Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: Арапов и Кельман. Испытание комнатных печей систем Сивкова и Гаврилова, Лаппа-Старженецкого и Беллина, Бойцова, Николаева. «Отопление и вентиляция» №3, 1932 г.
Цель испытания
Испытания были произведены Ленинградским областным отделом Оргэнерго по инициативе Промстройсоюза и заданию Гортопа и имели целью дать сравнительную оценку с теплотехнической точки зрения комнатных печей различных конструкций, предложенных Промстройсоюзу изобретателями тт. Сивковым и Гавриловым, Лаппа-Старженецким и Белиным, Бойцовым, Николаевым. Для указанной оценки должны были быть составлены тепловые балансы печей и дана их тепловая характеристика.
Назначение печей
Печи указанных систем были построены в общежитии студентов (Ленинград, Гончарная, 29).
Печи установлены в помещениях разных размеров и находятся в совершенно различных температурных условиях, поэтому судить о качестве печи в зависимости от обогрева помещения не представляется возможным.
Краткое описание печей
а) Печь системы Сивкова и Гаврилова (черт, печи см. фиг. 1)
Печь большой теплоемкости. Дымовые газы из топливника поднимаются вверх по одному каналу, внутри которого находится насадка из огнеупорного кирпича.
Пройдя восходящий канал, дымовые газы по двум каналам (II) опускаются вниз, переходя в канал (III), по которому поднимаются вверх и затем по каналу (IV) опускаются опять вниз, и уходят в дымовую трубу.
В каналах (II, III и IV) расположены чугунные трубы, служащие для нагрева воздуха. Воздух поступает по каналам в трубы снизу и отводится сверху над печью, на которой установлена ванночка с водой. Назначение водяной ванны — очистка воздуха от пыли и частичное его увлажнение.
На черт. 1 представлена печь обычной конструкции, на черт. 2 представлена печь, которая испытывалась. Отличие ее от обычной конструкции заключается в том, что топливник расположен не по средине печи, а с краю.
Печь с колосниковой решеткой снабжена двумя герметическими дверками: одна — для загрузки топлива, другая — в поддувало.
б) Печь системы Лаппа-Старженецкого и Белдина (черт. см. фиг. 2 и 3)
Печь большой теплоемкости. Печь состоит из трех элементов:
1) топливника,
2) камеры с насадкой,
3) дымовой трубы.
Эти элементы могут быть поставлены как вплотную, так и на некотором расстоянии друг от друга, в зависимости от обогреваемых помещений. Возможные расположения представлены в приложении 3, расположение испытываемой печи в приложении 4.
Печь рассчитана таким образом, что соотношение теплопоглощения и поверхности теплоотдачи печи меняется вдоль по движению газов таким образом, что в местах, где температура дымовых газов велика, поверхность теплоотдачи значительно больше поверхности теплопоглощения, а в местах, где температура дымовых газов понижается, ее ответственно уменьшается поверхность теплоотдачи и увеличивается поверхность теплопоглощения.
Топливник прямоугольного сечения со стенками, толщиной в 1 кирпич имеет две одинаковые дверцы, расположенные друг над другом на таком расстоянии, чтобы промежуток между ними равнялся нормальной длине полена (1/2 метра).
Первая дверца (верхняя) устроена для загрузки дров в топливник, вторая же (нижняя) для подачи воздуха под колосниковую решетку и выгреба золы из зольника, расположенного ниже уровня пола.
Фиг. 1. Печь системы Сивкова и Гаврилова
Дрова в печь закладываются в два ряда стоймя: растопка закладывается между рядами. Сначала загорается верхний ряд, а когда образующиеся угли проваливаются сквозь нижний ряд на колосниковую решетку, то загорается и нижний ряд.
Газы поступают из топливника через перевал в камеру с насадкой, пройдя которую при помощи соединительного боровка попадают в дымовую трубу.
