через 18 часов остывания показывал 27°, термометры №- 6, 7 и 8 - от 18 до 20°, а термометр № 2 внутри печи, как уже упоминалось, - 45°.
Теплообмен внутри печи совершается не только посредством конвенции, но и путем лучеиспускания. Лучеиспускание ослабляет действие "газовой вьюшки", но все-таки "газовая "вьюшка" оказывает свое тормозящее действие и замедляет выдувание печи холодным воздухом.
Медленность остывания печи.
Остывание печи 31 декабря /рис. 14/ происходило при закрытой, но неплотной жестяном вьюшке, 4 января /рис. 13/ при открытой вьюшке; только 2 февраля /фиг. 15/ и 3 февраля /фиг. 15/ вьюшка была заменена плотной чугунной вьюшкой. Характер прогревания печи и остывания можно проследить по графикам, относящимся к испытанию 3 февраля /фиг. 15/. Из этих графиков видно, что от 15,6 кг дров наружная поверхность печи нагрелась до 52-82°С и что через сутки после начала толки наружная температура печи была еще от 28 до 35°С, т.е. полные сутки печь была теплая.
Работа комнатной печи.
При постройке печи И.подгородников опасался, что через возможные трещины газы будут прорываться из мешка горячих газов, образуемого камерой. Действительность не оправдала этих опасений. Печь не дымила. Разрежение в печи по высоте не определялось. Повидимому, дымовая труба создавала достаточное разрежение в камере печи и приближала к своду уровень с нулевым давлением, но при наладке печи необходимо тщательно замазывать швы, требование, пред"являемое, впрочем, к печам всех систем. Необходимо так же устройство отверстий для чистки.
Выводы.
Таким образом исследование комнатной печи Грум-Гржимайло
подтвердило предположения проф. B.Е. Грум-Гржимайло, что горячие газы, выйдя из топки направляются вверх, под перекрытием печи повертываются и опускаются вниз к отверстию дымовой трубы.
Кроме того, исследование выявило дополнительные явления в движении газов в камере печи, а именно:
1. Перемешивание горячих газов с холодными при движении их вверх, и, следовательно, выравнивание прогрева печи по высоте.
2. Изменение направления движения газового потока при поступлении в печь холодного воздуха, который, выйдя из хайла топки, направляется непосредственно в дымовую трубу, минуя прогретую верхнюю часть печи.
Исследование движения газов в печи Грум-Гржимайло было произведено И.Подгородниковым в 1927г. и опубликовано в 1929г. Лет через 5 характер движения газов в печи Грум-Гржимайло, выявленный этим исследованием, стал основой движения газов в нагревательных колодцах системы АМКО в США.
продолжение ...
|
_________________
************************************
| Описание: |
|
| Размер файла: |
26.98 КБ |
| Просмотров: |
1354 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
23.68 КБ |
| Просмотров: |
1354 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
20.99 КБ |
| Просмотров: |
1285 раз(а) |
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Ср 9 Сентябрь 2009, 21:49
|
|
Исследование движения газов в печи Грум-Гржимайло на гидравлической модели.
Исследование движения газов в печи Грум-Гржимайло было также произведено в 1932 году на гидравлической модели членом корреспондентом Академии наук СССР М.А. Михеевым и проф. В.А. Баум в лаборатории, руководимой академиком М.В. Кирпичевым.
Их исследование на гидравлической модели движения газов в печи проф. B.Е. Грум-Гржимайло имело целью проверить выводы, полученные И.Подгородниковым при тепловом испытании печи Грум-Гржимайло. Фотографии этого движения в гидравлической модели приведены на рис. 17. Здесь первые два снимка в верхнем ряду слева изображают движение струи газов, поступающих из топки в колпак с незначительной скоростью.
Мы видим, что горячая легкая струя газов всплывает кверху в массе относительно холодного тяжелого газа, не смешиваясь с ним. Дальнейшие фотографии показывают, что по мере увеличения скорости струи газов, выходящей из хайла топки, ее инжектирующее действие усиливается.
