Kategori

Haftalık Haber

1 Yakıt
Bir ocak ile bir ev için tuğla fırınlar nasıl çizilir çizimleri kullanarak kendiniz yapın
2 Pompalar
Ahşapla ev ısıtma için ne tür bir soba daha iyidir - çeşitleri, farklılıklar, seçim kuralları
3 Yakıt
Kanadalı ev hava ısıtma
4 Kazanlar
Dolaylı ısıtma kazanı boru şeması + kurulum ve bağlantısı için kurallar
Ana / Yakıt

Odunun yanma sıcaklığı ve ısınma değeri hakkında


Odunlar, ormanlarla zengin bir alanda katı yakıtın klasik versiyonudur. Yanan odun, termal enerjinin elde edilmesini mümkün kılar ve yakacak odunun yanma sıcaklığı, yakıt verimliliğini doğrudan etkiler. Alevin sıcaklığı, odun tipine ve yakıtın nem derecesine ve yanma koşullarına bağlıdır.

Soba yakacak odun yanan

Odunun ısıl özellikleri

Ağaç türleri, reçinelerin yoğunluğu, yapısı, miktarı ve bileşimine göre değişir. Bütün bu faktörler yakacak odunun kalorifik değerini, yaktıkları sıcaklığı ve alevin özelliklerini etkiler.

Kavak ağacı gözeneklidir, bu tür odunlar parlak bir şekilde yanar, ancak maksimum sıcaklık endeksi sadece 500 dereceye ulaşır. Bir ağacın (bir kayın, bir dişbudak, bir gürgen) yoğun cinsleri, yakılarak, 1000 derecenin üzerinde ısı tahsis eder. Huş göstergeleri biraz daha düşüktür - yaklaşık 800 derece. Karaçam ve meşe daha sıcak, 900 dereceye kadar ısıyı açığa çıkarır. Çam ve ladin odunu 620-630 derecelerinde yanar.

Yakacak odun kalitesi ve nasıl seçilir

Huş yakacak odun en yüksek ısı verimliliği ve maliyet oranına sahiptir - yüksek yanma sıcaklığına sahip daha pahalı ırkları ısıtmak ekonomik açıdan kârsızdır.

Ladin, köknar ve çam yangın yapmak için uygundur - bu kozalaklar nispeten ılımlı ısı sağlar. Ancak katı yakıtlı bir kazanda, bir ocakta veya bir şöminede, bu odunun kullanılması tavsiye edilmez - evini etkin bir şekilde ısıtmak ve yemek pişirmek için yeterli ısı yaymazlar, çok miktarda kurum oluşturur.

Düşük kaliteli yakacak odun, aspen, ıhlamur, kavak, söğüt ve kızılağaçtan gelen yakıt olarak kabul edilir. Kızılağaç ve diğer odun türleri, ateşleme sürecinde köz ile “ateş” yaparlar, bu da ateşe açık bir şömine yakmak için kullanılırsa yangına neden olabilir.

Seçerken, ahşabın nem içeriğine de dikkat etmelisiniz - ham odun yanıkları daha kötü ve daha fazla kül bırakır.

Yanma sıcaklığı ve ısı transferi

Odunun yanma sıcaklığı yakıtın ısı transfer parametrelerini belirler - ne kadar yüksekse, yakacak odun yanması sırasında açığa çıkan ısı enerjisi miktarı o kadar yüksektir. Bu durumda, yakıtın belirli ısıtma değeri ahşabın özelliklerine bağlıdır.

Tabloda ısı transferinin göstergeleri ideal koşullar altında yakılan odunlar için belirtilmiştir:

  • yakıtta minimum nem içeriği;
  • yanma kapalı bir hacimde gerçekleşir;
  • Oksijen kaynağı dozlanır - tam yanma için gereken miktar gelir.

Kalorifik değerin tablo değerlerine sadece farklı odun türlerini birbiriyle karşılaştırmak için odaklanmak mantıklıdır - gerçek şartlarda yakıtın ısı çıkışı çok daha düşük olacaktır.

Ne yanıyor

Yanma, bir izotermal fenomendir - yani, ısının bırakılmasıyla bir reaksiyon.

Odun yakma işlemi birkaç aşamaya ayrılabilir:

1. Isınma. Odun alanı, ateşleme sıcaklığına harici bir ateş kaynağı ile ısıtılmalıdır. 120-150 dereceye kadar ısıtıldığında, kömür kendi kendine ateşlenebilen kömür oluştururken kömürleşmeye başlar. 250-350 dereceye kadar ısıtıldığında, gaz halinde bileşenlere (piroliz) termal ayrıştırma süreci başlar. Üst, kömürleşmiş tabakalı smolders (alev oluşmadan yanıklar) ve beyaz veya kahverengi duman atılır - piroliz ürünleri ile bir su buharı karışımı.

2. Piroliz gazlarının tutuşması. Daha fazla ısıtma, artan termal ayrışmaya yol açar ve konsantre piroliz gazları yanıp söner. Bir flaştan sonra, yangın yavaş yavaş tüm ısıtma bölgesini kapsammaya başlar. Bu açık sarı renkte sürekli bir alev oluşturur.

3. Enflamasyon. Daha fazla ısınma, odun ateşlenmesine neden olur. Doğal ateşleme sıcaklığı 450 ila 620 derecedir. Odun, termokimyasal reaksiyonun keskin bir şekilde hızlanması için gerekli olan ısınmayı sağlayan harici bir termal enerji kaynağının etkisi altında tutuşur.

Odun yakıtının yanıcılığı bir dizi faktöre bağlıdır:

  • odun elemanının hacim ağırlığı, şekli ve kesiti;
  • ahşap nemi derecesi;
  • çekiş gücü;
  • hava akışına göre ateş edilen nesnenin yeri (dikey veya yatay);
  • Odun yoğunluğu (gözenekli malzemeler yoğun olanlara göre daha kolay ve hızlı tutuşmaktadır, örneğin, kızılağaç odununu meşe ağacından daha yakmak daha kolaydır).
Dikkat edin! Islak odun daha kötü hale gelir ve ısı enerjisinin çoğunun aşırı nemin buharlaşmasına harcanması gerçeğinden dolayı yanar. Yuvarlak şekilli odunlar, kenarları ve yüzleri olan elemanlardan daha kötü yanar. Odun ne kadar büyük olursa, tutuşması daha zor olur. Planlanmamış ahşap pürüzsüzden daha hızlı tutuşur.

Ateşleme için, iyi, ama aşırı olmayan bir itme gücü gereklidir - yeterli oksijen kaynağı ve yanmanın ısı enerjisinin en düşük düzeyde dağıtılmasına ihtiyaç vardır - bitişik ahşap alanlarının ısınması gerekmektedir.

4. Yanıyor. Optimal yakın koşullar altında, ilk piroliz gazları salgını kaybolmaz, süreç, yakıtın tüm hacminin kademeli olarak kaplanmasıyla ateşlemeden sürekli yanmaya başlar. Yanma iki aşamaya ayrılır - yanma ve ateşli yanma.

Smoldering, piroliz sürecinin sağlam bir ürünü olan kömürün yanmasını içerir. Yanıcı gazların salınması yavaşça gerçekleşir ve yetersiz konsantrasyon nedeniyle tutuşmazlar. Soğutulduğunda gaz halindeki maddeler, karakteristik beyaz duman oluşturmak için yoğunlaşır. İçten yanma işleminde hava, ahşabın derinlerine nüfuz eder ve böylece kapsama alanını genişletir. Ateşli yanma, piroliz gazlarının yanmasıyla sağlanırken, sıcak gazlar dışarı doğru hareket eder.

Yanma, ateş için koşullar olduğu sürece sürdürülür - yanmamış yakıtın varlığı, oksijen kaynağı, gerekli sıcaklık seviyesinin korunması.

5. Fading. Koşullardan biri gözlenmezse yanma işlemi durur ve alev söner.

Odun ateşinin sıcaklığının ölçülmesi

Odun sıcaklığının ne olduğunu öğrenmek için, pirometre adı verilen özel bir cihaz kullanın. Diğer termometreler bu amaç için uygun değildir.

Odun yakıtının yanma sıcaklığını alevin rengiyle belirlemek için öneriler vardır. Ateşin koyu kırmızı dilleri, ısı enerjisinin büyük kısmının bacaya girdiği artan çekiş nedeniyle düşük sıcaklıkta yanma, beyaz alev - yüksek sıcaklığa işaret eder. Alevin optimum rengi sarıdır, kuru huş yanar.

Katı yakıtlı kazanlarda ve sobalarda ve kapalı şöminelerde, hava akışını fırına ayarlamak, yanma işleminin yoğunluğunu ve ısı transferini ayarlamak mümkündür.

En çok ısı üreten ağaç

Kalorifik değer göstergesi, odun yakma işleminde ne kadar ısı enerjisinin açığa çıktığını gösterir. Ancak katı yakıtın pratikte yararlı olabileceği başka bir özelliği vardır - ısı çıkışı. Bu, odun yakma işleminde elde edilebilecek maksimum sıcaklık seviyesidir ve ahşabın özelliklerine bağlıdır.

Düşük yoğunluklu ahşap, parlak yüksek bir alev ile yanar ve aynı zamanda, nispeten az miktarda ısı üretir, çünkü yoğun ağaç türlerindeki odunlar, küçük bir alevle artan ısı üretimi ile karakterize edilir.

Bölüm II Fırınlarda meydana gelen ısı süreçleri

§ 3. Sobalarda yakıt yanması

Fırın, içindeki yakıtın yanması nedeniyle ısıtılır. Yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı, alevden radyasyonla, sıcak yakıt tabakasından (ocakta) ve hareketli baca gazlarının bacaların duvarlarıyla doğrudan temas etmesiyle fırın kütlesine aktarılır. Fırının soğurduğu ısı miktarı ve dizisinin ısınma hızı, birim zaman başına yakılan yakıtın türüne ve miktarına doğrudan bağlıdır (1 saat). Yakıtın ısının serbest bırakılması ve fırın duvarları tarafından her zamanki ısıtma yöntemiyle emilmesi çok yoğun bir şekilde gerçekleşir. Örneğin, dizinin gereken sıcaklığa ısıtılması için orta ölçekli bir ısıtma fırını sadece 1.5-2 saat ısıtmak yeterlidir ve böylece odaya 12 saat boyunca ve hatta bazen bütün günlerde ısı verir.

Yemek pişirmek, ekmek yapmak, suyu ısıtmak, kıyafet ve ürünleri kurutmak için tasarlanan fırınlarda, belirtilen işlemlerin gerçekleştirilmesi için fırının çalışma alanlarında belirli bir sıcaklığa sahip olması gerekir.

Bir ocak kuyusu tasarlamak için, ocak kutusunun büyüklüğünü ve hacmini doğru olarak belirlemek, bacaların rasyonel bir planını çizmek ve bölümlerini belirlemek gerekir. Bu durumda, fırının tüm ana elemanları birbiriyle ilişkili olmalıdır: fırın kutusunun boyutları ve şekli, ısı emiciliğinin iç yüzeyi ve ısı transferinin dış yüzeyi. Fırının farklı yerlerinde duvarların kalınlığı, fırın dizisinin oldukça eşit şekilde ısınması gerektiği şekilde olmalıdır.

Fırın kutusunun hacmi fırın kütlesine göre küçük olduğunda, bu durumda fırının ısı çıkışı yansıtılandan daha düşük olacaktır. Fırın kutusunun hacmi, fırının toplam ısı transferine, iç ısı emme yüzeyinin büyüklüğüne karşılık gelmelidir. Fırın kutusunun kısa bir süresi için, ocak ve duman kanallarının duvarları belirli bir miktar ısıyı emmeli, fırın kütlesine ve dış yüzeylerine aktarmalıdır.

Yakıtın başarılı yanması için gerekli şartlar - ocakta yüksek bir sıcaklığın muhafaza edilmesi ve yeterli miktarda düzgün bir hava kaynağı sağlanması.

Gerekli boyutlara ve hacime sahipse, ocaktaki yüksek sıcaklık korunabilir. Bazı durumlarda, ocakta aynı amaçla, tonozları ısıtarak yakıcı yakıtı yansıtır.

Katı yakıtla çalışan fırınlarda yanma bölgesine tek biçimli hava beslemesi, fırında bir ızgara ve bir cihaz kullanılarak ve hava beslemesini kontrol etmek için cihazların üfleme kapıları kullanılarak sağlanır. Hava yastığına hava girişi, büyük ölçüde baca çekişinin gücüne bağlıdır. Bacadaki çekiş genellikle bir cıvata (geçit) ve bir üfleyici kapısı ile düzenlenir.

Fırın ocaklarının tasarımı kullanılan yakıtın türüne bağlıdır. Gaz ve sıvı yakıtlar özel cihazlar - gaz brülörleri ve nozullar kullanılarak yakılır.

Fırının fırında gerçekleşen yanma işlemi, yakıtın yanıcı kısmının havadaki oksijen ile etkileşimini içerir. Yanmaya neden olmak ve daha fazla korumak için, ocakta yeterince yüksek bir sıcaklık yaratmak gerekir. Örneğin, bir ağacın tutuşması için 300 ° C'den daha yüksek bir sıcaklığa ve kömürün tutuşması için - 600 ° C'den fazla bir sıcaklığa ihtiyaç duyulur. Her iki durumda da, gerekli sıcaklık, yanma önleyici yanıcı maddelerin yakılmasıyla oluşur - kağıt, talaş, saman.

Fırınlarda yakma işlemi 800-900 ° C (yakacak odun) ve 1000-1200 ° C (kömür ve üstü) sıcaklıklarda gerçekleşir. Yanma sürecindeki ısının serbest kalması nedeniyle yüksek sıcaklık korunur ve bu da sürekli olarak oksijenin yakıtla beslenmesinden kaynaklanır. Hava, ocakta ızgara boşlukları ile girer. Ocak ızgarasının yokluğunda, fırın kapısına sadece fırın kapısından girer (işitme engelli bir ocak). Bu durumda hava, yakıtın kalınlığından eşit olarak geçemez ve tam yanmasını sağlayabilir. Bu nedenle, ızgarasız fırınlar fırınlı fırınlardan daha kötü çalışır.

Fırının farklı periyotlarında, ocak kutusuna farklı bir miktar hava verilmelidir. Sağlanan hava miktarı ve dolayısıyla oksijen miktarı yakılan yakıt miktarına karşılık gelmelidir. Yanma odasına çok fazla hava girerse, yanma bölgesindeki sıcaklık azalır ve yakıt yanması süreci kötüleşir. Yangın kutusunun içine yeterli hava akışı olmazsa, yanma düzensizdir, çünkü yanma ve yanma ürünleri ortaya çıkar, ki bunlar alev ve dumanın rengi ile tespit edilebilir: yakacak odun koyu kırmızı bir alev ile yanar ve bacadan kalın siyah duman gelir.

Her yakıt türünün bileşimi esas olarak hidrojen ve karbondan oluşur. Hidrojen su buharının tamamen yanmasıyla oluşur; Karbon-karbondioksitin tamamen yanması ile.

Hidrojen yakıtının havadan oksijen ile etkileşmesinden kaynaklanan su buharları, duman ile birlikte atmosfere taşınır. Herhangi bir nedenden ötürü, bacaların duvarları yeterince ısıtılmamışsa, su buharı, bunlarla temas halinde, soğutur ve yoğunlaşır, yani bacaların duvarlarına su damlacıkları şeklinde yerleşirler. Bu fenomen sıklıkla tekrarlanırsa, duman kanallarının duvarları nem ile ıslatılır, bu da dış yüzeyden geçerek kirli noktalar oluşturur. Duvarların rutubeti bacaların tahrip olmasına yol açar.

§ 4. Fırınlarda ısı emilimi ve ısı transferi

Büyük ve küçük ısıtma fırınlarının fırınının süresi genellikle odun, turba, kabuk ile ısıtıldığında ve 2.5 ila 3.5 saat veya daha fazla kömür ve antrasit ile ısıtıldığında 1 ila 2.5 saat arasında değişmektedir. Bu kısa sürede, ocak ve bacaların duvarları, fırının 12 veya 24 saat boyunca oda havasına vermesi gereken tüm ısıyı biriktirir Fırının bu şekilde çalışabilmesi için, ocak ve baca duvarlarının yeterli derecede geliştirilmiş bir iç ısı emici yüzeye sahip olması gerekir.

Fırının ısı emici yüzeyi, bir alev veya sıcak baca gazları ile yıkanarak, ocak ve bacaların iç yüzeyidir. Isı absorpsiyon derecesine göre, bu yüzeyler aynı değildir. Bu nedenle, ocak kutusunun duvarları, bacaların duvarlarından daha fazla ısı emer.

Isı miktarı kilokalorilerde (kcal) ölçülür. Kcal, 1C'de 1 kg su ısıtmak için gerekli ısı miktarıdır. Aşağıda, yakıt türüne ve fırın sistemine bağlı olarak, ocak ve bacaların iç yüzeyinin 1 h 1 m2'sinde absorbe edilen ısı miktarı (kcal / h) bulunmaktadır.

Sobalarda yakıt yanması

Fırın, içindeki yakıtın yanması nedeniyle ısıtılır. Yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı, alevden radyasyonla, sıcak yakıt tabakasından (ocakta) ve hareketli baca gazlarının bacaların duvarlarıyla doğrudan temas etmesiyle fırın kütlesine aktarılır. Fırının soğurduğu ısı miktarı ve dizisinin ısınma hızı, birim zaman başına yakılan yakıtın türüne ve miktarına doğrudan bağlıdır (1 saat). Yakıtın ısının serbest bırakılması ve fırın duvarları tarafından her zamanki ısıtma yöntemiyle emilmesi çok yoğun bir şekilde gerçekleşir. Örneğin, dizinin gereken sıcaklığa ısıtılması için orta ölçekli bir ısıtma fırını sadece 1.5-2 saat ısıtmak yeterlidir ve böylece odaya 12 saat boyunca ve hatta bazen bütün günlerde ısı verir.

Yemek pişirmek, ekmek yapmak, suyu ısıtmak, kıyafet ve ürünleri kurutmak için tasarlanan fırınlarda, belirtilen işlemlerin gerçekleştirilmesi için fırının çalışma alanlarında belirli bir sıcaklığa sahip olması gerekir.

Bir ocak kuyusu tasarlamak için, ocak kutusunun büyüklüğünü ve hacmini doğru olarak belirlemek, bacaların rasyonel bir planını çizmek ve bölümlerini belirlemek gerekir. Bu durumda, fırının tüm ana elemanları birbiriyle ilişkili olmalıdır: fırın kutusunun boyutları ve şekli, ısı emiciliğinin iç yüzeyi ve ısı transferinin dış yüzeyi. Fırının farklı yerlerinde duvarların kalınlığı, fırın dizisinin oldukça eşit şekilde ısınması gerektiği şekilde olmalıdır.

Fırın kutusunun hacmi fırın kütlesine göre küçük olduğunda, bu durumda fırının ısı çıkışı yansıtılandan daha düşük olacaktır. Fırın kutusunun hacmi, fırının toplam ısı transferine, iç ısı emme yüzeyinin büyüklüğüne karşılık gelmelidir. Fırın kutusunun kısa bir süresi için, ocak ve duman kanallarının duvarları belirli bir miktar ısıyı emmeli, fırın kütlesine ve dış yüzeylerine aktarmalıdır.

Yakıtın başarılı yanması için gerekli şartlar - ocakta yüksek bir sıcaklığın muhafaza edilmesi ve yeterli miktarda düzgün bir hava kaynağı sağlanması.

Gerekli boyutlara ve hacime sahipse, ocaktaki yüksek sıcaklık korunabilir. Bazı durumlarda, ocakta aynı amaçla, tonozları ısıtarak yakıcı yakıtı yansıtır.

Katı yakıtla çalışan fırınlarda yanma bölgesine tek biçimli hava beslemesi, fırında bir ızgara ve bir cihaz kullanılarak ve hava beslemesini kontrol etmek için cihazların üfleme kapıları kullanılarak sağlanır. Hava yastığına hava girişi, büyük ölçüde baca çekişinin gücüne bağlıdır. Bacadaki çekiş genellikle bir cıvata (geçit) ve bir üfleyici kapısı ile düzenlenir.

Fırın ocaklarının tasarımı kullanılan yakıtın türüne bağlıdır. Gaz ve sıvı yakıtlar özel cihazlar - gaz brülörleri ve nozullar kullanılarak yakılır.

Fırının fırında gerçekleşen yanma işlemi, yakıtın yanıcı kısmının havadaki oksijen ile etkileşimini içerir. Yanmaya neden olmak ve daha fazla korumak için, ocakta yeterince yüksek bir sıcaklık yaratmak gerekir. Örneğin, bir ağacın tutuşması için 300 ° C'den daha yüksek bir sıcaklığa ve kömürün tutuşması için - 600 ° C'den fazla bir sıcaklığa ihtiyaç duyulur. Her iki durumda da, gerekli sıcaklık, yanma önleyici yanıcı maddelerin yakılmasıyla oluşur - kağıt, talaş, saman.

Fırınlarda yakma işlemi 800-900 ° C (yakacak odun) ve 1000-1200 ° C (kömür ve üstü) sıcaklıklarda gerçekleşir. Yanma sürecindeki ısının serbest kalması nedeniyle yüksek sıcaklık korunur ve bu da sürekli olarak oksijenin yakıtla beslenmesinden kaynaklanır. Hava, ocakta ızgara boşlukları ile girer. Ocak ızgarasının yokluğunda, fırın kapısına sadece fırın kapısından girer (işitme engelli bir ocak). Bu durumda hava, yakıtın kalınlığından eşit olarak geçemez ve tam yanmasını sağlayabilir. Bu nedenle, ızgarasız fırınlar fırınlı fırınlardan daha kötü çalışır.

Fırının farklı periyotlarında, ocak kutusuna farklı bir miktar hava verilmelidir. Sağlanan hava miktarı ve dolayısıyla oksijen miktarı yakılan yakıt miktarına karşılık gelmelidir. Yanma odasına çok fazla hava girerse, yanma bölgesindeki sıcaklık azalır ve yakıt yanması süreci kötüleşir. Yangın kutusunun içine yeterli hava akışı olmazsa, yanma düzensizdir, çünkü yanma ve yanma ürünleri ortaya çıkar, ki bunlar alev ve dumanın rengi ile tespit edilebilir: yakacak odun koyu kırmızı bir alev ile yanar ve bacadan kalın siyah duman gelir.

Her yakıt türünün bileşimi esas olarak hidrojen ve karbondan oluşur. Hidrojen su buharının tamamen yanmasıyla oluşur; Karbon-karbondioksitin tamamen yanması ile.