Использование внутренней поверхности теплоотдачи печи осуществляется двумя камерами (душниками) с отверстиями для сообщения этих камер с комнатным воздухом.
Фиг. 2. Печь системы Лаппа-Старженецкого и Белина
Фиг. 3. План печи Лаппа-Старженецкого и Беллина
Каждая камера имеет одно отверстие внизу для притока комнатного воздуха в камеру и одно отверстие наверху для выхода нагретого воздуха. Отверстия эти снабжены металлической решеткой.
в) Печь системы инж. Николаева
Печь большой теплоемкости. Устроена по типу печи проф. Браббе.
Дымовые газы из топливника, поднявшись до середины печи, опускаются книзу, обогревая низ печи, затем поступают в два восходящих дымохода, расположенных симметрично с боковых сторон печи. Эти восходящие дымоходы снабжены насадкой.
Пройдя восходящие каналы, дымовые газы через соединительные боровки поступают в два коротких нисходящих канала, откуда отводятся в дымовую трубу.
Печь с колосниковой решеткой. Снабжена двумя герметическими дверками: одна — для загрузки топлива, другая — в поддувало.
г) Печь Бойцова
Чертеж печи Бойцова не был представлен, и поэтому описание печи не приводится. По словам автора печь в основном обычная голландская. Из топливника газы вдоль фронта по дымооборотам поднимаются кверху, затем с боков печи опускаются книзу, снова поднимаются и уходят в трубу.
Условия испытаний
Все печи испытывались при однократной суточной топке. Испытание производилось два раза. Перед испытанием печи топились двое суток при том же режиме, при котором производилось испытание.
Продолжительность каждого испытания была суточной.
Первое испытание было произведено 8 февраля, второе 27 февраля 1932 г.
(Данный материал размещен на нашем сайте 8 февраля 2015 г. Прим.ред.)
Производимые замеры
Во время испытания производились следующие замеры.
Топливо. Расход дров определялся взвешиванием на десятичных весах. Количество несгоревших частей определялось отбором из золы несгоревших частей угля и их взвешиванием.
Продукты сгорания. Определялась температура отходящих газов около вьюшки, и там же забирался газ для анализа.
Температура дымовых газов определялась термопарой Fе-Соnst, анализ дымовых газов производился аппаратами Орса-Фишера.
При анализе определялось содержание СО2 и О2, содержание СО определялось расчетом, содержание N2 —по разности.
Температура теплоотдающих поверхностей определялась при первом испытании при помощи ртутных термометров, прикрепленных к поверхности печи жирной глиной, и при помощи поверхностной термопары.
При втором испытания температура наружных поверхностей определялась при помощи поверхностной термопары.
Данные испытания печей
На графиках фиг. 5—8 представлены полученные при первом испытании данные анализа, температуры и разрежения дымовых газов у заслонки.
На графиках фиг. 9 представлены средние поверхностные температуры за сутки.
При подсчете средних температур бралось среднее арифметическое из всех температурных замеров по поверхности печи.
Количество загружаемого в печь топлива определялось размерами топливника. Топливники загружались дровами полностью.
Регулирование горения производилось в основном авторами печей.
Тепловые балансы печей
На основании полученных при испытании данных составляем тепловой баланс.
Тепловые балансы составлены на 1 кг дров.
В балансе учтены потери тепла с физическим теплом уходящих дымовых газов, от химической неполноты сгорания и от несгоревшего остатка топлива.