Последние три нижних фотографии изображают картину движения газов в том случае, когда в нагретый колпак, заполненный горячим легким газом, поступает холодный,тяжелый воздух. Мы видим на фотографиях, что струя холодного, тяжелого воздуха по выходе из хайла расплющивается и направляется вниз к сборному боровку, ведущему к дымовой трубе. Холодный тяжелый воздух по выходе из хайла как бы ударяется о какую то непреодолимую преграду. Струя холодного воздуха расплющивается, раздваивается и двумя ветвями направляется в дымовую трубу. На этих фотографиях мы видим "газовую вьюшку" в действии.
Фотографии М.А. Михеева и В.А. Баума дают наглядную картину движения газов в печи Грум-Гржимайло.
Приведенные выше фотографии придают явлению наглядность и убедительность, делают освоение "вольного" движения газов
более легким.
В обобщенном виде эти фотографии имеют значение не только в понимании работы печи Грум-Гржимайло, но выводы из зтих фотографии могут быть использованы и действительно используются во всех печах, где требуется в камере создать по высоте равномерную температуру, например, в сушилках.
Для того, чтобы создать в какой-то камере равномерную температуру, нужно впускать газ в эту камеру снизу вверх с наибольшими скоростями через отверстия с малым сечением и большим периметром(через отверстия в виде узких щелей) для увеличения сцепления поднимающейся вверх струи с газом, через который пробивается струя.
(фото плохого скана)
|
_________________
************************************
| Описание: |
|
| Размер файла: |
21.04 КБ |
| Просмотров: |
2134 раз(а) |
|
|
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Вт 15 Сентябрь 2009, 19:45
|
|
| Евгений Колчин писал(а): |
Исследование движения газов в печи Грум-Гржимайло на гидравлической модели.
Исследование движения газов в печи Грум-Гржимайло было также произведено в 1932 году на гидравлической модели |
Евгений Викторович, материал действительно очень интересный. Но требует пояснений. Как понимать слова "на гидравлической модели"? Что реально изображено на фото - течения жидкости или течения газа? С какими /хотя бы примерно/ линейными скоростями и с какими температурами входит газ в "колпак"? И т.д. и т.п. И вообще, картина на первых шести фото может быть и при холодной затопленной струе. Как все это комментируется в оригинале?
|
Последний раз редактировалось: Юрий Хошев (Вс 20 Сентябрь 2009, 13:24), всего редактировалось 1 раз |
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Вт 15 Сентябрь 2009, 20:42
|
|
| Евгений Колчин писал(а): |
| По пути движения струи вверх к ней примешиваются /рис. 2 и 3/ с боков из полостей между контрфорсами ответвления струй, направленных вниз, охлаждаемых контрфорсами. Эти ответвления, смешиваясь с центральной горячей струей, охлаждают ее. |
Явление эжекции /турбулентного увлечения неподвижного воздуха быстрой струей/ действительно сопровождается быстрым охлаждением и торможением горячей струи / "закалкой" в терминах "Процессов и аппаратов химической технологии"/. Но мне кажется, что гидравлическая модель Грум-Гржимайло такие явления не рассматривает?
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Вс 20 Сентябрь 2009, 20:51
|
|
"Единственный недостаток", пишет проф. В.Е. Грум-Гржимайло, "печи тот, что верхняя часть камеры будет прогреваться сильнее нижней. Было бы приятнее, если бы было наоборот".
Это большой недостаток. Но надо заметить, этот недостаток, как мы увидим дальше, меньший, чем в печах, существовавших до появления печи проф. В.Е. Грум-Гржимайло. Этот недостаток не лишал ее право на существование и распространение .
Главный недостаток печи, сделавший ее нежизненной, сильное образование сажи, которая в течение 1-3 лет покрывает внутреннюю поверхность печи толстым слоем в 2-3 см., делая стенки печи нетеплопроводными.
