Полости в печах. Гидравлическая модель. В этом разделе мы начнем рассматривать особенности подобных полостей в печах то есть существенных расширений дымовых каналов, движения газа в которых порой заранее не может предсказать даже опытный печник. Одно дело, когда дым движется единым потоком по трубе постоянного малого сечения, когда картина одномерная и знакомая всем по водопроводному шлангу. Но стоит только этот шланг бросить концом в заполненную водой бочку, то сразу станет ясным, что картина потоков в бочке может быть намного более сложной, чем в шланге. Сейчас трудно представить себе, что еще во времена Петра Великого никто в мире не знал, что такое воздух и что такое дым. Только при Екатерине Великой люди догадались, почему дым поднимается вверх мол существует некая субстанция флогистон огненная материя с отрицательным В 1. Монгольфье впервые наполнили флогистоном воздушный шар аэростат, и этот воздушный шар действительно оторвался от земли. И хотя толпы людей видели, как флогистон поднял вверх воздушный шар, тем не менее, впоследствии оказалось, что флогистона в природе не существует вообще. Рис. Схемы печей а колпаковая системы Грум Гржимайло б печь Подгородникова двухярусный колпак имеющая один переточный канал 2. Кузнецова усовершенствованный двухярусный колпак е печь с противотоком contraflow. Сплошные стрелки ход газов. Как же в этих условиях жили и творили печники Ведь камины в Средние века делали не хуже, чем сейчас. D Модели Печей' title='D Модели Печей' />Оказывается, печники с древнейших времн а порой и поныне обходятся лишь двумя догмами огонь горит на воле то есть на свежем воздухе, и дым поднимается к небу. Поэтому все древние огневые системы гипокаусты, чрные и белые русские печи, камины направляли дым только вверх, но пытаясь иногда задерживать его в неких колпаках как в воздушных шарах. Предлагаем мини плиты и печи от самых популярных производителей по лучшим ценам в интернет магазине 1a. Полости в печах. Гидравлическая модель. Как мы уже убедились, аэродинамика топок отличается от аэродинамики дымовых каналов, причм не только. В производстве каждой модели и каждого узла печей и каминов компания Kastor использует материалы высокого качества, инновационные технологии. Есть и немало желающих сложить для себя приглянувшуюся кирпичную печь по ее 3D модели, спроектированной в данной программе. Однако среди. Так, в конце XIX века русский инженер В. Е. Грум Гржимайло, наблюдая, как на металлических заводах Урала рабочие разогревают на улице над костром железную болванку перед ковкой, прокаткой, закалкой, предположил, что болванку лучше помещать в колпак, чтоб собирать в колпаке тепло от костра и не терять его попусту в виде свободно восходящих дымовых газов. Впоследствии в 1. В. Е. Грум Гржимайло, Пламенные печи, Л. УТИ КУБУЧ, 1. В работе представлена расчетная модель печи пиролиза, реализованная в пакете ChemCAD, для анализа состава продуктов разложения. Печи Jotul Йотул по выгодным ценам в Москве. Купить норвежские печикамины таких популярных моделей, как Jotul F3 и F602 в печном центре. Указанная теория предписывала прокладывать каналы и полости в печах в тех направлениях, куда как бы свободно сами собой текут дымовые газы. Особовий Листок З Обліку Кадрів 2014 Бланк. Причм траектории движения газов не обязательно должны быть направлены только вверх ведь охладившиеся газы могут идти вниз относительно исходных горячих. Так, в знаменитых колпаковых струйных, фонтанных дровяных печах Грум Гржимайло круглых в футляре с контрофорсами, патент. При этом молчаливо и безосновательно подразумевалось, что дымовая труба, мол, в аэродинамике колпака не участвует, а только отсасывает холодные газы из колпака ведь дымовые газы поднимаются вверх по системе колпаков как бы строго сами по себе вольно, без участия дымовой трубы. Поэтому любой элемент печи в форме колпака якобы не имеет газодинамического сопротивления, что обеспечивает сильную тягу в печной системе. Кроме того, предполагалось, что колпак а не его свод якобы по своей природе обладает выдающимися теплообменными свойствами. Ведь горячие