WarmFires.ru

Однако, чаще всего в качестве жаровых камер используют системы малотеплоёмких экранов (отражателей) из металла (стали, чугуна) или огнеупорной керамики, желательно высокопористой (пенокерамики). Коэффициент термического расширения у стали 12-106, но сталь обладает гибкостью. В простейшем случае жаровые камеры 2 и 8 представляют собой жестяные короба или зонты, временно для растопки вставляемые в топливник, а затем удаляемые. Зонты (даже в горячем состоянии) не должны касаться пламени во избежание дымлений из-за охлаждения и из-за ограничения поступления кислорода. Стационарные металлические экраны (поз. 6 рис. 118) в основном изготавливаются в виде удерживающих дрова стенок плоских 13 или цилиндрических 14 форм, а также в виде навесов плоских, конических и скатных форм 12 (рис. 139). Такими экранами отгораживают и холодные части топливников, например, змеевики водяного контура. Металлические экраны часто сочетают с трубными системами подачи вторичного воздуха. При прогаре дешевые металлические экраны могут планово заменяться. В больших печах различают первичные экраны 2, помогающие бездымно нагреться вторичным экранам 8, которые в свою очередь способствуют горению основной закладки дров 16. В России жаровые камеры и отражательные экраны в топливниках применяются редко, в основном лишь в отдельных металлических печах (поз. 13 рис. 103, поз. 15 и поз. 16 рис. 117), поскольку из-за общей низкой культуры на дым из печей (и дым от костров сжигаемых растительных остатков) в загородной жизни внимания пока не обращают.

Вне зависимости от того, имеет ли топливник жаровую камеру и/или стенки самого топливника рано или поздно прогреваются сами собой и/или закладка внутри себя самой сильно разогревается, в печи возникают мощные факелы - языки пламени 11, порой не только огибающие оболочки жаровых камер и топливника, но и залезающие в дымовые трубы прямоточных печей и догорающие в атмосфере над крышей. И маленькие, и большие факелы соответствуют случаю, когда продукты пиролиза образуют горючие смеси с концентрацией горючего компонента в воздухе выше ВКПВ. Чтобы наглядно пояснить особенности формирования факела, используем упрощённую модель «газовой горелки».

Представим, что из древесины вырываются струи паров креозота и, сгорая на воздухе, образуют языки пламени такие же, как, например, пламя парафиновой свечки или газовой горелки (рис. 1396). Горящие струи паров креозота хаотично сталкиваются, формируя сложную картину «вакханалии огня». При мощном разгорании дров из отдельных струй образуется консолидированная струя горящего газа от каждого полена и даже от всей закладки дров в целом 2, которая сгорает в виде единого факела 3 (рис. 140). Поскольку печь при этом работает как сжи-гатель горючих газов, часто в рекламных целях этот пламенный режим горения называют газогенераторным (что не совсем верно, поскольку в этом случае камеры газогенерации и горения не разделены).

Первичная суть факела заключается в том, что его оболочка 3 (контур пламени) является зоной горения (горячей, а потому и вязкой). При этом изнутри к этой оболочке диффундируют молекулы паров креозота, снаружи к оболочке диффундируют молекулы кислорода. В оболочке молекулы горючих веществ креозота тотчас реагируют с молекулами кислорода и исчезают, образуя иные молекулы продуктов горения (углекислого газа СО2 и воды Н2О), которые в свою очередь диффундируют от оболочки 3. В результате химической реакции образующиеся молекулы оказываются в энергетически возбуждённом состоянии (с электронами на удалённых орбитах или с атомами с большой амплитудой колебаний, деформаций и вращений), которые при неупругих соударениях с другими молекулами преобразуют потенциальную энергию внутренних возбуждений в кинетическую энергию разлетающихся молекул. Это означает, что максимальная температура достигается в оболочке факела, и горячая оболочка (причём высоковязкая) начинает всплывать вверх, формируя вытянутую форму струи горючего газа в виде светящегося контура языка пламени. Кстати говоря, пламя воздуха в горючем газе (внутри воздух, снаружи метан) визуально аналогично пламени горючего газа в воздухе.