Печь, прекрасно нагревающая вначале, через 1-2 года эксплуатации перестает греть. Ее ломают и переделывают. Вскрытие обнаруживает большое количество сажи на внутренней поверхности печи. Печь забивается сажей.
Сажа погубила печь, хотя проф. В.Е. Грум-Гржимайло пишет: "Такое устройство печи гарантирует очень быстрый и равномерный ее прогрев, полное отсутствие копоти и сажи".
В конструкции своей печи проф. В.Е. Грум-Гржимакао допустил противоречие с ОСНОВНЫМИ своими положениями о правильной конструкций топок. Красной нитью в его книге "Пламенные печи" проходит следующее основное положение:
"Всякая правильно устроенная сожигательная камера должка представлять мешок горячих газов. Горячая струйка начавшейся реакции горения должна улавливаться сожигательной камерой, поднимать ее температуру и способность образованию мощного очага горения. Раскаленные своды и стенки сожигательной камеры, как мешка горячих газов, принимают деятельное участие в реакции в качестве катализаторов".
дальше.
"Совершенно очевидно, что требования для рабочего пространства и сожигательной камеры одни и те же. Следовательно и конструкция их должна быть одинакова. Итак, рабочее пространство должно представлять мешок горячих газов. Отсюда совершенно ясна ложность всех печей с отводом дымовых газов сверху. Дым надо отводить с пода, а так как из топки он поступает то же с пода, то правильно построенная пламенная печь, представляет идеальный мешок горячих газов".
Противореча самому себе проф. В.Е. Грум-Гржимайло устраивает топливник минимальных размеров, Весь об"ем которого заполняется дровами, не оставляя достаточного об"ема для сжигания горючих газовой выпускает газы для сжигания в холодильник. По отношению к топне, верхняя над топкой часть печи с сильно развитой поверхностью, предназначается для охлаждения газов. Она представляет собою холодильник.
Противореча самому себе проф. В.Е. Грум-Гржимайло в своей отопительной печи выпускает газы с незаконченными реакциями в холодильник, где горячие газы быстро и энергично перемешивается с остывшими газами. Температура горячих газов быстро падает, горение затухает, возникает "феномен Белля" - выделение порошковатого углерода. Внутренние поверхности печи покрываются слоем сажи, который нарастая затрудняет и прекращает теплоотдачу от газов стенкам печи. Печь, прекрасно нагревавшаяся и отапливающая помещение, перестает греть.
Заростание сажей внутренней поверхности печи Грум-Гржииайло - основной недостаток ее. Этот недостаток остался незамеченным при лабораторном испытании печи и выявился лишь спустя несколько лет в эксплуатационных условиях.
Печь проф. В.Е. Грум-Гржимайло могла быть жизненной только при топливе, горящем без выделения летучих - антраците и коксе.
Но с появлением более совершенных печей длительного горения и в этой области печь проф. В.Е. Грум-Гржимайло не может найти применения. Она имеет лишь историческое значение, как печь, положившая начало печам с "вольным" движением газов.
Находится в противоречии с наблюдениями над печами с "оборотами" следующее высказывание проф. В.Е. Грум-Гржимайло:
"Первые колодцы прогреваются топочными газами высокой температуры; в последних топочные газы нормально должны иметь температуру 125-150°С. Поступление пламени из хайла в лабиринт колодцев из совершенно холодного кирпича нарушает реакцию горения и пламя делается, несмотря на избыток воздуха сажистым и копотливым.
Под конец топки сажа эта в первых оборотах успевает сгореть. Последние же обороты никогда не прогреваются до степени горения сажи и их забивает сажей настолько, что печи приходится чистить. Тление сажи в хорошо прогревшейся печи, когда труба уже закрыта, может быть причиной угара".
В основном зто замечание верно. Топка печи должна представлять мешок горячих газов. Этот мешок должен иметь минимальную поверхность для наименьшего охлаждения и создания максимальной температуры в топке, ибо высокая температура газов в топке резко сокращает время сгорания горючих газов, способствуя совершенству горения. Некоторый избыток воздуха, высокая температура в топке, интенсивное перемешивание газов - основные требования для совершенства горения. Перенесение горения в "колодцы" и "обороты" ухудшает горение. Но проф. В.Е. Груы-Гржимайло сделал еще хуже. Горючие газы он выпускаeт из топки в среду холодных газов, в пространство над топкой, где, происходит перемешивание с остывшими газами, моментальное снижение температуры газов и выпадение саки.
По сравнению с камерой А /рис. 1/ условия горения в "оборотах" и "колодцах" значительно лучше. Вначале топки поверхности "оборотов" действительно холодные и снижают температуру газов, но обороты сделаны из кирпича, малотеплопроводного материала. Поверхности кирпича, соприкасающиеся с пламенем, прогреваются сравнительно быстро, температура поверхностей "оборотов" скорее приближается к уровню, при котором происходит воспламенение газов и сгорание сажи. Камера А печи проф. В.Е. Грум-Гржимайло специально предназначена для охлаздения газов. Эту роль она прекрасно выполняет. Газы на уровне "хайла" топки снижаются до 100-150°. Как показывают фотографии движения газов М.А. Михеева и В.А. Баума, холодные газы энергично перемешиваются с горючими газами, быстро снижая их температуру и вызывая выпадение сажи.
|
_________________
************************************
|
|
|
|
Кирилка
Зарегистрирован: Пт 12 Июнь 2009, 20:40
Сообщения: 384
|
| Добавлено:
Пт 15 Январь 2010, 17:28
|
|
Спасибо Евгений!
Прошу прощения, только сейчас дочитал полностью Вашу статью, а первоначально только глянул на схему. Печь замечательная, просто немного недоработанная. О недоработках позже, а для начала поправлю Вас.
| Цитата: |
| В.Е. Грум-Гржимайло пишет: "Такое устройство печи гарантирует очень быстрый и равномерный ее прогрев, полное отсутствие копоти и сажи". |
Абсолютно так. Проблема только в пропорциях. Подробно ниже.
| Цитата: |
| Противореча самому себе проф. В.Е. Грум-Гржимайло устраивает топливник минимальных размеров, Весь об"ем которого заполняется дровами, не оставляя достаточного об"ема для сжигания горючих газовой выпускает газы для сжигания в холодильник. По отношению к топне, верхняя над топкой часть печи с сильно развитой поверхностью, предназначается для охлаждения газов. Она представляет собою холодильник. |
Под термином «Рабочее пространство» подразумевается рабочее пространство камерной печи, таковую Вы здесь и представили. В промышленных печах камерного типа камера сгорания и рабочее пространство – одно и тоже. Как правило, в случаях, когда требуется высокий нагрев в камере при сжигании твёрдого топлива, теплотехнический прибор конструируют так, чтобы горячие газы предварительно и частично сгорая в топке и вылетая в камеру сгорания через пламенное окно, в рабочем пространстве полностью догорали.
В данной печи рабочим пространством является то, что Вы называете «холодильником», это и есть та самая сожигательная камера. Может быть Вы полагаете что «сожигательная камера» это «топливник»?
Весь объём топки заполняется потому, что топка эта полугазовая и даёт в камеру сгорания полугаз, а полугаз при прохождении пламенного окна смешивается с не вступившим в реакцию кислородом, на вылете из него полностью сгорает.
Правильно рассчитать печь мешали различные условия во дворе, в те-то годы. Для окончательной доводки надо много выпить водки, и времени потратить. Было оно, время, у автора? Он предложил принципиальную схему, а «студенты» неуки всё запороли, тупо копируя и не задумываясь об унификации, постольку поскольку не хотели экспериментировать со своей судьбой и играть с огнём.
Теперь о недоработках.
Недоработано соотношение теплоёмкости и размеров рабочего пространства с мощностью печи, это делается обычно не сразу.