Основные размеры печей
|
№ п.п
|
Наименование
|
Размерность
|
Печь Гаврилова
|
Печь Лаппа-Старженецкого и Белина
|
Печь Бойцова
|
Печь Николаева
|
|
1
|
Площадь основ
|
м2
|
0,9х1,35= 1,22
|
1,55х0,815=1,23+0,63х0,4=0,25
|
0,92х0,89 = 0,82
|
0,94х0,99 = 0,93
|
|
2
|
Высота печи
|
м
|
3,15
|
2,80
|
2,92
|
2,84
|
|
3
|
Теплост. поверхность нагр. печи наруж.......
|
м2
|
8,8
|
11,8— 1.5 = 13,3
|
7,9
|
8,3
|
|
4
|
Теплоотдающ. поверхность нагр.:
|
|
|
|
|
|
|
а) душников
|
м2
|
3,8
|
7,0
|
—
|
-
|
|
б) воздушно - металлических труб
|
м2
|
3,8
|
—
|
—
|
—
|
|
5
|
Суммарн. теплоотд. поверхн. нагрева учитыв. пов. нагр. душников в половине размера
|
м2
|
14,5
|
16,8
|
7,9
|
8,3
|
|
6
|
Тепловосприним. поверхн. нагрева
|
м2
|
22,7
|
15,3
|
—
|
11,3
|
|
7
|
Отнош. тепловоспр. внутр. поверхн. нагр. к теплоотдающей поверхн. печи
|
м2
|
1,57
|
0,91
|
—
|
1,36
|
|
8
|
Полный объем печи
|
м3
|
3,85
|
4,1
|
2,4
|
2,6
|
|
9
|
Объем сплошной кладки
|
м3
|
2,75
|
3,45
|
—
|
1,5
|
|
10
|
Объем пустот печи
|
м3
|
1,10
|
0,65
|
—
|
1,1
|
|
11
|
% пустот от общего объема печи
|
|
38,6
|
18,8
|
—
|
42,4
|
|
12
|
Вес кладки
|
кг
|
4400
|
5500
|
—
|
2400
|
|
13
|
Величина топливника:
|
|
|
|
|
|
|
а) длина
|
мм
|
500
|
420
|
—
|
500
|
|
б) ширина
|
мм
|
370
|
280
|
—
|
285
|
|
в) высота
|
мм
|
800
(до насадки)
|
2520
|
—
|
800
|
|
14
|
Площадь колосников, решетки
|
м2
|
0,185
|
0,12
|
—
|
0,14
|
|
15
|
Объем топочного пространства
|
м3
|
0,15
|
0,3
|
—
|
0,115
|
Сводка результатов испытания
Воспринятое печью тепло от 1 кг сожженного топлива, определяется как остаточный член теплового баланса, который равен при установившемся состоянии печи разности между низшей теплотворной способностью топлива и всеми подсчитанными потерями тепла.
Коэффициент полезного действия печи определяется как отношение остаточного члена в тепловом балансе печи и низшей теплотворной способности сжигаемого топлива.
Ниже приведена сводка полученных результатов.
В печи Лаппа-Старженецкого нагрев воздуха в душниках (камерах) происходит также довольно интенсивно, но значительно слабее, чем в печи Сивкова и Гаврилова.
Максимальная температура, воздуха при выходе из душников была замерена 56°.
Ввиду весьма большого КПД печей основное внимание должно быть уделено сохранению в помещении всего аккумулированного в печах тепла. Вопрос о плотных заслонках, исключающих возможность утечки тепла в дымоход после окончания топки, является решающим для получения требуемого теплового эффекта.
Большое значение имеет правильное ведение топки, ибо в противном случае КПД значительно понизится.
Для выяснения влияния неправильной топки на КПД печи было произведено испытание печи при неправильном ведении топки.
Дверки были открыты полностью во все время топки, как это часто практикуется в обиходе. Для опыта была взята печь без колосниковой решетки (в данном случае печь Бойцова).
Получены следующие результаты: Приход тепла — 2691 кал/кг
Расход тепла:
1) потеря с физическим тепл. уход, газов 589 кал/кг 21,9%
2) потеря с химической неполн. сгорания 222 кал/кг 8,3%
3) потеря недожога топлива 60 кал/кг 2,2%
4) полезно использовать печи КПД 1820 кал/кг 67,6%
Приведенный баланс ясно показывает, насколько падает КПД при неправильной топке.
Назад в раздел
