Голландка.
2.Кирпичная печь.
4.Усовершенствованная голландская печь.
5.Выбор печи по тепловым потерям дома.
6.Печи малой теплоемкости.
7.Отопление гретым воздухом.
----- На главную
3.УСЛОВИЯ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ ТОПЛИВА.
Всякая печь, назначенная для выделения теплоты, развивающейся при сжигании топлива, состоит, как мы уже видели,из двух главных частей: топливника и дымооборотов. В топливнике происходит горение топлива и развитие теплоты; образовавшиеся при этом продукты горения, содержащие теплоту, поступают, в дымообороты, где эта теплота передается стенкам; а через стенки теплота уже распространяется в отапливаемое помещение. Горение топлива начинается лишь с того момента, когда оно доведено до такой температуры, при которой происходит разложение его на составные элементы, способные в таком состоянии вступить в соединение с кислородом. Эта температура называется начальною температурою горения или температурою воспламенения. Для сухих дров она равна приблизительно 300° Ц. Развившаяся при горении первых частиц топлива теплота способствует разложению следующих его частиц, и таким образом начавшееся горение продолжается безостановочно, пока не встретятся обстоятельства, способные прекратить горение. Следовательно, для горения необходимо создать температуру воспламенения и подвести к топливу в достаточном количестве кислород. Образующиеся при горении соединения называются продуктами горения; их обыкновенно сопровождают вещества, не участвовавшие в горении, образуя все вместе так называемый дым. Негорючие же части топлива остаются или в виде порошка (зола), или в виде твердого остатка (шлак).
Упомянутая выше температура воспламенения требуется прежде всего для разложения топлива на составные элементы; при недостаточно высокой температуре часть топлива не разложится на составные элементы, а следовательно, не вступит в соединение с кислородом и не будет выделять тепла.
С другой стороны, кислород вступит в полное соединение с элементами топлива только при достаточно высокой температуре; в противном же случае получается или неполное их соединение, или же соединения совсем не происходит, и элементы топлива выделяются в чистом виде, не участвуя в горении.
Дело в том, что для сжигания составных частей топлива (углерода, водорода и углеводородов) требуются не одинаковые условия: летучие части топлива (водород и углеводороды) при горении топлива превращаются в газообразное состояние и быстро улетучиваются, смешиваясь с воздухом и сгорая на некотором удалении от топлива; углерод же горит при непосредственном соприкосновении раскаленных его частиц с кислородом воздуха. Поэтому те сорта топлива, которые состоят почти исключительно из углерода (угли, торф), требуют возможно полного и непосредственного соприкосновения с кислородом; для них приток воздуха необходим с усиленной скоростью, чтобы он мог проникать в толщу топлива. Для других сортов топлива, содержащих много летучих частей (жидкое топливо, газ), требуется менее быстрый приток воздуха, чтобы он успел полнее перемешаться с газообразными продуктами горения. Это перемешивание, обеспечивающее полноту сгорания, должно происходить обязательно в пределах топочного пространства, где температура еще достаточно высока; в дымооборотах же температура в большинстве случаев опускается ниже температуры горения, почему попавшие туда горючие продукты уже не в состоянии гореть и пропадают бесполезно.
Как известно, при недостаточном притоке воздуха получается нехватка кислорода, и некоторые составные части топлива не участвуют в выделении тепла; и наоборот, чрезмерный избыток воздуха также вреден, потому что охлаждает топочное пространство, понижает температуру горения и, кроме того, воздух, смешавшись с продуктами горения, отнимает от них часть тепла, которую уносит-с собою в дымовую трубу.
Поэтому для полноты горения количество подводимого воздуха должно быть строго согласовано с количеством и родом горящего топлива. Очень важно подводить воздух к топливу таким образом, чтобы происходило возможно полное его перемешивание с составными частями разложившегося топлива. Это условие достигается конструктивным устройством топки: ее размерами, формой, присутствием решотки и т. п.
Количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания данного топлива, можно точно определить, если известен состав топлива. А именно, если данное топливо содержит С% углерода, H% водорода и 0% кислорода, то количество теоретически необходимого воздуха для полного сгорания 1 кг такого топлива должно быть равно:
[8C/3 + 8(H-O/8)]x0.0337 kуб. метров.
