Что происходит в подовой топке печей Ферингер

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Но Вы подтверждаете цифру жаропроизводительности дров на столь низком уровне?

 

Большое спасибо всем принявшим участие в обсуждении. Само название темы — вопрос. Не было ни одного утверждения, если бы всё знал - не поднимал бы темы. Участие в обсуждении не предполагалось, для этого нет в достаточной степени ни знаний, ни информации. Есть наблюдения, замеры, множество испытаний и сложившееся на основании этого представление о том, что происходит в этой топке. Нету четкого объяснения физики того, что происходит. Для меня важно не просто объяснение процессов горения, справочные цифры, а именно, что происходит в этой топке. А она нестандартная. Я не говорю, хорошая или лучшая, она просто другая. Есть десятки видеороликов, снимающие процесс в режиме реального времени, где в объективе по всей длительности процесса, одновременно наблюдается само горение, часы и панель показаний датчиков (температуры воздуха в парной, температуры камней, температуры газов в дымоходе). Какой-то из видеороликов мы вам представим. Для тех, кому утомительно смотреть полтора-два часа горения, можно сбросить 5-6 фотографий фиксации процесса, скажем через 15-20 минут. Наверное будет более понятно. Хотелось бы объяснить, по каким задачам модернизировалась топка. Изучение разных банных форумов сформировало техническое задание на печь для создания режимов традиционной Русской паровой бани. По пунктам:

1. Нагрев массы камней 70-140 кг до температуры 450-500С

1. Отсутствие жесткого ИК излучения
   
2. Отсутствие конвективных потоков в процессе парения
   
3. Нагрев помещения парной до температуры 50-70С
   
4. Возможность высушивания бани для предотвращения гниения дерева
   
5. Понятно, максимально высокое КПД
   
6. Топка должна быть удобная в эксплуатации, то есть по возможности с одной закладки получить законченный результат.
   

Просьба эти кондиции не обсуждать, не в тему - представление о них у всех разное. Для того чтобы решить первую задачу, всю топку окружили тонким слоем камней. Для того чтобы ускорить процесс нагрева этой массы с высокой температурой, и здесь очень важна была последовательность нагрева. На первом этапе высокая разница температур стенок топки и камней не очень важна и разница в 200-300С обеспечивает эффективный теплоперенос, но на финише, когда камни уже нагреты до 300С, необходим форсаж горения. Учитывая пункт 7 важно, чтобы всё это получалось с одной закладки. По этому объем топки должен быть соответствующим — сжечь эту закладку в классической колосниковой печи с диаметром дымохода 110-120мм не представляется возможным. Хотя мы используем нижний поддув для дожига углей с очень ограниченным сечением подачи воздуха. Ограничение вызвано тем, что избыток подачи воздуха развивает чрезмерные температуры и может привести к ускоренному прогару стенок топки. Нижний поддув — максимальное сечение 12см2, верхняя подача воздуха 130-140см2. Понятно, что верхний поддув в основном используется на 1/3, по этому правильнее будет не «на порядок», а в несколько раз. То есть ограничение, для обеспечения принципа «защиты от дурака». Завод, это всё-таки не научно-исследовательская лаборатория, может в дальнейшем мы научимся проводить более сложные замеры, а пока то, что есть. В конечном итоге, для меня, важно было не то, какая топка — колосниковая, подовая, верхнего или нижнего розжига. Главное было обеспечить поставленную задачу. Правильно или не правильно поставлена задача, это вторично. Эксплуатация у тысяч пользователей говорит, что мы с этой задачей как бы справились. Насколько эффективно? Условное соотношение пламенного и угольного горения (думаю понятно всем, что имеется ввиду) явилось определяющим для конструкции печи. Есть ощущение, что для меня это предел достигнутого, а так не бывает. По этому и тема — вопрос. Хотелось бы, чтобы обсуждение велось только в рамках процессов горения в этой топке. И ещё. Владимир Викторович, очень важно чтобы Вы поверили той информации, которую мы выкладываем, она не несёт какой-то направленности, важно понять, что происходит. Для этого надо вникнуть. Готов предложить 2-3 топки (печи) для участников обсуждения. Если есть возможность их где-то установить и реально испытывать, важно понять, что это не подарок для того, чтобы получить необходимые результаты, важна любая объективная информация. Отзывы от пользователей, это одно, но критический анализ профессионалов - этого ещё по нашим печам не было. Готов предоставить всю имеющуюся информацию и ответить на любые вопросы, но не в режиме онлайн. 2-3 раза в неделю темы, касающиеся наших печей, просматриваю. Заранее благодарен.
Ферингер Артур Павлович.

