З намi у вашай хаце зауседы будзе цёпла!
Проектирование и расчет самодельного шахтного котла Glaz6,50
Расчет колосниковой решетки
Для нормального горения нашего котла ему необходим воздух, который будет засасываться через поддувало и, пройдя колосники, вступит в реакцию с топливом. Расход воздуха через колосники зависит
от суммарной площади прозоров и скорости, с которой он эти самые прозоры проходит. Все эти показатели должны быть сбалансированы таким образом, чтоб и горело хорошо, и топливо не просыпалось,
и зола удалялась.
В данной статье мы и займемся расчетами колосниковой решетки.
Если у вас возникли вопросы по работе сайта звоните по телефону
+375-29-677-53-35
По этому номеру вы можете получить бесплатные консультации.
Для расчета колосниковой решетки мы примем самые неблагоприятные условия работы нашего котла- работу на свежеспиленных дровах. Для обеспечения заданной мощности нам потребуется сжечь больше топлива и соответственно подать в поддувало больше воздуха, в сравнении с сжиганием сухих. В статье про дымоходы мы уже разбирали и считали необходимое количество воздуха для горения и поэтому данные возьмем оттуда. Итак: для сжигания 1 кг дров нам понадобится Lo=3,234 кг воздуха. Если теплота сгорания 1 килограмма сырых дров составляет 6025 кдж/кг, то за 1 час с учетом кпд в 80 процентов котел сожжет
B= (6,5*3600)/(6025*0,8)=4,85 кг дров.
Еще раз повторюсь, что мы рассматриваем самый неблагоприятный случай работы котла и в данной ситуации нас должна волновать мощность. Длительность горения конечно же снизится процентов так на 15-20. Зная необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива и его расход мы без труда найдем, что в час нашему котлу потребуется:
G= B*Lo=4,85*3,234=15,7 кг воздуха
При нормальных условиях плотность воздуха составляет 1,293 кг/куб. метр, следовательно за час котел потребует
V=15,7/1,293=12,14 кубометров воздуха
а в секунду
v=12,14/3,6=3,37 литра.
Если вам, уважаемый читатель, доводилось разжигать костер который плохо горит, то в него обычно начинали дуть. Зачем? Все дело в том, что молекулы кислорода, попадая в область горения, тем быстрее
найдут свою молекулу углерода и тем быстрее с ней прореагируют, чем выше будет скорость подвода воздуха к очагу горения. Следовательно чем выше скорость воздуха, проходящего колосники,
тем устойчивее и эффективнее горит на них топливо. Особенно сырое. Напрашивается вывод, что чем меньше будут прозоры колосника, тем с большей скоростью через них будет проходить воздух и
тем лучше будет гореть топливо. Все верно! Однако не стоит забывать и о золе, которая должна вовремя удаляться, путем просыпания через прозоры. Опытным путем получено, что оптимальный размер
прозоров для сжигания дров составляет 8-10 мм, а для торфобрикета 10-14 мм.
Принимаем ширину прозоров 10мм, а диаметр прутка колосника 20мм. Данный диаметр выбран из соображений надежности и долговечности. Как мы уже определили ранее глубина шахты в нашем котле составит
192 мм. На рисунке мы изобразили наиболее интересный выриант размещения прутков и прозоров колосника и как видим суммарная площадь прозоров составит:
S=6*1*34=204 кв.сантиметра или 2,04 дм. квадратных.
Если бы воздух, проходящий через колосник имел температуру 0 градусов, то он проходил бы прозоры со скоростью:
с=3,37/2,04=1,65 дм/сек или 0,165 м/с
Но ведь наш воздух пока пройдет поддувало и приблизится к колосникам, то успеет нагрется от излучения раскаленных углей до 300-400 градусов.Цифра приблизительная и зависит от конструкции котла и зольника. Тогда объем воздуха, проходящий через колосник , в секунду будет уже не 3,37 литра, а:
V=3,37*(273+300)/273=7,07 литров.
Тогда скорость составит:
с=7,07/2,04=3,46 дм/сек или 0,346 м/сек.
Это хороший результат. На минимальной мощности при устойчивом горении скорость воздуха в котле Glaz12"IZUM" составляет 0,28 м/с.
Вроде все получается и сходится, но расчеты мы вели для номинальной мощности. А как же быть с минимумом? Не будем повторять печальный опыт котлов холмова, sdk и их клонов в которых огромная площадь колосников
, сделанная для большей вместимости дров, не дает котлу уйти в режимы минимальных мощностей. Начинается не горение, а галимое тление с образованием дегтя и прочих неприятностей.
Мы же пойдем проверенным и хорошо себя зарекомендовавшем путем- разделим колосник на 3 части. То есть на минимуме у нас будет работать только средняя часть колосников. Какой она
будет ширины- это нам сейчас и предстоит посчитать.
Чтобы на нашем минимуме, который мы определили в 2,5 квт, котел работал надежно и устойчиво предлагаю принять скорость воздуха,проходящего через колосник, раввную 0,4 м/с.
И конечно допускаем, что воздух имеет ту же температуру. Нетрудно составить пропорцию.
Если на мощности 6,5 квт требовалось 7,07 литров воздуха в секунду, то для 2,5 квт потребуется:
Vм=7,07*(2,5/6,5)=2,72 литр/сек
Отсюда найдем, что площадь прозоров составит:
Sм=2,72/4=0,68 кв. дм
Тогда ширина средней части колосниковой решетки будет равна
Ш=0,68/(6*0,1)=1,13 дм или 113 мм.
Проведя многочисленные опыты с наклонными колосниками в шамотированной топке наша команда нашла идеальный угол слома колосников при котором слой топлива на минимуме сгорает без подвисания закладки. При водоохлаждаемой шахте и топке данный угол нам не известен и поэтому решать проблему с подвисанием мы будем другим путем, о чем и поведаем в дальнейшем.
Наша группа В Контакте
Подписаться на обновления
Все права защищены