| |
Опубликовано: 18-09-2010
Самовар как нагревательный агрегат Если есть тяга, то уголь будет достаточно гореть, точнее догорать. Тяга появляется при нагревании воздуха на одном конце трубы, а на другом охлаждается, что и происходит в самоваре. Способствует тяге сужение выходного конца, также уменьшающее потерю тепла. Газовая динамика - современная научная дисциплина, называет такие способы разгона воздушного потока эффектом теплового и геометрического сопел. Лучшее топливо для самовара По мнению многих людей, самовар нужно топить березовыми лучинками и сосновыми шишками. Тем не менее, лучшим топливом для самовара является древесный уголь, так как содержание углерода в нем превышает 95%. Количество сгоревшего углерода и выделившегося тепла зависит от расхода кислорода, поэтом подачей воздуха можно регулировать интенсивность горения. У самовара ее ограничивают сопротивление слоя топлива и прорези в решетке. Горение не должно быть очень интенсивным, так как возникают потери тепла.Толщина пласта уменьшается по мере выгорания топлива и интенсивность горения возрастает. Древесный уголь горит коротким красноватым огнем. После того как уголь сгорит, образовавшуюся золу легко удалить. Можно ли самовар топить дровами В большинстве справочниках по домоводству указано, что кроме древесного угля самовар можно топить и древесными чурками. Так можно поступать, только если у вас нет угля. Водород и углерод, содержащийся в древесине, являются горючими элементами, при этом летучих фракций в древесине 85%, а твердых - всего 15%. По сравнению с древесным углем дрова являются сухим газом, чем топливом, содержащим углерод. Сухая древесина сгорает в несколько этапов. Розжиг - первая фаза. Горящая береста и лучинки могут довести температуру древесины до 350 градусов. Второй фазой будет пиролиз, то есть разложение органических соединений под воздействием тепла. При пиролизе древесины, происходящем при температуре 450 - 500 градусов, кроме угля образуются летучие соединения: ацетон, смолы, метиловый спирт, уксусная кислота, и др. Чтобы газы работали и не улетучивались в дымоход, их необходимо дожигать. В этом проявляется главный недостаток древесины как топлива: выделение газа при пиролизе - неуправляемый процесс. Для этого необходим дополнительный подвод воздуха и пространство для смешивания газов с воздухом для последующего сгорания. Такое не предусмотрено в конструкции кувшина самовара и при топке дровами воздух поступает с избытком: газы догорают уже в соединительной трубе, так что она раскаляется докрасна и теряется почти все тепло. В этой фазе образуются продукты сгорания - углекислый газ и вода. Горение древесины можно управлять за счет подачи первичного воздуха только на третьей фазе, когда горит высокоуглеродный твердый остаток, содержание которого составляет всего 15%. Древесный уголь На Руси существовала такая специальность - углежог, а древесный уголь продавался в рогожных кулях. Черная металлургия и прочая промышленность была основным потребителем данного продукта. Древесный уголь в городах покупали не только кузнецы и трактирщики, грели самовар и обычные жители. Царь Александр Михайлович был вынужден запретить вырубку деревьев вокруг Москвы, во избежание полного сведения лесов из-за того что дерево переводили на уголь. При топке русской печи древесный уголь является отходом. Его выметали с пода печи в плотно закрытый чугунок, перед закрытием печной заслонки и вьюшки. Древесный уголь гигроскопичен и способен самовозгораться при хранении в больших количествах, поэтому его хранят в герметичной металлической таре. Нагрев воды При работе самовара распределение температур по высоте жаровой трубы таково: самая высокая температура внизу, в области очага горения, в то же время верхняя часть жаровой трубы нагрета меньше. Такое распределение температуры по высоте для нагрева и кипячения воды оптимально. Более горячая вода и следовательно, более легкая вода поднимается вверх, согласно закону Архимеда, ее место занимает холодная и более тяжелая вода из верхних слоев резервуара. Благодаря естественной конвекции жидкость циркулирует интенсивно, перемешивается и интенсивно прогревается по всему объему. Коэффициент полезного действия самовара на угле, составляет не менее 70%. Распределение температуры при топке самовара дровами, распределение температуры по высоте жаровой трубы получается другим. Жаровая труба наиболее сильно нагревается в зоне сужения, то есть в верней части теплообменника. В нижней части топки совсем не жарко, так как нагрев воды происходит в основном у крышки самовара. Более легкая нагретая вода остается внизу и, следовательно, конвекция не наступает. Когда самовар шипит и брызгает горячими каплями из-под крышки при нагреве, то это не означает, что вода вскипела. Жидкость из придонной области и наполняющая чашки через кран может оказаться чуть теплой. Без конвекции вода прогревается слабо, так как теплопроводность воды невысокая. Низкие температуры в жаровой трубе способствуют выделению из древесины смол и концентратов, загрязняющих топку самовара. Коэффициент полезного действия самовара на дровах составляет 15%.
« Вернуться
|
|
