best free site builder


Как построить ракетную печь и что использовать

Перевод статьи  Piter van Berg с его сайта .

Редакция 23-04-18 21:30

Материалы 

Что касается материалов, то есть выбор. Огнеупорный кирпич и бетон, глина - в сочетании друг с другом или с другими материалами.

(подробнее)

Металл

Когда мы думаем о дровяной печи, люди склонны представлять корпус печи любой формы. Но металл не является хорошим материалом топливника ракетной печи , по крайней мере для ядра горения. Окружающая среда там достаточно агрессивна для быстрого разрушения металла.

(подробнее)

Размеры и масштабируемость

Наиболее часто тестируемой версией является вариант с диаметром райзера 150 мм (6 дюймов). Но возможен и ряд других размеров

(подробнее)

Определение размера топливника

Как определить необходимый размер системы для заданного пространства.

(подробнее)

Построение кирпичного ядра

Для создания такого кирпичного ядра (топки) не требуется специалиста. С некоторым техническим навыками и материалами, имеющихся у большинства , относительно легко можно достигнуть хорошего результата.

(подробнее)

Бетонное ядро топки 

Возможно использование огнеупорных бетонов, материал , который состоит из алюминиевого цемента и прочих огнеупорных материалов. Но необходимо делать формы для литья и материал необходимо смешивать, используя как можно меньше воды. Кроме того, требуется вибрационный стол для конденсации, чтобы выпустить воздух.

(подробнее)

Теория колпака (колокола)

Слово «колпак» будет упоминаться в главе «Приложения» довольно часто. В этой статье объясняется, что это такое, как он работает и для чего оно используется.

(подробнее)

Размеры колпака

Какого размера должен быть колпак относительно ядра топки . Это знать очень важно, как и масштабирование вверх или вниз.

(подробнее)



Материалы

 Для создания этогй топки возможно множество комбинаций. Например, использование огнеупорных кирпичей, независимо от того, сложены ли они с настоящим огнеупорным цементом или смесью глины и песка. Еще одна возможность - более тонкие расколотые кирпичи или плиты, скрепленные стальной рамой. Литье в форме огнеупорного бетона предлагает другие преимущества (а также другие проблемы, к сожалению).

Некоторые люди использовали смесь глины и песка с небольшим количеством портландцемента, добавленного для получения твердого ядра до того, как была готова. Однако цемент не твердел в конечном итоге из-за температуры, к тому времени глина должна быть достаточно сильной. Пара этих сердечников построена из глины с короткими натуральными волокнами, с сильным смешением. И последнее, но не менее важное: изоляционные огнеупорные кирпичи, идеальные с точки зрения построения места горения. Они имеют очень мало массы для нагрева и очень хороший термоизоляцию , но имеют уязвимость к истиранию в качестве недостатка.

Теплопроводящие конструкции (помните, что массонакопитель не изолируется!) Должны быть изолированы снаружи. Эта изоляция может быть любой, если она термостойкая. Расширенный перлит или эксфолированный вермикулит хороши, особенно несколько грубоватый, смешанный с небольшим количеством глины и немного воды для предотвращения провисания. Но также керамическое одеяло, такое как Superwool, является прекрасным материалом для этой цели. Несколько менее известными, но верно подходящими для этой цели являются расширенные и обжигаемые глиняные гранулы, обычно используемые для гидрокультуры, такие как Leca .

Все эти конструкции могут быть частично применены и по частям привести к применению, которое отлично работает и дает впечатляющие результаты. Конечно, возможно множество вариантов и комбинаций, поэтому есть выбор.


Металл

 Что касается металла в конструктивных деталях: это неизбежно приведет к разочарованию, неважно, обычная сталь или нержавеющая. В условиях, когда температура окружающей среды превышает 760 ºC (1400 ºF) в сочетании с существенным избытком кислорода и углерода, каждый нормальный доступный вид стали будет разрушаться в быстром темпе. После каждой протопки хлопья и ломтики упадут, и в обозримый промежуток времени в самом жарком месте появится дыра. Этот процесс известен как отслаивание, чешуйки серые, легкие и почти немагнитные.