Hidrojen yakıtının havadan oksijen ile etkileşmesinden kaynaklanan su buharları, duman ile birlikte atmosfere taşınır. Herhangi bir nedenden ötürü, bacaların duvarları yeterince ısıtılmamışsa, su buharı, bunlarla temas halinde, soğutur ve yoğunlaşır, yani bacaların duvarlarına su damlacıkları şeklinde yerleşirler. Bu fenomen sıklıkla tekrarlanırsa, duman kanallarının duvarları nem ile ıslatılır, bu da dış yüzeyden geçerek kirli noktalar oluşturur. Duvarların rutubeti bacaların tahrip olmasına yol açar.

GardenWeb

Yanma işleminin ana özellikleri

Isıtma fırınlarında katı, sıvı ve gazlı yakıtlar kullanılabilir. Bu yakıtların her birinin, fırın kullanımının verimliliğini etkileyen kendi özellikleri vardır.

Isıtma fırınlarının tasarımları uzun bir süre için oluşturuldu ve içlerinde katı yakıt yakmak için tasarlandı. Sadece daha sonraki bir dönemde sıvı ve gaz yakıtların kullanımı için tasarlanan tasarımlar oluşturmaya başladı. Bu değerli türlerin mevcut fırınlarda en etkin şekilde kullanılmasını sağlamak için, bu yakıtların yanma süreçleri ile katı yakıtların yanması arasındaki farkı bilmek gerekir.

Tüm fırınlarda, katı yakıt (yakacak odun, çeşitli kömür türleri, antrasit, kok vb.), Tabakaya tabaka halinde yakılır, periyodik yakıt doldurulur ve ızgaradaki cüruf temizlenir. Katman yanma süreci açık bir döngüsel doğası vardır. Her devir aşağıdaki aşamaları içerir: yakıt yükleme, tabakanın ısınması ve ısınması, uçucu maddelerin emisyonu ve yanmaları, tabakanın içinde yakıtın yanması, kalıntıların yakılması ve son olarak cürufların uzaklaştırılması.

Bu aşamaların her birinde, belirli bir termal rejim oluşturulur ve ocaktaki yanma süreci sürekli değişen göstergeler ile gerçekleşir.
Katmanın kurutulması ve ısınmasının birincil aşaması, endotermik karakter olarak adlandırılır, yani salım ile değil, yanma odasının sıcak duvarlarından ve yanmamış kalıntıdan elde edilen ısının emilmesine eşlik edilir. Ayrıca, tabaka ısıtıldıkça, gaz halindeki yanıcı bileşenlerin salınması ve gaz hacmindeki tükenmesi başlar. Bu aşamada, ısı yayılımı yavaş yavaş artan fırında başlar. Isıtmanın etkisi altında, tabakanın katı kok tabanının yanması başlar ki bu genellikle en büyük termal etkiyi verir. Katman patladığı zaman, ısı salınımı yavaş yavaş azalır ve son aşamada yanıcı maddelerin düşük yoğunlukta bir yanması söz konusudur. Katman yanma döngüsünün bireysel aşamalarının rolünün ve etkisinin, katı yakıtların kalitesinin aşağıdaki göstergelerine bağlı olduğu bilinmektedir: nem, kül içeriği, uçucu yanıcı maddeler ve yanıcı karbon
ağırlık.

Bu bileşenlerin tabakadaki yanma sürecinin doğasını nasıl etkilediğini düşünün.

Yakıtın nemlendirilmesinin yanma üzerinde olumsuz bir etkisi vardır, çünkü yakıtın yanma ısısının bir kısmı nemin buharlaşmasına harcanmalıdır. Sonuç olarak, ocaktaki sıcaklıklar azalır, yanma koşulları bozulur ve yanma döngüsünün kendisi ertelenir.

Yakıtın kül içeriğinin negatif rolü, kül kütlesinin yakıtın yanıcı bileşenlerini kapladığı ve buna oksijenin erişmesini önlediği gerçeği ile ortaya çıkar. Sonuç olarak, yakıtın yanıcı kütlesi yanmaz, mekanik alt yanma olarak adlandırılır.

Araştırma bilim adamları, yanma süreçlerinin gelişiminin doğası üzerinde büyük bir etkinin, katı yakıt uçucu gaz halindeki maddeler ve katı karbondaki içeriğin bir oranına sahip olduğunu buldular. Uçucu yanıcı maddeler, katı yakıttan, nispeten düşük sıcaklıklarda, 150-200 ° C ve daha yüksek sıcaklıklarda çökelmeye başlar. Uçucu maddeler bileşimde çeşitlidir ve farklı çıkış sıcaklıklarında farklılık gösterirler, bu nedenle serbest bırakılma süreci zamanla uzatılır ve son aşaması genellikle katmanın katı yakıt kısmının yakılmasıyla birleştirilir.

Uçucu maddeler nispeten düşük bir tutuşma sıcaklığına sahiptir, çünkü bunlar hidrojen içeren birçok bileşen içerirler, yanmaları, ocak kutusunun süper gaz hacminde meydana gelir. Uçucu maddelerin salınmasından sonra kalan yakıtın katı kısmı, en yüksek tutuşma sıcaklığına (650-700 ° C) sahip olan karbondan oluşur. Karbon kalıntısının yanması son başlar. Doğrudan rendeleyin ince bir tabakasında akar ve yoğun ısı oluşumu nedeniyle yüksek sıcaklıklar gelişir.

Yakacak odun, yüksek oranda uçucu madde içeriğiyle karakterize edilir ve antrasit ve kok, minimum miktarda uçucu madde içeriğine sahiptir.

Katı yakıt yakma çevrimi sırasında fırın ve kanallardaki sıcaklık değişiminin tipik bir resmi Şek. Görülebileceği gibi, fırının başında, ocak ve bacalarda sıcaklıkta hızlı bir artış söz konusudur.Yakma sonrası aşamada, fırın içindeki sıcaklığın keskin bir şekilde azalması, özellikle de ocakta meydana gelir. Aşamaların her biri, yanma için belirli bir miktardaki fırının tedarik edilmesini gerektirir. Bununla birlikte, sürekli bir hava hacminin fırına girmesinden dolayı, yoğun yanma aşamasında aşırı hava oranı τ = 1.5-2, ve yanma aşamasının% 25-30'unu süren art ardalama aşamasında, aşırı hava oranı = 8-10. Şek. Şekil 2, üç tip katı yakıtın ızgarası üzerindeki bir yanma döngüsü sırasında aşırı havanın katsayısının nasıl değiştiğini göstermektedir: tipik bir parti ısıtma fırında odun, turba ve kömür.

İncirden 2, katı yakıtların periyodik olarak yüklenmesi ile çalışan fırınlardaki fazla hava katsayısının sürekli değiştiğini göstermektedir.

Aynı zamanda, uçucu maddelerin yoğun olarak salınması aşamasında, fırına giren havanın miktarı, tam yanma için genellikle yeterli değildir ve ön ısıtmanın ve yanıcı maddelerin son yakma aşamalarında, hava miktarı teorik olarak gerekli olandan birkaç kat daha yüksektir.

Sonuç olarak, uçucu maddelerin yoğun olarak salınması aşamasında, açığa çıkan yanıcı gazların kimyasal olarak az yanması gerçekleşir ve artıklar yakıldığında, yanma ürünlerinin hacmindeki bir artıştan dolayı çıkış gazları ile artan ısı kaybı olur. Kimyasal underburning ile ısı kaybı% 3-5 ve çıkış gazları ile% 20-35'dir. Bununla birlikte, kimyasal az yanmanın olumsuz etkisi, yalnızca ek ısı kayıpları ve verimlilikte azalma ile ortaya çıkmaktadır. Çok sayıda ısıtma sobalarının işletme tecrübesi; Yoğun olarak gelişen uçucu maddelerin kimyasal olarak aşırı yanması sonucu, köknar ve bacaların iç duvarlarında kurum şeklindeki amorf karbon birikmektedir.

Kurumun termal iletkenliği düşük olduğu için, tortuları fırın duvarlarının ısıl direncini arttırmakta ve böylece fırınlardan yararlı ısı transferini azaltmaktadır. Bacalardaki kurum tortuları, gazların geçişi için kesiti daraltmakta, çekişe zarar vermektedir ve nihayetinde, kurumun yanıcı olması nedeniyle artan bir yangın tehlikesi oluşturmaktadır.

Yukarıdakilerden, tabakalı işlemin tatmin edici olmayan göstergelerinin, büyük ölçüde, zaman içinde uçucu maddelerin dengesiz salınmasından kaynaklandığı açıktır.

Yüksek karbonlu yakıtların katmanlı yanması sırasında, yanma süreci, yüksek sıcaklıkların geliştiği oldukça ince bir yakıt tabakası içinde yoğunlaşır. Katman içinde saf karbon yakma süreci öz-düzenleme özelliğine sahiptir. Bu, reaksiyona giren (yanmış) karbon miktarının tedarik edilen oksitleyici (hava) miktarına karşılık geleceği anlamına gelir. Bu nedenle, sabit hava akışında, yakılan yakıt miktarı da sabit olacaktır. Isı yükündeki değişiklik, hava tedarik VB'nin düzenlenmesi ile yapılmalıdır. Örneğin, VB'de bir artışla, yakılan yakıt miktarı artar ve HC'deki bir düşüş tabakanın termal performansında bir azalmaya neden olur ve fazla hava oranının değeri stabil kalır.

Bununla birlikte, antrasit ve kokun yanması, aşağıdaki zorluklarla ilişkilidir. Yüksek sıcaklıklar yaratma olasılığı için, antrasit ve kokun yanması sırasında tabaka kalınlığı yeterince büyüktür. Bu durumda, tabakanın çalışma alanı, nispeten ince bir alt kısmıdır, burada havadaki oksijenin karbon tarafından ekzotermik oksidasyonu gerçekleşir, yani gerçek yanma gerçekleşir. Üstteki tabakanın tamamı, tabakanın yanma kısmının bir ısı yalıtıcısı olarak işlev görür ve yanma bölgesini, ocak kutusunun duvarlarındaki ısı radyasyonu nedeniyle soğumaktan korur.

Yanma bölgesindeki oksidatif reaksiyonlar sonucunda, reaksiyona göre faydalı ısı açığa çıkar.
+ o2-> ile birlikte.

Bununla birlikte, üst bölgesinde tabakanın yüksek sıcaklıklarında, denklemine göre, ısının soğurulması ile devam eden ters azaltma endotermik reaksiyonlar meydana gelir.
C02 + C2CO.

Bu reaksiyonlar sonucunda, oldukça yüksek bir özgül yanma ısısına sahip olan bir yanıcı gaz olan karbon monoksit CO oluşur, bu nedenle, baca gazlarındaki varlığı yakıtın eksik yanmasını ve fırının veriminde bir azalmayı gösterir. Bu nedenle, yanma bölgesinde yüksek sıcaklıkların sağlanması için, yakıt tabakasının yeterli kalınlıkta olması gerekir, fakat bu, tabakanın üst kısmında zararlı indirgeme reaksiyonlarına yol açarak katı yakıtların kimyasal olarak düşük yanmasına neden olur.

Yukardan, katı yakıtla çalışan herhangi bir yığın fırınında, çalışma sırasında fırınların verimliliğini kaçınılmaz olarak azaltan durağan olmayan bir yanma süreci olduğu açıktır.

Fırının ekonomik çalışması için büyük önem taşıyan katı yakıtların kalitesidir.

