Газодинамика классического камина

Продолжение.

Одним из основных вопросов проектирования каминов с зубом является выбор размера проходного сечения выхода дыма из топки /хайла-отсоса-горловины-сужения/. Ясно, что дымосборник без зуба имеет хайло более широкое, чем дымовая труба. Но для предотвращения дымления при распахивании комнатных дверей /при образовании разрежения воздуха в комнате/ желательно хайло по размеру меньше, чем труба, чтобы на входе в трубу возникло как можно более высокое разрежение. А для воздушной занавески необходим максимальный расход газов через трубу, то есть желательно иметь хайло, не снижающее производительность трубы /то есть размеры трубы и хайло должны быть соизмеримы/.

Посмотрим, что говорят по этому поводу специалисты по каминам.

Ю.П.Соснин, Е.Н.Бухаркин, Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома, М.: Стройиздат, 1991г.
"Выдвинутая вперед задняя стенка в верхней части образует сужение в газоходе, глубина которого в узком месте составляет 10 - 20 см. Благодаря такому сужению тяга по ширине топочного отверстия усиливается, что улучшает равномерность распределения газов по периметру топки.
Образующийся в узком сечении дымохода карниз /так называемый дымовой зуб/ имеет двойное назначение. В процессе топки он задерживает опускающиеся по задней /более холодной/ стенке охлажденные газы, не пропуская их в топочное пространство, так как это может привести к опрокидыванию тяги. Холодные газы, задержанные карнизом, подхватываются потоком более горячего газа, вытекающего из узкого сечения, образованного передней стенкой камина и кромкой "зуба", и выносятся в вышележащий дымоход. Второе назначение карниза заключается в сборе выпавших сажевых отложений.
Заслонка в дымоходе располагается примерно на 20 см выше верхнего края топочного отверстия для того, чтобы оставался достаточно высокий дымовой фартук, препятствующий попаданию дыма в помещение. Заслонки бывают вдвижные и поворотные."
Комментарий. Признано, что зуб непреднамеренно "сам собой" образуется при создании сужения, необходимого для усиления и выравнивания газового потока по ширине портала. Кроме того зуб задерживает нисходящие холодные потоки /см.,например, раннее вложение "дымкамера без тяги" с "падающими" потоками холодного воздуха ХП/, существование которых опротестовывается многими авторами, поскольку при этом должна изчезать тяга. К тому же зуб собирает падающую сажу /зачем?/. Размер сужения-хайла 10 - 20 см может регулироваться задвижкой. Об оптимальном соотношении площадей сечений трубы и сужения ничего не говорится. Отметим полное отсутствие единообразия терминов /конструктивных и технологических/ у разных авторов, что затрудняет восприятие материала.

Ш.К.Афанасьев, Камины. Современный взгляд, М.: Аделант, 2007г.
"Зауженная площадка /между перекрытием и зубом/ вынуждена пропускать смесь нагретых газов и холодного воздуха с повышенной на этом коротком участке скоростью. Выше в дымосборнике, в связи с расширением его объема, скорость потока резко падает, затем уже в трубе вновь увеличивается, где обретает постоянную величину.
Кратное увеличение скорости воздуха и резкое ее падение над площадкой создает разрежение /эффект инжекции/, благодаря которому и происходит дополнительный подсос воздуха в портал камина. Оно /разрежение/ увлекает и дым из топливника, что способствует лучшей, устойчивой без дымления работе камина. Речь идет не о повышении тяги в трубе /тяга способствует инжекции/, а об улучшении работы камина на самом важном его участке."
Комментарий. О соотношении площадей сечений трубы и сужения /площадки?/ ничего не говорится.

В.Н.Глухих, Камины, СПб.: Профикс, 2003г.
Соприкасаясь со стенками дымосборника, газ охлаждается и начинает опускаться по стенкам вниз, создавая турбулизацию газового потока. При неинтенсивном горении топлива возможно "зависание" дыма и даже опрокидывание тяги с выбрасыванием дыма в помещение. Исключить это явление можно увеличением скорости движения газов в верхней части топливника, что вызовет подсос воздуха из помещения в верхнюю часть портала. Конструктивно это решается устройством в форме уступа, пережимающего поток газов в верхней части топливника. Наличие уступа обеспечивает некоторое увеличение скорости движения газов и разрежение в верхней части портала и, этим самым, исключает выбрасывание дыма в помещение. В этом - главное назначение уступа. В верхней части портала самая высокая скорость движения воздуха. Поэтому наличие уступа в камине весьма желательно, независимо от его типа и конструкции.
В принципе, можно добиться нормальной работы камина и при отсутствии уступа, уменьшая высоту портала до необходимой величины. Это приведет к возрастанию скорости входящего в камин воздуха и предотвращению выбрасывания дыма. Однако при этом уменьшится отдача тепла излучением и снизится КПД камина.
В практике строительства каминов часто уступ либо не делают, либо не соблюдают размеры /какие?/, что приводит к нарушению работы камина. Отчасти это происходит потому, что в имеющейся отечественной литературе не делается акцента на его важность в обеспечении нормального функционирования камина. Даже опытные печники не всегда понимают его назначение. Встречающееся в отечественной литературе и бытующее среди отдельных практиков мнение. что уступ служит для задерживания опускающихся по задней стенке дымосборника газов, не пропуская их в топочное пространство, не совсем убедительно. Холодные газы опускаются не только по задней, но и по передней, и по боковым стенкам, где уступов вовсе нет, причем площадь боковых и передних стенок больше, чем задней. Другое утверждение, что назначение уступа заключается в сборе выпавших сажевых отложений, по-видимому, окончательно убеждает начинающего печника в ненужности такого уступа.
Единственное назначение уступа - вызвать разрежение в верхней части топливника и обеспечить этим самым подсос воздуха в верхнюю часть портала из помещения, что позволит предотвратить выброс дыма из камина.
При проектировании любого камина нужно обязательно предусмотреть сужение топливника в верхней части, после которого должно следовать резкое расширение с переходом в дымовую трубу."
Комментарий.Это наиболее развернутое суждение о зубе и о сужении. Вопросы о разрежении в основании трубы и о "воздушной занавеске" в портале объединены и не детализируются. Соотношение площадей сечений трубы и сужения не обсуждается. В приведенных авторских проектах каминов горловина, как правило, имеет глубину в полкирпича и ширину в полный портал - получающаяся при этом площадь сечения горловины до полутора раз превышает площадь сечения трубы.

