Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@Алексаендр, Ракета, как раз вариант компактный, но можно и большой ТО сделать, только смысл в этом?

 

в первом сообщении первой темы Руслан говорил о его требованиях к котлу.
У меня они другие: место не ограничено, Радиаторов бу чугунных полно (как и старого кирпича). Ну и фактор: дров нет, есть мусор после разбора старого дома. нужно сгорание почище. с минимумом хлопот.
Т. е. эстетика не волнует- важна температура сгорания, эффективность сгорания и неприхотливость.
КПД не столь важно, сколько минимум трудозатрат при колке дров. ну и т. д. по списку...
Котел Руслана в доме стоит, эстетичность и надежность важна.
От задачи исходить правильно.

 

@Алексаендр, Тогда конечно, надо делать под свои задачи. Посмотрите ракеты сделанные из кирпича, которые на этом форуме есть, пообщайтесь, узнаете особенности конструкций и у вас все получится.

 

Если мой вопрос насчет теплообменника из цельного куска трубы, завальцованного в виде спирали, глупо звучит - то вы хоть скажите...а то может зря ищу трубы из нержавейки и трубогиб для соответствующей поделки...

 

Чем больше швов, тем больше слабых звеньев в цепи. Тем не менее под открытую систему предлагал из тонкой нержи листовой на жестянщицких замках с герметизацией силиконом делать ТО. Ещё был "бинокль" в первой теме.

 

@Alexmentol,трудно сказать насчет спирали, большой путь теплоносителю предстоит, верх закипеть может, если только рассчитать ТО на мах. мощность. А так вполне может вариант быть, если ДГ между витков спирали ТО запустить.

 

Скину свои скромные работы
Футеровка, пока такая верхней части ТО

Задняя пластина, должна превратится в короб - колпак для приема газа из райзера, боковые стенки поджариваются в сушилке. Пластина и весь короб съемные, стоят на направляющих в виде рамки по периметру ТО.
Нижняя полка должна получить в свой состав вот такой набор

В составе, основания райзера, Газового "двухэтажного" окна и колосниковой решетки угольной ловушки. ГО только выглядит двухэтажным поскольку ВВ шка подается в середину газовых каналов и выглядит примерно так.
.
Вот и все достижения .

 

Сегодня решил разобрать верхнюю часть отсека теплообменника - хотелось всё-таки заглянуть вовнутрь перед началом нового отопительного сезона, провести ревизию, почистить...

Ну и думаю по случаю поднять верхнюю крышку на 20 мм - увеличить зазор между верхом теплообменника и входом в дымоход, а то я при первом изготовлении немного просчитался, и там от силы 10-15мм зазора получилось - слишком "поджимает" поток, да и если что из дымохода посыпется - перекроет вообще выход.

Ну и дымоход тоже распечатал, ради почистить.

Но, по факту, чистить не получилось - нечего было чистить. Разве что пропылесосил верхний торец трубы и золу с донышка горизонтального участка.

Вся керамика в нормальном состоянии, уходит уже на третий сезон работы без замечаний.

Вот сразу по вскрытию, даже пыль не трогал (колено с дымохода изнутри тоже сфотографировал, оно на фото №4, но и остальной дымоход в таком же состоянии, разве что на съемное донышко с пригоршню насыпалось черных чешуек):




И немного после пылесоса по торцу трубы:


Признаться, очень доволен результатом.

Фетр внутри теплообменника держится отлично на "красном" герметике - я боялся, что слететь мог в процессе работы котла, но держится, как только что приклеенный.

Ничего нигде не прогорело, не поплавилось.

В общем, по сравнению с первым пробным вариантом признаю годным к дальнейшему использованию без критической необходимости изменений.

Ну, бункер вообще без изменений - с ним никогда ничего и не происходило, и не менялось - белый, чистый. Это уже и не интересно показывать.

 

Если мне не изменяет склероз, такой теплообменник был у котлов для ПАРА и у систем парового отопления.

 

Когда я только задумывал свой котел, я тоже помышлял о теплообменнике из свитой в плотную спираль трубы.
Просто боялся теплообменника из листовой стали: сложности с удержанием давления и возможность деформации под этим давлением, несколько метров сварных швов...

Но с трубами оказалось еще хуже:

1. Такой теплообменник всё равно пришлось бы сваривать - по длине. Нет у нас возможности купить 10 и более метров металлической трубы одним куском (ну, кроме медной трубы для кондиционеров). А гнуть длинную трубу с несколькими сварными швами, или сначала гнуть, а потом сваривать... И так и так - не очень хорошо.

2. Чтобы с терпимым качеством навить плотную спираль сравнительно небольшого диаметра из трубы достаточного сечения, требуется довольно специфический станок. У нас таких нет. Можно, конечно, сделать станок, но это никак не оправданно по затратам.
На оправке, даже с подогревом кислородной горелкой для снятия напряжений, тоже теоретически можно, но нужен токарный станок с межцентровым расстоянием более метра, возможностью обрабатывать деталь диаметром более 350 мм, сама оправка, валец для суппорта... да и станок такой должен стоять так, чтобы сбоку к нему можно было подвести трубу со всей ее длиной.

3. Сам теплообменник не должен пропускать через себя дымгаз - из внутренней части наружу. Чтобы были 2 отдельных потока - внутренний строго вниз, наружный - вверх. Значит, нужно либо делать спираль очень плотно виток к витку, с местными проварами между витками, либо с одной из сторон устанавливать экран - или оборачивать спираль листом металла снаружи, либо лепить его изнутри.
Но тогда возникают серьезные проблемы с теплообменом между этим экраном и трубами. Очень серьезные. Нужно либо проваривать контактной сваркой всю спираль, либо заливать припоем, либо искать какую-то специфическую термопасту, и немало термопасты.

