WarmFires.ru

Описываемые явления при прогреве открытой трубы на рис. 142и объясняют, видимо, причины борьбы Грум-Гржимайло и Подгороднико-ва с «балластными» (подсасываемыми) газами именно с помощью колпаков. Действительно, в наших экспериментах закрытая сверху (и прогреваемая только наиболее горячими струями восходящих газов) труба прогревается значительно быстрее (и до более высоких температур), чем просто открытая сверху. Подсос холодного воздуха в основание трубы (при появлении протока через колпак) действительно снижает температуру в трубе. Вместе с тем, и на этот полуприкрытый торец трубы тепловой поток 1,8 кВт/м2 будет больше, чем на полностью прикрытый 1,2 кВт/м2 , не смотря на пониженную температуру газов (рис. 142и).

Подчеркнём, что опробованные режимы соответствуют реальным печным условиям: рис. 142з отвечает удельной мощности в топке 50 кВт на 1 м2 пода и режиму развитого пламенного горения, а рис. 142и отвечает удельной мощности в топке 10 кВт на 1 м2 пода и режиму разгорания дров или догорания углей. Так что, если надо повысить тепловую нагрузку на потолок топливника (например, в случае варочных плит), то дымовые газы следует выводить через отверстие (хайло), расположенное около потолка. А если, наоборот, надо понизить тепловую нагрузку на потолок топливника (например, чтобы предотвратить перегрев перекрытия и уменьшить растрескивание печи), то дымовые газы следует выводить через отверстие, расположенное значительно ниже (хотя бы на 300-400 мм) от уровня потолка (так, чтобы верхняя часть топливника выглядела бы как колпак). Поэтому, в отличие от прямоточных систем (в которых возможны сильные локальные перегревы мест набегания струй или обтекания потоками горячего газа), колпаковые системы выравнивают тепловые нагрузки на потолке. Вследствие этого схемы типа рис. 139г для отопительных печей более предпочтительны, чем схемы типа рис. 118е, хотя можно предусматривать и некие комбинированные схемы типа рис. 142м (при обеспечении высоты, достаточной для сгорания). Также, например, в топках (горнилах) русских печей дымовыводящее отверстие (устье) печи делают высотой пониже (чем свод), чтобы верх топки превратить в колпак (повышающий равномерность нагрева свода). Если бы устье было бы высотой с горнило, то свод бы нагревался сильней у устья и слабей в глубине (то есть неравномерно, но в целом сильно). Это также легко проверить и промоделировать с помощью жестяных моделей над пламенем газовой плиты.

Иногда утверждают, что пламя в колпаке хорошо сжигает сажу и летучие за счёт большей продолжительности пребывания дымовых газов в колпаке. Это проверить тоже очень легко. Зажжём обычную парафиновую свечу и накроем пламя малотеплоемким быстропрогреваемым колпачком - перевёрнутым «стаканчиком» из алюминиевй фольги (рис. 1436). Свеча постепенно гаснет. Этот факт известен давно - именно так (латунными колпачками на палке) гасили свечи в высоких люстрах во дворцах. Самое удивительное, что колпачок при этом снизу открыт, но кислорода в перевёрнутом стаканчике становится всё меньше и меньше, причём именно за счёт горения самой свечи. При этом можно наблюдать, как постепенно изменяется (краснея) пламя свечи из-за уменьшения концентрации кислорода под колпачком.