Особой разновидностью проточных полостей с хорошо обдуваемыми стенками является цилиндрические полости с центробежной (тангенциальной) круткой газа вокруг оси полости. При этом горячий лёгкий газ «всплывает» (центруется) на ось полости в виде шнура, отделённого от стенок. Это ухудшает теплообмен, но бывает полезным для устранения перегревов наиболее энергонапряжённых узлов (топок). Широко известны центробежные топки для сжигания мусора, веток, опилок, щепы, соломы. Из таких топок не вылетает «ни одной искры», поэтому подобные изделия могут использоваться даже для подогрева палаток (печь «Циклон») и для искроулавливающих экономайзеров (дополнительных теплообменников) на дымовых трубах (Л.А. Семёнов, Печное отопление, М.: Стройиздат, 1968 г.).

Наиболее распространённой в России печной теплосъёмной полостью остаётся «колпак Подгородникова» (второй ярус), который выполняется печниками в громадном разнообразии вариантов (рис. 1186). Обязательным условием успешной работоспособности такого «колпака» (а фактически замкнутого проточного объёма с двумя отверстиями) считается подача горячих дымовых газов в колпак строго снизу вверх дальнобойной струей (за счет разгона сквозного потока естественной тягой дымовой трубы). Ясно, что печник при этом должен решить, что он хочет в колпаке нагревать - то ли преимущественно некий локальный целевой элемент, размещенный в колпаке (например, духовку), то ли равномерно все стенки колпака. От этого и будет зависеть конструкция колпака.

При большом отверстии, малой тяге и соответственно малом расходе дыма (например, при растопке печи или догорании углей) дым 1 лениво поднимается вверх 3, заполняя верх колпака, затем где-то там охлаждается (с нагревом преимущественно потолка) и уходит в дымовую трубу 8 (рис. 129а). Это соответствует представлениям Подгородникова и отвечает, как мы установили, скоростям газов в колпаке менее 0,1 м/сек.

С разгоранием печи скорость поступления и температура дыма возрастают 2 (рис. 1296). Здесь уже можно выделить две взаимодополняющих тенденции: ведущая роль температурного фактора и ведущая роль скоростного (расходного) фактора. Поясним это на простом житейском примере. Представьте себе, что вы приехали зимой на дачу и включили в комнате масляный обогреватель. Горячий воздух поднимается вверх и, не охладившись там, не спустится вниз. При массивности потолка и/или при его плохом утеплении вам, может быть, так и не удастся нагреть комнату, во всяком случае внизу в зоне обитания (пребывания). Попробуем изменить характеристики обогревателя, но с сохранением мощности нагрева. Это можно сделать двумя путями: увеличив температуру нагреваемого воздуха при одновременном снижении расхода (скорости подачи) воздуха, или уменьшив температуру нагрева воздуха при одновременном повышении расхода воздуха. Так, заменяя масляный обогреватель на электроплитку той же мощности (с открытой электрической спиралью или с ТЭНом), мы получим повышение температуры воздуха, поднимающегося над плиткой с одновременным сниженим массового расхода воздуха ввиду малости размера плитки. При этом мы получаем ещё более мощный нагрев потолка как по причине большей удельной теплоотдачи (ввиду более высокой температуры поднимающегося воздуха), так и по причине малой скорости циркуляции газов в помещении. Такой режим характерен для саун и соответствует перегреву потолка, в том числе перегреву перекрытия (перекрыши, свода) колпака. С другой стороны, масляный обогреватель можно дополнить электровентилятором с тем, чтобы температура струи горячего воздуха понизилась, а расход воздуха в струе повысился, но чтобы тепловая мощность струи нагретого воздуха вверх осталась бы на прежнем уровне. В этом режиме весь воздух в помещении перемешается, и температура во всём помещении станет практически одинаковой (но пониженной по сравнению с температурой потолка в других рассмотенных режимах), а это значит, что и в колпаке при больших расходах газа температура стенок будет одинаковой (перегрев свода отсутствует). Это реализуется, в частности, при использовании тепловых завес и тепловых пушек.

Таким образом, малая линейная скорость ввода горячего газа в колпак приводит к преимущественному нагреву перекрытия. С увеличением линейной скорости ввода, а также с увеличением объемного расхода газа равномерность нагрева стенок полости повышается. Но в случае большой дальнобойности горячей струи 6(1, где о! - диаметр (калибр) отверстия, возможен преимущественный нагрев пятна контакта горячей струи с преградой (например, противоположной стенкой). Поэтому газ в полость предпочтительней вводить через несколько мелких «душирующих» отверстий (при возможности), что уже соответствует приближению к вытеснительной схеме «вентиляции» полости.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8