газы, мол, не охладившись, не спустятся сами по себе вниз, а чтобы они ещ лучше отдавали тепло, то потолок и стены колпака предлагалось делать оребрнными. Наиболее заманчивым фактом для печников становилось то, что геометрическая форма колпака якобы никак не влияет на его принципиальные свойства улавливать тепло. Горячим газам ведь все равно, в какую форму колпака они входят. При этом, чем больше колпак, тем дольше там находятся горячие газы и тем лучше они там охлаждаются. Так что при кладке печей, мол, можно по месту устраивать любые по форме закутки вверх, и эти закутки будут эффективно отбирать тепло из газа. Столь же ошибочные заключения делаются и относительно топочных процессов. Так, разный характер движения горячих и холодных газов якобы подсказывает, что топливник в форме колпака неминуемо играет роль как бы сепаратора, выделяющего наиболее горячую часть дымовых газов языки пламени ведь тотчас устремляются вверх внутрь колпака и не дают подниматься туда более холодным газам. Это обуславливает повышенную температуру колпакового потолка топливника и дат, казалось бы, основание считать, что колпак является эффективным сжигателем летучих. Еще более неожиданным для печников является утверждение гидравлической модели о том, что в каналах любых печей одновременно текут и холодые, и горячие потоки газов, причем никак не взаимодействуя между собой рис. Гидравлическая модель печей как слишком упрощенная уже давно отвергнута мировой промышленной наукой хотя она и справедлива в какой то степени для открытых очагов. Тем не менее, идея колпаковых печей на основе теории свободного движения газов до сих пор жива и продолжает по инерции условно считаться отдельной ветвью бытового печестроения И. И. Ковалевский, Печи отопительные и хозяйственно бытовые, М. Л., Госстройиздат, 1. Это так называемые бесканальные печи, когда то введенные в довоенные редакции ГОСТ 2. Живучесть гидравлической модели свободных движений газов объясняется тем, что она бывает порой очень наглядна для бытовых печников в чисто житейских ситуациях. Действительно, любому обывателю тотчас становится ясным заявляемый принцип работы колпака на примере опрокинутого стакана, в который запускают дым от сигареты дым и в самом деле поднимается вверх и опускается только охладившись. Но при значительных скоростях подачи дыма, например, как из выхлопа автомобиля как раз и характерных для печей, такая модель перестает быть очевидной. При реальном проектировании печей гидравлическая модель никогда не использовалась ни качественно, ни количественно и никогда не могла использоваться, в том числе ввиду полного отсутствия каких бы то ни было расчетных методик и численных критериев. Действительно, прогресс колпаковых а точнее полостных печей никак не был связан с безудержным увеличением размеров колпаков. Наоборот, размеры колпаков все более сокращались сейчас в печах порой трудно отличить так называемый колпак от канала И. С. Подгородников, Конструкции отопительных печей и связанный с ними тепловой режим помещения, диссертация канд. Так, в целях снижения перегрева высокого колпакового верха печи не столь уж полезного потребителю и уменьшения выделений сажи в колпаке были предложены двухколпаковые или многоколпаковые печи на двух или нескольких ярусах рис. Фактически перекрытие топки стало нижним колпаком, перегрев свода которого полезен для обогрева помещения из за его небольшой высоты над уровнем пола помещения И. С. Подгородник, Печи домашнего обихода, М. ВСНХ, 1. В целом, схема нижнего яруса стала близка к конструкциям обычных кухонных плит с духовкой П. И. Воропай, Справочник печника, М. Стройиздат, 1. С 1. И. В. Кузнецов видоизменяет печи типа двухъярусный колпак Подгородникова в части введения сухого шва вертикального щелевого разреза жаровой камеры топливника, катализатора горения шамотной рассекающей рештки над пламенем с подводом вторичного воздуха и т. Все печи конструктивно скорее отличны друг от друга, чем похожи, но найти характерные отличия и сходства трудно. Более того, все схемы на рисунке 1. Гидравлическая теория не дает никаких расчетно