Материалы, традиционные для тех лет, не подходили для печи такой конструкции, в бытовом применении, при соответствующих режимах эксплоатации (это слово в то время так писалось). Для нормальной работы этой печи, все поверхности должны быстро нагреваться. И возможно, на всякий случай, надо было сделать дополнительно ввод вторичного воздуха в районе вон того маленького прямоугольного окошечка по центру над топкой, которое мной здесь упоминается как пламенное.
Весной – летом постараюсь такую печурку соорудить, эксперементальную, прямоугольную. Отработаем все моменты и доведём дело профессора Грум-Гржимайло до конца.
|
|
|
|
|
|
Кирилка
Зарегистрирован: Пт 12 Июнь 2009, 20:40
Сообщения: 384
|
| Добавлено:
Пт 15 Январь 2010, 18:32
|
|
| Цитата: |
| В данной печи рабочим пространством является то, что Вы называете «холодильником», это и есть та самая сожигательная камера. |
Точнее, сожигательная камера это нижняя часть «холодильника», где вылет пламени, а вся та часть в которой снимается тепло здесь именуется рабочей камерой, в ней пламя совершает работу, отдаёт тепло.
|
Последний раз редактировалось: Кирилка (Пт 15 Январь 2010, 18:40), всего редактировалось 1 раз |
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пт 15 Январь 2010, 18:38
|
|
т.е. нужно четко обозначить объемы "сожигательной камеры" и "рабочей"?
Как они обозначены у ГГ? Никак. Напор газов идет по прямой до свода, встречая на своем пути "Холодные" контрофорсы.
Когда весь этот объем нагреется, чтоб стало камерой дожига. Промышленная печь одно, а бытовая?
|
_________________
************************************
|
|
|
|
Кирилка
Зарегистрирован: Пт 12 Июнь 2009, 20:40
Сообщения: 384
|
| Добавлено:
Пт 15 Январь 2010, 21:37
|
|
А бытовую тоже можно сделать печью. В этой схеме размеры изменить, сечения, форму, материалы подобрать. И не надо так за массой гнаться, а то минусы дополнительные налипают.
Для «бытовки» тех и этих времён прогрессивно, ведь обычно хорошо понимающие в промышленном нагреве профессионалы раньше особо не мёрзли в своих домах. А для «промки», схема стара как мир. Чаёвники примерно так свой фарфор с древности обжигали.
| Цитата: |
| Когда весь этот объем нагреется, чтоб стало камерой дожига. |
При раскладе, данном товарищем Грум-Гржимайло, я бы топил в два приёма. Предварительно прогреть топку и всю систему, а потом и загружать по полной.
И дровишки желательно, как надо, а не как есть.
Свойства печи не снимают ответственности с истопника и поставщика.
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пт 15 Январь 2010, 21:42
|
|
Кирилка , мы опять пошли если бы да кабы. Давайте к конкретике. Именно эта печь и именно в такой модификации и именно так, как ее предложил (спроектировал автор) и как ее строили и испытывали.
А по вашим предложениям в части использования тепла при малой массе печи лучше открыть отдельную тему и там обсудить, а то разбросали уже идею по 3-4 темам. Думаю будет так удобней обсудить ваши наработки.
|
_________________
************************************
|
|
|
|
ремесленик
Зарегистрирован: Вс 14 Апрель 2013, 08:49
Сообщения: 17
Регион: Житомир
|
| Добавлено:
Ср 17 Апрель 2013, 20:04
|
|
Я сам долго экспериментировал и мои эксперименты далии хороший результат. Остался только один нюанс - момент разгона печи. Хочу в корне убить углерод на стадии разгона. И только Вот эта печь мне поможет в экспериментах, Но далеко не так как ее видят все печники. Конечно же в оригенале есть ошибки конструкции. И второе- эксперименты проводились с неправильным режимом топки.