И.В.Кузнецов, Камины, печи, печи с каминами, www.stove.ru.
"Сечение горловины с задвижкой должно быть достаточным?, чтобы обеспечивать прохождение потока горячих газов с допустимой? скоростью, или больше. Обычно сечение горловины с задвижкой делается равновеликой с сечением трубы, или больше."

 

Продолжение.

Таким образом, перечисленные авторы удивительно мало внимания уделили зубу и образующемуся при этом сужению /горловине/. Ведь мы процитировали фактически все дословно, что есть по этому поводу в указанных публикациях. Это, видимо, обусловлено сложностью вопроса.

Тем не менее, конкретная рекомендация все же есть и она решает вопрос /но только сугубо практически/ - вставить в горловину регулируемую задвижку и с ее помощью добиваться бездымной работы камина. Речь идет о том, чтобы задвижку в трубе перенести сверху вниз на уровень ступеньки зуба /см. вложение "задвижки"/. Конечно же задвижка в щелевой горловине более сложна конструктивно, чем задвижка в трубе, но зато появляются новые возможности по контролю режима камина. Дело в том, что при малой тяге /что характерно для этапа догорания камина/ вся дымовая камера /да и весь топливник при наличии прикрытых стеклянных дверок портала/ заполнен задымленным газом, который легко "выплескивается" наружу в помещение при возникновениях разрежений в комнате /например, при распахиваниях дверей/. При этом призакрытая нижняя задвижка /на уровне зуба/ позволяет ограничить выход дыма из дымовой камеры наружу значительно более эффективно, чем призакрытая верхняя задвижка на трубе /которая фактически в этом случае бесполезна/. То есть на этапе догорания можно просто несколько прикрыть нижнюю задвижку и временно прикрыть портал экраном - это обеспечит требуемую безопасность при возникновении разрежений воздуха в помещении при включении вытяжек или распахиваниях дверей.

Кроме того, нижняя задвижка может выполняться не только выдвижной, но и вращающейся /на центральной оси или на боковых петлях/, и приподнимающейся. Для этапа догорания форма задвижки не столь уж существенна, поскольку потоки газов в этом случае малы и не испытывают больших газодинамических сопротивлений из-за плохой обтекаемости задвижки. Но для этапа активного горения форма задвижки важна и может оказаться полезной для взвихривания и перемешивания горячего и холодного потоков.

В этом разделе речь идет о дымлении за счет разрежений воздуха в комнате. Этот вид дымления не столь уж актуален для дачных условий /в том числе для каминов в банных комнатах отдыха/, где герметичные окна и двери пока редкость. Не столь уж актуален для этого вида дымления и выбор местоположения хайла спереди или в глубине топки. Поэтому в дачных условиях часто встречаются и самые простые камины с конусным дымосборником без зуба /см. рис. "а" вложения "разделение дымосборника"/. В таком дымосборнике разрежение мало, а в портале "занавеска воздуха" более-менее равномерна по всему отверстию /окну, проему/. Такой камин может хорошо работать /даже при порывах ветра на улице в трубу при высокой трубе и хорошей тяге/, но в отсутствии дуновений воздуха из комнаты в портал и в отсутствии разрежений воздуха в комнате. Для снижения дымления при указанных дуновениях и разрежениях в комнате такой камин конструктивно "дорабатывают" - дымосборник 1 делят горизонтальной рассечкой 5 на две части /см. рис."б"/ - на верхнюю часть 2 /дымовую камеру/ и на нижнюю часть 3 /обычно ее называют также дымосборником, но маленьким, со стенкой -"фартуком" 4/. При этом от комнаты как-бы отделяют большой объем задымленного газа в образованной дымовой камере. Для регулирования степени гидравлической связи между дымовой камерой и малым дымосборником, в проем у рассечки /в горловине/ устанавливают задвижку 9.

Вот эту рассечку 5 /уступ/ и называют зубом. Он может выполняться обтекаемым с наклоном в сторону горловины так, чтобы горячий газ тек "сам собой" в горловину /см. пунктирный наклонный экран на рис."б"/. Зуб-рассечка может быть задним 5 /"прямым"/, а может быть и передним 6 /"обратным"/. Для предотвращения дымления из-за разрежений в комнате безразлично, какой зуб применить - передний или задний. Но для предотвращения дымления из-за дуновений воздуха в портал желателен задний 5 /"прямой"/ зуб с передним отсосом, поскольку он увеличивает скорость воздушной занавески именно в верхней части окна портала. Кстати, такой зуб /поз. 2,3,4/ применяют и в некоторых печах, связанных с использованием больших, широко распахивающихся дверок топки 1 /например, стеклянных в каминопечах, см. вложение "переднее хайло в печах"/. Все видели клубы дыма, вьющиеся у открытой дверцы дровяной печки - вот эти клубы дыма и отдуваются "воздушной занавеской ХТ", которая образуется при отсосе дыма вверх в трубу "как пылесосом". В случае же высоких каминов более предпочтительна схема с передним 6 /"обратным"/ зубом с задним отсосом. Во всех этих случаях возникает вопрос - нужны ли образованные таким образом дымовые камеры - не лучше ли их вообще удалить, заменив трубами 7? Именно об этом пойдет речь в следующем разделе. Конечно, также как и сейчас будут повторы, но уже на ином уровне понимания.

