На главную Карта сайта Написать письмо

  Главная Советы  
 

Основные особенности сгорания топлива в каминах

 

В любом из форм очага, будь то отопительная печь или простой декоративный камин, в качестве топлива могут использоваться 3 состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Все они имеют свой неповторимый характер горения и свойства. Это напрямую влияет на эффективность использования отопительной системы. Так сложилось, что домашние источники тепла в долгое время предназначались для сжигания исключительно твердого топлива. Но с развитием химической отрасли, появилась возможность создавать конструкции, способные сжигать жидкое и газообразное топливо. Чтобы полностью понять всю важность этого шага, нужно разобраться в основных особенностях, отличающих процесс горения твердого топлива от жидкого или газообразного.

Основные особенности сгорания топлива в каминах

Камины обязательно имеют колосниковые решетки. Во всех очагах, отапливаемых твердым топливом, сгорание на колосниках происходит послойно, с постоянным добавлением сгораемого элемента и очисткой топливника от остатков продукта сгорания (углей). В роли твердого топлива чаще всего используется дрова, различные виды каменного угля, антрацит, кокс и другие.  Послойный процесс горения твердого тела имеет своеобразный циклический характер. Каждый цикл состоит из ряда последовательных событий. Первой на очереди стоит загрузка топлива, далее происходит  подсушка и нагрев верхнего слоя, выделение летучих веществ и их немедленное сгорание.  После этого идет основной процесс горения слоя, после чего не договорившие остатки топлива удаляются из камина. В каждом из этапов происходят свои превращения с различным выделением тепла.  По этому тепловой режим сгорания постоянно изменяется на протяжении всей реакции.


На стадии просушки и разогрева твердого топлива в камине, мы имеем эндотермический характер, то есть топливо не выделяет, а забирает  энергию, получаемую при сгорании другого элемента. Этим самым мы затрачиваем кучу энергии не на нагрев помещения, а на то что бы подготовить следующий слой топлива к работе. Далее по мере прогрева и возгорания слоя происходит выделение летучих газов, которые, попадая в объем, моментально начинают гореть, в результате этого мы получает большой скачек температуры. Далее в реакцию вступает коксообразующяя часть топлива, дающий, как правило, самый большой энергетический эффект. По мере прогорания слоя, энергетическое выделение начинает уменьшаться и сводится к малоэффективному дожиганию топливных элементов. Главными показателями эффективности твердого топлива являются: зольность, влажность, содержание летучих и горючих веществ, углерода в горючей массе.


Показатели эффективности твердого топлива.


Основные особенности сгорания топлива в каминах

Подробнее остановимся на некоторых составляющих. Увлажнение топлива отрицательно сказывается на процессе горения. На испарение воды из слоев и их нагрев затрачивается огромное количество энергии. Температура уменьшается, а сам цикл затягивается по времени.
Зольность несет не меньшие проблемы. Дело в том, что зола обволакивает горючие элементы, и тем самым перекрывает доступ к кислороду, реакция на этом участке затухает. Образуется механический недожог.


Научные исследования доказали, что большое влияние на процесс оказывает соотношение выделяемых летучих газов и углерода. Летучие газы разнообразны по своим свойствам и температуре выделения, по этому их горения происходим на протяжении всего цикла. Так же они имеют относительно не высокую температуру воспламенения, так как содержат в себе большой процент водородосодержащих элементов. Их горение происходит в надслойной части топливника. Оставшееся часть топлива, после выхода газов, состоит из углерода имеющего очень большую температуру воспламенения, она составляет 600 – 700 градусов. Поэтому горение углеродной части происходит в самую последнюю очередь. Оно протекает в самом верхнем слое колосниковой решетки. В результате данного процесса идет максимальное выделение энергии, что провоцирует резкий рост температуры. Максимальное содержание летучих веществ мы можем увидеть в просмоленных дровах, а минимальное в антраците и  коксе.


Если мы построим зависимость времени в цикле от температуры горения, то сможем заметить некую закономерность. В начале топки происходит скачкообразное нарастание температур в топливнике и дымоходах. В стадии догорания происходит подобное, но с резким падением температуры в нутрии камина, а особенно в топливнике. Каждая из стадий требует определенного доступа к кислороду. Тут важно такое понятие как коэффициент избытка воздуха. Так при интенсивном горении это соотношение равняется 1-2 а при стадии затухания 8-10.   
Стоить отметить, что на стадии интенсивного выходы летучих газов, количества попадающего в топку  воздуха обычно недостаточно. Для достижения максимальной полезной работы необходимо увеличить подачу кислорода в камин.

Опубликовано: 27-06-2014, 00:44 Просмотров: 725

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика