5.7.4. Внутренняя аэродинамика печейКотлы / Дачные бани и печи. Принципы конструирования / 5. Климатический (отопительный) модуль / 5.7.4. Внутренняя аэродинамика печейСтраница 8
Рис. 115. Эпюры (распределения вдоль дымоходов) давлений в печи с двухоборотной дымовой трубой (двухоборотным дымоходом). Обозначения те же, что и на рисунке 114. Буквы на эпюре соответствуют точкам на рис. 116а.
Высоты ступенек (величины перепадов давления) на распределении 4 увеличиваются с увеличением величин конкретных местных газодинамических сопротивлений и с увеличением квадрата скорости газового потока. Но сумма высот ступенек всегда остается величиной постоянной. Поэтому любой задвижкой можно регулировать величину перепадов давления во всех узлах печи. Так, снижать скорость подачи воздуха в печь (то есть снижать мощность печи) можно и дверкой поддувала (повышая разряжение в топке), и задвижкой на трубе (снижая избыточное давление в оголовке трубы и предотвращая тем самым пожароопасное дымление на чердаке и в перекрытиях, но снижая при этом разрежение в топке и вызывая возможность ее дымления).
Рис. 116. Принципиальные схемы дымо-оборотных печей: а - двухоборотная (буквы соответствуют точкам на эпюре 115), б - одно-оборотная с трёхканальным нисходящим коленом, в - противо-точная (псевдоколпако-вая), г - четырёхоборотная двухярусная с преимущественным нижним прогревом. 1 - летние дымоходы (каналы, открывающиеся задвижками при растопке холодной печи для прогрева дымовой трубы и создания тяги).
При малой тяге может оказаться существенным перепад давления на оголовке дымовой трубы - истекающая в свободное пространство струя дыма увлекает за собой большие массы атмосферного воздуха и тормозится при этом сама, повышая давление в дымовой трубе. Чтобы снизить такое газодинамическое сопротивление необходимо устранить подсос атмосферного воздуха в струю дыма, для чего оголовок трубы необходимо делать расширяющимся с полууглом не более 20 градусов (рис. 49). В Западной Европе плавно расширяющиеся оголовки старинных кирпичных дымовых труб встречаются часто, особенно для английских каминов. В дачных печах и каминах расширения дымовых труб не распространены.
На рисунке 115 по методике рисунка 114 анализируется работа двухо-боротной печи. В качестве вертикальной пространственной координаты на рис. 115 принята не высота по трубе, а расстояние от поддувала до оголовка трубы вдоль дымовых каналов (рис. 116а). Характерным отличием этой схемы является наличие участков с возрастающим статическим давлением вдоль по потоку газов. Такая ситуация зачастую приводит к недоразумениям, поскольку считается, что газ должен двигаться в сторону низких давлениий. Поэтому печники часто полагают, что нисходящее колено дымооборота якобы плохо пропускает дымовые газы, поскольку приходится преодолевать «противодавление», вследствие чего на практике нисходящие дымоходы делают пошире, в том числе, за счет многоканальное™ - устройства двух-пяти параллельных нисходящих каналов (рис. 1166). Тем самым фактически стремятся реализовать известную противоточную теплообменную камеру (рис. 116в) с восходящим узким потоком газа по центру и нисходящими широкими потоками газа на периферии вдоль стенок канала.
Вопреки вышеуказанному расхожему мнению, в факте повышения статического давления вдоль по потоку на рисунке 115 ничего необычного нет. Всё дело в том, что в нисходящих дымоходах газ движется с торможением за счет повышения статического давления («противодавления»), но в то же время с ускорением за счет «подталкиваний» вниз весом самого газа pgh (а этот вес в точности равен «противодавлению» по самому определению понятия статических давлений). При движении вверх газ вынужден «поднимать» свой вес (за счёт снижения статического давления), а при движении вниз газ «опускает» свой вес. Сопоставлять давления можно только на одном высотном уровне. В ответ на это иногда возражают и говорят, что, мол, во всех дымоходах лёгкий дым «сам собой» устремляется вверх, а вот в нисходящих дымоходах «вынужден с усилием» опускаться вниз. Но ведь можно сказать, что в нисходящем дымоходе дым более холодный (а значит, и более тяжёлый), чем в предшествующем восходящем дымоходе, а значит должен «сам собой» проваливаться вниз. Дымооборот - это просто сообщающиеся сосуды. Появление движения газа в одном сосуде (колене) автоматически вызывает движение газа в другом сосуде (колене). Никого ведь не смущают волны на шланге (с расположением шланга то выше от земли, то ниже), по которому течёт вода из бака на эстакаде в бочку на земле: возникающие колена пропускают воду практически точно так же, как и идеально ровный горизонтальный водопроводный шланг.