В заключение упомянем теоретическую модель, предложенную И.В.Кузнецовым для предотвращения дымления из-за разрежении воздуха в комнате www.stove.ru. Рассматривается камин с активным режимом горения, который отсасывает воздух из герметичного помещения и создает тем самым разрежение воздуха в помещении. Рано или поздно, разрежение в комнате становится равным тяге трубы, камин теряет возможность удалять дым через трубу и начинает дымить в комнату /фактически начинает гореть как костер в комнате /. При возникновении такой ситуации необходимо ввести воздух извне в комнату, чтобы устранить возникшее чрезмерное разрежение воздуха в комнате. При закрытых герметично окнах и дверях это можно обеспечить только притоком холодного свежего воздуха с улицы через трубу. То есть свежий воздух должен "пробулькивать" через трубу в комнату точно так же, как вода пробулькивает через горлышко перевернутой бутылки, устраняя разрежение в бутылке. Ясно, что свежий воздух, проходя через задымленную трубу, дойдет до комнаты неминуемо задымленным. Поэтому предлагается устранять разрежение не в комнате, а в дымовой камере, отделенной от комнаты перепадом давления в горловине. В таком случае нисходящий задымленный воздух добирается только до дымовой камеры и не входит в комнату. До этого момента все ясно. Но ведь при этом сохраняется прежнее разрежение воздуха в комнате /и не только относительно улицы, но теперь и относительно дымовой камеры/. Как же при этом устраняется разрежение в комнате? Воздух ведь на горение дров засасывается в камин все же из комнаты, а не из дымовой камеры? Ответ на этот вопрос автор не дает. Ну и самое главное - автор специально подчеркивает, что "процесс выравнивания давления протекает постоянно". Это означает, что в дымовой трубе постоянно и одновременно существует столб горячего и столб холодного газа. В этих условиях тяги принципиально нет! Это значит, что дым в такой трубе поднимается вверх "совершенно свободно" /свободными горячими клубами, независимыми от других клубов дыма/ только за счет своей собственной подъемной силы /как дым от костра в атмосфере/. При этом разрежение в комнате не может возникнуть принципиально, поскольку /даже при полной герметичности помещения/ в трубе действительно одновременно текут дымовые газы вверх и свежий холодный воздух вниз /именно в комнату! или по крайней мере в топку/. Но как избежать при этом задымления свежего воздуха? Кстати, точно такая картина наблюдалась в английских каминах с широкой трубой до Рамфорда, и именно поэтому они дымили при любом порыве ветра в трубу.
Продолжение следует.

 

Спасибо за интересный материал, как и всё о чём Вы пишете, Юрий Михайлович. Задаёте очень высокий уровень обсуждения. Ради нахождения подобных крупиц, умно и интересно изложенных, стоит

​

перелопачивать груды форумного трёпа. Ждём продолжения. Позвольте, по всему объёмному вопросу газодинамики камина нет, по отдельным эпизодам да, высказать своё мнение. С удовольствием поменяю его при возникновении нового понимания. На сегодня считаю следующее:
Про так называемую воздушную шторку. Есть придирка к коректности термина.
Шторка, зановеска, затычка это похоже на условно не проницаемую границу, мембрана, активно препятствующая (в силу объективных законов физики) проникновению газа, жидкости, разделяющая один объём от другого, может определять направление потока...
Примерные аналогии в природе: Звук слабо проникает из под воды в воздух, запирается в своей среде на границе раздела, так же из воздуха слабо проникает под воду; в тёплых слоях звук распространяется быстрее чем в холодных и наблюдаем отклонение звука от прямой; может сдуваться ветом звук, запах, дым и слабо проникать через поток, раздел горячего газа и холодного в "колпаке" так наз. газовая въюшка.
В качестве занавески поставим воздуходувку, поток газа увлекает соседний воздух в себя и эта честная компания должна отправится в трубу или в комнату. Что первично, в отличае от курица или яйцо тут определено однозначно. Сначало первое(поток) потом второе (подсос). Нет первого нет второго. Нет тяги нет потока нет "шторки", которая так нужна. Есть тяга, труба справляется и газы устремляются в дымосборник вместе с воздухом комнаты, "шторкой" и комарами, когда в ней надобности нет она (шторка) есть. Растапливаете холодный камин, скорость потока низкая (тяга не возбуждена) где она, хитрая шторка. Не по русски. Банк даёт деньги когда они у вас есть и забирает когда они нужны позарез. Этот термин упомянут почти во всех книгах печи камины, наглядно нарисовано, просится на язык: эжекционный подсос препятствует проникновению дыма... т.д. Красиво умно, Чему препятствует, сама благополучно летит в трубу в месте с дымоми нет её когда нет потока и дым ползёт в глаза дачнику, что она загораживает? Подсос воздуха рождается потоком горячих газов в дымосборник (ничего не имею против эжекционного подсоса в карбюраторе, там не называют это шторкой, я против пробок на пути антифриза в печке салона русской зимой)
Длинно изложил. Это ничто посравнению с частотой употребления этого термина.
{Это воспроизвел примерный отрывок из потеряного в личке послания вам ,Юрий Михайлович. "Рукописи не горят". Горят ещё как, вылетая в трубу
как второй том мертвых душ, канут в сети.}

 

Интересно находить Ваши тексты на различных форумах, Юрий Михайлович. Всем советую поискать и почитать как Пушкина среди его современников.
"Обложил" я слово шторка . До объяснюсь. Повторяю, поменяю мнение моментально при вновь возникшем понимани. Делал это неоднократно читая Ваши тексты. Советовать не могу, могу только пожелать сделать подобное многим другим и приверженцам различных фирм, брацтв,систем и направлений.
Если думать "честно" это выходит легко и с удовольствием. Уверен и Вы знаете что думающие печники, дачники следят за вашим творчеством.


Дообъясняюсь. Углубившись с суть, природу терминов: всплывать, засасывать, тяга, свободное двмжение газов найдем их условность.
Принимаем их (термины) к использованию для удобства.
По закону всамирного тяготения более плотные, тяжёлые участки притягиваются с силой большей по величине чем лёгкие. Лёгкие в "соревновании" притягивании к центру масс проигрывают и вытесняются, выталкиваются. Посему первично вытеснение, выталкивание. Частот нас интересует результат действия, практическая польза, чтобы корабли плавали, а дирижабли летали применяем закон Архимеда. Не "заморачиваясь" на природе понятий говорим всплывает. "Заморачиваясь" получим:---Герасим на вытесненой водой пруда лодке...(жалко му му) вместо плыл.
Подсасывать это создавать разницу и "позволять" участкам с большим давлением вторгаться в области с меньшим. Например с помощью поршня, потока (эжекция), ртом из чашки чая, эжекция при очень горячем чае.
Дым из трещин колпака печи выталкивается в комнату, дым из открытого камина в помещение где закупорены окна двери и включена турбовытяжка выталкивается, говорим подсасывается. Соглашусь с термином шторка если бороться с дымлением камина созданием приточной вентиляцией создав избыточное давление в помещении как в войсках хим защита бункера, вагончика.( совет тем у кого дымит камин вместо противогоза пользуйтесь шторкой от дыма вместо того что бы делать правильную трубу и дымосборник.)
Абрам, ваша жена б.!
Ой, кто бы говорил, а ваша то...
Ну всё таки.
Объяснения мой далеки от совершенства (пианист играет как умеет) но всё таки есть притензии к привыканию использовать воздушной шторки рассматривая природу процессов открытого камина , а то придем сто лучшая шторка это закрытая топка, кассета импоттная.
Открытый камин -- классика уже хоть в "красную книгу " заноси.

 

Олег, извините за задержку с ответом, был очень занят.

Как и в вопросах, поднятых Вами в личке ранее, и здесь, в этом сообщении Вы также правы - "воздушная занавеска" /или в Вашей версии - шторка/ является СОВСЕМ НЕПРАВИЛЬНЫМ /не строгим/ термином с точки зрения физики. Действительно, никакой мембраны нет, есть поток воздуха через окно портала внутрь камина, препятствующий выходу дыма из камина. Правильней было бы назвать эту "занавеску" чем-то вроде "отдува" или "задува"? - вытяжной вентиляцией, вытесняемым /выдавливаемым/ потоком, отсосом или еще как-нибудь еще.

В каминах с единой общепринятой терминологией очень плохо - горловину, к примеру, называют то зевом, то устьем, то отсосом, то площадкой, то сужением, то хайлом, то проходом, то основанием трубы, то входом в трубу, то еще как-нибудь, и это порой вносит неопределенность и путаницу /тем более из-за наличия дымосборника и зуба, которые в свою очередь называются порой тоже совсем по-разному/. Я уже посетовал недавно по этому поводу на "стоувмастере", предложив печникам подумать об единой терминологии. Вместе с тем, термин "занавеска-шторка" придуман ведь не мной. Этот термин как печной жаргон уже вошел в повседневную жизнь печников и его трудно "выкорчевать", поскольку он образно отражает результат /"не пущать" дым из камина, как-бы загораживаясь?/.

Имеется неопределенность и с термином "эжекция", который сейчас в вентиляции понимают как "подсос" или "всасывание" /коэффициет эжекции - это интенсивность присоединения массы окружающей среды на единице длины, деленная на массовый расход струи, то есть относительная скорость увеличения массы движущегося газа/. На самом же деле, "eject" - это извергать, выбрасывать, выпускать. Выходит /извергается/ газовая струя в воздушное пространство и начинает взаимодействовать /в форме увлечения за собой воздушных масс/. Здесь первична /в Вашей трактовке/ именно струя, а подсос вторичен. А вот "inject" /инжекция/ означает впрыскивать, впускать, вбрызгивать, вдувать, но это термин в вентиляции не распространен. В карбюраторе бензин засасывается не скоростью в струе, а разрежением в цилиндре/прямым засасыванием как шприцом/. Очень удачен термин "draw" - вовлекать, втягивать, он часто используется в печном и каминном деле /а также "engage", "pull", "envolve"/. А как это назвать по-русски? Так, чтобы выделить разные механизмы подсоса... В камине ведь действительно, первичен поток в трубе, а отсос /поток в портале/ вторичен. Но это не эжекция, поскольку поток в трубе есть прямое ПРОДОЛЖЕНИЕ потока в портале. А эжекция неподвижного воздуха движущейся струей пламени - это вторичный процесс, вовлечение в движение за счет вязкости.

Также согласен с Вашим замечанием, что при свободных движениях воздуха первично притяжение Земли /гравитация/. Поэтому определяющую роль, конечно же, играют тяжелые газы. Именно они "выдавливают", опускаясь вниз. Но опять-таки, печникам привычнее вторичное понятие "всплывание" легкого /за счет вторичного понятия "подъемной силы"/. Вот такая путаница, ставшая уже привычной.

Как бы Вы пояснили "работу" колпака, исходя из Вашей терминологии гравитационного "выдавливания"?

 

Только сейчас нашлась возможность( тоже время) ответить на Ваше, Юрий Михайлович сообщение.Извиняюсь что не в темпе " вечером в строчке утром в газете".Форумы почти газета для каждого, можно потешить самолюбие (форма нарцисизма,самолюбования) и удовлетворить потребность в писательстве без обивания порогов издательств, "приятных"(для ког) разговоров о деньгах и прочем...
Юрий Михайлович вы ловкий "провокатор" (в хорошем смысле), я писал в личку, не собираясь "разбавлять" своими экзерсизами Ваш материал (интересный) о газодинамике открытого камина.Сказали отправь в ветку, пока Вы некоторое время в других делах, и что, отправил и продолжаю писать, втянули ("в секту думающих о газодинамике о. камина).
Ваше сообщение "разбор полётов" условно через пробелы выделяет 5 абзацев. Надо так по порядку мне и отреагировать следующим образом:
1. До объясниться, обработать неточности в подаче благоприятные для двойных толкований (попутно добавить новых)
2, Откреститься ( как от нечистой силы) от "не заслужено " приписываемом мне т.к. лучше вовремя разобраться чем всю оставшуюся жизнь оправдываться говоря что я не это имел в виду.
3, Отметить о чем "договорились", похожее понимание, в чем есть согласие, чтобы не возвращаться "по новой".
4. Озвучить вопросы которые остаются открытыми.
5. Высказать своё скромное ("сырое") (может и серое) мнение, объяснение, понимание.
6. "И на солнце есть пятна", отметить ( на мой скромный взгляд) неточности допущенные Вами.(или провокации?, оставим пространство для маневра поменять, доработать свои взгляды, надеясь на ответное снисхождение.)
Примерно так.
По первому абзацу: Уточню, Вы пишете мне {в вашей версии "шторка"}. Приведу дословно начало Вашего первого письма из лички? начиная и отталкиваясь от чего я написал в личку ответ.
{Действительно, "шторка" лучше отражает смысл,чем "занавеска" - я искал слово, но так и не нашел...(конец цитаты)}
Я изложил своё мнение что шторка, занавеска и прочее имеет один смысл.Что эти понятия напросились на (или в) языкиз из многочисленных книжек с наглядными картинками которые копируют все кому не лень( вернее лень вдуматься в то что они являются не строгими с точки зрения физики и причин построения "правильного"(безупречноработающего) о.камина.
Задув, вытяжная вентиляция - да. \вынужден прервать он лайн,извиняюсь, продолжу через часок, отключаюсь.\