Теоретически вычисленное количество воздуха будет достаточно лишь при наличии всех вполне благоприятных для горения условий, при которых весь кислород воздуха примет участие в горении.
Однако, их достижение на практике затруднительно; поэтому количество воздуха, подводимое к топливу, должно быть для полноты горения несколько больше того, какое получается по теоретическому расчету. Это практически необходимое количество воздуха таково: для твердых видов топлива почти в 2 раза больше теоретического, для жидких в 1,2 -1,4 раза больше и для газообразных почти равно теоретическому.
В обход приведенным научным соображениям и выводам некоторые практики-техники пытались сконструировать печи на принципе неполного сгорания топлива. Одно время наблюдалось большое увлечение в некоторых местностях так называемыми герметическими печами (обыкновенные голландские печи с герметически закрывающимися дверцами). При устройстве этих печей ставилось целью получить возможно большее количество тепла ценою понижения температуры горения. Такими печами пользовались следующим образом: как только дрова разгорались, топочную дверку плотно (герметически) закрывали и больше не открывали до следующей топки. Необходимый для горения воздух притекал в топливник в очень скудном количестве через случайные щели и естественные поры материала, так как никаких специальных отверстий для притока не полагалось. Неполное сгорание влекло за собою бесполезную потерю части тепла, с другой же стороны, как будто, достигалась поставленная цель: образующиеся в небольшом количестве (благодаря медленности и неполноте горения) дымовые газы, протекая по дымооборотам с малой скоростью, охлаждались при выходе в дымовую трубу до 40° Ц и даже ниже и успевали передать большую часть заключенного в них тепла стенкам дымоходов. Однако же горьким опытом вскоре обнаружилось, что от сильного охлаждения газов на стенках оборотов и дымовой трубы оседают жидкие продукты сухой перегонки дерева, которые совершенно разрушают кладку и с течением времени быстро ухудшают действие печи. В настоящее время пользование герметическими дверцами оставлено.
Количество притекающего в топку воздуха следует регулировать; для этого топки снабжают особыми поддувальными дверцами, а где их нет, там самая топочная дверка снабжается несколькими отверстиями или прорезами, которые можно открывать на большую или меньшую величину и даже совсем закрывать.
В результате сгорания топлива получаются продукты горения, проводимые по дымооборотам, стенкам которых они и отдают свою теплоту. Газы занимают при этом определенный объем.
Получающийся объем газов при полном сгорании 1 иг топлива обыкновенно дается в приведенном к 0° и 760 мм виде (см. таблицу на стр. 14). По данному объему и скорости движущихся газов можно вычислить размеры дымооборотов, а определившиеся размеры оборотов позволяют найти основные размеры всей печи: ширину, длину и высоту.
Цель, преследуемая при сжигании топлива в печке, состоит в развитии возможно большего количества тепла. Развитие же тепла зависит как от конструктивного устройства печи, так и от свойств самого топлива. Видов топлива очень много, и каждое из них может дать различное количество калорий тепла в зависимости от природы топлива, т. е. от его состава и строения, от его состояния влажности и пр.
Количество тепла (в больших калориях), развивающееся при полном сгорании 1 кг топлива, называется его теплотворною способностью. Так, например теплотворная способность сухих дров 4 300 калорий, жирного каменного угля 7 800 калорий, антрацита 7 500 калорий, мазута 10 500 калорий и т. д. (см. таблицу на стр. 14).
Теплотворная способность топлива определяется по химическому составу топлива и по теплотворной способности каждого элемента, входящего в состав данного топлива. Для такого расчета существует несколько формул. В их числе известна формула Менделеева:
f= 81С + 300H - 26(О - S) - 6 (9H + W),
где буквами С, Н, О, S обозначено в процентах содержание, составных элементов топлива, буквою W-содержание в нем гигроскопической воды (тоже в %%); f-количество тепла (в больших калориях), выделяемое 1 килограммом топлива.
1.От костра к печи.
2.Кирпичная печь.
4.Усовершенствованная голландская печь.
5.Выбор печи по тепловым потерям дома.
6.Печи малой теплоемкости.
7.Отопление гретым воздухом.
----- На главную
Хостинг от uCoz