Ламель Mini динамика процесса. Парная 23м3.Дрова дуб 7,5кг.

Ламель Maxi, парная та же Дрова сосна 9,5кг.
http://www.youtube.com/watch?v=Bv63pp8NHVI&feature=youtu.be
http://www.youtube.com/watch?v=MoqsdMeOnRI&feature=youtu.be

 

Вопрос не такой простой. Как говорил тов. Сталин: "Не важно как голосуют, важно, как считают". По какой методике сжигались дрова и измерялась температура я не выяснил. Но следует полагать, что значения для различных пород древесины получены в одинаковых условиях. В таблице приводятся и относительные значения.
Горный клён -100% - 1200гр (эталон)
Бук -87% - 1044гр
Берёза -68% - 810гр
Сосна -52% - 624гр
Осина -51% - 612гр
Ольха -46% -552гр

 

У Равича дрова влажностью 40%! имеют жаропроизводительность 1730градЦ!

 

А как Вы добиваетесь избытка воздуха так, что развиваются чрезмерные температуры?
То есть, какой режим наиболее опасен для печи в смысле прогаров?

 

Скорее всего речь об горении углей, ведь печь то металлическая (тонкостенная).

 

Извините, ошибся...
При влажности дров 40% - 1610градЦ. При влажности дров 30% - 1730градЦ.
А жаропроизводительность горючей массы дров /то есть абсолютно сухой древесины?/ составляет 2010градЦ.

 

Спасибо, посмотрел Равича. Похоже, что Равич и Менделеев несколько по разному понимали жаропроизводительность. У Равича это некоторая расчётная максимальная температура горения топлива. При этом он рассматривает исключительно переход энергии топлива в энергию продуктов горения, лучевая составляющая полностью исключается. Менделеев использует термин "пирометрическая способность топлива" - предельную температуру, которую можно достичь в очаге или топке, сжигая топливо на воздухе - и заменяет его на практически более понятный - "жаропроизводительность". "Жаропроизводительность" по Менделееву - это температура, которую в идеале можно получить в топке, и замерить, например, пирометром. Правда Менделеев попробовал рассчитать жаропроизводительность водорода (1945гр, у Равича 2235гр) и углерода (2240гр, у Равича 2175гр).

 

Все-таки надо разобраться. Кроме Вас, больше некому.

 

Спасибо посмотрел. Вижу вихри вверху завихряются с большой скоростью. Но сколько завитков не видно.
Здесь надо еще раз почитать Ю. М. Хошева. Новую книгу «Дровяные печи». Стр 277. Дожигание пламен закруткой. Я с ним полностью согласен. Чтобы дожечь пламенна нужно время. В топке обычной печи для этих целей рекомендуется увеличивать высоту топки. В топке скорости движения газов намного меньше, чем в трубе. И пламенна в основном успевают прогореть. Для дожига пламен важен не путь а время. И к тому же пламенна гаснут еще и в газоходах. В банных печах топка низкая. А газоходов просто нет. Горячий газ сразу в трубу. Его температура равна 350 -450 ГрС. Намного больше чем в обычной печи. При такой температуре тяга трубы очень большая. И не догоревшие пламенна с большой скоростью улетают в трубу.
И бывает не успев сгореть вылетают из трубы в виде огня. Для того, чтобы дожечь пламенна пытаются их закрутить, чтобы в ограниченном объеме увеличить время дожига пламен перед трубой. Но вот как раз этого я не вижу в топке печи Ферингер. Для того чтобы получить необходимое время для дожига в том габарите «завихрителя» пламенна должны крутануться 12-20 раз на длине 25-30 см. Что, конечно, не возможно. В 2 раза я поверю, а 12 раз никогда. Значит причина укорочения пламен в трубе какая-то комплексная. Я ее уже высказывал. Возможно добавление «завихрителя» в цепь движения горячих газов это дополнительное сопротивление для газов. И именно это и приводит к такому эффекту. И если взять трубу такого диаметра длиной в 50-60 см, то и завихрять ничего не надо. Если бы диаметр «завихрителя» был 25-30 см, тогда можно поверить в работу «завихрителя», как увеличивающего путь для газов и соответственно увеличивающий время.