Один из способов избежать этого - поддерживать низкую температуру, оставляя изоляцию вокруг самых горячих точек, но это ставит под угрозу полное сгорание. Еще один способ позволить стали выжить - это защитить его от воздуха, нет без кислорода и нет коррозии. Но это требует дорогостоящих огнестойких покрытий или очень небольшого количества воздуха, поэтому недостаточно кислорода для взаимодействия со сталью. Эта последняя возможность трудно достичь, потому что, бедная кислородом , качество горения будет хуже, что еще раз приведет к неполному сгоранию. Однако для некоторых частей использование стали может быть осуществимым, я вернусь к этому, когда это будет уместно.


Размеры и масштабируемость

Основная часть разработок была сделана в 2012 году. Экспериментальная модель была с диаметром райзера 150 мм (6 дюймов) или эквивалентом. Даже тогда люди спрашивали меня о меньших или больших версиях этой печки. Jim from Blacksburg, Virginia хотел построить печь с меньшим диаметром райзера, не более 100 мм (4 дюйма). Измерения системы 150 мм были доступны, и с этой целью Джим разработал метод масштабирования. Он обнаружил общий фактор, который служит своего рода базовой цифрой, все остальные размеры - это производные от этой базовой цифры.
До середины 2016 года самой маленькой рабочей моделью является печка Джима, , крупнейшая из которых - Radek Stastny из Чехии и Alex Harpin из Канады , 220 мм (8,66 дюйма). По состоянию на октябрь 2016 года самая большая система, о которой я знаю, - это 250 мм (10 "), построенная Pablo Kulbaba ( Pablo OresKu ) и Рамиро Вальти во время мастер-класса в Лас-Амалияс Сан-Педро в Аргентине. Более крупные из них несколько более стабильны по сравнению с меньшими братьями, но результаты хороши по всей линии. Базовая цифра, найденная Джимом, составляет 72,34% диаметра райзера.
Даже когда райзер имеет другую форму отличную от круглой , под сечением райзера мы понимаем круг, который будет вписываться в эту форму. Объяснение этому довольно просто: квадрат, например, намного менее благоприятен по сравнению с кругом из-за того, что горячее и быстрое потоковое газовое ядро остается более или менее круглым. Углы увеличивают площадь поперечного сечения, но также площадь поверхности стен, что, в свою очередь, дает больше трения. Лучшая форма круглая, а затем восьмиугольная, которая является близким приближением круга и квадрата, работает, но является вторым выбором. Прямоугольник является худшим, потому что вокруг него нет равного пространства, чтобы позволить двойному вихрю легко вращаться.
Как в Нидерландах Рицарт Сникдер, так и в США по чертежам Doug Ptacek , изготавливаются таблицы, в которых необходимо знать только диаметр системы, а остальные размеры высчитываются . Электронная таблица доступна здесь . Таблицы также доступны, нет необходимости в компьютере на грязной строительной площадке, достаточно распечатки на листе бумаги. Ниже находится таблица Дуга, как в дюймах, так и в миллиметрах.

Размеры ракетной топки также можно вычислить вручную, потому что формула очень проста.
Существует общее базовое число, к которому относятся все другие измерения. Это базовое число получается из диаметра (вымышленного или нет) райзера, как объяснялось выше.
Базовый размер составляет 72,34% от диаметра райзера.
Ширина топливника в 2 раза больше.
Высота топливника находится в 3 раза.
Глубина топливника находится в 4-5,5 раза.
Высота порта в 2,2 раза.
Ширина порта составляет 0,5 раза.
Высота райзера составляет от 8 до 10 раз, измеренная от пола топки. Полы топки представляют собой узкую плоскую поверхность шириной в качестве порта. Слева и справа есть 45-градусные склоны, чтобы сосредоточить догорающий уголь посередине. Эти 45-градусные фаски являются частью размеров топки. Кроме того, на заднем дне райзера есть аналогичная фасонная деталь.
Общий размер подачаи воздуха составляет 25% от площади поперечного сечения рейзера.
P-канал составляет 5%.
Основной размер поддувального окна (первичный воздух) , вместе со щелью очистки стекла составляет 20%. Первичный воздух может быть увеличен при холоном запуске и его вход расположен на уровне пода топки.
P-канал должен быть таким же широким, как порт, или немного больше, для расчета 5% вы должны брать ширину порта, а не фактическую ширину канала. Этот канал висит над верхом порта на том же расстоянии, что и глубина канала.
Задняя часть p-канала, которая опирается на заднюю стенку топки, обрезана по высоте свеса.

