Кухини във фурните
Кухини във фурните. хидравличен модел
Както вече видяхме, аеродинамиката на пещите се различава от аеродинамиката на димните канали и не само защото огънят „гори“ в пещта, но и защото пещите не са канали (тръби), а кухини (съдове, обемни елементи на пещта). В този раздел ще започнем да разглеждаме характеристиките на такива кухини в пещите (т.е. значителни разширения на димните канали), движението на газ, в което понякога дори опитен производител на печки не може да предвиди предварително. Едно е, когато димът се движи в един поток през тръба с постоянно малко напречно сечение, когато картината е едноизмерна и позната на всички „през маркуч за вода“. Но веднага щом този маркуч се хвърли от край до край в бъчва, пълна с вода, веднага става ясно, че моделът на потоците в цевта може да бъде много по-сложен, отколкото в маркуча.
Сега е трудно да си представим, че дори по времето на Петър Велики никой в света не е знаел какво е въздух и какво е дим. Едва при Екатерина Велика хората "се досещат" защо се издига дим - казват, че има някакво вещество "флогистон" (огнена материя с отрицателно тегло), уж се съдържа във всички горими вещества. През 1783 г. братята Монголфие за първи път напълниха балон (аеростат) с флогистон и този балон наистина излетя от земята. И въпреки че тълпи от хора видяха как флогистон вдигна балон, въпреки това по-късно се оказа, че флогистон изобщо не съществува в природата.
Най-примамливият факт за производителите на печки беше, че геометричната форма на капачката уж не влияеше на основните й свойства да улавя топлина. Горещите газове не се интересуват в каква форма на капачката влизат. В същото време, колкото по-голяма е капачката, толкова по-дълго има горещогазове и толкова по-добре се охлаждат там. Така че, когато се полагат пещи, казват те, че е възможно да се подредят „на място“ всяка кухина нагоре и тези кухини ефективно ще отнемат топлината от газа.
Също толкова погрешни заключения се правят и за пещните процеси. И така, различното естество на движението на горещи и студени газове уж предполага, че камбанообразната камина неизбежно играе ролята на вид сепаратор, който освобождава най-горещата част от димните газове: пламъците веднага се втурват в камбаната и не позволяват на по-студените газове да се издигнат там. Това води до повишаване на температурата на камбанообразния таван на горивната камера и изглежда дава основание да се смята, че камбаната е ефективна летлива горелка. (Всъщност е ясно, че ако обърната кофа се спусне върху пламъка на огъня, тогава огънят изобщо не пламва, а изгасва, освен това с появата на голямо количество дим). Още по-неочаквано за производителите на печки е твърдението на хидравличния модел, че както студените, така и горещите газови потоци текат едновременно в каналите на всякакви пещи и без да взаимодействат помежду си по никакъв начин (фиг. 119a, b).
В действителното проектиране на пещите хидравличният модел никога не е бил използван нито качествено, нито количествено (и никога не би могъл да бъде използван, включително поради пълното отсъствие на каквито и да е изчислителни методи и числени критерии). Наистина, напредъкът на камбанните (или по-скоро кухни) пещи по никакъв начин не е свързан с неограниченото увеличаване на размера на камбаните. Напротив, размерите на камбаните бяха все по-намалени - сега в пещите понякога е трудно да се различи така наречената камбана от канала (I.S. Podgorodnikov, Проекти на отоплителни пещи и топлинният режим на помещението, свързан с тях, дисертация на кандидат за технически науки, 1950 г.). Да, за целитеза да се намали прегряването на горната част на пещта (не е толкова полезно за потребителя) и да се намалят емисиите на сажди в камбаната, бяха предложени пещи с две камбани (или многокамбанни) на две (или няколко) нива (фиг. 118, b). Всъщност припокриването на горивната камера се е превърнало в долна „шапка“, прегряването на арката на която е полезно за отопление на помещението поради ниската му височина над пода на помещението (I.S. Podgorodnik, Домакински пещи, М .: VSNKh, 1929). Като цяло оформлението на долния слой се доближава до дизайна на конвенционалните печки с фурна (P.I. Voropay, Наръчник на производителя на печки, M .: Stroyizdat, 1985), с изключение на това, че нивото на прохода на горивната камера понякога пада до нивото (но не по-ниско) на капачката на звънеца 2. От 90-те години на миналия век IV части от въвеждането на „суха фуга“ (вертикална sl отсечен участък от горивната камера на горивната камера), „катализатор на горенето“ (решетка за разрязване на шамот над пламъка с вторично подаване на въздух) и др. (Фиг. 118, д), разчитайки единствено на спекулативни идеи (www. stove.ru).
Всички схеми на пещи на фигура 118 са доста трудни за анализ (от гледна точка на оценка на ефективността) и все още са предмет на професионални дискусии. Всички пещи са структурно различни една от друга, а не подобни, но е трудно да се намерят характерни разлики и прилики. Освен това всички вериги на фигура 118 могат да се тълкуват формално по всякакъв начин - и като камбановидни, и като противоточни, и като канални - кой от коя страна гледа. Хидравличната теория не предоставя никакви изчислителни и проектни критерии за "качулка".
Отбелязваме обаче една изключително незначителна, на пръв поглед, отличителна черта, на която все пак сме принудени да се спрем. Пещи Подгородников и Кузнецов (и само те) иматсвойството на "свободно преминаване на студени газове" през цялата пещ в двете посоки (но само при условие на достатъчно големи секции на потока на преливните канали!). Наистина, ако по време на охлаждането на пещта (при условия на ниски скорости на издигане на топли газове) тежкият атмосферен въздух започне да „пропада“ в лекия топъл въздух на охлаждащата тръба (както в аспираторите и в тръбите на камината), тогава той, преминавайки през дъното (дъното) на горния капак, след това „пада“ в долния капак (фиг. 118, c). Той дори може да проникне в пещта на пещта и по-нататък в помещението (с отворена врата на пещта) или, след като се загрее, да се върне обратно в тръбата, като се завърта, както във вентилационната система на мазето.
Както ще видим по-долу, подобно явление е характерно за случая на "свободно движение на газове". Следствие от „свободното преминаване на студени газове“ е ефектът на „автоматичен изглед на газ“: студен въздух, случайно проникнал през отворите на вратата в пещта, се издига нагоре, без да се „изкачва“ в горещи капачки дори при отворен тръбен амортисьор (което се нарича изглед). Ето защо се смята, че пещите със свойството "изглед" са лошо охладени дори в условия на открит изглед и затоплят помещенията за дълго време (I.S. Podgorodnikov, Как да поставим пещ, М .: Нова вълна, 1998) Всички други пещни системи на фиг. 118 нямат тези свойства. Въздухът, проникващ отгоре през тръбата, не може да проникне в пещта поради "водния затвор" (пропуск), а въздухът, проникващ отдолу през пещта, може да се издигне вътре в горещите камбани.
Източник:Селски бани и печки. Принципи на проектиране. Хошев Ю.М. 2008