Карта сайта

Обыкновенно в заводских трубах имеется температура ...

Обыкновенно в заводских трубах имеется температура, близкая к 150°, и расчет самого устройства труб ведется при допущении некоторой определенной температуры продуктов горения, находящихся в трубе. Тепло, уходящее в дыме, не теряется, следовательно, вполне даром. Оно действует для произведения тяги, необходимой при топке и вообще в заводском деле. В сушильнях, в пространствах, где выделяются вредные пары и газы, а также и в местах, где скопляется много рабочих, необходимо теми же трубами, в которые идет дым, возобновлять воздух, и этого часто достигают при помощи дымовых труб. Таким образом, нагревание в сущности есть процесс последовательного изменения температуры от окружающей, данному времени года соответствующей, до желаемой. Если нагреваемое вещество есть жидкость или газ, т. е. текучее или могущее легко передвигаться вещество, то легко достигается условие непрерывной равномерности нагревания, и тогда весьма важно постоянно помнить, чтобы направление движения нагреваемого тела было, по возможности, противоположно направлению движения нагревающей жидкости или газа, например пламени и продуктов горения. При такой встрече токов достигается наиболее полезный результат, потому что выходящие из очага продукты горения имеют высшую температуру и встречают тело, уже предварительно подогретое, а потому производят нагревание более сильное. Уходя же далее, продукты горения встречают более и более холодные части нагреваемого предмета, а потому сами более и более охлаждаются. При обсуждении экономии топлива, служащего для нагревания, очень важно обратить также внимание на ту преграду, которая разделяет нагревающее пламя от нагреваемого вещества. В некоторых случаях нагревание может быть произведено непосредственным прикосновением или самого горящего вещества, или пламени к нагреваемому телу. В большинстве же случаев это последнее должно быть вмещено в металлический, глиняный или какой-либо другой сосуд или отделено от пламени стенкою.

Обсуждение вопросов, сюда относящихся, имеет весьма большое прямое значение по отношению к плану и ценности устройства нагреваемого прибора, по отношению же к экономии топлива, особенно в обычном случае невысоких температур, нагревание влияет лишь косвенно, потому что, увеличивая поверхность и устраивая подогревание, всегда можно достичь желаемой экономии топлива. А так как теперь мы обсуждаем именно вопрос о расходе топлива, то и оставим в стороне устройство снарядов (сосудов, кубов и т. п.), служащих для нагревания, тем более, что в отдельных производствах часто другие условия важнейшего рода, чем экономия топлива, определяют размеры, форму и качества нагревательных сосудов. Только немногое в этом отношении считаю полезным сказать вам, не останавливаясь, однако, и над этим. Хотя теплопроводность разных материалов, например металлов, весьма неодинакова и хотя стенки разной толщины также неодинаково проводят тепло, но в практическом отношении при устройстве снарядов для нагревания эти разности становятся часто ничтожными, особенно при непрерывном действии приборов, когда передача тепла от топлива уже установилась. Тонкие стенки нагреются скорее и скорее отдадут тепло, но зато и пламя топлива охладится, не догорит, будет содействовать скорейшему разрушению тонкой передаточной стенки. Тут надо ясно отличить стенки двух родов: во-первых, окружающие нагреваемое пространство и уединяющие его от остального пространства; во-вторых, стенки, отделяющие топливо или пламя от нагреваемого пространства. Говорится об этих последних. Иное дело - стенки, отделяющие нагреваемое от окружающей среды.

Для них надо заботиться, и очень сильно, о том, чтобы они представляли худой проводник тепла и имели значительную толщину, потому что то, что через них пройдет, уже утрачено. Так в жилищах стенки печей делаются или тонкими, или толстыми, из металлов или из глины, и от этого экономия топки не зависит. Стены же комнат должны быть для экономии топлива массивны и худо проводить тепло. Заменяя железные паровые котлы медными, мы не выгадываем в сущности ничего относительно пользования топливом, проигрывая только в ценности устройства котла. Материал и устройство стен, передающих тепло, зависит от иных соображений, чем расход топлива. Иное дело - материал и устройство очага для горения. Они влияют сильно по двум причинам. Во-первых, потому, что горение может быть неполным. Тогда часть топлива уйдет с дымом. Сверните бумагу конической трубкой, зажгите с широкого конца, а узким обратите кверху, чтобы из него шел дым. Этот дым можно зажечь.