конструкторских критериев колпаковости. Отметим, однако, один крайне не существенный, с первого взгляда, отличительный признак, на котором мы, тем не менее, вынуждены остановиться. Печи Подгородникова и Кузнецова и только они обладают свойством свободного пропуска холодных газов через всю печь в обоих направлениях но только при условии достаточно больших проходных сечений переточных каналовПолости в печах. Супергидравлическая модель. Это объясняется тем, что печи состоят не только из полостей колпаков, но и из дымовых каналов весьма ограниченного проходного сечения. Такие каналы, как правило, захлбываются, и движения газов в печах начинают целиком определяться влиянием дымовой трубы. Чтобы популярно пояснить суть реальных явлений и устранить многие недосказанности, расширим простейшую гидравлическую модель печей до некой супергидравлической модели. Как и ранее, для наглядности будем проводить известные аналогии между течениями воды и течениями газов. А именно, будем использовать тот очевидный факт, что легкий горячий газ всплывает в тяжелом холодном газе в принципе точно также аналогично, как тяжелая вода падает в легком воздухе. Подобная аналогия, конечно же, крайне условна ясно, например, что вода падает с утоньшением струи и не увлекая окружающий воздух, а горячий дым от костра поднимается с утолщением струи увлекая за собой громадные количества окружающего воздуха. Тем не менее, такая аналогия позволяет прогнозировать принципы движения легких именно легких дымовых газов методом переворачивания вверх ногами знакомых всем с детства водных течений. Вспомним, что существуют разные виды передвижения способы перемещения транспортирования воды жидкостей мкостный, водоводный, водопроводный с естественным собственным напором и водопроводный с механическим принудительным напором. Рис. Водотранспортные системы а перенос перевоз мкостями вдрами с выливом переливом или через выпускное отверстие слив б водоводы безнапорные сети в водопроводы самотечные напорные сети с гравитационным напором г водопроводы насосные напорные сети с механическим напором. Рис. Газотранспортные системы применительно к лгким горячим дымовым газам а колпак переврнутый стакан, например, с подвесом разогреваемой болванки в транспортируемом колпаке б газоводы безнапорные сети, реализующие свободное движение горячих газов свободную естественную конвекцию по потолкам арочным сводам, по колпакам и по восходящим затопленным струям в газопроводы герметичные с разрежением, с захлебнувшимся входным воздушным отверстием, с гравитационной вытяжкой дымовой трубой, г газопроводы с принудительной конвекцией с механической вытяжкой вентилятором дымососом. Рис. Избыточное давление горячих газов относительно атмосферы на том же высотном уровне в колпаке а и в канальной системе печи б. Предполагается, что все стенки колпака и гипотетической печи с закрытой вьюшкой верхней задвижкой на дымовой трубе имеют одну и ту же температуру, превышающую температуру атмосферного воздуха. Направления стрелок указывают, что газы в возможных отверстиях должны выходить наружу. Емкостные системы являются беспроточными и реализуются с помощью вдер, бочек, стаканов, цистерн рис. Такие водные системы имеют газовый аналог колпак рис. Идеальный колпак это непроточный сосуд, имеющий только одно отверстие, причм внизу, постоянно открытое в атмосферу так, чтобы давление газа на нижнем срезе никогда бы не отличалось от атмосферного. Если идеальный колпак заполнен горячими относительно окружающей среды газами, то во всм колпаке возникает избыточное давление в любом месте можно просверлить отверстие и убедиться, что газ выходит наружу точно также, как из отверстия в дне стакана всегда вытекает вода. Максимальное значение избыточного давления достигается в верхней части колпака, и в этом плане колпак ничем не отличается от тплого помещения, открытого снизу рис. Колпак принципиально невозможно переполнить горячими газами излишки газа тотчас выйдут из под колпака точно так же как и излишек воды всегда и немедленно перельтся через края стакана. Водоводные системы являются простейшими