 |
|
 |
| Автор |
Сообщение
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
 Добавлено:
Вс 23 Февраль 2020, 21:47
|
  |
Сравнительная оценка топок по объему топочного пространства и теплонапряженности объема пространства (ТП).
Попробуем сделать сравнительную оценку топок созданных по различным методикам в плане объема и распределении теплонапряженности в их объеме . Теплонапряженность топочного объема является довольно абстрактной величиной описывающая процессы в самых общих чертах. Но с другой стороны распределение тепловой энергии по зонам топки сильно влияет на процессы горения. Поэтому за не имением других критериев будем использовать то что есть.
Сделаем прикидочный расчет объема топок по начальным условиям
- 10 кг березовых дров
- время вытопа 1 час
- ширина топливника 25 см.
- топка без стекла
Все остальные параметры попробуем получить по различным известным методикам
ГОСТ 2127
Один из самых старых документов по расчету печей. Позволяет рассчитать однообъемную топку полного цикла. Расчеты по этому документу отталкиваются от нормах теплонапряженности (ТП) и величины слоя топлива. По этой методике получается топка с самым большим объемом и самым маленьким процентом загрузки дров от объема.
TROL (глава 11.2.5)
По этой известной методика получаются результаты очень близкие с расчетами по ГОСТ. Однако за базу тут берется внутренний объем топки и площадь пода. Однако результат по ТП такой же что по ГОСТ.
EN15544
Австрийская методика расчета топки отталкивается от количества топлива . Другие параметры выводятся из формул с рекомендуемыми документом коэффициентами. Результат расчета неоднозначен. Объем топки получился наименьшим из всех , а ТП соответственно наибольшая и это все при одно объемной топке. При ТП почти в два раза большим чем по ГОСТ , есть основание полагать , что пламена выйдут за пределы топки .
Berg Rocket System
Система расчете полугазовых топок сформулирована Piter Berg из Голландии. Расчет строится на коэффициенте масштабируемости от диаметра райзера. Не сложно из готовых таблиц выбрать конструкцию соответствующую 10 кг топлива. Далее рассчитываем ТП для топливника и райзера отдельно. Условимся что распределение энергии идет в пропорции 40% топливник и 60% теплоизолирований райзер. Общий ТП находится чуть выше ГОСТ
и TROL . Однако ТП райзера почти в два раза больше , что конечно хорошо влияет на горение летучих.
Furno-10
Я конечно не мог отказаться от сравнения своей конструкции с топками . По результатам подсчета в моем топливнике ТП самая низкая, а в камере дожига ТП в три раза выше чем в однообъемных топках. Однако общая ТП высокая , но ниже чем у топки EN 15544. Итак получается что топка заточена на достижения лучших условий для горения в камере и райзере. Они сделаны из керамоволокна и имеют низкие теплопотери.
Я полагаю, что можно сделать краткий анализ из полученных данных
- наблюдается тенденция увеличения общей ТП. Путем уменьшения общего объема топки. Это находится в рамках логики , что при меньшей площади тепловосприятия топки мы имеем меньшие теплопотери.
- применение материалов с малой теплоемкостью и теплопроводностью позволяют получить локальные объемы с очень большой концентрацией энергии, что безусловно улучшит качество и полноту сгорания.
- на мой взгляд, применение двухобъемных конструкций c теплоизолированной верхней частью , есть перспективный путь развития топочных устройств.
Результирующую табличку прилагаю.
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
302.48 КБ |
| Просмотров: |
475 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
72.5 КБ |
| Просмотров: |
411 раз(а) |
|
|
|
   |
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 09:23
|
|
| Vladimir-spb писал(а): |
| Путем уменьшения общего объема топки. |
Спасибо. Ясно.
Как говаривал друг печников АмперЧас, аккумуляторы бывают большими. А бывают хорошими.
Но как эти расчеты связаны с топочными процессами и общими вопросами горения древесины?
|
|
|
|
|
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 10:42
|
|
| Юрий Хошев писал(а): |
| Vladimir-spb писал(а): |
| Путем уменьшения общего объема топки. |
Спасибо. Ясно.
Как говаривал друг печников АмперЧас, аккумуляторы бывают большими. А бывают хорошими.
Но как эти расчеты связаны с топочными процессами и общими вопросами горения древесины? |
Объем топки ..это один из первых факторов , который выясняется при проектировании печи. Большинство топочных процессов в этом объеме и происходит. Интенсивность сгорания с выделением теплоты характеризуется теплонапряженностью пространства горения. Однако эта ТП далеко неравномерно распределены в объеме топки. "В объеме топочного пространства одновременно существуют как максимально напряженные зоны тепловыделения, так и зоны нулевого тепловыделения" ... это цитата из Кнорре... я решил вступить с ним во временный альянс )) . Как то этот факт неравномерности ТП упускался из вида и ГОСТ и TROL . Так что основная мысль , которую я пытался донести , что проектировании топки надо принимать во внимание эту неравномерность. Или вы скажите , что неравномерность ТП не относиться к топочным процессам?
По поводу аккумуляторов. Похоже вы решили встать на скользкий путь Шевякова с элекроаналогиями. Тут уже давно у некоторых помидоры заготовлены. ))) Но все же .... Раз уж начали .. Что вы думаете о аналогии источника тока и топки ?
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 10:58
|
|
| Vladimir-spb писал(а): |
EN15544
Австрийская методика расчета топки отталкивается от количества топлива . Другие параметры выводятся из формул с рекомендуемыми документом коэффициентами. Результат расчета неоднозначен. Объем топки получился наименьшим из всех , а ТП соответственно наибольшая и это все при одно объемной топке. При ТП почти в два раза большим чем по ГОСТ , есть основание полагать , что пламена выйдут за пределы топки |
по данной методике топка должна работать и при загрузки топлива в 1/2 от максимального, что гораздо чаще происходит
вот к примеру эту зиму вряд ли кто топил по полной в МО
|
_________________
************************************
|
|
    |
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 11:26
|
|
| Евгений Колчин писал(а): |
| Vladimir-spb писал(а): |
EN15544
При ТП почти в два раза большим чем по ГОСТ , есть основание полагать , что пламена выйдут за пределы топки |
по данной методике топка должна работать и при загрузки топлива в 1/2 от максимального, что гораздо чаще происходит
вот к примеру эту зиму вряд ли кто топил по полной в МО |
Так другие тоже работать будут.. Но вопрос насколько эффективно. Конвективка так же считается на номинальную загрузку. Сажа , конденсат.... и прочие прелести при работе на сильно маленькой закладке.
По топке EN15544 ... есть сомнения... Можно ли назвать это топкой? Скорее топливник.... При номинальной загрузке пламена скорее всего уйдут за объем и там дальше уже вопрос что с ними делать... Можно дожигать в канале.... Тогда этот канал часть топки... Можно отбирать тепло ... тогда недожег и низкий КПД.
Было бы интересно увидеть работу такой топки на практике.
|
|
|
|
|
|
Евгений Колчин
Зарегистрирован: Чт 3 Октябрь 2002, 06:26
Сообщения: 10078
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 12:10
|
|
| Vladimir-spb писал(а): |
Сажа , конденсат.... и прочие прелести при работе на сильно маленькой закладке.
По топке EN15544 ... |
В Австрии такое не пройдет ))
|
_________________
************************************
|
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 12:27
|
|
| Vladimir-spb писал(а): |
Объем топки... Большинство топочных процессов в этом объеме и происходит. Интенсивность сгорания с выделением теплоты характеризуется теплонапряженностью пространства горения. |
Ну так какие же топочные процессы проходят в дровяной топке?
Как интенсивность сгорания дров может определяться теплонапряженностью?
И что такое интенсивность сгорания? Это скорость сгорания дров в кг/час? Или что?
=
Давайте хоть немного углубимся в механизм горения дров.
А то ведь эти формальные расчеты (по непонятно откуда взявшимся формулам) печникам ничего не прояснят.
Даже в Австрии... 
|
|
|
|
|
|
Сергей Рыбак
Зарегистрирован: Ср 19 Февраль 2020, 20:05
Сообщения: 23
Регион: Владимирская обл.
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 13:11
|
|
| Евгений Колчин писал(а): |
вот к примеру эту зиму вряд ли кто топил по полной в МО |
Не только в МО, по всей России. Реки то почти все не замёрзли. Клязьма так и не встала.
Извините, не совсем по теме.
|
|
|
|
|
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 13:15
|
|
| Юрий Хошев писал(а): |
| Vladimir-spb писал(а): |
Объем топки... Большинство топочных процессов в этом объеме и происходит. Интенсивность сгорания с выделением теплоты характеризуется теплонапряженностью пространства горения. |
Ну так какие же топочные процессы проходят в дровяной топке?
=
Давайте хоть немного углубимся в механизм горения дров.
|
Давайте попробуем углубиться..
Для начала видимо стоит разделить механизм на две стадии и зоны .
- газификация закладки и процесс сгорания кусков древесины в слое
- горение пиролизных газов над слоем в факеле.
Хотелось бы разобраться в следующих вопросах
- какая часть получаемой теплоты идет на обеспечение самого процесса сгорания. Я имею ввиду нагрев закладки до температур пиролиза и запуска горения
- какой процент общей теплоты выделяется в зоне закладки, а какой остается для горения в факеле
| Юрий Хошев писал(а): |
Как интенсивность сгорания дров может определяться теплонапряженностью?
И что такое интенсивность сгорания? Это скорость сгорания дров в кг/час? Или что? |
Думаю, что вы не будете против если я скажу , что скорость реакции горения зависит от температуры. Мерой концентрации тепловой энергии в объеме служит ТП - количество энергии в единице пространства в единицу времени. Видимо скорость выделения теплоты и есть интенсивность.
| Юрий Хошев писал(а): |
А то ведь эти формальные расчеты (по непонятно откуда взявшимся формулам) печникам ничего не прояснят.
Даже в Австрии... |
Так других формул нет. И ГОСТ и TROL и другие системы расчета дают очень приблизительные , но верные параметры расчета при средних условиях. Т.е применяя эти формулы сильно не промахнешься, но и сделать что то выходящее за средние рамки не получиться. Как только начинаем углубляться в детали, так сложность картинки и расчетов резко нарастает. Мне например мозгов не хватает , что бы сформулировать все в систему. Дай бог общие закономерности уловить. Может у вас с высоты ваших знаний получиться.
|
|
|
|
|
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 13:19
|
|
| Евгений Колчин писал(а): |
| Vladimir-spb писал(а): |
Сажа , конденсат.... и прочие прелести при работе на сильно маленькой закладке.
По топке EN15544 ... |
В Австрии такое не пройдет )) |
Какая разница в Австрии или в России.. Если объем для процесса горения мал, то процесс вылезет из объема. Если объем задан.... значит надо тормозить процесс.
|
|
|
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 14:15
|
|
| Vladimir-spb писал(а): |
Хотелось бы разобраться в следующих вопросах
- какая часть получаемой теплоты идет на обеспечение самого процесса сгорания. Я имею ввиду нагрев закладки до температур пиролиза и запуска горения
- какой процент общей теплоты выделяется в зоне закладки, а какой остается для горения в факеле |
Давайте разбираться. Я думаю:
- от 5% до 100%,
- От 0% до 100%.
Ну и что это дает? Нужен ведь конкретный пример.
| Vladimir-spb писал(а): |
| скорость реакции горения зависит от температуры. |
Скорость реакции окисления зависит от температуры экспоненциально.
А скорость горения... не понятно, какую температуру иметь в виду. В начальный момент внутри факела 20град, снаружи 20град. На границе (в оболочке) 2000град. И от этих 2000град скорость горения, наверно, особо не зависит.
Давайте начнем с самого начала. Со спички, поджигающей закладку...
|
|
|
|
|
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 15:17
|
|
| Юрий Хошев писал(а): |
| Нужен ведь конкретный пример. |
Ну вот давайте возьмем эти наши 10 кг дров и сожжем их в топке.
| Юрий Хошев писал(а): |
Давайте начнем с самого начала. Со спички, поджигающей закладку... |
Хорошо.. Горящая спичка выдает нам лучевую энергию и небольшой поток горячего газа. Для того что бы запустить процесс.. нам этой теплотой надо нагореть другую пару спичек (без головки), веточек.. что бы они прогрелись и выдали газы для горения следующих условно 4 спичек. и т.д Если тепла для прогрева пары спичек не хватает (спички мокрые) , то процесс затухает. Мы имеем некие теплопотери .... часть тепла излучения улетело к звездам.. часть газа сдуло ветром .. часть тепла ушло на испарение воды из спичек, нагрева массива древесины и газификацию. А так же надо еще создать условия воспламенения газов покинувших спички.
Т.е. нам надо создать избыток тепла в месте где расположены эти 2 спички. Т.е. создать некую локальную в пространстве теплонапряженность необходимую для горения спичек (веток) .
|
|
|
|
|
|
alarin
Зарегистрирован: Ср 21 Февраль 2018, 08:32
Сообщения: 2909
Регион: Казахстан, Алма-Ата. Нижний Новгород РФ
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 15:24
|
|
Я немного помогу Владимиру..... распад древесины начинается с 125 градусов и заканчивается при 400. Сначала распадаются производные целлюлозы начиная с низкомоллекулярных и т д и заканчивается лигнином, как более термостойким полимером (ароматика однако)... 
Реакция пиролиза древесины экзотермическая, но тепло от нее уносят образующиеся газы, которые при низкой температуре в основном представлены Н2О и СО2. Т е не горят не разу.....По мере повышения температуры пиролиза уменьшается количество СО2 и растет количество СО, а также органики его метаболитов, ну та же уксусная кислота, а из лигнина карболка....При 420-450 градусах продукты пиролиза древесины в виде ГВС уже способны к самовоспламенению, зажигая попутно и СО. Чем выше температура пиролиза тем меньше Н2О и СО2 и тем больше газов поддерживающих горение. Также уменьшается и остаток древесного угля. Наиболее оптимальная температура в зоне пиролиза на мой взгляд составляет 550 градусов. В этом случае процесс газовыделения из древесины идет с постоянной скоростью, разумеется в зависимости от площади поверхности...Мелкий лес имеет большую площадь и дает газа больше при более низкой температуре, но и качество газа хуже. Для толстого дерева надо градусы добавлять. Но можно и смесь подобрать разного калибра, впрочем это уже детали.... Так вот, газ в нашем случае выжигается отдельно в зоне Т н райзера. Причемего горение можно организовать таким образом, чтобы была обратная связь на газовыделение...Это впрочем отдельно рассмотрится если будут вопросы. Таким образом быстрый набор топкой температуры до 450 градусов активизирует горение газа отдельно от дров, а 550 градусов дает стабильное газообразование и качественный состав газов. в чем плюс такой схемы? В том, что продукты горения СО2 и Н2О более не попадают в зону горения, не разбавляют исходные реагенты и ставят скорость хим реакции горения в зависимость только от температуры и количества поступающего кислорода, причем последним легко модулируется количество единовременно горящего топлива, создающего необходимую нам температуру... Ну коряво и кратко будет так...
|
|
|
|
|
|
alarin
Зарегистрирован: Ср 21 Февраль 2018, 08:32
Сообщения: 2909
Регион: Казахстан, Алма-Ата. Нижний Новгород РФ
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 15:34
|
|
Со спичкой вовсе все просто, Чем меньше времени от чирка спичкой до 450 градусов тем лучше. Больше от спички ничего не требуется. Понятно, чтобы время было минимальным необходимо Джоули собирать в одном месте в кучу, не давать им разбегаться, но в то же время отводить продукты горения. Вот как раз, для дров пока продукты горения представлены в основном СО2 и Н2О им надо потрудится нагреть стенки топки и чинно благородно удалится. Как раз вертикальный участок, то бишь райзер способствует этому процессу. Пока градиент температур низа-верха небольшой газы плывут лениво, но по мере его роста процесс ускоряется. Ну и футеровка, если она малотеплоемкая и не теплопроводная, то она тоже быстро наберет свой градус...А с 450 у нас уже начинается двухфазовое горение.... Это про спички
|
|
|
|
|
|
Алексей Решенин
Зарегистрирован: Пт 1 Апрель 2016, 19:12
Сообщения: 646
Регион: Moscow
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 16:00
|
|