Ev ihtiyaçları için standartlara göre, kömür (D, G, F, K, T vb.), Yanı sıra kahverengi kömür ve antrasit yayarlar. Parçaların büyüklüğü ile kömür aşağıdaki sınıflarda sağlanmalıdır: 6–13, 13–25, 25–50 ve 50–100 mm. Kömürün kuru ağırlığa göre kül içeriği, taş kömürü için% 14-35 arasında, antrasit için% 20'ye varan oranlarda, sert kömür için% 6-15 ve kahverengi kömür için% 20-45 arasında değişmektedir.

Ev tipi fırınların fırınlama cihazları, yanma işleminin (patlatma havası, tabaka örtüsü, vb.) Düzenlenmesi için gerekli araçlara sahip değildir, bu nedenle, fırınlarda etkili yanma için, kömürün kalitesi oldukça yüksek olmalıdır. Bununla birlikte, kömürün önemli bir kısmı, standartlar tarafından sağlananlardan önemli ölçüde daha düşük niteliklere sahip (nem, kül, ince içerik bakımından) niteliksiz, sıradan, tedarik edilir.

Yakıtsız yakıtın yanması kusurlu bir şekilde meydana gelir ve kimyasal ve mekanik az yanmadan kaynaklanan kayıplar artar. Kamu Hizmetleri Akademisi. KD Pamfilova, düşük kaliteli kömür tedarikinin neden olduğu yıllık malzeme hasarını tespit etmiştir. Hesaplamalar, eksik yakıt kullanımından kaynaklanan maddi hasarın, kömür madenciliği maliyetinin yaklaşık% 60'ını oluşturduğunu gösterdi. Ekonomik ve teknik olarak, yakıtın üretim yerlerinde duruma göre zenginleştirilmesi tavsiye edilir, zira ek zenginleştirme maliyeti, belirtilen maddi hasar miktarının yaklaşık yarısı kadar olacaktır.

Yanmanın verimliliğini etkileyen kömürün önemli niteliksel özelliği fraksiyonel kompozisyonudur.

Yakıt parçacıklarında artan içerik ile, sıkıştırılmış, yanma yakıt tabakasında prozory kapatır, bu tabaka tabakasının düzensiz doğası olan krater yakılmasına yol açar. Aynı nedenden dolayı, önemli miktarda paranın oluşturulması için ısıtıldığında çatlama eğilimi gösteren kahverengi kömürler, diğer yakıt türlerinden daha kötü yanmışlardır.

Öte yandan, aşırı büyük kömür parçalarının (100 mm'den fazla) kullanılması da krater yakılmasına neden olur.

Kömür nemi, genellikle, yanma sürecini bozmaz; Bununla birlikte, yanmanın özgül ısısını, yanma sıcaklığını azaltır ve eksi sıcaklıklarda donacağı için kömürün depolanmasını da karmaşıklaştırır. Donmayı önlemek için kömürün nem içeriği% 8'i geçmemelidir.

Kükürt katı yakıtlarda zararlı bir bileşendir, çünkü yanma ürünleri sülfür dioksit S02 ve güçlü korozyon özelliklerine sahip S03 sülfür dioksittir ve aynı zamanda çok zehirlidir.

Kahverengi kömürlerin kullanılması tavsiye edilmez, briket şeklinde kullanılmalıdır.

Toplu fırınlarda, daha az verimli olmasına rağmen, ham kömürün hala tatmin edici bir şekilde yakılabileceğine dikkat edilmelidir; Uzun süreli fırınlarda, bu şartlar tam olarak yerine getirilmelidir.

Sıvı veya gaz yakıtın yakıldığı sürekli fırınlarda, yanma süreci döngüsel değil, süreklidir. Yakıtın fırına akışı eşit olarak gerçekleşir, bunun sonucunda sabit yanma modu gözlemlenir. Katı yakıtların yanması sırasında, fırının ocaklarındaki sıcaklık, yanma sürecini olumsuz yönde etkileyen geniş bir aralıkta değişir. Doğal gaz yakıldığında, brülör açıldıktan hemen sonra, yanma sıcaklığındaki sıcaklık 650-700 ° C'ye ulaşır. Ayrıca, sürekli olarak zaman içinde artar ve ocak kutusunun sonunda 850–1100 ° С'ya ulaşır. Bu durumda sıcaklık artışı oranı, fırın boşluğunun ısıl gerilimi ve fırın ısıtmanın süresi ile belirlenir (Şekil 25). Gazın yanması, bir hava damperi kullanılarak gerçekleştirilen sabit bir aşırı hava katsayısında muhafaza edilmesinin nispeten kolay olmasıdır. Bu nedenle, bir fırında gaz yakarken, egzoz gazları ile ısı kaybını en aza indirmeye ve yüksek verimlilikle fırın operasyonunu gerçekleştirmeye ve% 80-90'a ulaşmaya olanak veren sabit bir yanma modu yaratılır. Bir gaz fırınının verimi zaman içinde sabittir ve katı yakıt ocaklarından büyük ölçüde yüksektir.

Yakıtın yanma modunun ve duman veriminin ısı algılama yüzeyinin alanının fırın verimliliği üzerindeki etkisinin etkisi. Teorik hesaplamalar, bir ısıtma fırınının termal verimliliğinin, diğer bir deyişle termal verimliliğin değerinin, sözde dış ve iç faktörlere bağlı olduğunu göstermektedir. Dış etkenler, fırın kutusu ve duman alteri, fırın kalınlığı 6, ısı iletkenlik katsayısı alanındaki fırının ısı-aktarma dış yüzeyinin S alanının boyutunu kapsamaktadır. Fırın duvarlarının malzemesi ve ısı kapasitesi C için. S, X ve 6'dan küçük, fırının duvarlarından çevreleyen havaya ısı transferi ne kadar iyi olursa, gazlar o kadar soğutulur ve fırının verimi o kadar yüksek olur.

İç faktörler, esas olarak, yakıtın yanmasının tamlığına bağlı olan, yanma odasının verimliliğinin değeridir. Periyodik hareketin ısıtma fırınlarında, yanma ve mekanik az yanmanın kimyasal yetersizliğinden neredeyse her zaman ısı kaybı olur. Bu kayıplar, fırın Q / V hacminin spesifik termal voltajı tarafından belirlenen yanma işleminin organizasyonunun mükemmelliğine bağlıdır. Belirli bir tasarımın yangın kutusu için QIV değeri, yanıcı yakıt tüketimine bağlıdır.

Araştırma ve işletme tecrübesi, her bir yakıt türü için ve ocak kutusunun tasarımı için Q / V'nin optimal bir değerinin olduğunu belirlemiştir. Düşük Q / V'de, fırın kutusunun iç duvarları hafifçe ısıtılır, yanma alanındaki sıcaklıklar verimli yakıt yanması için yetersizdir. Artan Q / V ile, fırın hacmindeki sıcaklıklar artar ve belirli bir Q / V değerine ulaşıldığında optimal yanma koşulları elde edilir. Yakıt tüketiminde daha fazla artış olmasıyla, sıcaklık seviyesi artmaya devam etmektedir, ancak yanma işleminin, ocak içinde tamamlanması için zamanı yoktur. Gaz halindeki yanıcı bileşenler gaz kanallarına girer, yanma işlemi durdurulur ve yakıtın kimyasal olarak düşük yanması görülür. Benzer şekilde, aşırı yakıt tüketimiyle, bir kısmının yanmaya ve ızgarada kalmaya zaman yoktur, bu da mekanik alttan yakma işlemine yol açar. Böylelikle, ısıtma fırınının maksimum verime sahip olması için, ocak kutusunun en uygun termik voltajla çalışması gerekmektedir.

Firebox duvarlarından çevreye ısı kaybı, odanın kullanışlı ısınması için ısı tüketildiği için fırının verimini düşürmez.

İkinci önemli iç faktör, baca gazı akış oranı Vr'dir. Fırın, ocak kutusunun en uygun termik geriliminde çalışsa bile, bacalardan geçen gazların hacmi, fazla hava girme katsayısındaki bir değişime bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir; bu, fırına giren havanın gerçek akış hızının teorik olarak gerekli miktarına oranıdır. Belirli bir QIV değeriyle, at değeri çok geniş sınırlar içinde değişebilir. Periyodik hareketin geleneksel ısıtma fırınlarında, maksimum yanma periyodu sırasındaki değeri 1'e yakın olabilir, yani mümkün olan en düşük teorik limite tekabül eder. Bununla birlikte, yakıtın hazırlanması sırasında ve artık tükenme aşamasında, yığın tipi fırınlarda bulunan değerin değeri, genellikle 8-10 mertebesinde, çok yüksek değerlere ulaşan keskin bir şekilde artar. Atm'da bir artışla, gaz hacmi artar, duman tahliye sisteminde harcadıkları zaman azalır ve sonuç olarak baca gazı ile ısı kayıpları artar.

Şek. Şekil 4, çeşitli fırınlara karşı ısıtma fırınının verimliliğinin grafiklerini göstermektedir. Şek. Şekil 4'te, a> 'daki değerlere bağlı olarak ısıtma fırınının verim değerleri gösterilmekte olup,> 1.5 ile 4.5 arasında bir artışla, verimin% 80'den% 48'e düştüğü görülmektedir. Şek. Şekil 4, b, bir ısıtma fırınının, duman emicinin (S) iç yüzey alanının büyüklüğüne olan bağımlılığını göstermektedir, ki bu sayede, 1'den 4 m2'ye kadar artan S ile, verimlilik% 65'ten% 90'a çıkmaktadır.

Yukarıdaki faktörlere ek olarak, verimlilik fırın ateşlemesinin süresine bağlıdır (Şekil 4, c). X arttıkça fırının iç duvarları daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılır ve gazlar buna göre daha az soğutulur. Bu nedenle, fırın süresinde bir artış ile, herhangi bir ısıtma fırınının karlılığı azalır, bu tasarımın fırınının belirli bir minimum değer karakteristiğine yaklaşır.

Isı transferli ısıtma fırınları ve depolama kapasiteleri. Isıtma fırınlarında, baca gazları tarafından ısıtılan odaya aktarılması gereken ısı, fırın duvarlarının kalınlığından geçmelidir. Ocak ve baca duvarlarının kalınlığında bir değişiklikle, duvarın ısıl direnci ve kütleselliği (depolama kapasitesi) buna göre değişir. Örneğin, duvarların kalınlığında bir azalma ile, ısıl direnci azalır, ısı akısı artar ve aynı zamanda fırının boyutları azalır. Ancak, katı yakıtla çalışan kesikli fırınların duvarlarının kalınlığının azaltılması aşağıdaki nedenlerden dolayı kabul edilemez: periyodik kısa süreli ısıtma ile, ocak ve bacaların iç yüzeyleri yüksek sıcaklıklara ısıtılır ve maksimum yanma süreleri boyunca fırının dış yüzey sıcaklığı izin verilen sınırların üzerindedir; Dış duvarların çevreye yoğun ısı transferi nedeniyle yanmanın sona ermesinden sonra fırın hızla soğumaya başlar.

M'nin büyük değerleri için, odanın sıcaklığı, geniş bir aralıkta ve izin verilen normların dışında zamanla değişecektir. Diğer taraftan, soba çok kalın duvarlı olarak döşenirse, o zaman fırının kısa bir döneminde büyük dizisinin ısınması için zaman olmayacak ve dahası, duvarların kalınlaşmasıyla, bacaların iç yüzey alanı ile gazlardan ısı alan dış yüzey alanı arasındaki fark ortam havası, bunun sonucunda, odanın etkili bir şekilde ısıtılması için fırının dış yüzeyinin sıcaklığı çok düşük olacaktır. Bu nedenle, bir periyodik aksiyon fırını serisinin yangın sırasında yeterli miktarda ısı biriktirdiği ve aynı zamanda odanın normal ısıtılması için fırının dış yüzeylerinin yeterince yüksek bir sıcaklığına ulaştığı bir optimal duvar kalınlığı (1 / 2-1 tuğla) vardır.