Как определить размер топливника

Ясин Гах , переводчик французской версии, предоставил таблицу для расчета размера ракетной топки для заданного пространства. Это показатель, а не абсолютный, но это даст хорошее представление о необходимом размере. Следующая статья от Yasin's, - электронная таблица доступна здесь .
Первым шагом является вычисление мощности ядра топки в зависимости от ее внутреннего диаметра (диаметра райзера). По умолчанию мощность нагревателя определяется как средняя мощность, которую он обеспечивает в течение 24 часов с двумя протопками в день. Эта мощность рассчитывается с учетом общей эффективности (КПД) 80%. При такой эффективности сжигание килограмма сухой древесины обеспечит 3,7 кВт ч энергии.
Чем больше внутренний диаметр, тем больше требуется дров для протопки :
Внутренний диаметр (мм) - Древесная нагрузка (кг) - Средняя мощность с учетом двух протопок в день (кВт)
• 125 мм - 3,5 кг - 1,1 кВт
• 140 мм - 4,9 кг - 1,5 кВт
• 150 мм - 6,0 кг - 1,9 кВт
• 175 мм - 9,5 кг - 2,9 кВт
• 200 мм - 14,2 кг - 4,4 кВт
• 230 мм - 21,6 кг - 6,7 кВт
• 250 мм - 27,8 кг - 8,6 кВт
Второй шаг - рассчитать тепловые потери дома (или комнаты), которые будут нагреваться, что зависит от трех факторов: объема дома, теплоизоляции и требуемой разницы температур между внешним и внутренним контуром помещения..
Таким образом, формула Q = G * V * DT, где Q - тепловые потери (W), G - коэффициент изоляции, V - объем дома (m3) и DT - требуемая разница температур между внешней и внутренней (° С). G оценивается по сравнению с набором классических значений:
- 1,8 для старого, негерметичного, каменного и глиняного известкового дома (классические французские фермерские дома)
- 1.6 для дома из кирпича, камня без изоляции
- 1.4 для дома, изолированного 4 см полистирола
- 1.2 для дома, изолированного 10 см полистирола
- 0,8 для недавнего дома с изоляционными глиняными кирпичами толщиной 37 см, например
- 0,5 для дома из соломы, например
Третий шаг - это фактический расчет. Идея состоит в том, чтобы рассчитать тепловые потери в доме, а затем выбрать размер батареи, мощность которой превосходит потери тепла. Ниже приведен пример расчета для данного обстоятельства. Это только для того, чтобы показать, как работает электронная таблица, на практике загружать электронную таблицу и заполнять желтые поля, применимые для ваших собственных обстоятельств, таблица делает остальные, используя следующий метод.
Например, давайте возьмем 60 м2 камень и глиняный известкового дом с высотой потолка 2,5 м. Объем дома составляет 150 м3. Под крышей имеется 20 см утеплителя из минеральной ваты. Соединения сделаны недавно, а столярные изделия достаточно герметичны. Тогда мы можем взять коэффициент G = 1.6. Зимой температура плавает около 0 ° C и иногда может опускаться до -5 ° C в течение нескольких дней. Тепловые потери, которые необходимо преодолеть для поддержания температуры 20 ° C внутри дома в эти холодные периоды, составляют Q = 1,6 * 60 * 2,5 * 25 = 6 кВт. Выбранный размер топливника представляет собой систему 230 мм, которая способна генерировать мощность 6,7 кВт.
Конечно, это очень простое приближение требований к нагреву дома, но преимущество массовых нагревателей заключается в том, что это не проблема для их увеличения. С чугунными плитами это становится гораздо более проблематичным, потому что, если вы увеличите свой нагреватель, вам придется делать медленные грязные протопки, чтобы не перегревать ваш дом. С накопительными обогревателями огонь всегда остается горячим и чистым, вам нужно просто его зажигать реже.
У меня были стабильно работоспособные результаты, используя этот метод на 5 топках, которые я построил в прошлом году (2016), которые сейчас находятся в повседневной эксплуатации. Очень важный момент - всегда накапливать нагреватель. Конечно, можно запускать массовый нагреватель, который не является достаточно мощным три или более раз в день, но это снизит общую эффективность, потому что масса требует времени, чтобы доставить накопленное тепло.