Что такое колпак в колпаковой печи и каков принцип его работы?

Понятие колпак в применении к колпаковой печи для меня остается весьма неясным. Имеются некоторые вопросы в этой связи:

1. Какой характер движения газов в колпаке?
Естественная конвекция, т. е. всплытие горячих газов вверх колпака, вследствие их меньшей плотности в соответствии с законом Архимеда. Одновренное опускание остывающих от контакта с более холодными стенками колпака газов. По крайней мере так объясняется работа колпака. Однако ничего не говорится о темпе этого процесса, насколько он может быть интенсивен и от чего это зависит. Согласитесь, что теплообмен при естественной конвекции и конвекции вынужденной существенно различается (даже в десятки раз).

2. Каковы пропорции колпака?
Действительно, какие должны быть соотношения размеров колпака в плане к его высоте для правильной работы?

3. Как дОлжно правильно располагать колпак в общей компоновке печи?
Имеет значение какие стенки колпака являются одновременно внешними стенками печи, а какие обращены к центру печи. От этого зависит картина конвекции газов и ее интенсивность. Например, в печах Грум-Гржмайло применялись аксиально-симметричные колпаки с центральной струей поднимающихся газов.

4. Каким образом ориентирована относительно колпака струя горячих печных газов, приходящих из топки? На самом деле имеет место большая разница в случае если струя горячих газов движется горизонтально сквозь низ колпака, либо эта струя направлена вертикально снизу вверх колпака.

 

Накидал в 3D четыре модели кузнецовских отопительных печей от ОИК-1 до ОИК-4.
Видна вся внутрянка: топка, дымоходы, колпаки, чистки.

Модели в 3D PDF файлах. Просматриваются обычным Acrobat Reader. Только надо скачать файлы на свой комп и открывать там, поскольку веб просмотрщик не поддерживает 3D режим.

Колесо мыши - масштаб
Удерживание левой кнопки - орбита.

 

Представим печку чуток попроще.

на Строителях писали:
На левой картинке схема движения из сказки Подгородника.
Справа реальная картина, где высота дуги зависит от тяги... от тяги же зависит и кол-во сажи.
я ответил:
Это другое. Справа - это путь наиболее горячих ДГ при протопке печки. По этому пути выгорает сажа. И все.
Но почему ДГ не идут выше? Потому как там уже есть такие же горячие газы, но они двигаются медленнее. На обочине немного относительно стремнины находятся.
Открытие-прикрытие поддувала - вызывает смещение вниз-вверх пути прохождения основной струи ДГ.
По размерам колпака - оптимальный размер при наличии 1 колпака первого яруса - до 5 кирпичей в длину. При симметричной схеме - 2 колпака по бокам топки - до 3 максимум.
Для топки небольшого размера и размер колпака тоже уменьшается.
Высота первых колпаков - обычно до перекрытия ХК (хлебной камеры) или дожоговой камеры в отопительной печке. При наличии варочной плиты - высота колпака в щитке до 20 рядов.
Желание построить очень длинный щиток приводит к другому пути ДГ в нем. Петлей. И эффективность щитка падает.
Самое эффективное расположение щитка - вокруг шамотной топки. Именно тогда шамот имеет возможность передавать температуру стенкам печки по наименее короткому пути и с ИК-составляющей.
Движение ДГ направлено в отопительной печке вверх в ХК или дожоговую камеру. Из них остывшие ДГ отправляются по бокам в колпаки и тягой их затаскивает вниз в подьемные каналы. Второй колпак - аналогичен колпаку на рисунке. Возможно нужно сделать коллектор для сбора ДГ из 2х подьемных из 1го колпака.

 

Там, в колпаке, холодные газы низом, а горячие верхом. И вьюшка газовая-крутая
Эта схема лучше

 

В 101 раз отвечу - первым нагревается ЦЕНТР первого колпака у меня в печке.
И сгоревшая сажа по центру колпака этому подтверждение.
И снимки с термографа.
Поэтому все что пишет этот "сельский печник" ЛОЖЬ. Это ярый противник колпаков. И слушать его - себя не уважать.

 

Кто громче всех кричит "держите вора"?
Колпак это способ строительства печей для печников с низким проф. уровнем, которые не в состоянии понять или научиться делать канальные печи.
Особенно актуальной колпачная конструкцыя стала после коллективизации, когда были раскулачены печники, уничтожены печные артели и критически упал проф. уровень

 

Верно! А еще теряются сотни килограммов отборного ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩЕГО кирпича, который между каналами есть, а в колпаке его мало .

 

Зато там топливник тоже крутой-имеет СШ.(конечно ни в этом смысле имеет-приложен в комплекте к топливнику) И ещё ВВ есть, который может лихо дурить газоанализатор на выбросы.(Австрийцы внедрили дурить своих зелёных)

 

Сдается мне, что и дрова для всехЭтих Шамотных решеток и котлов - пиролизников должны быть КАМЕРНОЙ СУШКИ.
И еще... Интересно - бы поглядеть результаты испытаний Колпаковой печи против Канальной, только одинаковой массы и в аналогичных помещениях как по площади, так и по утеплению .

 

Я склонен рассуждать подобно. В приведенной Вами схеме горячие газы скорее просвистят по прямому пути в нижнем колпаке, поскольку движутся они горизонтально и вынужденно (по отношению к пространству колпака) под действием перепада давлений столба наружного холодного воздуха и столба горячего газа в дымовой трубе. В то время как естественная конвекция газов в колпаке достаточно слабая. Газы в колпаке остывают относительно медленно и обмен газами между стремниной и верхом колпака малоинтенсивен. А вот в верхний колпак ГГ входят вертикально. И именно инерция от вынужденной скорости вынесет их под самый верх колпака, откуда загнет вихрем против часовой стрелки.

Пожалуй, поскольку скорость горячих газов уменьшается при закрытии поддувала.

Для меня этот вопрос пока темный. Единственное соображение, которое мне кажется очевидным, это что колпак не должен быть очень высоким при малой длине. И еще очень многое зависит от направления входящих в колпак ГГ. Если ГГ впрыскиваются в колпак горизонтально, то в колпаке будет только естественная конвекция, а если вертикально, то вынужденная. В последнем случае колпак по сути превратится в своеобразный канал, поскольку никакого разделения газов в нем уже не будет.

 

Эта схема лучше, но мне сдается, что она уже не колпаковая - принцип разделения газов в ней не работает, свободного движения газом нет.

 

Для меня пока ущербность колпаковой схемы не доказана, хотя я тоже более склоняюсь к канальной схеме.

 

Действительно интересно.
По крайней мере можно попробовать помоделировать тепловые процессы в соответствующей проге.

 

@And-Ray63, ясно же, что газовая вьюшка работает...К вопросу о колпаках...И туда же...чем больше объём, и потеря скорости потока, тем эффективнее колпак.

 

Если газы впрыскиваются в колпак горизонтально, то работает, а если вертикально, то вынесет всю вьюшку в трубу, также как и в канальных.