В дым может много уйти топлива, и очаг надо так устроить, и вести в нем горение, чтобы этого не случалось, а потому мы об этом предмете будем говорить подробнее. Во-вторых, от устройства и способа сожигания топлива зависит самая температура, в очаге достигаемая, а от нее прямо зависит передача тепла нагреваемому предмету, как следует из исходного положения; косвенно же от нее зависит еще и экономия топлива потому, что полное горение может быть достигнуто лишь при достаточно высокой температуре. Притом от устройства очага и одинакового хода зависит и масса воздуха, входящего в очаг, и от нее или, правильнее, - от отношения массы воздуха к массе топлива зависит экономия топлива весьма сильно по той причине, что мало воздуха - не все топливо сгорит, много - температура понизится, так как тепло Передастся излишку воздуха, и лишек его уйдет в дым. Чтобы разобраться с влияниями, имеющими значение при обсуждении расхода топлива при нагревании, следует еще узнать, что, по основному условию нагревания, наивыгоднейшая передача тепла через стенки происходит тогда, когда размеры передающей тепло стенки будут наибольшие. От этого обстоятельства зависит то, что в паровом котле или в перегонном кубе, или в печи для сухой перегонки и т. п., где есть возможность распорядиться величиною или размером разделяющей стенки, стремятся увеличить эту поверхность, как можно больше. Безграничному увеличению являются, однако, очевидные преграды не только в ценности устройства прибора, но и в том, что вместе с величиною нагреваемой поверхности возрастает и потеря тепла, неизбежная от разности температуры окружающего воздуха и той температуры, которая нужна в рабочем пространстве, так как с увеличением нагреваемой поверхности, за известным пределом, начинает возрастать и охлаждающая внешняя поверхность. Если же вам придется заказывать или делать кубы, котлы или тому подобные роды приборов для нагревания, - имейте постоянно в виду величину поверхности, нагреваемой прямо продуктами горения топлива, потому что от нее много зависит полезное действие топлива. Очаг горения для этого прямо и помещается под кубом или даже внутри котла, если температура не высока и склепка может держать. Прямое действие топлива на стенку сосуда, вмещающего нагреваемое вещество, состоит не только в нагревании пламенем, но и в действии лучистого тепла, развиваемого топливом.

Его особенно много дают те сорта топлива, которые оставляют много твердого угля. А так как лучистое тепло может, подобно свету, отражаться и сгущаться в фокусе, то на этом основано устройство сводов так называемых отражательных печей. Помещая в фокусе свода нагреваемый предмет, достигают почти столь же высоких температур, как и при помещении в горне или среди угольного топлива, когда оно все уже разгорелось, да притом имеют ту выгоду, что управление топкою, находящеюся в некотором удалении от нагреваемого предмета, много облегчается, сравнительно с топкою горнов. Кроме того, в горне пламя и вообще продукты горения уже вовсе не применяются к нагреванию, а в отражательной печи идут между сводом и лежащим под ним нагреваемым предметом, а потому прямо служат в пользу. Для обычных горнов применяются только те роды топлива, которые не дают пламени, как кокс и древесный уголь. В большинстве же других сортов топлива, дающих пламя, для нагревания можно пользоваться не только тем теплом, которое получается в очаге горения, но и тем, которое уходит с продуктами горения. Если даже вовсе не пользоваться теплом очага, т. е. не помещать в нем нагреваемого тела, то убытка не будет, лишь бы из очага не терялось тепло даром чрез дверцы, стенки и другими путями: получается даже выгода, потому что в очаге будет очень высокая температура, а при достаточном, но немного излишнем количестве воздуха возможно тогда достичь полного горения. Тогда нагревание произведет продукты горения. Эти продукты горения должно отводить, чтобы давать доступ новому количеству воздуха, нужному для горения. На пути от очага до дымовой трубы этими продуктами горения можно и должно пользоваться для желаемых нагреваний. Это пространство, в немногих только случаях и то только в части пути, может быть со всех сторон окружено нагреваемым телом. Так это делается, например, во многих паровых котлах, где внутрь самого котла вставлены металлические трубы, через которые и проходят продукты горения. Во множестве же случаев нельзя устроить подобного приспособления, потому что самое закрепление труб не может выдерживать высоких температур, достигаемых нагреванием. Даже при перегонке нефти нельзя уж сделать этого, потому что там достигается температура больше 300°, и металлические трубы, вделанные внутри котла и проводящие продукты горения, не выдерживают и очень краткой службы. Приходится окружать нагреваемый куб дымовыми каналами, прилегающими к нагреваемым стенкам с одной стороны. Для увеличения числа точек прикосновения дымовые ходы должны быть развиты в плоскости нагреваемых стенок и сокращены в направлении, перпендикулярном к ним.