Артур Павлович, хорошо, что Вы на меня не обиделись. За мои, возможно, излишне эмоциональные высказывания. Если бы Вы писали более обтекаемо, то не было многих вопросов. Например: «При сгорании большей части летучих…» Не надо указывать сколько. «Переходит в стадию угольного горения…» «Для режима угольного горения воздуха требуется меньше…» Поди там пойми сколько это меньше. Меньше и меньше. И вопросов нет. Посмотрел Ваше видео. Сложилось следующее впечатление:
Цикл «Подовое горение»:
В начале цикла воздуха хватает. Закладка нормально разгорается. К концу цикла воздуха не хватает, и дрова начинают плохо гореть. Это связано, возможно, с тем, что воздух частично идет сразу в трубу, минуя дрова. И это «частично» может быть довольно много. Расход воздуха в этом режиме может быть очень большим. Коэффициент избытка воздуха при такой подаче воздуха в печь как у Вас может быть равным (среднее значение) 4-6. При температуре в трубе (среднее значение) 300ГрС КПД будет примерно 30-40%. При этом температура продуктов горения не высокая. Режим плохой для нагрева камней.
Цикл «Колосниковое горение».
При закрытии верхнего отверстия и открытия нижнего, воздух через колосник проходит через всю закладку. Закладка вся загорается и интенсивно горит. Значит еще много летучих. Такой режим самый выгодный для нагрева камней. Коэффициент избытка воздуха около 2,5 приводит к повышению температуры продуктов горения. Повышается и температура в трубе. При средней температуре в трубе 400ГрС КПД в этом режиме 50-55%. Режим наиболее выгодный для нагрева камней. Сравнение режимов «Подовое и колосниковое» можно посмотреть по результатам испытаниям печи-трансформер, проведенное Е. Колчиным в Германии. https://www.stroiteli.info/showthread.php?t=4207
После прогорания закладки остаются угли, которые и догорают. Разделить весь цикл горения на «пламенное и угольное» никак не возможно.
Не понятно, почему нельзя сразу применить колосниковый режим горения при верхнем розжиге. Этот режим был бы наиболее экономичным и выгодным. Камням без разницы, как их нагревать: сначала меньшей температурой а потом большой, или сразу большой.
Не понятно зачем надо стараться нагревать камни до температуры 450-500ГрС. Через металл печи это сделать очень трудно. Обычно до этих температур (500-550ГрС) нагревают камни непосредственно пламенем для выжигания сажи. У Вас в печи максимальная температура камней не получается выше 400ГрС. Наверно можно было ограничиться 300-350ГрС. Это многое упростило бы.

 

Откуда такая неправильная информация?

 

Имеются ли замеры температуры камней при реальной экспрлуатации ркальными пользователями?

 

Да, имеются. Замерял термопарой - температура от 450 до 630гр

 

Может быть, такие соображения и правильны.
Я много раз ловил себя на мысли, что все эти козырьки, задвижки, взвихриватели, завихрители-закручиватели в первую очень увеличивают газодинамическое сопротивление при разгорании печи...

Я, как и Ферингер, тоже разделяю "в голове" пламенное и угольное горение.
Но условно. Поскольку горение углей и пламен происходит действительно одновременно.

Горит ведь обугленное полено. И выделяющиеся газы фильтуются через угольный слой.

Раскаленные угли на поверхности окисляются. И фильтрующиеся газы тоже частично окисляются в слое угля. Все это тепло распространяется наружу излучением /на нагрев окружающих поленьев и стенок топливника/, а внутрь теплопроводностью /на пиролиз древесины/.

А газы, которые не смогли окислиться в угольном слое, горят вдали пламенем от поверхности. То есть в объеме топливника. И нагревают удаленные объекты конвективным теплом и излучением.

Так вот температура поверхностного угольного слоя постепенно растет. Содержание углерода в углях тоже растет /то есть растет теплотворная способность углей на поверхности обугленного полена/. И излучение растет. А выход газов постепеннно снижается. Получается, что доля тепловыделения с угольного слоя /излучением/ растет по сравнению с тепловыделением от пламен.

Получаются двугорбые кривые тепловыделения.
https://agps-2006.narod.ru/ttb/2012-1/01-01-12.ttb.pdf

У меня тоже такие ощущения...
Но у Ферингера такой здоровый топочный канал /между топкой и дверкой/, что разница между подачей через колосник и подачей откуда-то сбоку не очень ощущается. Наверное.