Теория топочных процессов включает вопросы газодинамики струй и течений, кинетики химических реакций горения, теплообмена с поверхностями топки и каналов (Г.Ф. Кнорре, Топочные процессы, М.; Л.: Гос-энергоиздат, 1959 г.; М.А. Глинков, Основы общей теории печей, М.: Ме-таллургиздат, 1962 г.). Многочисленность факторов делает оптимизацию топок весьма сложной задачей даже для специалистов.

Настоящая книга не ставит задач по анализу и систематизации тех миллиардов различных конкретных конструкций печных устройств, которые были разработаны человечеством в ходе эволюции, тем более, что толковому печнику психологически и технически проще придумать сотню новых конструкций, чем довести одну-единственную (А.И. Рязанкин, Секреты печного мастерства, М.: Народное творчество , 2004 г.). Мы остановимся только на одном, но самом главном, с нашей точки зрения, моменте: взаимосвязи процесса горения каждого индивидуального полена с процессами работы всей печи в целом.

Рис. 103. Типы печей: а - печь с верхним горением дров, б -печь с нижним горением

Рис. 103. Типы печей: а - печь с верхним горением дров, б -печь с нижним горением дров, в -печь с нижним горением, поджигаемая с помощью вспомогательной топки, г - печь с передним (боковым) горением. 1 - способы загрузки дров (белые стрелки), 2 - бункер с клапаном-мигалкой для подачи дров, 3 - люк с дверкой для подачи дров, 4 - люк с крышкой для подачи дров, 5 - полено, 6 - угли, 7 - зольник (поддувало), 8 - направление движения воздуха из поддувального отверстия в решётку, 9 - дверка зольника с поддувальным отверстием, 10 - дверка топки для загрузки дров и ворошения дров и углей (шуровка), 11-дверка комбинированная, 12 - дверка вспомогательной топки для загрузки и розжига растопки, 13 - вспомогательная топка для начального разведения огня, 14 - клапан для вывода дымовых газов из вспомогательной топки, 15 - огнеупорное дно (под), 16 - горизонтальный металлический лист, образующий дымооборот и камеру для закладки дров для переднего горения, 17 - воздухоподающие отверстия для первичного воздуха, 18 - воздухоподающие отверстия для вторичного воздуха, 19 - дымоход, 20 - лучистый поток, 21 - вторичный воздух, 22 - отверстие в дверке для вторичного воздуха, 23 - канал из зольника в верхнюю часть топки для подачи вторичного воздуха, 24 - решётка, 25 - поток воздуха через оголённый участок решётки (вторичный воздух), 26 - внутреняя решётчатая дверца топливника для удержания дров, 27 - люк в комбинированной дверке для подачи воздуха в поддувало и решётчатую дверцу.

Дело в том, что дрова это не газ и не мазут, не угольная пыль и не древесные опилки, которые можно непрерывно подавать в топку с фиксированным расходом, сжигать их постоянным факелом и тем самым поддерживать стабильность температурных условий в зоне горения. Дрова (как и уголь) подают в топку дискретными порциями-поленьями (кусками), и каждая порция сгорает сначала с выделением газообразных продуктов пиролиза (так называемых «летучих», образующих при горении пламя), а затем остаток сгорает в виде угля (кокса) без пламени с образованием твёрдых нелетучих остатков - золы (шлака). Поленья разного размера (разного поперечного сечения) горят по-разному. Тонкие поленья (спички, щепа, лучина) могут гореть самостоятельно в одиночку в холодной топке, и поэтому используются как растопка. Но крупное полено-бревно в одиночку самостоятельно без внешнего подогрева не сгорит. Например, сухой вертикальный телеграфный столб, зажжённый снизу керосином, может весь обгореть, затем весь истлеть (как в Булерьяне). но пламенем (как спичка) сгореть не может. Причина в том, что тепловыделение от пламени растёт пропорционально «диаметру» полена, а затраты на прогрев полена растут пропорционально квадрату «диаметра» полена (то есть значительно быстрее). Толстые поленья могут гореть пламенем только в костре (в закладке). Порции дров могут постепенно накладываются друг на друга, формируя установившийся режим горения. Но чаще всего используется одна-единственная порция (закладка).

В дачном быту мало кто всерьёз задаётся вопросом, как лучше закладывать в печь дрова - как ни забрось, всё равно сгорят и дадут тепло. Это раньше в подовых русских печах и особенно в открытых очагах курных изб и бань как-то старались управлять горением дров выбором породы, подбором размеров и изменением их укладки (см. раздел 5.7.1). Поэтому напомним, что дрова в топливнике (как и в костре) могут гореть верхним горением (сверху), нижним горением (снизу) и боковым (или передним).

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7