Isıtma fırınlarında sıvı veya gaz yakıt kullanıldığında, sürekli yanma modu oldukça mümkündür, bu nedenle sürekli ısıtmayla, masonluk masifindeki artışa bağlı olarak ısı birikmesine gerek yoktur. Gazlardan ısıtılmış bir odaya ısı transferi süreci zaman içinde durağan bir yapıya sahiptir. Bu koşullar altında, fırının et kalınlığı ve kütleselliği, belirli bir biriktirme değerinin sağlanmasına değil, duvarın mukavemetine ve yeterli dayanıklılığın sağlanmasına dayalı olarak seçilebilir.

Bir fırının periyodik fırından sürekli olana aktarılmasının etkisi, şekil 1'den açıkça görülebilir. Periyodik ve sürekli ısıtma durumunda firebox duvarının iç yüzeyinin sıcaklığındaki değişimi gösteren 5. Periyodik bir yangınla, sadece 0,5–1 saat sonra, ocak duvarının iç yüzeyi 800-900 ° C'ye kadar ısınır.

Fırının 1-2 yıl çalışmasından sonra böyle keskin bir ısıtma, genellikle tuğlaların çatlamasına ve tahrip olmasına neden olur. Bununla birlikte, bu mod, ısı yükündeki bir düşüşün, fırın süresinde aşırı bir artışa yol açtığından zorlanmaktadır.

Sürekli ısıtma ile yakıt tüketimi keskin bir şekilde azalır ve ocak duvarlarının ısıtma sıcaklığı düşer. Şek. 27, çoğu taş kömürü için sürekli fırın ile, duvar sıcaklığı 200'den sadece 450-500 ° C'ye yükselir, periyodik fırında ise çok daha yüksektir - 800-900 ° C Bu nedenle, toplu fırınların ocakları genellikle refrakter tuğlalarla kaplanırken, sürekli fırınların ocakları astar gerektirmez, çünkü yüzeylerindeki sıcaklık sıradan kırmızı tuğlanın (700-750 ° C) ateş direncine ulaşmaz.

Sonuç olarak, sürekli ateşleme ile tuğla daha verimli bir şekilde kullanılır, fırınların hizmet ömrü çok daha uzundur ve çoğu kömür türü için (antrasit ve yağsız kömür hariç), fırının tüm kısımlarını kırmızı tuğladan çıkarmak mümkündür.

Fırınlarda çekiş. Baca gazlarının fırının dumanından bacanın dumanına kadar baca gazlarından geçerek bacaya geçmesi için, tüm yerel dirençleri yollarında aşmak, bu dirençleri aşmak için belirli bir çabayı harcamak gerekir, aksi takdirde fırın içecektir. Bu çabaya fırının soba gücü denir.

Çekme kuvveti oluşumu şemada gösterilmiştir (Şekil 6). Yanma havasında üretilen baca gazları, ortam havasından daha hafif olarak baca yükselir ve doldurulur. Dış havanın bir ayağı, bir bacadaki gazların bir sütununa karşıdır, ancak soğuk olduğu için, bir gaz sütunundan çok daha ağırdır. Eğer fırın kapısı üzerinden bir koşullu dikey düzlem gerçekleştirilirse, fırın kapısının ortasından bacanın tepesine kadar yükseklikte bir sıcak gaz sütunu sağ tarafta ve sol tarafta aynı yükseklikte bir dış soğuk hava kolonunda hareket edecektir. Sol sütun kütlesi sağdan daha büyüktür, çünkü soğuk havanın yoğunluğu sıcak havanın yoğunluğundan daha büyüktür, bu nedenle sol kolon bacayı dolduran baca gazlarını değiştirecektir ve sistem gazları daha yüksek bir basınçtan aşağıya doğru hareket ettirecektir, yani; baca tarafı.

Bu nedenle, itme kuvvetinin hareketi, bir yandan, sıcak gazların yükselmesine neden olur ve diğer taraftan, dış havanın, ocak içine akmasını zorlar.

Bacadaki gazların ortalama sıcaklığı, baca giriş ve çıkışındaki gazların sıcaklığı arasındaki aritmetik ortalamaya eşit olarak alınabilir.

Yakıt yakma işlemi.

Yüksek fırınlarda katı yakıtın fonksiyonları

Yüksek fırınlarda katı yakıt yakarken

Yüksek fırın işleminin normal seyri için gerekli olan ısı üretilir. Fırın ocağındaki yakıt yanması sonucu, yüksek sıcaklıkta bir alan oluşur ve zor kurtarılabilen oksitler için endotermik indirgeme işlemlerinin uygulanması için koşullar yaratılır. Buna ek olarak, yanma ürünleri, yüksek sıcaklıklara ısıtılmış, yükselir, malzeme parçaları arasında filtrelenir ve malzemelere ısı verir.

Yanma sonucu oluşan karbon monoksit, yük malzemelerinin üst tabakalarındaki demir oksitler için indirgeyici bir maddenin rolünü oynar.

yakıtı yakma sürecinde, üstteki malzemelerin düştüğü alan serbest kalır. Üstte yüklü malzemelerin yanma oranı, tuyerlerin ufku üzerindeki yakıtın yanmasına bağlıdır.

Bu işlevlere uygun olarak, katı yakıtın bir yüksek fırın işlemindeki rolü, bir indirgeyici madde, bir ısı taşıyıcı ve bir parçalayıcı olarak tanımlanmaktadır.

Yüksek fırınlarda yakıt yakma özelliği

Yüksek fırınlarda yakma işlemi önemli bir özelliğe sahiptir. Yanma, çok fazla yakıt (karbon) ve oksijen eksikliği ile gerçekleşir.

Şek. 2,4-1. Yanma iki aşamada sırayla ilerler.

Bu nedenle, bir yüksek fırının tuyerlerinin yakınındaki yakıt (kok) yakma işlemi, Şekil 2-l.4-1 ile temsil edilebilir.

Patlamanın yüksek fırının çalışma alanına girdiği tuyerin kesilmesinde, oksijen fazlalığı vardır. Bu nedenle yanma, tam yanmanın reaksiyonudur:

Biri tuyere uzaklaştıkça, yanma maliyetlerinden dolayı gazdaki oksijen içeriği azalır ve içerik artar. Tüccarlardan belirli bir mesafede, gazın bileşimi önemli ölçüde değişmez. Buradaki oksijen içeriği de küçük bir aralıkta dalgalanır ve tuyerin sonundan daha uzak bir mesafe ile karbon dioksit konsantrasyonundaki artış ve oksijen içeriğindeki azalma devam eder. Tüberden yaklaşık 0,9-1,5 m mesafede, gazdaki içerik maksimum seviyeye ulaşır ve gaz fazındaki oksijen kaybolur.

Bu andan itibaren, reaksiyon ile kok karbonu ile etkileşim süreci başlar:

Bu reaksiyona önemli miktarda ısı (165.797 MJ / kg) emilmesi eşlik eder. Akışı ile bağlantılı olarak, gaz içerisindeki içerik azalır ve içerik artar. Tuyenin kenarından 1.2-1.8 m mesafede, içerik sıfırlanır ve yanma durur.

Böylece, bir yüksek fırındaki yanma, önceki reaksiyonların toplam prosesi olarak temsil edilebilir.

Bir yüksek fırındaki yakıtın yanmasının niteliği aşağıdaki özellikleri belirler:

Yüksek fırınlarda yanmanın nihai ürünü daima karbon monoksittir. Bu yanma bölgesini terk eden yanma ürünlerinin bileşimini belirlemenizi sağlar.

Yanma bölgesini terk eden yanma ürünleri denir gorny gazı.

1 m3 kuru atmosferik patlamada When0,79 m 3 nitrojen ve 0.21 m3 oksijen üflerken fırına girer.

Oksijen, karbon ile etkileşerek, 0,42 m 3 CO oluşturur.

Toplam 1.21 m3 ocak gazı oluşur.

Fırın gazı bileşimi: 0.42 / 1.21 (% 35) CO ve geri kalan kısım (% 65) - N2.

Yanma, yanma bölgesi, oksidasyon bölgesi, yangın merkezi ve tuyere ocakları olarak adlandırılan sınırlı bir alanda gerçekleşir.

19. yüzyıla ait 40'larda yanma bölgeleri üzerine çalışmalar başlamıştır. O zamandan beri, tuyere ocağının dikey ve yatay bir kesitini oluşturmayı mümkün kılan birçok ölçüm gerçekleştirilmiştir. Yanma bölgesi, düşey yönde yataydan daha gelişmiştir.

Yanmanın bölgesi (veya merkezi) iki bölümden oluşur. Gazdaki ilk (oksitleyici) kısımda, bir fırına kuru hava üflerken, şunları içerir:; İkinci (azaltma) kısmı gibi gazlar içerir. Sadece gaz içerisindeki yanma bölgesi dışında.

Yanmış kok miktarı, fırına üflenen miktarla orantılıdır:

Üflenen havada, her bir mol oksijen% 79 /% 21 (3.762) mol azot için hesaplanır.

1 m3 oksijen yakıldığında, 2 ∙ 16 / 22.4 kg oksijen reaksiyona girer ve buna göre 2 ∙ 12 / 22.4 (1,07 kg karbon) yanar.

Böylelikle, zaman içinde yüksek fırına daha fazla hava üflenir, daha fazla yakıt yanabilir ve fırın verimliliğini belirleyen denklemden de görülebileceği gibi, daha fazla dökme demir almak için P = K / K.

Birim zamandaki hava akışının arttırılması, fırının üretkenliğinin artırılması için temel gereksinimdir. (Patlamanın akış hızının değiştirilmesi, fırının performansını bilerek değiştiren bir yöntemdir).

Fırın gazının (tuyere ocağının dışında) bileşimindeki bir başka değişiklik, devam eden doğrudan indirgeme işlemleriyle ilişkilidir. Doğrudan indirgemenin ürünü karbon monoksittir. Bu nedenle, eksene doğru gazdaki CO içeriği artar.

Oksidasyon bölgelerinde, demir, mangan ve silikon, içinden geçen demir damlacıkları içinde oksitlenir. Elde edilen oksitler cüruf içine geçer. Ancak dökme demir ve cüruf bu bölgelerden indikten sonra, yüksek sıcaklıklardan dolayı oksitlenmiş elementler çok çabuk iyileşir.

Fırına üflenen hava her zaman bir miktar su buharı içerir. CO'nun yanma bölgesi bölümünde su buharı2karbon ile etkileşir, ayrıca kok karbonu ile etkileşir:

Bu, fırın gazının bir parçası olan hidrojen oluşturur.

Doğal gaz yüksek fırın içine üflendiğinde, ana bileşeni metan, doğal gaz yanar. Yanma, CO'nun oluştuğu yerde gerçekleşir.2:

Bununla birlikte, eksen boyunca, CO'nun hangi yanma bölgesinde olduğu2ve su buharları kok kömürüyle etkileşir, doğal gaz yanma ürünleri CO ve H'ye dönüştürülür.2. Sonuçta, doğal gazın patlama ile etkileşim süreci, önemsiz bir termal etkiyle (1 kg C kok, 9830 kJ salınırken, karşılaştırma için, doğal gazla birlikte verilen 913 kJ / kg C) ilerler.

