WarmFires.ru

Рис. 156. Иллюстрация особенностей лучистой теплоотдачи: а - при равенстве температур лучистый поток її от плоской абсолютно чёрной поверхности Іравен лучистому потоку І2

от любой профилированной абсолютно чёрной поверхности 2, б - лучистый поток в точку О из телесного угла а не зависит от формы и месторасположения абсолютно чёрных поверхностей 3 (с одной температурой), расположенных в пределах телесного угла (или конуса).

В этой книге мы не имеем возможности углубляться в лучистую теорию бань. Законы лучистого теплообмена (и поверхностного, и особенно объёмного) весьма сложны и многогранны и зачастую затруднены для понимания бытовыми образами. Поэтому подчеркнём лишь, что все объекты в бане являются высокотемпературными, а отсюда все процессы следует рассматривать с обязательным учётом излучения, будь то нагрев тела человека или нагрев дров в печи.

Некоторые конкретные схемы экранированных печей приведены для иллюстрации на рисунке 157. Отметим, что внутренние жаротрубные системы воздушного теплосъёма, например, типа «Булерьян» (поз. 13 на рис. 157е и рис. 157з) или Бутакова (поз. 17 на рис. 157г и рис. 157ж), в состоянии существенно повысить теплоотдачу печей лишь при мощном принудительном (механическом) продуве жаровых труб воздухом (с получением слабонагретых потоков воздуха). Так, например, модель типа «Булерьян-Великан», тип 4 при объёме топки 0,2 м3 имеет максимальную паспортную мощность горения всего 35 кВт, что соответствует удельному тепловому напряжению топливника всего 175 кВт/м3 (если больше, то прогорают трубы), тогда как в обычных кирпичных печах этот показатель составляет в среднем 400 кВт/м3, а в обычных металлических печах достигает 1000 кВт/м3 (что, впрочем, не умаляет декоративных достоинств «Булерьянов» и «Бутаковых»). Причиной прогаров труб 13 и 17 в «Булерьянах» и «Бутаковых» является низкая скорость продува и невозможность вывода лучистого тепла из жаровой трубы наружу. Для наглядности рассмотрим два варианта жаровой трубы: когда дымовые газы, например, с температурой 800°С находятся внутри трубы 18 (рис. 157ж) и когда дымовые газы находятся вне трубы 17 (рис. 157г и рис. 157ж) или 13 (рис. 157е и рис. 157з). В первом случае распределение температур по диаметру трубы 18 аналогично графику на рис. 676, причём перепад температуры на стенке стальной трубы пренебрежительно мал всегда (не более нескольких градусов). На стенку жаровой трубы 18 изнутри поступает кондуктивный поток тепла от дымовых газов q=a(800-Tc), численно иллюстрируемый прямой 19 на графике рис. 157и (где а=10 Вт/м2-град -коэффициент кондуктивной теплопередачи, Тс - температура стенки жаровой трубы). Этот тепловой поток снимается с наружной стенки трубы 18 лучистым тепловым потоком аТс4, а также кондуктивным потоком тепла аТс, что в сумме составляет величину, иллюстрируемую кривой 20 на рисунке 157и. Точка пересечения кривых 19 и 20 соответствует текущему значению температуры Тс стенки трубы 18. Во втором случае на стенку жаровой трубы 17 снаружи из дымовых газов поступает кондуктивный поток тепла q=a(800-Tc), а также лучистый поток от углей (аТу4-аТс4), что в сумме при температуре углей ТУ=800°С соответствует прямой 21 на графике рис. 157к. Этот поток тепла отводится в воздух внутрь трубы кондуктивным потоком тепла аТс (см. прямую 22 на рис. 157к). Точка пересечения прямых 21 и 22 соответствует текущему значению температуры Тс стенки трубы 17.