4. Очень долгий путь воды по теплообменнику = большая разница температуры воды на входе и выходе. А при местном закипании возникает реальная паровая "пробка" в малом объеме, и сложно спрогнозировать поведение всей системы при этом. Да и о возможности естественной циркуляции придется забыть - слишком большое сопротивление. В обычном теплообменнике даже при отказе насоса циркуляция продолжается, незначительно, но продолжается, поэтому не закипает сразу же. Да и теплопроводность самой воды в объеме теплообменника работает. Есть некоторое время на принятие мер.

5. Между трубами вполне может поселиться сажа с гудроном, там как раз самое холодное место получается. Сама она оттуда не выпадет. А как чистить?

6. Посчитал: по итогу, из труб получается в несколько раз дороже, чем из листа сварить.

Было и еще что-то... но уже забыл.

Конечно, любопытно посмотреть и на такой теплообменник.

 

Сейчас работаю над новым проектом керамических труб - по мощности это будет промежуточный вариант между малым и большим комплектом.
Фактически, диаметры увеличиваются на 20 мм. Это позволит установить такие трубы во всё тот же теплообменник, изготовленный из одного листа 1000х2000, без нарушения принципа возрастания сечений.
Но при этом само сечение канала сгорания возрастает с 56 см2 до 86 см2, то есть, в полтора раза.
Для внешнего кожуха будут нужны трубы, свернутые по диаметру 180 мм (для маленького набора это было 160 мм).
Входная щель будет 180х40 мм, то есть, 72 см2.
"Рабочая" длина горизонтального участка примерно такая же, но общая длина этой детали немного увеличится по причине увеличения диаметра вертикального участка.

Набор будет из четырех деталей, как и у большого набора: одна нижняя часть и три вертикальных.
Да, конечно, лучше, когда деталей меньше - это значительно упрощает монтаж, меньше соединений, лучше аэродинамика, да и удобнее... Но уж очень сложно изготавливать детали высотой более полуметра.

Пока что вот такая моделька получается:


Чтобы сделать в идеале модель для отливки форм, решил саму модель печатать на 3Д-принтере. Это примерно неделя работы принтера получается, да и пластика пойдет просто неприличное количество, но хочется сделать с максимально возможным качеством и точностью, со всеми переходами.

Надеюсь, всё получится.

 

С таким упорством и скурпулёзностью строились первые ракеты в СССР. до сих пор на тех двигателях летают!

 

Руслан, очень доходчиво все написано и рассказано, а нет ли случайно возможности в визуализации хода вторичного воздуха? как я понял - вторичный воздух имеет значение не меньшее, чем теплый бункер. сколько не смотрел схематику удобоваримых ракет (те, которые с 200литровыми бочками) - влияние вторички не описывается. Из Ваших же слов, что ВВ должен быть максимально нагрет до момента попадания в камеру горения..Так?и в загрузочном бункере - так понимаю - образуется среда инертных газов, что способствует препятствию окисления металла бункера? есть вероятность, что обшитый изнутри тонкой нержавейкой бункер будет работать без особых неприятностей?

 

@Alexmentol, планирую этот вопрос осветить в одном из последующих видео в серии, которую начал.
Вторичный воздух имеет решающее значение во всей работе ракетного котла - кто уже сделал такой котел, это подтвердит. Бункер - это всего лишь газогенератор. Или дымогенератор, можно и так сказать. А основное горение идет как раз в камере сгорания, и как раз с помощью вторичного воздуха.
Поэтому в этом котле подача вторичного воздуха нередко в несколько раз превосходит подачу первичного (в основном режиме работы).
У обычной ракетной печки идет разделение единого потока воздуха на первичный и вторичный, но этот вопрос почему-то не акцентируется. Зря, так как многих сложностей по настройке ракетной печки с бочкой можно было бы избежать всего лишь пониманием работы воздуха в топливнике, в камере сгорания и на переходе этих зон.
ВВ не обязательно должен быть нагрет "максимально". Просто предварительный подогрев ВВ позволяет котлу стабильно работать на минимальной мощности. Да и вообще, стабилизирует всю систему. Зачем и как - уже объяснял.
В загрузочном бункере не среда инертных газов, а восстановительная среда. Это немножко другое. И то, если брать "общую температуру по больнице". В районе тех же колосников среда очень даже окислительная.
Впрочем, металл - востановитель. Поэтому востановительная среда для него почти что инертна.
И еще не забывайте, что в котле всегда просто море водяного пара. Хоть в восстановительной, хоть в окислительной, хоть в нейтральной среде. Даже при идеально сухом топливе.
Разве что именно в окислительной среде реакция железа и воды будет гораздо активнее.

 

Хочу добавить, что коррозия железа при невысокой температуре идет с участием СО2 и Н2О, которые по сути представляют собой угольную кислоту и неважно восстановительная в целом среда или нет. Как только вода сможет сконденсироваться и растворить в себе СО2, т е создать электролит, железо на ура начинает отдавать электроны, причем саже будет положительным электродом. На лицо электрохимическая коррозия, а среда влияет только на химическую. В дегте много фенолов, которые являются ингибиторами электрохимической коррозии, поэтому железные котлы и работают некоторое время.