5.7.4. Внутренняя аэродинамика печейКотлы / Дачные бани и печи. Принципы конструирования / 5. Климатический (отопительный) модуль / 5.7.4. Внутренняя аэродинамика печейСтраница 5
Теперь закроем оголовок трубы верхней задвижкой и откроем дверку топливника нижней задвижкой (рис. 1126). Движение газа через печь в этом случае также будет отсутствовать, но теперь равны между собой давления в атмосфере рнх и в печи рнг на уровне пода (то есть не наверху, а внизу контура). Поэтому, приоткрывая задвижку на оголовке трубы, мы обнаружим, что дымовые газы вырываются наружу. Это значит, что из отверстия в печи в любом месте дым будет истекать наружу, причём тем сильнее, чем выше располагается отверстие.
В реальной ситуации в печи открыты и оголовок трубы, и дверка топливника печи (или дверка поддувала). В этом случае (в точности как и на рисунке 42 для вентсистемы) мы можем ожидать, что должна реализовы-ваться какая-то промежуточная схема, когда наверху давление в трубе рвг больше, чем давление в атмосфере рвх, чтобы дым уходил из оголовка трубы, а внизу наоборот, давление в печи рнг меньше, чем давление в атмосфере рнх на том же высотном уровне, чтобы воздух всасывался через поддувало (рис. 112в). В статическом случае (при исчезающе малых потоках газа) такое распределение давлений будет достигнуто, если верхнее и нижнее отверстия лишь чуть-чуть приоткрыты. Характерной особенностью такого распределения статических давлений является наличие некого нейтрального высотного уровня, на котором давление в атмосфере рсх равно давлению в трубе рсг. На этом высотном уровне в трубе можно сделать даже крупную дырку (имитирующую гипотетическим каналом 5 на рис. 112в), и воздух в неё всасываться не будет точно так же, как дымовые газы не будут выходить. Эта дырка называется «разрывом» дымовой струи и фактически реализуется в зонтах и русских печах (рис. 99). Используется она и в конструкциях газовых водогрейных бытовых котлов с естественным потоком воздуха (например, типа АОГВ) для того, чтобы случайные эпизодические сильные порывы ветра сверху не достигали газовой горелки и не тушили её, а безвредно уходили через эту дырку в помещение котельной. Вместе с тем понятно, что через эту дырку может выходить дым, а входить атмосферный воздух так, чтобы результирующий массовый газовый поток был равен нулю. В этом случае для исключения дымлений эту дренажную дырку надо располагать пониже и прикрывать подвижной дверкой, распахивающейся лишь при порывах ветра. В случае дровяных печей местоположение нейтрального высотного уровня всё время меняется в ходе протопки, так что полезно использовать отверстия в трубе (в том числе ниже нейтрального высотного уровня) в бытовых условиях не удаётся.
Рис. 113. Эпюры (круговые распределения) статических давлений в замкнутом контуре, составленном из воздушной атмосферы (слева) и печи с дымовыми газами (справа): 1 - колено (канал) контура, имитирующий воздушную атмосферу, 2, 3 и 4 - гипотетические задвижки, имитирующие дверку поддувала, переход от печи к трубе и оголовок трубы, 5 - распределение статического давления (воздушного напора) в невозмущённой неподвижной атмосфере Px=pxgh, где Ь - высота атмосферы над рассма-тираемой точкой, 6 - распределение статического давления в атмосфере с учётом потерь давления за счёт сил трения при наличии нисходящих потоков воздуха (показано для иллюстрации факта снижения давления, реальные абсолютные значения снижения давления ничтожно малы, и прямые 5 и 6 практически совпадают), 7 - распределение статических давлений в неподвижных дымовых газах внутри печи, 8 - распределение статических давлений в подвижных дымовых газах внутри печи с учётом падений давлений за счёт местных газодинамических сопротивлений гипотетических задвижек. Остальные обозначения те же, что и на рис. 112.