проточными сетями рис. Реки могут быть даже взяты в трубу лишь бы вода стекала свободно, не переполняя не заполняя, не перекрывая вс сечение трубы. Реки могут течь тысячами километров при перепаде уровня воды лишь в десяток метров. При этом даже максимальные перепады давления в атмосфере до 4. Неву в Санкт Петербурге. Свободные течения воды характерны тем, что возникновение любой впереди запруды не ощущается вообще или ощущается не сразу действительно по уровню воды в Волге у Твери невозможно определить по крайней мере быстро, открылась или закрылась задвижка плотины ГЭС где нибудь под Волгоградом. Переворачивая вверх ногами водоводную схему и заменяя воду на горячие дымовые газы, а воздух на холодный воздух, получаем газоводную систему рис. Грум Гржимайло свободного движения горячих газов. Всем известны свободноконвективные потоки горячих газов, поднимающиеся над кострами столбами дыма, расстилающиеся по потолкам, перетекающие слоем под наклонными сводами, заполняющие колпаки купола, колокола и перетекающие из колпака в колпак, например, как в курных избах, русских печах, каминах, вентиляционных зонтах и т. Примеры свободно конвективных систем а чрная курная баня, б русская печь, в костр в чуме, г подвальная древнеримских термов гипокауст. Горячие газовые потоки, текущие горизонтально или наклонно под сводами по переврнутым желобам, можно взять снизу в поддоны кожухи, а горячие газовые струи, свободно восходящие вверх аналоги водопадов переливов, можно окружить обечайкой. Во всех этих случаях горячие газы будут течь свободно в составе труб, лишь бы трубы и кожухи не переполнялись, то есть лишь бы горячие газы не перекрывали вс проходное сечение трубы. Таким образом, в газоводных системах свободные горячие газы и в пространстве, и в трубах должны обязательно контактировать со столь же свободными холодными газами, которые тоже могут течь произвольно как хотят. В идеальной газоводной так называемой гидравлической модели горячие и холодные потоки газов никак не взаимодействуют ни между собой, ни со стенками трубы, но в реальности горячие и холодные газы как и любые иные газы не являются абсолютно свободными независимыми, поскольку постоянно обмениваются массами перемешиваются диффузно и турбулентно, импульсом тормозятся или ускоряются и энергией нагреваются или охлаждаются. Трубные участки газоводных сетей обязательно должны иметь ограниченную длину или же должны быть негерметичными, чтобы холодный газ в трубе был бы частью атмосферы. При этом давления в горячих газах строго равны давлениям в холодных газах в том числе и в атмосфере на том же высотном уровне в отличие от газопроводных систем. Тяга или напор отсутствуют. С увеличением расхода воды или газа элементы свободных водоводных и газоводных систем могут принципиально менять режим работы переливные трубы сливные каналы плотин переполняются и уже не в состоянии пропускать всевозрастающие количества проточной воды, водохранилища и реки начинают переливаться через края и разливаться по поверхностям выходить из берегов т. Также всем известно, что вытяжной зонт с естественной вытяжкой может не справиться с потоком восходящих горячих газов и, захлебываясь, начинает дымить с переливом дыма через края например, по аналогии с 8 на рис. Применительно к вертикально ориентированным системам рис. Рано и поздно один из переливных патрубков например, сливное отверстие 1. Н с достижением перелива воды из раковины через края с верхнего среза водной системы 1. При этом объмы воды в патрубке 1. Н. Такие водные системы называются водопроводными с естественным напором. При разгерметизации манжет 6 водная система вновь становится водоводной переливной безнапорной, что случается при аварийных прорывах труб городского водопровода, когда жидкость, изливаясь, начинает течь свободно сама по себе в грунтовых кавернах или по поверхности земли. Водные системы могут чередовать водопроводные и водоводные участки. Более того, водопроводная система может протекать в случае дырявых стенок и обладать свойствами и водопровода внутри, и водовода снаружи. О таких схемах и пойдет речь ниже.