уважаемый Маэстро- Юрий михайлович ! Я знаком с выражением=интенсивность горения=- в том числе за еденицу времени- мне это понятно-наглядно- но -совершенно неподвластно-как это можно языком цифр выразить этот процесс-который постоянно меняет свой характер и слишком неоднороден ! Более того- я -даже лично знаком- с термином=Теплонапряженности = в свободных- стесненных и тесных топливниках ! Это настолько непохожие процессы-рождающиеся в их недрах- что их невозможно выразить формулами- как невозможно передать запах цветка-рожденного в степи и в =плену теплицы =! Полностью согласен с вами-эти формальные рассчеты печникам -практикам ничего не прояснят- особенно в глубинке России ! Это Сизифов труд теоретиков- который настолько оторван от реалий поля боя- а срок его жизни до первого боевого столкновения ! Все стадии горения- при крейсерском режиме топки-происходят практически одновременно- а догорание в факеле вершины пламени ! Не имеет значения-сколько силы берет топливник-главное что бы она оставалась и поглощалась массивом печи и выходила в атмосферу не ниже точки Росы ! Вся эта говорильня тех-кто совершенно беспомощен на практической ниве печестроения- но на основе несовершенных еденичных изделий- мечтает прослыть первооткрывателем неисследовательных троп на векторном направлении печного Ремесла !!!
|
|
|
|
|
|
alarin
Зарегистрирован: Ср 21 Февраль 2018, 08:32
Сообщения: 2909
Регион: Казахстан, Алма-Ата. Нижний Новгород РФ
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 16:39
|
|
Уже сталинградскую битву выиграли, а вы то ли в тылу застряли, то ли запартизанили на печном поле боя
|
|
|
|
|
|
Vladimir-spb
Зарегистрирован: Вт 24 Январь 2017, 17:28
Сообщения: 1328
Регион: S-Pb
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 17:10
|
|
| alarin писал(а): |
| Со спичкой вовсе все просто, Чем меньше времени от чирка спичкой до 450 градусов тем лучше. Больше от спички ничего не требуется. .. |
Андрей ... тут не сколько в температуре дело.. сколько в тепловом потоке , который воздействует на холодную древесину.. Спичка легко даст эти 450... но потока тепла от нее не хватит что бы прогреть даже среднюю щепку. Эти градусы надо иметь не на кончике спички , в теле полешка, что бы газификация шла нормально. А вот на его прогрев и нужна энергия, которую мы можем записать в теплопотери. Вот и нужно понять сколько этой энергии надо.
|
|
|
|
|
|
alarin
Зарегистрирован: Ср 21 Февраль 2018, 08:32
Сообщения: 2909
Регион: Казахстан, Алма-Ата. Нижний Новгород РФ
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 17:39
|
|
А не надо тепло на каждую чурку делить, надо атмосферу нагреть в топке до нужного градуса и поддерживать ее температуру на требуемом уровне. Здесь потери тепла только через трубу и стенки футеровки. Если у последних теплопроводность и теплоемкость малы, то можно эти потери и не учитывать. Дровишки находятся в комфортной атмосфере в 550 градусов, надо больше газа добавили до 570, меньше убавили до 520....Обеспечивает необходимой энергии уголь, который остается после покидания газами родной чурки. При получении атмосферы с нужным градусом, пиролиз становится объемным. Т е все чурки газят совместно....
|
|
|
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 17:53
|
|
| Vladimir-spb писал(а): |
| этой теплотой надо нагреть другую пару спичек... |
Хорошо ведь начали. Но в мелочах завязли и встали.
А вот Аларин рванул напропалую куда-то вперед и в чаще скрылся с глаз. 
Снова начинайте сначала...
|
|
|
|
|
|
Юрий Хошев
Зарегистрирован: Пн 17 Ноябрь 2008, 18:32
Сообщения: 4851
Регион: Москва
|
| Добавлено:
Пн 24 Февраль 2020, 17:59
|
|
| alarin писал(а): |
| Дровишки находятся в комфортной атмосфере в 550 градусов... |
Ну о чем Вы говорите? Какая такая комфортная атмосфера 550град?
Температура на поверхности горящей обугленной древесины 1000град.
А в пламенах еще выше. Горение ведь.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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
|
|
