О том, что не видно, но что надо понимать

Газоход печи, в большинстве случаев, представляет разветвленную систему кирпичных каналов, формирующих единый газовый тракт. Его начало - дымоотводящий проем топливника (хайло); заканчивается в месте присоединения массива печи к дымовой трубе.

Дымообороты - соединенные между собой вертикальные и горизонтальные каналы, предназначенные для аккумуляции теплоты отходящих газов - называются конвективной системой.

Часть печи, где расположена конвективная система, называется конвективной зоной. При ее проектировании стремятся достичь оптимального использования тепловой энергии дымовых газов. Т.е. дымообороты должны поглотить столько тепла, чтобы при выходе в атмосферу температура газов немного превышала показатель, при котором наступает их конденсация и начинается интенсивное оседание сажи в каналах. Увеличения использования теплоты отходящих газов достигается расширением площади тепловоспринимающих поверхностей конвективной зоны печи путем увеличения числа каналов и протяженности пути дымовых газов.

Скорость газовой среды при ее постоянном объеме зависит от размеров сечений канала: меньше сечение - выше скорость. Но при этом возрастает сопротивление газохода движению газов. Кроме того, на сопротивление влияют протяженность конвективной системы и наличие поворотов и переходов между каналами разного сечения.

Сопротивление движению газового потока, которое оказывают прямолинейные участки газохода, называют линейными, а препятствия, возмущающие поток, - местными.

Линейные сопротивления (рис. 1а) зависят от качества кладки каналов: толщина швов между рядами кирпича не должна превышать 5 мм; поверхности, воспринимающие тепло, следует тщательно выравнивать.

Местные сопротивления - расширение (рис. 1б), поворот (1в), сужение снизу (рис. 1г), сужение сверху (рис. 1д) - должны иметь округлые очертания, т.к. внезапные изменения скорости потока приводят к оседанию сажи и росту сопротивления газового тракта.

Рис. 1 Сопротивление конвективной системы газовому потоку:
а - линейные; б-д - местные; 1 - турбулентные завихрения; 2 - остывшие газы; 3 - горячие газы; 4 - выступ канала

Если площадь тепловосприятия недостаточна, теплопроизводительность печи не достигнет заданной величины. Стенки газохода будут интенсивно разрушаться от чрезмерного нагрева. И наоборот, если площадь тепловосприятия (дымооборотов) чрезмерно развита, температура дымовых газов может понизиться настолько, что начнет выпадать конденсат - ухудшится тяга - в помещение начнет проникать дым; от влаги ухудшится прочность кирпичной кладки.

Площадь поверхности теплоотдачи печи должна равняться поверхности тепловосприятия.

Особенности горения твердого топлива

Теплоотдача любого топлива непосредственно связана с его свойствами и составом. В состав опять же любого топлива входят: углерод, водород, кислород и минеральные соединения. Кроме того, присутствует и вода в свободном состоянии (сухие дрова содержат 8-10% воды от своей массы).

Немного химии. При горении углерод и водород соединяются с кислородом воздуха - происходит реакция с выделением тепла. В процессе горения образуются газообразные и твердые продукты. Газообразные (углекислый газ, водяной пар) - пройдя через печь, уходят в атмосферу. Твердые (уголь, зола) - выпадают в зольник через колосниковую решетку. Но мельчайшие частицы золы проникают и во внутренние каналы печи, постепенно их засоряя.

Одна из задач, стоящих при возведении печи - это достичь как можно полного сгорания топлива. Для этого необходимо обеспечить достаточный приток воздуха в топливник и своевременное удаление из него газообразных продуктов горения. Первая задача решается с помощью установки колосниковой решетки соответствующих размеров, вторая - благодаря возведению дымовой трубы необходимой высоты.

При сгорании одной и той же массы топлива (1 кг) выделяется различное количество тепла. Данные таблицы это подчеркивают.