Banyo tasarımı

Buradasın

Sobada odun yakma özellikleri

Fırın işlemlerinin teorisi, jetin ve akımların gaz dinamiği, yanmanın kimyasal reaksiyonlarının kinetiği, fırın yüzeyleri ve kanallarla ısı değişimi (GF Knorre, Fırın işlemleri, M.; L.: Gosenergoizdat, 1959; MA Glinkov, Fundamentals) genel fırınlar teorisi, M.: Metallurgizdat, 1962). Faktörlerin çokluğu, firebox'ların optimizasyonunu uzmanlar için bile çok zor bir görev haline getirmektedir.

Bu kitap, insanoğlunun evrim sürecinde geliştirdiği çeşitli fırın cihazlarının milyarlarca farklı özel tasarımını analiz etmek ve sistematize etmek için görevler koymamakta, dahası, akıllı bir soba için yüzlerce yeni tasarımla psikolojik ve teknik açıdan daha kolay olması bir tanesini getirmekten çok daha fazla (AI Ryazankin), Kiln Mastery'nin Sırları, M.: Folk Art, 2004). Sadece bir tane üzerinde duracağız, ama en önemli şey, bizim bakış açımızdan, şu andır: her bir kütüğün yanma sürecinin bütün fırının bir bütün olarak iş süreçleri ile ilişkisi.

Gerçek şu ki, yakacak odun ya da akaryakıt, kömür tozu ya da talaş değil, sabit bir akış hızı ile fırına sürekli olarak beslenebilen, sürekli bir torçla yakılan ve böylece yanma bölgesinde sıcaklık koşullarının stabilitesini koruyan bir gazdır. Yakacak odunlar (aynı zamanda) ayrı ayrı bölümlerde (parçalar) fırına beslenir ve her bir kısım önce yanar, gaz halinde piroliz ürünleri açığa çıkarır (yanma sırasında bir alev oluşturan "uçucu" olarak adlandırılır) ve sonra kalan kısım kömür (kok) şeklinde yanar. katı uçucu olmayan kalıntılar - kül (cüruf) oluşumuyla alev içermez. Farklı boyutlardaki günlükler (farklı kesitler) farklı şekilde yanar. İnce kütükler (kibritler, odun yongaları, kıymıklar) soğuk bir ocakta kendi başlarına yanabilir ve bu nedenle bir çıra olarak kullanılır. Ancak, harici ısıtma olmadan tek başına büyük bir log-log yanmaz. Örneğin, alttan kerosen ile yakılan kuru dikey bir telgraf direği her tarafa yanabilir, sonra tamamen sönebilir (Buleryan'da olduğu gibi). ama alev (bir eşleşme gibi) yanamaz. Bunun nedeni, alev tarafından üretilen ısının kütüğün “çapı” ile orantılı olarak büyüdüğü ve kütüğün ısınma maliyetinin, logun “çapının” karesiyle orantılı olarak büyüdüğü (yani, çok daha hızlı) olmasıdır. Kalın kütükler sadece ateşte (sekmede) alevle yanabilir. Yakacak odun kısımları yavaş yavaş birbiri ile üst üste gelebilir ve sürekli yanma modunu oluşturabilir. Ancak çoğu zaman tek bir bölüm (sekme) kullanılır.

Yaz aylarında, birkaç kişi sobada yakacak odunun en iyi nasıl kullanılacağını kendilerine soruyor - nasıl attığınız önemli değil, hala yanacak ve size ısı verecektir. Eskiden Rus sobalarında, özellikle de tavuk kulübeleri ve hamamlarının açık ocaklarında, bir cinsi seçerek odun yakmayı kontrol etmeye, boyutu seçmeye ve stillerini değiştirmeye çalışıyordu. Bu nedenle, yakacak odunta (ateşte) yakacak odunun üst yanma (üst), alt yanma (alt) ve yanma (veya ön yanma) ile yanabileceğini hatırlatırız.

Üst yanma sırasında (Şek. 103, a), kütükler, yükleme ağzından (valf 2 veya kapı 3 ile) yanma kömürü 6 üzerine tek başına atılır. Tek kütükler 5, sıcak kömürlerin ana kütlesini engellemez, bu nedenle bu mod, kömürlerden duvarlara kadar güçlü radyan akışları (20) ile karakterize edilir. Bu mod, fırın kutusunun refrakter duvarları olmayan tuğlalar hariç, her türden fırınlar için çok iyidir (çünkü bu moddaki dumanın rolü en aza indirgenir ve ocak ısıtması esas olarak ısıtılır). Alttan ocak ızgarasından alttan hava verilirse, tüm oksijen alttan yanan kömür tabakası tarafından tüketilir. Log 5 aslında inert bir ortamda ısıtılır ve logu terk eden uçucu gazlar, siyah duman ve yanıcı gazların oluşumuyla pirolize girer. Bu nedenle, üfleyici (külpit) ve ızgaradan geçen standart hava besleme sistemi kendi kendine yeterli değildir: odunun üstündeki boşluğa, örneğin yanma odası kapısındaki (10) bir delikten veya özel bir kanaldan (23) gelen ilave (örneğin "ikincil") havaya (21) ihtiyaç duyulur.

Daha düşük yanma durumunda (Şekil 103, b), kömürler ve alevler, tam anlamıyla soğuk (beyaz) kahverengi duman (piroliz ürünleri) ile ısınan soğuk kütüklerle doldurulur. İkincil hava 23 beyaz dumanı ortadan kaldırmaz. Alev, yakacak odunun tüm yer imini kapladığında beyaz duman zayıflar ve yavaş yavaş siyah dumanla değiştirilir. Alt yanmanın düzenlenmesine yönelik resmi prosedür, ızgaradaki çıtayı (kıymıkların) tutuşturmayı içerir, daha sonra, ateşe maruz kaldığı iddia edilen, ateş çukurunun yüksekliğinin üçte birini bırakmak üzere, çuvallar (3), ateş çukurunun yüksekliğinin üçte ikisini, ateş çukurunun (3) dışına fırlatır. Alev yanmış odun yığınının alt kısmındaysa, ateş kutusunun sıcaklığı ve özellikle baca yavaşça büyürken, kütükler hızla ısınır ve birbiri ardına yanıp sönmeye başlar. Ancak, baca sıcaklığı başlangıçta küçükse (Şekil 104a), bu durumda borunun yüksek sıcaklığından dolayı itme oluşturulduğundan, Gтр borusundan geçen hava akışı (ve bu nedenle de ocak kutusunun içinden) da küçüktür. Ve ateşin yakacak odun döşemesine doğru hızla yayılması, yakacak odun Gd'nin yakılması için gereken hava miktarının hızla büyüdüğü anlamına gelir (Şekil 104, b). Sonuç olarak, fırının başlangıç ​​safhalarındaki a = Gtr / Gd fazlalık katsayısı küçüktür (Şekil 104, b) ve bu da uçucuların kaybını, yani dumanı gösterir. Ocak kutusunun sonunda, boru çoktan ısıtılır ve yakacak odun yığınından geriye kalan kömürler yanmaya başlar ve daha az hava gerektirir. Bu, fırının sonundaki fazla hava katsayısının bir kereden fazla olduğu ve duman olmadığı anlamına gelir.

Fırın optimizasyonunun görevi en azından yakacak odunun en yoğun olduğu dönem için a = 1 yanma stokiometrik modu için çaba göstermektir. Bu, düşük ısı tüketen, çabuk ısıtılan (ısıtılmış) bacalar kullanılarak veya önceden ısıtılmış olarak (örneğin, kışın oda sıcaklığına bağlı olarak) elde edilebilir. Yakacak odun yakma sürecinde hava tedarikinin makul şekilde düzenlenmesiyle belirli bir optimizasyon sağlanabilir. Ancak meselenin gerçeği, popülasyonun, hiçbir şeyin düzenlenmesi gerekmediği için yanma modunu daha az sevmesiydi - yakacak odun yükledi ve bu da bu. Yanmanın uygun olup olmadığı, yeterli hava olup olmadığı, duman olup olmadığı - bu sıradan bir yaz mevkisini rahatsız etmez, bazen fırına bir daha bakmayacaktır.

Düşük yanma modu, birçok kuruluşun tek tek girişli protokolleri için önerilir: hem Fin banyo evleri hem de maden tipi ev tipi ısıtma fırınları geliştiricileri (Şekil 103, c) ve hatta devlet standardı GOST 9817-95'in geliştiricileri. Birçok açıdan, bu tahammül, modern fırınların ızgarasız, düşünülemez, sadece ızgaraların verimliliği% 70'e kadar yükseltmeyi mümkün kılan sahte ocakların% 35'i aşmayan bir verimliliğe sahip olduğu şeklindeki yanlış inanışa bağlıdır. A.N. Skanavi, L.M. Makhov, Heating, M.: ASV, 2002). Ve ızgaralar, maalesef, kalın yakıt katlarının daha az yanması için gökkuşağı ruhuna doğururlar.

Aslında, havalandırma flapının hava beslemesinin sıkı bir şekilde düzenlenmesinin imkânsızlığına rağmen, Rus ocak fırınlarının bile verimliliği% 70'i aşabilir (L.A. Semenov, Isıtma ve Havalandırma Dergisi, No. 6, 12, 1941). Birçok Rus sobasında daha düşük verimin nedeni, ocak ızgarasının yokluğunda değil, sobanın açık ateşli (açıklığı) ocakta yakacak odun yakma koşullarında ve ayrıca duman azaltımının olmadığı durumlarda aşırı hava katsayısı olarak yüksek değildir. Aslında, yakacak odunun yanma ürünlerinin teorik sıcaklığı, aşırı hava katsayısına çok fazla bağımlıdır ve ahşabın nem içeriğinden çok daha güçlüdür (Şekil 105). Bu nedenle, 1 kg kesinlikle kuru odun (sıfırdan nisbi rutubete eşit) ile tamamen 4.61 m³ (5.96 kg) hava ile yakılırsa, tüm baca gazları sıcaklığı 2000 ° C'yi aşacaktır. 4.61 m³ / kg'lık değere, hava ile ilgili olarak tamamen kuru odun için stokiyometrik katsayı denir ve yakacak odunların tam yanması için gerekli olan hava miktarına, yani tüm odun bileşenlerinin yanma sırasında oksitlendiği hava miktarına tekabül eder. Daha büyük miktarda hava alırsanız, fazla hava (4,61 m³ / kg'dan fazla) odun almayacaktır. Aşırı hava ve yanma ürünleri ile hiçbir şekilde reaksiyona girmeyecek (kimyasal olarak), sadece onları seyreltecek ve böylece sıcaklıklarını düşürecektir. Örneğin, gerekli minimum (yani 13.83 m³ / kg) üç kat daha fazla hava alırsak, yanma ürünlerinin sıcaklığı artık 2000 ° C değil, sadece 900 ° C olacaktır.

Sürekli yanmış olan yakacak odunun alevine bakarsanız, bir yanma bölgesinde geçici olarak uçucuların tamamen yakılması için gerekli olandan çok daha az hava içerdiğinden ve diğerinde - geçici olarak çok daha fazla bir durumun ortaya çıkabileceği açıktır. Bu şartlar altında güvenilir yanma, yalnızca önemli miktarda hava ile (her yerde yeterli hava olduğu için) düşünülebilir fakat aynı zamanda yanma ürünlerinin sıcaklığı 2000 ° C'lik stoikiometrik seviyenin altındadır. Bu nedenle, yanma ürünlerinin sıcaklığını artırma isteği, yanma ürünlerinin dumanını azaltma arzusu ile çatışmaya girer (ve verimliliği arttırır). Lokomotifler ve buharlı teknelerin dumanı, kazanlarının ocaklarının özellikle hava eksikliği ile çalıştığını göstermektedir. Sadece gizlilik savaş gemilerinin artan hava akışı modunu kullanabilmeleri için, yanma sonrası yanıcı maddeler kullanılır, ancak yanma ürünlerinin sıcaklığı ve buhar tesisatının gücü azalır. Aynı zamanda roket motorlarında (örneğin, uzay teknolojisinin fırlatma araçları), oksitleyici aşırı oranın bir taneden daha az olması tercih edilir. Aşırı hava oranının 1.0 ila 0.5 arasında iki kat azalmasının, yanma ürünlerinin sıcaklığındaki yaklaşık olarak, 1.0 ila 1.2 arasındaki aşırı hava oranındaki bir artışla yaklaşık aynı bir düşüşe neden olacağını hatırlayın. Yani, hava eksikliği, yanma ürünlerinin sıcaklığını çok fazla etkilemez, ancak baca gazlarının dumanını (ve bacaların kirliliği) büyük ölçüde arttırır.

Tabii ki, yanma ürünlerinin sıcaklığını hava akışını arttırarak düşürmek, yanma ürünlerinin genel ısı içeriğini azaltmaz: gazlar daha soğuk olur, ancak gazların hacmi artar. Eğer soba çok verimli ısı eşanjörlerine sahipse (örneğin, çok uzun duman dönüşleri), o zaman yanma ürünlerinin tüm ısısını yakalamak mümkün olacaktır. Ancak, duman egzozlarının sınırlı bir uzunluğu vardır, ve yanma ürünlerinin sıcaklığı ne kadar düşük olursa, duman egzozu duvarlarına ısı transferi o kadar düşük olur, daha fazla ısı bacadan dışarı atılır (baca bölümündeki çok düşük baca gazı sıcaklığına rağmen).

Yukarıdaki akıl yürütme, gerçekte, ilk başta, uçucuların her şeyden önce yanması ve daha sonra tamamen kuru odunun kütlesinin yaklaşık% 34'ünü oluşturan kömürlerin yakıldığını hesaba katmayan ideal durumu ifade eder. Resim, 1 kg kuru odunun yakılmasından elde edilen 4,500 kcal / kg ısıdan, en az 1.800 kcal / kg, uçucu yanma sırasında açığa çıkacak ve kömürün yanması sırasında 2.700 kcal / kg'a kadar çıkacak. Aynı zamanda, 1 kg odun stokiyometrik yanma için tüketilen 5.96 kg / kg'lık hava, uçucu maddelerin yanması sırasında en az 2.05 kg / kg ve kömürün yanması sırasında 3,91 kg / kg'a kadar tüketilmektedir. Kömür yakma ısısı 1 kg kömür başına 11.5 kg / kg stokiyometrik hava debisi ile 8100 kcal / kg'dır. Uçucu ve kömürlerin yanma ürünlerinin stokiyometrik sıcaklıkları yaklaşık 2000 ° C ile aynıdır.

Nem oranı% 25 olan odun yakmak için stokiyometrik hava tüketimi 4,77 kg / kg veya 3,7 m³ / kg'dır. Fırınlarda gerçek hava fazlalığı ile, α = 2-3'e ulaşırken, fırının içinden geçen hava akışı, 12 kg / kg'ı, yani 25 kg'lık nemi olan 1 kg odun başına normal durumda 10 m3 hava (1 atm, 20 ° C) değerlendirmek üzere geleneksel olarak alınabilir. %.

Ayrıca, “hava” ile, hacminin% 21'lik doğal oksijen içeriğine sahip başlangıç ​​atmosfer havası anlamına gelir. Bu, ocaktaki ahşabın (en azından gelişmiş yanma şartlarında) havada hiç yanmadığı, ancak belirli bir bileşimin baca gazlarında yanmayacağı anlamına gelir. Bu, kafes üzerinde sürekli yanan yanık kömürü tabakası olduğunda, ki bu, hesaplanması kolay olan, kömürler üzerinde yakacak odun ateşinden salınan uçucu maddelerin yanmasını sağlamak için orijinal oksijenin en az% 35'ini geçmek zorunda kalacaktır (Şekil 103, a).

Bir sıcak kömür tabakasının oksijen geçirme kabiliyeti, kömür tabakasının incelmesi ve / veya kömür tabakasının yüksek üfleme hızı ve / veya düşük sıcaklığından (ve buna bağlı olarak, havadaki oksijenin karbonla reaksiyonunun yavaşlığı) kaynaklanabilir. Bu koşullar birbiriyle ilişkilidir: yüksek bir üfleme hızı, havadaki oksijenin kömür ile reaksiyon süresini azaltır, kömür katmanından tepkimeye girmemiş havanın “sızmasına” neden olur, “hava kaçağı” aslında kömür ile reaksiyondaki hava fazlalık faktöründe bir artış anlamına gelir, bu da yanan kömürün sıcaklığındaki bir azalmaya yol açar, vb. Bu şartlarda, uçucuların yanması için bir kömür tabakası boyunca “hava” ın garantili penetrasyonunu sağlamak çok zordur, bu da uçucu küllerin yanması için ikincil havanın getirilmesi ihtiyacını doğrular. bir bireysel kanal üzerinde. Kömür katmanının gözenekliliğini 0.4 ° C seviyesinde tutmak ve yüksek sıcaklıklarda hava viskozitesini arttırmak (Şekil 69), kömür katmanından geçen havanın% 35'ini tedarik etmek için, kanalın% 5'inde ikincil hava için kanalın delik bölgesini kullanmak gerekir.

Bununla birlikte, kömür tabakasının ızgara üzerindeki gaz geçirgenliği çok belirsiz bir değer olarak kalmaktadır, bu da ızgarayı sadece uçucu olmayan, aynı zamanda mangal kömürünün kontrollü yanması için çok uygun bir cihaz değildir. Örneğin, bu şaşırtıcıdır, ancak ocak fırını içindeki kül katmanının bazen ahşabın altında havanın geçmesine izin vermesi, ızgaradaki kömür tabakasından daha kötü değildir. Bu bağlamda, ızgaraların ilk olarak hava tedariği için değil, bir buhar kazanı fırından çıkan kömürden (veya odundan gelen külün) cürufun sürekli olarak uzaklaştırılması için icat edildiğini hatırlıyoruz. Cüruf ve kömürün yanan karışımı özel bir poker (shurovka) ile (karıştırılmış, çalkalanmış) karıştırılmış, böylece küçük cüruf ızgara hücrelerine kaymıştır. Shurovatın daha kolay (ileri geri) yapılabilmesi için, ızgaranın yatay çubukları sadece fırın boyunca yerleştirilmiş ve aşağı doğru (keskin açı) aşağıya doğru bir üçgen (başak) şeklinde bir enine kesite sahip çubuklar şeklinde yapılmıştır (Şekil 106a). Bu çubuklar, cüruf parçalarının kafes boşluklarında sıkışmasını engelledi, çünkü parça ızgaradaki dar dar yarıklardan geçtiyse, daha sonra genişleyen yarıklara sıkışamadı. Büyük fırınlarda, servis edilebilen ızgaralar, birbiri ile değiştirilebilir bar ızgaralarından alınmaya başlandı ve bu da ocakta ızgara çubuklarının hareket etmesini sağladı. Böylelikle, geminin buharlı fırınlarında, stoker, tüm ızgara çubuklarını ekseninde, en az 45 ° C'lik bir açıda, külbütörün içinde bulunan kolların yardımıyla periyodik olarak çevirme fırsatına sahip olmuştur. Sinterlenmiş cüruf tabakası aynı anda kırıldı ve ızgaradan düştü. Modern ev tipi odun sobalarında, ızgara çubuklarının silindirik çubuklara göre önemli avantajları yoktur (Şekil 106, b) çünkü kömür ızgarada sıkışmışsa, hala yanacaktır. Bu nedenle, günlük hayatta, dökme demirden yapılmış çelik ve ticari ızgaradan yapılmış ev yapımı kaynaklı ızgaralar da sıklıkla kullanılmaktadır, ayrıca, dökme demir, yalnızca bir ızgara tipi ızgara üretmek için, tabana daraltma olukları olan döküm kalıplarına dökülebilir. Odun yakmak için, kafes boşlukları kömür yakmaktan daha dardır (5-7 mm). Şebekenin yarıklarının yönü özel bir önem taşımamaktadır: küçük fırında shurovat'ın yan yana ve ileriye doğru kullanılması uygundur. Çok katmanlı ızgaralar da mümkündür - üstte odunlar için büyüktür, dibinde kömür için sığdır. Izgaralar külün bir bölümünü hava akışıyla bacalara taşır.

Alt ocaklar uzun süreli çalışmalara (günler, haftalar, aylar) uygun olmadığından, cüruf ve külün ocaktan kül örtüsüne sürekli olarak çıkarılması açısından ızgaraların avantajları sorgulanamaz. Ancak, epizodik bir şömine kutusuyla, sağır bir insan herhangi bir özel problem yaratmaz ve külleri sobaya taşımamaktadır. 5 cm'ye kadar olan bir kül tabakası, yakacak odunun tam yanmasını engellemez ve hatta külün yüksek ısı yalıtım özelliklerine bağlı olarak yanma bölgesinden ısı kayıplarını sınırlamak açısından yanma için uygun koşullar yaratır. 3-7 tek protoptan sonra 5 cm'ye kadar kül tabakası oluşur. Fırının sık sık sık sık temizlenmesi ile ilgili problemler varsa, külün her kanaldan sonra bir kazıyıcı ile döküldüğü bir kuyu şeklinde (kül tablası dahil) özel bir kül deposunu kullanabilirsiniz.

Odun yakmak için hava temini ile ilgili olarak, çok sayıda soru ortaya çıkmaktadır. Her halükarda, kırsal ve kırsal yaşamdaki ısıtma tuğla fırınlarında bile, işitme engelli insanlar çoğu kez, yangın kutusu kapısında hava tedarik delikleri kullanırlar. Literatürdeki popüler inanışın aksine, ızgara her zaman sobanın içindeki odun bütün bölgelerine hava erişimi sağlamaz. Bunun nedeni, kafes boyunca sürekli olarak yanan kömür tabakasının varlığıdır. Bu, tüm oksijeni havadan alır, böylece üstteki kütükler artık yanmaz, ama sadece baca gazı akışında ısınır ve piroliz geçirir. Gerçekte, bu işlem daha da karmaşıktır, çünkü karbon dioksit C + О₂ → СО₂, kömürdeki yanmanın bir sonucu olarak meydana gelir; kömürün üst katmanları ile tepkimeye girerek karbon monoksit C + CO₂ → 2CO oluşturur (Şekil 106 e). Kömür yakma durumunda bile, ızgara üzerindeki işlem en az üç aşamadır: İlk CO 2 oluşur, daha sonra CO ve daha sonra CO'nun kömürün üstündeki CO ₂'ye kadar yanar, ancak kömürün üzerindeki alana ek (sözde ikincil) hava verildiğinde.