 

(без опечаток не получается) Продолжаю.
"Задув","вдув" да. Результат созданного пониженного давления, отсоса, эжекция(педчувствую ниже длинный разговор, поэтому про эжекция и карбюратор чуть ниже), "правильно" организованное удаление дыма, по этому он не идёт в помещение. Конечно высокое давление в комнате вдувает в разряжение в портале. Усилие строителя о.камина направлены на "правильную" организацию удаления дыма, горячих газов,и "выкинутого" (eject) из помещения воздуха. Лодка "плавает" хоть и выдавливается. И шторка занавеска есть, всё как положено, атмосфера есть как данное.Но в смысле зашторивать загораживать оно вторичны, появляются (являя свою хитрость) после того как всё благополучно удаляется в трубу. С точностью на оборот действуем когда загораживаем свет - занавешиваем, Закрываем форточку - убираем сквозняк, затыкаем пробку - убираем течь. Термин прижился потому что просится аналогия что как бы загораживаемся (атмосферой) воздухом. Можно термостеклом-это как форточкой. Вот это "занавеска" активная,первична но не воздушная.
Отреагирую на фразу из 5 абзаца: цитирую Вас {вашей терминологии гравитационнго выдавливания} Нет моей терминологии ,ни терминологии ни теории ни чего другого... Объяснюсь. Не гравитационного "выдавливания", как мне приписывается. Процитирую сам себя (кайф): холодные, тяжелые: газ, жидкость, притягиваются к "земле" силой большей чем легкие, менее плотные и в этом "соревновании" побеждают.
Утопим поплавок глубоко затратив силы (энергию) и отпустим, поплавок выталкивается, выдавливается водой всплывает, разгоняется, с ростом скорости возрастает сопротивление обратно пропорциональное обтекаемости определяемое формой поплавка Мы можем влиять на форму, конструировать.
Другой пример. Крыльчатка центробежного насоса разгоняет жидкость формой корпуса насоса сконструированного ( улотка) организует условия "указывающие" куда газу,жидкости следовать дальше.Система выведена из равновесия включением двигателя насоса (затратили энергию).
Горячие газы выдавливаясь, выталкиваясь, более плотными и толкаясь (слабо) "вязким" пламенем (типа плазма), возникая в большом количестве от выделенной теплоты сгорания разгоняются, "обзаводятся" кинетической энергией, становятся "более активными". (тут и везде в кавычках ".." "не каширные" с точки зрения физики слова).И активность эта берётся не из "пустоты", на это затрачивается энергия топлива, высвобожденная при горении. Она(энергия) взводит весь механизм (вернее механизм взведён раньше при "сотворении мира", "религию" и "большой взрыв" оставим в покое)
Высвобожденная энергия из топлива выводит всю систему из равновесия (курок спускает дачник, поднося спичку к дровам)
Какой колпак объяснить.Колпак над нагревателем, колпак в котором ныряют водолазы, колпак в печке с трубой где и гравитация и гидродинамика и теплообмен...

 

К абзацу 3. Всё правильно эжекция понимают как подсос, всасывание и изначальный "природный" (natural) смысл eject -выбрасывать.Выброс из высокого давления в низкое, низкое создаётся потоком, затрачивается энергия разгон потока.Eject - реакция "системы" на возмущение.
Engage - в нашем языке есть родственное слово ангажемент. В вольном английском become engaged - обручиться . Помолвка, обязательство, в технике - зацепиться.(женатые подтвердят что всё это "недалеко" от настоящего положения дел)
Pull - тянуть, тащить...в вольном английском смыслов на полстраницы.

В конце 3 абзаца. И поток в трубе есть прямое продолжение потока из портала и (подчеркну) эжекции (вытолкнутого из помещения воздуха).
Термиты строят термитники вовсю пользяются и вдувом и выдувом господств. ветров.

В Вашем описании карбюратора вкралась неточность.
Карбюраторщики в глазах автолюбителя которому лень разобраться самому походят на шаманов,магов, они и сами любят напустить тумана (специально или по необразованности ). Вот там все просто.Эжекция чистой воды. Бензиновоздушная смесь всасывается именно струей воздуха проходящего через карбюратор. Всасывание воздуха происходит двигателем.Происходит подсос, увлечение струёй проходящего воздуха .Топливо в поплавковой камере находится при нормальном давлении, выбрасывается (в английском точнее).Воздух быстрым потоком проходит через камеру в которой есть похожий на сопло распылитель дозирующей системы в которой поток воздуха "пережимается" ускоряется, происходит подсос топливовоздушой смеси. Это делается путём организации пониженного давления и создания эжекции (выброса) под атмосферным давлением.
Впрыск, инжект организуется созданием давления в бензонасосом и впрыскивается форсункой во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры. Всё верно в карбюраторе эжекция, с бензонасосом инжекция.

Однако позновато (времени нехватает).

 

Конечно без многословных отвлечений не получится. Ваша, Юрий Михайлович "тема" уникальный материал (время покажет), не место где пара строк со смайликами, разговор "по взрослому" серьёзный. Парой слов излагать теорию можно только на языке ненормативной лексики. Может лучше про реактор, про любимый лунный трактор...(В.С.Высоцкий)
Хочу про камин (пока не перебили) написать в форум выводы из опытов над своим камином. Первый камин построенный у себя на даче (звучит гордо похоже на "когда я заработал первый миллион")
Известный пример, как американцы целым отделом изобретали ручку способную писать в невесомости, мозговой штурм занял время этого отдела на долго. Наши взяли простой карандаш (может совсем не так было, кто "был" поправит, но пример показательный). Собрали семинар, заседали в ассоциации что бы решить что при разряжении в помещении камин дымит, дым "дырочку находит" всегда и отдельный канал подающий в топку (просто очередной "красивый" ресунок) проблему не решает, может даже усугубить (сквозняк в топке, интенсивность горения повышается не кстати...) в варианте "воздух только для него". У наших (без фамилий) уважаемых авторов часто встречаются такие рекомендации. Пересмотрят свои "труды", подправят. Или сюда, спорить. В америке "дошли" ещё в 1993году.
Этот "канальчик" должен походить на (нашу) форточку, Роль такая же важная как каминная труба и подаваться в помещение в виде приточной вентиляции для той самой "воздушной занавески". Сечение канала "свободной" (без вентилятора) вентиляции должно быть не меньше трубы, если помещение относительно герметично то сравнимо больше , в разы что трудно выполнить.На кухне включаем вытяжку, а для камина жалко что ль "втяжку" если помещение проблемное для нормальной работы о.камина. Важно вся "Газодинамическая обстановка помещения" .
Про зуб:\через часок, продолжен.следует\

 

Продолжаю. Письмо, пропало при пересылки из автономного, жалко.Тогда позже. А сейчас коротко о другом.
Канадские и североамериканские дома строят из относительно не дорогого ,утеплителя, материала не безупречного с экологической стороны.Что бы обеспечить допустимую экологию внутри любимого дома делают принудительную вентиляцию (отопление и кондиц.), что б изо всех щелей воздух шёл наружу, отгораживая жителей "воздушной завесой" от выделений материала стен.

Юрий Михайлович спасибо, пригласили (втянули) в гости, в свою тему, попробую достойно (как умею) "поселить себя" в ветке.Ума и мудрости, как в шутке по деньги или мало или нет совсем. Послушаю один мудрый совет: в гостях (научал один человек) боже тебя упаси садиться под винегрет, так там и погибнешь, всегда садись "друже" под зернистую икорку и балычок...
(жалко письмо пропало, продолж. след.)

 

Спасибо, Олег, за обстоятельный анализ. Есть, над чем подумать. Действительно, ведущим фактором в формировании "эффекта шторки" /так назовем "воздушную занавеску" с учетом Ваших замечаний/ является тяга трубы, "все благополучно удаляющая в трубу". Причем именно "тяга", а не просто "подъемная сила". "Тяга" как пылесос засасывает, не разбираясь, все подряд - и горячий газ, и холодный газ, и золу, и кору с поленьев... А "подъемная сила" способна поднимать только сам горячий газ, который затем в свою очередь может воздействовать, например, на взвихривающуюся золу.

Поэтому заключительную Часть 12 я хотел посвятить всяческим особенностям тяговых свойств дымовых труб, включая особенности соединения и разъединения труб от разных источников. К сожалению, очередная поломка и починка смартфона /посредством которого я фотографировал и выставлял рисунки, пусть посредственного качества/ надолго застопорила работу. Сейчас, просмотрев ранее подготовленный объемистый материал по трубам, я решил ограничиться лишь отдельными соображениями, а основные усилия приложить к последующему переводу статьи Росина 1937 года, считающейся во всем мире классической, но так до сих пор и не переведенной на русский язык.

 

Информация. Благодаря усилиям Миркиса С.М. первые части проекта представлены в более удобном виде по адресу http://mirkis.sitecity.ru/ltext_2101194552.phtml.
Семен Михайлович, большое спасибо за огромный труд и доброжелательность.



Продолжение. Часть 12. В этой части речь пойдет о тяге дымовой трубы.

1. Дымовые трубы можно условно подразделить на трубы печного типа /когда нижнее отверстие много меньше верхнего/ и на трубы каминного типа /когда нижнее отверстие много больше верхнего/.

Характерной особенностью труб печного типа является наличие сильного разрежение в основании трубы, то есть в топке /см. эпюру давления "а" во вложении "печной и каминный тип"/. Это разрежение засасывает воздух через решетку поддувала или воздухозаборные отверстия печной дверцы.

Характерной особенностью труб каминного / очагового/ типа является наличие большого избыточного давления вверху трубы /см. эпюру давления "б"/, поскольку труба, призакрытая сверху, представляет собой как бы слегка проточный вверх колпак.

В реальных трубах, одновременно открытых и сверху, и снизу, одновременно наблюдается разрежение снизу и избыток сверху. Тип трубы в этом случае определяется преимущественным отличительным признаком /эпюра "в"/. При этом происходит конкуренция положительных и отрицательных факторов.

2. Дымовые трубы печного типа устойчивы к резким изменениям давления в помещении. Действительно, при перепадах давления на колосниковой решетке 10-20 Па изменения давления воздуха 3-5 Па в комнате из-за распахивания дверей не являются сколько-нибудь опасными. В то же время малейшие напоры ветра легко проникают в трубу сверху из атмосферы, что и предотвращается известными специальными требованиями СНиП в части "ветровой тени" на крыше.

Дымовые трубы каминного типа устойчивы к резким изменениям давления в атмосфере, но чувствительны к изменениям давления в помещении. К сожалению, в реальных конструкциях такое утверждение является "несколько натянутым", поскольку в стремлении повысить расход воздуха в портале для создания "эффекта шторки" верхний срез трубы чаще не заужают, а даже расширяют. В герметичных помещениях дымовой зуб играет роль заужения /типа воздухозаборного отверстия в дверке печи/, переводящего трубу в печной тип, устойчивый к разрежениям в помещении.

3. В реальных дымовых трубах /особенно периодического прогрева/ температура по тракту быстро снижается /экспоненциально/ из-за охлаждения дымовых газов на холодных стенках. Поэтому основной вклад в тягу и в печах, и в каминах вносит самый горячий нижний участок. В каминах это обстоятельство особо критично, поскольку участок смешения горячих и холодных газов может быть пространственно растянут. Малотеплоемкие трубы в этом плане имеют преимущества /но к сожалению и остывают быстро/. Эпюра давления "г" свидетельствует о крайне легкой задуваемости ветра в холодный верх трубы печного типа. Труба каминного типа /"колпаковая" с заужением наверху/ в этом плане более благоприятна /эпюра "д"/, быстрее прогревается, может иметь нейтральный уровень в самой нижней части непосредственно над камином /как в АОГВ/, но без возникновения "эффекта воздушной шторки".

4. Вообще говоря, для работы печей и каминов могут быть достаточными очень небольшие уровни тяги.Так, в печах Грум-Гржимайло с избыточным давлением для без выхолаживающего открытия загрузочных дверок 2 /рис."а" во вложении "колпак проточный трубный и беструбный"/ тяга создается совсем низеньким высокотемпературным участком "h", а труба 5 подсоединяется "с разрывом струи" / с отверстием-неплотностью на нейтральном уровне с нулевым избыточным давлением/ и служит лишь для отвода отработанных газов /для вентиляции/.

5. Начальный горячий участок дымовой трубы является наиболее ценным. Во многих аппаратах предписывается делать первый метр трубы строго вертикальным, а уж потом хоть горизонтально, ведь образовавшаяся тяга не только засасывает, но и проталкивает газы перед собой вперед. Вместо дымовой трубы для создания тяги можно использовать и саму камеру сгорания, имеющую наивысшую температуру газов. Поэтому противоточные печи типа "биофайер" с высоким до 1,5-2 метров первым "прямоточным" вертикальным трактом "топливник-хлебная камера" могут работать и без тяговых усилий дымовой трубы даже при горизонтальных боровах длиной более двух метров. В этом заключается косвенное преимущество высоких печей противотока перед "двухколпаковыми" печами с низкими противотоками. Тяга при этом возникает за счет горячего участка "h" во вложении "безтрубная тяга". Все эти соображения с известными ограничениями могут быть применимы и для каминов со стеклянными дверками.

6. Часто печники говорят, что "тяга трубы должна превысить сумму сопротивлений течению газов по тракту печи" - только тогда, мол, возможно возникновение потока газов в печи. На самом же деле сумма сопротивлений всегда строго равна тяге /"по определению"/. Увеличение /возникновение/ тяги автоматически приводит к увеличению /возникновению/ скорости потока. Величина же сопротивления пропорциональна квадрату величины скорости.

Это означает, что если возникло дымление печи /или камина/, то в первую очередь надо проверять, есть ли тяга, а не "считать дымообороты" и выяснять, велико ли сопротивление печи. Многооборотная печь начинает дымить не из-за большого сопротивления каналов, а из-за того, что в длинных и узких многочисленных дымооборотах слишком сильно охлаждаются газы и труба "остается без температуры". То есть излишне высокий КПД может приводить к дымлению. Но это не относится к случаю, когда тяга создается самим топливником.

7. Распределение давлений в реальной трубе влияет на работу коробов /полостей/ в трубе. Если короб расположен низко, то соединение с зоной разрежения печи безболезненно и может активизировать тягу камина за счет прогрева полости и вышележащей трубы горячими газами печи /см. правый нижний рисунок вложения "полость вверху и внизу"/. Если же короб расположен высоко, то он может оказаться в зоне избыточных давлений.
Продолжение следует.

Извините, вложения почему-то не загружаются... Будем разбираться...

 

Уважаемый Юрий Михайлович!
Во-первых, спасибо за Ваши публикации о каминах. Мне кажется, что Вам совершенно необходимо учитывать некоторые общепринятые постулаты. Постараюсь некоторые изложить и одновременно быть кратким, поэтому извините за тезисный подход.
Первое и главное. Классический камин – это открытый камин, закрытые камины являются его конструктивным продолжением (они превращаются в каминные печи, имея в виду печь с каминной функцией). Поняв классический камин, изучив его всесторонне (эту задачу с Вашей помощью мы надеемся одолеть), можно легко переходить к каминным печам. Пока же не следует усложнять себе же задачу (притёртые дверки и т.д.), не стоит переходить эту границу раньше времени.
Второе. Термины. Дымосборник -- камера (обычно 6-8 рядов кирпичной кладки, в пределах каминного стола) располагается над каминным зубом. Дымосборник большего объёма называем дымовой камерой, обычно она занимает место и над каминным столом.
Третье. Нашему, российскому камину повезло: в разгар перестройки (1987 г.), Стройиздат выпустил весьма скромную, переводную книжку Мяккеля, которую многие из нас вспоминают с благодарностью. По части каминов его диаграмма (три кривые) стала превосходной основой для практического расчёта каминов. Думаю, что эта диаграмма будет ещё долго оставаться для нас актуальной. Но тут есть закавыка, появилась она совершенно недавно.
Оказалось, что указанную диаграмму (эту священную для нас корову) можно слегка и подправить. Стало ясно: за счёт уменьшения горловины и увеличения дымовой камеры, можно сделать конструкцию камина более экономичной и целесообразной. Но как это сделать? Конечно, на этот вопрос можно было бы ответить через проведение ряда экспериментов, была бы только такая возможность. Первым публично дал ответ на этот вопрос Кузнецов в той самой статье, которую Вы уже упоминали. Далее: А. Ищенко (один из лучших Мастеров) реализует, указанные рекомендации на отдельно взятом камине (очередном частном заказе). Характеристики этого камина оказались потрясающими. Советую заглянуть в мою статью от 17 марта с.г., которая посвящена подведению итогов обсуждения указанной статьи Кузнецова на форуме Е. Колчина (радел "Классические камины". Ещё ранее была подготовлена другая моя статья, которую предполагалось разместить на сайте Московской гильдии. В публикации статьи мне было отказано, кстати, со ссылкой на Ваш отрицательный отзыв. Там речь шла о том, как нам лучше использовать открывшиеся возможности. Но это к лучшему: статья была излишне поспешной и для непосвященных – непонятной, её следовало бы заново переработать. В таком виде, в каком она дошла до Вас, публиковать её я не собираюсь.
Коротко, как всё-таки использовать открывшиеся возможности? Понятно, что у нас рождается новая группа каминов (её я назвал «камины профи», наверное, зря, но выделять эту группу каким- то образом просто необходимо), свойства которой не соответствуют свойствам каминов, которые конструируются в соответствии с диаграммой (см. выше). Вот решение (оно не самое крутое): целесообразно закрепить за группой каминов с шириной порталов: А= 2 кирпича (50 см); А=2,5 к. (63см); А= 3к. (75 см) трубу диаметром 20 см, за каминами с порталами: А= 3,5 к (90 см); А= 4к. (100 см) трубу диаметром 25 см. Для начала перечисленных каминов достаточно, они составляют ряд самых ходовых каминов.
По части заслонок, я согласен с Вашим предложением переместить их в горловину. Потребуется сконструировать спецзаслонки из термостойкой нержавейки две конструкции для первой и второй групп. Конструирование я беру на себя. Для сравнения можно использовать стандартные задвижки финскую 20х20 см и вторую отечественную 25х25 см с установкой их в традиционном месте.
И последнее. Предлагаю Вашим читателям, которые считают себя профессионалами, имеющими в своём активе не менее 10 работающих каминов, принять моё предложение, которое состоит в следующем.
Вы определяетесь с заказчиком камина, ставите его в известность об экспериментальном характере предстоящей работы, гарантируете ему: 1. Полную работоспособность камина. 2. Наблюдение за камином в течение 3-х лет с посещением заказчика 1-2 раза в году с целью обследования состояния камина. 3. Вы должны довести до заказчика не только правила пожарной безопасности, но и правила растопки камина. Необходимо убедить заказчика, что незадымлённое перекрытие портала камина и его вид есть признак не только культуры обращения с камином, но и должно являться предметом его гордости перед друзьями и соседями, которые будут собираться у этого камина.
Взамен, со своей стороны я обязуюсь обеспечить Вас всей необходимой документацией для работы. Целью такой акции является отработка конструкций новой, альтернативной группы каминов.
Ш.К. Афанасьев, апрель 2009 г.
E-mail: ash10672@mail.ru