На этом и закроем тему, дабы не разводить демогогию. У каждого свой путь. Так и Библию читая Каждый видит ее по разному. Слепой не узрит. Глухой не услышит. Человек подал мысль к размышлению и за это ему огромное спасибо. Я уже решил задачу. Остались только мелочи. Удачи.
|
|
|
|
|
|
Andrus63
Зарегистрирован: Сб 31 Октябрь 2015, 11:52
Сообщения: 103
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Ср 2 Декабрь 2015, 09:04
|
|
Вы не подскажете, улучшит ли показатели печи устройство огневого канала и тангенциальная подача вторичного воздуха двумя встречными потоками навстречу друг другу как показано синими стрелками? Снизит ли огневой канал влияние холодильника на пламя?
|
|
|
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Ср 2 Декабрь 2015, 10:58
|
|
| Andrus63 писал(а): |
| Вы не подскажете, улучшит ли показатели печи устройство огневого канала... |
Вы фактически предлагаете увеличить высоту топки.
Действительно, если узкое сопло "раздолбать ломиком" пошире, то печь заработает нормально.
Но тогда пламена могут устремляться в боковое хайло прямо в трубу.
Но это будет противоречить гидравлической теории печей.
А это никому не надо. Ни Грум-Гржимайло, ни Подгородникову, ни тем более Катаеву... :D
=
Кстати, некогдв эту печь называли "фонтанной" (то есть напорной, струйной).
То есть заужение хайла (до формы сопла) в ней необходимо.
Но тогда она и дымит... :D
|
|
|
|
|
|
Andrus63
Зарегистрирован: Сб 31 Октябрь 2015, 11:52
Сообщения: 103
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Ср 2 Декабрь 2015, 14:25
|
|
| Цитата: |
| То есть заужение хайла (до формы сопла) в ней необходимо. |
Приведу выдержку из книги "Пламеннные печи" (глава Законы движения печных газов) автора этой печи: "Для примера беру разрез кирпичеобжигательной печи, сделанной из белого металла и помещенной между двумя зеркальными стеклами; по трубкам, проведенным в топки, пускаю струю окрашенного керосина.
Опыт первый. В замке свода печи откры-ваю отверстие и исследую старый тип кирпичеоб-жигательной гіечи с прямой тягой вверх (фиг. 5).
Пускаю в печь немного керосина, отверстие наверху оставляю вполне открытым. Струйка керо-сина поднимается вверх и полость печи не выпол-няется керосином. Прибавляю керосина, т.-е. уси-ливаю топку; результат такой же. Очевидно об-жиг кирпича будет неудовлетворительный. Чтобы сделать его возможным, нам придется несколько прикрыть дымовое окно наверху. Делаю это (фиг 3). Суживая отверстие, мы заставляем скапливать ке-росин, он все более и более выполняет полость печи, пока, наконец, не установится равновесие между приходом и расходом и уровень керосина не сделается постоянным.
На фиг. 3 видно, что печь выполнена пламенем до половины. Пространство между уровнем керо-сина и подом печи не выполняется пламенем; это пространство будет прогреваться вихрями, поро-ждаемыми разностью уд. веса пламени и холодных печных газов и только в подкупольном простран-стве оно будет сравнительно покойно.
Но так как обжиг кирпича не допускает резкого под'ема температуры—кирпич в этом случае выходит весь в трещинах—то обжигать кирпич в управляемой так печи нельзя.
Надо еще с'узить отверстие в замке купола и добиться того, чтобы уровень пламени совместился бы с подом печи. Это—максимум того, чего можно добиться при этой системе кирпичеобжигательных печей с прямой тягой."
Думаю этот же эффект создается в топке с узким отверстием. В той же книге методика расчета диаметра отверстия.
| Цитата: |
| Но тогда она и дымит... |
Спасибо большое, обратили на это внимание. Дымить будет только с дверцы? Установка герметичной дверцы Рубцовского литейного завода поможет?
| Цитата: |
| Вы фактически предлагаете увеличить высоту топки. |
Видимо тепловое напряжение топки нужно считать учитывая сгорание летучих вне топки? или что то еще?
Решит ли это задачу разграничить "холодильник" и пламя? Или создаст другие сложности?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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
|
|