Ocakta yakacak odun yandığında, oksijen, kömürün olmadığı sürece, sadece fırının çıtasının tüm aşamalarında yakacak odun bölgelerine nüfuz edebilir. Ancak bu durumda yakacak odun sekmesinin içindeki havaya ihtiyaç yoktur, çünkü sadece yakacak odun ateşlemesinin ayrı bölgelerinde kullanılabilir. Bu nedenle, yakacak odun 6'nın bir kısmı ızgara 3 üzerine yüklendiğinde ve yukarıdan ateşleme 7 ile ateşlendiğinde, topikal yanma yöntemi ilgi çekebilir (Şekil 107, a). Bu durumda, yakacak odun, ızgara 3 üzerinde bulunan ve gerçekten temiz hava akımı ile nüfuz edilir bir "ızgara", rol oynar. Gündelik hayatta böyle bir şema nadirdir, zira özellikle gevşek sekmelerle yukarıdan aşağıya alev gelişimi süreci zordur. Fırınlarda ve bonfirlerde genellikle aşağıdaki üstteki kütükleri yakmak için kullanılır. Endüstride, yanma kütüklerinin yüzeyinde yukarıdan aşağıya hava tedarik etme şeması (Şekil 107, b) bilinmektedir, fakat ülke koşullarında böyle bir şema elverişsizdir çünkü bir kompresör tarafından yukarıdan aşağıya doğru zorlayıcı bir hava beslemesi gerektirir ve egzoz gazları bir egzoz fanı tarafından çıkarılır. Dolayısıyla, şebekedeki üst yanma işlemi, tüm ev tipi dökme demir ısıtma kazanlarında benimsenen yanan kömür tabakasına (Şekil 103, a) sabit bir kütük kaynağı ile şemada gerçekdir (Şekil 102, b).

Yangınlar, açık ocaklar, şömineler, Rus sobaları (Şekil 107, c) uygulanan başka bir şema vardır. Bu, yanma (7) ateşin kenarından (ön taraf) ateşlendiğinde, sözde yan yakma anlamına gelir. Aynı zamanda rüzgar akışı (5), ateşin tüm kütükleri ile belirli bir verim ile nüfuz eder, onunla birlikte, kütüklerin içindeki çırağın yanma ısısını taşır. Bu şemada, ateşin gerekli bölgelerine gerekli hızda hava tedarik edilmesi çok önemlidir, böylece alev ön tarafla birlikte hareket eder ve ateşin üst kısmına düzensiz bir şekilde “atlamaz”. Fırınlarda bu mod, odunun uçlardan yakılması için, tomrukların (ve alt-raf boşluğunun) kütüklerle dolu ve yoğun bir şekilde doldurulmasıyla kolayca uygulanır (Şekil 103, d). Bu şemadaki ızgara, hiç bir şekilde sağlanmamıştır, kömürün yakma havası, fırının tabanı boyunca (ocak boyunca) hava tedarik cihazından (17) beslenir; bu, ateşe dayanıklı hale getirilir ve yakacak odun ısıtmak için ısıyla yoğunlaştırılır ve fırının içindeki fazla hava katsayısının tümünde yanma stabilitesi sağlanır. Yanan kömürlerden gelen ısı, uçucuların göze çarpmaya başladığı kütüklerin üst uçlarını ısıtır, bunlar, duman dönüşünün (16) yukarısındaki üst haznede bir alevle yakılırlar (Şekil 103, d). Delikten (veya daha doğrusu, bir delik grubu) hava beslemesinin, tüm yanma kütüklerinin uçlarının düzgün bir şekilde hava üflemesi için ideal bir şekilde düzenlenmesi mümkün olduğunda, yakacak odun, arka tarafa doğru uzanan ve arkada neredeyse hiç kömür bırakmayan yanıklar ile yanar. Gerçekte, ocaktaki baskın hava akışı, kömürün baskın tükenmesine neden olur, üst kömürler çöker. Sonuç, ocakta uzun yanan kömürün tıkanması ve alevin odun döşemesinin arka duvarına yayılmasının hızla yayılmasıdır. Yan yanma (fırınlarda ön taraf olarak adlandırılır) aynı zamanda üst tarafa geçer. Fiziksel tabiat bakımından, yan (ön) ve üst yanma, iç düşünülebilecek, daha düşük yanmanın aksine, yakacak odunun dışsal yakma kavramı ile birleştirilebilir.

Yan (ön) yanma modu, aşırı hava katsayısına ve yanma bölgesine hava beslemesinin yapısına çok duyarlıdır. Eğer yanma alanındaki hava geniş açık hava giriş delikleri ile sınırsız olarak beslenirse, kömürler ve uçucu yanıklar aynı anda ve sakin bir şekilde yanarlar - bir yangında olduğu gibi - uçucu düşük ateşten gelen alev, tembel (yüksek odun döşemesiyle dumanlı olabilir). Yanma bölgesine hava girişi sınırlı ise, alev türü havanın erişiminin nasıl sınırlı olduğuna bağlı olacaktır. Alt hava giriş deliğini (17) kapatırsanız, üst hava giriş deliğini (18) açık bırakın (Şek. 103, d), o zaman düşük ve sakin kalan alev biraz soluklaşacaktır (yakacak odunlar hafifçe azalabilir). Bunun nedeni, kömürün hava beslemesinin (soğuk havanın “arızası” nedeniyle) sınırlı olması, uçucu madde sayısının azalması ve uçucu küllerin yakılması için hava tüketiminin aynı yüksek (yeterli) seviyede kalmasıdır.

Üst deliği (18) kapatırsanız, tabanın (17) açık kalmasını sağlayın, sonra alevin yüksekliği artar, ateşli diller bacaya bacaya nüfuz etmeye başlar. Bu, uçucu havadaki (oksijen) kurum parçacıklarının olmaması durumunda, hızlı bir şekilde yanma ve hatta bacada kalma zamanına sahip olmadıkları için, tamamen yanmaya yetecek kadar oksijen bulamayabilirler, daha sonra ya da daha sonra siyah duman olarak soğuyacaklardır. borudan atmosfere salınır.

Fırında daha fazla dramatik değişiklik meydana gelecektir, eğer iyi ateşlenmiş kömürler varsa, önce üst açıklığı 18 kapatın ve alt açıklığı 17 örtün. Kırmızı-sıcak fırın kutusu ve kömürler anında soğumaz. Bu nedenle, hava kaynağı kesildiğinde, ısıtılmış ocak, yanıcı gaz halindeki piroliz ürünleri ile doldurulmuş bir gaz jeneratörüne dönüşmektedir. Fırında, özellikle bacalarda hava kaçaklarının mevcudiyetinde, tutuşursa bile patlayabilen yanıcı piroliz gazları içeren bir patlayıcı hava karışımı oluşabilir (patlayıcı durumlar bilinir). Daha ilginç olan, üst açıklığın (18) kapalı olmasıyla, alt açıklığın (17) kademeli olarak kapandığı sıradan durumdur. Aynı zamanda, bacaya giren ateşli diller daha da genişler, alev erozyonunun kıvrımları, alev, yangın tüpünün tüm hacmini dolduran dağınık bir parıltıya (hayalet-şeffaf) dönüşür. Ancak alev “soğuk”, radyan ısı yaymaz, çünkü akkor kurumun parçacıkları çok küçüktür (1 mikrondan az) ve alev şeffaftır. Bu durumda, fırında bir hum görülür - bu alevin “oksijenin arayışı”, ocak kutusunun tüm köşelerine doğru akmaya başlar.

Fiziksel bir bakış açısına göre, hum, esas olarak, uçucu gazların kırmızı-sıcak odun alanından ocakta salındığı gerçeğidir ve hava, ocak bölmesine tamamen farklı alanlarda (duvarın yakınına (veya örneğin kül tablasına) girer. Aynı zamanda yanma için yanıcı gazların ve havanın temasa gelmesi ve daha da iyi bir şekilde birbirleriyle karışmaları gerekir. Bu nedenle, göz önünde bulundurulduğu anda, uçucu ve kömür yanması için gerekli olan hava yastığına tam olarak giren hava şartlarında, hava yastığının açıldığı, örneğin ocak kutusunun açıldığı, ancak yangın kutusunun tamamen farklı noktalarında “hayati” olduğu durumlarda, bir durum ortaya çıkar. yanmamış uçucuların olduğu yerlerde. Yanıcı gazlar, gelen hava ile temasa girebilir; Bu nedenle, tüm stokiyometrik alevler yanma bölgesinde türbülanslıdır, bu da su akışının türbülansı ortaya çıktığında bir su borusu akmaya başladığında akustik salınımlar yaydığı anlamına gelir. Ancak ocakta, su borusunun tersine, sıradan karıştırma işlemi sırasında, patlayıcı bir gaz-hava ortamı ile mekansal mikrobölgeler oluşturma işlemi gerçekleşir - yanıcı gazlar yavaş yavaş, hava yastığının köşesinde lokalize hava ile karıştırılır ve LELS'in ateşleme düşük konsantrasyon limitine ulaştıktan sonra, bir ateşleme alevi önü, yanma bölmesinin köşesinde bir mikro-clap (belli bir sınırlı uzamsal bölgede gaz-hava ortamının yerel olarak patlaması) olarak algılanır. Mikrokapslar, hava eksikliği ve fazlalığı olan bölgelerde ortaya çıkarlar, böylece mikro-kapların bir sonucu olarak, genellikle hava veya yanıcı gazlarla zenginleştirilmiş yanıcı gaz ürünleri vardır ve karıştırma işlemleri (lokal patlayıcı mikrorozonların oluşumu dahil) devam eder. Mikrokapalı yanma modları, çeşitli yazarlar tarafından türbülanslı, dengesiz, titreşimli, salınımlı, vb. Olarak adlandırılmaktadır. Tüm bu modlar teknikte iyi bilinir ve özellikle roket ve jet motorlarının gürültüsüne neden olur.

Mikro çırpı (kük, uğultu, rumble) modu, fırında bulunan tüm çatlaklardan çıkan alev ve duman emisyonları ile birlikte güçlü periyodik (saniyede yaklaşık bir kez) çırpınan bir atım moduna geçebilir. Bu mod, odayı içtiği ve yangın tehlikesi yarattığı için fırınlar için tamamen kabul edilemez. Bu moddan kurtulmak için, şaşırtıcı bir şekilde, tüm kapanmalarının değil, tam tersine, tüm hava giriş açıklıklarının (18) ve hatta yangın panelinin (11) yanaklarının açılması, humus ve uzun alevlerin derhal yok edilmesi, alevin bir ateş gibi sıradan hale gelmesi gereklidir.

Kömürün yanma bölgesinden, uçucu gazların ard arda gelen yakma bölgesine hava beslemesinin yeniden dağıtılmasının, örneğin, özel boru şeklindeki hava akışı dağıtıcıları (15) döndürülerek, en basit olanlar dahil olmak üzere birçok teknik çözümle elde edilebileceğini unutmayın (Şekil 106, c). Aynı zamanda, odun ateşinde, şöminede veya ocakta, bir tuğla fırınında veya bir metalde yanıyor olup olmadığını “bilmez”. Ama yine de, onlar için çok önemlidir: Onlara hangi havanın verildiği, nereden (hangi taraftan) ve hangi hızda, baca gazlarının nasıl uzaklaştırıldığı, yanma bölgesinden ne kadar ısı alındığı ve dışarıdan ne kadar ısı yanma bölgesine geldiğini, ve Yanma bölgesi havasının hangi noktalarında ve ek ısıda sağlandığı bile. Bütün bu faktörleri analiz eden yaz mevsiminde fırını çok fazla açıklayabiliyor ve değiştirebiliyor.

Kaynak: Ülke banyoları ve sobalar. Tasarımın prensipleri. Hoshev Yu.M. 2008

Top