 

Уважаемый Шамиль Кахрамович!

Большое спасибо за Ваше сообщение, которое без сомнения заинтересует читателей. Тем более Ваше предложение изготовить и испытать камин Вашей конструкции на новых принципах действительно поможет /при появлении заказчика/ придать развитию каминов новый импульс и привлечь внимание специалистов.

Теперь по существу Ваших замечаний /кратко, а то у меня почему-то после контакта с починенным смартфоном компьютер начал самопроизвольно "бегать по страницам" и совсем куда-то "убегать"/.

Во-первых, кто я такой, чтобы давать какие-либо официальные, тем более отрицательные отзывы на оригинальные статьи Ш.К.Афанасьева по каминам? Меня к этому даже и не подпускают! В отличие от Вас, признанного специалиста по каминам, я простой пенсионер-дачник, который хочет разобраться на досуге с движениями газов в каминах. Да, мне любезно передали года два назад на ознакомление Вашу статью именно "для ликбеза", я прочитал и ничего не понял - так и сказал честно в личном разговоре /в порядке обмена мнениями/, что пока ничего не понял, и больше ничего. Но Ваша статья дала "интеллектуальный" толчок, и это я не скрываю /и уже где-то здесь в тексте я упомянул об этом, так что не обижайтесь на мой непрофессионализм/. Стал изучать тему. Отечественные публикации я в основном знал, в них ничего нет по физике явлений. Поэтому прочитал отчеты США /один из них я уже откомментировал/, статью Росина, сайт Бакли, крупнейший печной форум HEARTH, публикации Есьмана... Стали появляться какие-то свои мысли, в основном подтверждающие правильность мировых тенденций эмпирического /методом проб и ошибок/ развития каминостроения... Эти мысли стали совпадать /или не совпадать/ с чужими ранее опубликованными мыслями - короче как всегда...

На данный момент, мне хотелось бы углубленно заняться:
- геометрией отсоса, особенно в длинных щелях /здесь есть уже комментарии С.И.Несова - председателя Московской Гильдии/,
- смешением горячих и холодных газов для быстрого создания сильной тяги, причем горловину надо опускать, а количество холодного газа надо как-то сокращать /видимо делать отсосы горячих и холодных газов раздельными? и регулируемыми/,
- быстрым прогревом именно нижней части тягового тракта /во всяком случае до поворотов и соединений с другими трубами/,
- вопросами разжигания и погасания каминов, и т.д.

Продолжение следует /почему-то появилось ограничение по размеру сообщения, наверно это относится и на изображения?/.

 

Уважаемый Шамиль Кахрамович! Продолжаю.

Что касается "закрытых" каминов, то в США уже лет двадцать практически все камины изготавливаются с закрывающимися дверцами. Но это не значит, что "закрытые камины" должны дымить с открытыми дверцами. Дверцы в камине - это просто уровень "каминной культуры" отопительных очагов повседневного пользования. Совсем открытые камины /классические/ - это сейчас чисто представительский интерьерно-декоративный класс, не совсем удобный в быту, но зато престижный /при должном эстетическом исполнении/. Так вот оказывается, что даже "закрытые камины" дымят в герметичных помещениях с современной вентиляцией, и к каждому бытовому камину в США рекомендуется как опция газоанализатор-сигнализатор на СО и измеритель температуры в трубе для предотвращения конденсата. Если Вы считаете, что "закрытые камины" для нас - это преждевременно, ну пусть будет так.

Что касается названий полостей /дымосборников и дымовых камер/ - это вопросы терминологии, я уже затронул их в форуме Колчина. Если Вы разработаете и предложите четкую систему названий каминных узлов и процессов, то буду пользоваться этой системой как стандартом. А то сейчас у дымового зуба насчитывается более десятка "народных" названий.

Что касается камина Ищенко, то кроме схемы я ничего не видел. Буду крайне признателен, если Вы познакомите меня с результатами испытаний.

Кстати, надо бы определиться и с понятиями типа "камин дымит" или "камин совсем не дымит". Ясно, что открытый камин всегда можно с легкостью "заставить хоть чуточку дымить", хотя бы взмахом опахала.

Что касается термина "камин профи", то я его совсем не понимаю. Это камины, сделанные профессионалами? А те, что сейчас делаются, кем они создаются? Тем более, что по-латыни "профессионал" - это не уровень мастерства, а указание на то, что человек работает за деньги /основной вид трудовой деятельности/. А "дилетант" - это тот же специалист, но работающий не за деньги /любитель/. Презрительное отношение к "дилетантам" придали из-за корысти сами "профессионалы". Так что я лично ничего не имею против "каминов-дилетантов", если они сделаны и испытаны с мастерством и добросовестно.