Печи. КПД печей

Печи

В любом очаге, выходящие из топки горячие газы, при движении внутри него, отдают своё тепло стенкам и, после этого, охлаждённые, отводятся в дымовую трубу.

Что вкладывается здесь в понятие очаг. Очаг содержит в себе топку, где происходит процесс сжигания топлива и конвективную систему, для использования теплоты, выделившейся, при сгорании топлива.

Это может быть печь любого функционального назначения (отопительная, отопительно-варочная, русская, банная и т. п.), печь с камином, отопительный котёл.

При нагревании или горении древесины, часть её вещества испаряется, а часть – остаётся на подине очага.

Количество испаряющихся из древесины, например, берёзы, веществ, достигает 88%, а количество твёрдого вещества составляет, всего лишь, 12%.

Большая часть испаряющихся веществ – горючие, поэтому, для эффективного использования энергосодержания древесины, предусматривается сжигание также и этих газов.

Наиболее общая ошибка при, проектировании очагов, заключается в том, что забывают о существовании газообразной топливной части древесины.

Энергосодержание или теплосодержание древесины, это максимальное количество содержащейся в ней химической энергии, которую теоретически можно выделить из топлива, при его сжигании.

Руководствуясь этим, определим следующую концепцию. Чтобы получить хороший очаг необходимо сделать следующее:

– обеспечить наилучшие условия полного протекания реакции горения, то есть, получить максимальное, полезное количество теплоты от количества теплоты заключённом в топливе; 
– организовать естественное движение горячих и холодных газов, разделить поток проходящего через очаг газа, горячие газы направить на аккумуляцию тепла, а холодные удалять; 
– выполнить конструктивную часть конвективной системы очага, в соответствии с необходимыми функциональными требованиями;
· чтобы снизить потери тепла от дымовых газов;
· чтобы обеспечить оптимальное нагревание всех частей очага;
· чтобы большую часть из всего энергосодержания древесины можно было преобразовать в полезное тепло, то есть, добиться наивысшего КПД.
q Возможность использования электроэнергии в качестве резервного топлива.

Или проще, суть концепции:

получить из топлива максимальное количество тепла, при его сжигании;
полученную теплоту, в максимальном объёме, аккумулировать в очаге;
конструкция очага должна отвечать функциональным требованиям и обеспечивать оптимальную теплоотдачу.
Лучше всего этим условиям удовлетворяет теория конструирования печей, разработанная И. С. Подгородниковым.

Наилучшие условия протекания реакции горения, а также, организация движения остывающих газов внутри очага, решается на принципе естественного (вольного) движения газов.

Температура отработавших в колпаках дымовых газов, направляемых в трубу, небольшая (около 120°С), что обусловливает высокие теплотехнические качества колпаковых конструкций.

КПД бесканальных конвективных систем – 93,7% (не путать с КПД печей).

Основы правильной конструкции бытовых печей разработаны И. С. Подгородниковым, на основе гидравлической теории печей, русского учёного-металлурга проф. В. Е. Грум-Гржимайло.

Для лучшего понимания вопроса приведём эти основы.

Положения гидравлической теории печей, в применении к бытовым печам, полностью сохранили своё значение. Основная идея, лежащая в основе этой теории – элементарно проста.

Струйка горячего газа, в окружении холодного, всплывает вверх, как более лёгкая, струйка холодного газа в окружении горячего, как более тяжёлая, опускается вниз.

В. Е. Грум-Гржимайло рекомендует, при проектировании печи, в каждой её части задавать такое направление движению газов, которое отвечало бы их естественному стремлению: струю горячего газа, в окружении холодного, следует направлять вверх, струйки охлаждающегося газа – вниз.

В печах с «оборотами», это не соблюдается: охлаждающиеся газы идут попеременно то вверх, то вниз.

Горячие газы, поступающие из топки в объём печи, собираются, как наиболее лёгкие, под сводом, образуя там, по выражению В. Е. Грум-Гржимайло, «мешок горячих газов».

Холодные газы, как наиболее тяжёлые стекают в нижнюю часть печи и, если их оттуда не убирать, образуют там «мешок холодных газов».

Поэтому, отвод газов из печи всегда следует делать снизу, где собираются наиболее охлаждённые газы.

Печи, построенные с использованием этого принципа, не нуждаются в «оборотах»: движение газов в них совершается за счёт естественных сил природы.

Такие печи построены на принципе естественного («вольного», по выражению М. В. Ломоносова) движения газов.  

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
vizd.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: