Карта сайта

Однако очень плоский узкий канал невозможен ...

Однако очень плоский узкий канал невозможен, потому что тогда трение внутри него весьма значительно возрастет и работа труб будет недостаточна для произведения правильной тяги, нужной для притока свежего воздуха. Вы видите из этого, что дело устройства даже самого простого нагревания требует соображения множества разнообразных обстоятельств. Поэтому, при обсуждении технических вопросов, касающихся расхода топлива для нагревания, вам необходимо будет войти в подробности самого устройства снарядов и печей, в которых производится нагревание, если вы захотите сколько-нибудь экономически пользоваться топливом. А если не обсудите, не разочтете и не взвесите этих подробностей, - не только не будет экономии топлива, но даже не будет и возможности сделать расчеты производства. Без них получится дело слепое, сопряженное с неожиданностями и случайностями. Из того, что я лично знаю по отношению к устройству наших заводов, я вывел заключение, что у нас почти вовсе не обращается никакого внимания на сколько-нибудь достоверные предварительные расчеты производства не только в отношении расхода топлива, но и во многих других статьях затеваемых технических дел. Оттуда происходят часто неудачи. Обыкновенно еще разбирают закупку сырья, обсуждают сбыт и расход на заводский персонал.

О топливе же чаще судят просто по примеру других заводов. От них берут и образцы устройства печей, если можно - даже печников. В редких случаях много-много если хлопочут о том, чтобы получилась в печи желаемая температура, потому что это уже совершенно неизбежно для самой сущности хода завода; о том же, чтобы старались добиться экономии в количестве горючего материала правильным устройством топки, дымоходов и нагреваемых поверхностей, редко где приходится у нас слышать, хотя мы ныне уже вовсе не богаты топливом в большинстве мест действия заводов и у нас топливо уже имеет такую высокую ценность, какой нет в странах с большим развитием каменноугольной промышленности и заводских дел. Все расчеты, необходимые для устройства очагов и нагревательных приборов, найдете в готовом виде только для некоторых отдельных, очень больших производств, имеющих хорошую литературу, например для свеклосахарного производства и винокуренного, доменного и содового. Если же дело коснется большинства других заводов, то вам самому придется во множестве случаев делать соответственные соображения и расчеты. Без знакомства с теорией предмета и здесь не обойтись, если не решиться на риск или не довериться другому. Прежде всего рекомендую изучать какой-либо определенный случай. В дальнейшем изложении постараюсь дать примеры, по которым узнаете манеру расчета и увидите сущность теории лучше, чем изучая ее одну, но без нее все же не обойдетесь.

Для нее берите книги Пекле, Шинца и Феррини, чтобы изучить дело нагревания и устройства снарядов с достаточною полностью. Моя цель состоит только в том, чтобы разъяснить вам совершенную необходимость подобного изучения в том случае, когда в деле заводского предприятия топливо у вас будет играть видную роль. Конечно, если ваш завод будет расходовать, например, для сырья 30%, на ручную работу 20%, на материалы и снаряды укупорки и обработки 35%, на погашение капитала 10%, а на топливо всего каких-нибудь 5% от всей стоимости вашего товара, тогда, конечно, на топливо не стоит обращать большого внимания, потому что даже полное его уничтожение не отзовется чувствительным сокращением расходов. Но ведь есть такие производства, где расход топлива составляет столь большую долю затрат, что экономия в его расходе отразится на доходах весьма явно. Стеклянные гончарные, металлургические, многие химические роды производств именно таковы. Тогда на первый план и выступят вопросы, касающиеся экономии топлива, и тогда-то вам и будут полезны вышеназванные сочинения, где вы найдете и теорию и практику дела в стройном и полном изложении. Иногда один намек теории дела, один пример другого опыта будут вам достаточны для того, чтобы ввести коренные улучшения. Но, конечно, всего лучше, если овладеете такою совокупностью сведений, что будете в состоянии сами сделать расчет. От меня не ждите ничего, кроме указаний и намеков на то, что должно вам принять во внимание, обсуждая сущность заводских дел. Только в частных примерах я еще возвращусь к вопросу экономии топлива в подробном развитии. Но пойдем далее в разъяснении самых элементов вопроса. При нагревании, конечно, важно иметь в виду не только те непроизводительные затраты, которые должно по возможности сократить, но и полезные или необходимые затраты количества тепла, потребного для нагревания. Пусть вам нужно в течение суток нагреть некоторую массу, например столько-то пудов вещества, от данной до желаемой температуры.

Спрашивается, сколько же топлива нужно израсходовать для этого? Такие вопросы на каждом шагу в заводах. Прежде всего должно помнить, что всякие расчеты требуют определенной единицы и, как рубли в обычной бухгалтерии, эти единицы входят в счет дебета и кредита, расхода и прихода, которые должны быть равны. Решить задачу расчета - и значит составить равенство, обе части которого необходимо должны быть выражены числами, отвечающими одной и той же единице. Единицею для расчетов топлива и нагревания служат калории, или единицы теплоты. Количество топлива тоже должно быть отнесено к этим единицам, и когда мы перейдем к родам топлива, то узнаем, сколько калорий отвечает каждому топливу. Когда найдем число калорий, требуемых в данное время, тогда, при делении на число калорий, развиваемых топливом, и получим количество последнего. Теми же калориями надо измерять расход тепла полезный и бесполезный, которого избежать нельзя. Таков обычный путь. Мы его можем упростить, сосчитав - вместо того числа калорий, которое развивает топливо, сгорая вполне, и когда его продукты горения охлаждаются до температуры окружающего пространства, - лишь то количество калорий, которое то же топливо дает в действительности под паровым котлом в виде паров воды. При этом, следовательно, будут приняты уже во внимание все обыкновенно существующие потери тепла, происходящие от лучеиспускания стенок печи, от обычной неполноты горения и от теплоты выходящего дыма. По многочисленным и чрезвычайно тщательным определениям, сделанным Шерер-Кестнером и Менье, изучавшим каменные угли почти всех европейских стран, в том числе и России (с 1868 до 1873 г., в отчетах Парижской Академии наук), оказывается, что из 8-9 тыс. кал лучшие угли отдают воде в отлично устроенном паровике (с подогревателями) только от 4500 до 5900 кал, или в среднем - только около 60% тепла. Остальное теряется лучеиспусканием, в дыме и золе. В обычных условиях, когда нельзя следить столь тщательно за топкою и когда устройство нагревательного прибора менее совершенно, потери доходят до 50 и даже до 60%, как видно из работ над этим предметом в Пруссии, Саксонии и Ганновере.

Поэтому можно полагать, что расчет будет близок к действительности, если вместо всего числа калорий, развиваемых топливом, будем брать лишь половину, считая, что остальная разойдется без пользы и уйдет в дыме, т. е. поступит для работы дымовой трубы. А потому, если узнаем количество тепла, необходимое для цели нагревания, - найдем и количество топлива. А о том количестве тепла, которое необходимо для нагревания в данном случае, можно сделать суждение, зная произведение трех величин: теплоемкости нагреваемого тела, его весового количества и разности температур до и после нагрева. Две последние величины сами собою понятны. Чем больше масса нагреваемого вещества, тем больше пойдет единиц тепла и топлива. То же и по отношению к температуре. Чем на большее число градусов следует произвести нагревание, тем больше нужно тепла и топлива, при прочих равных условиях, конечно, например при той же теплоемкости, том же проценте лучеиспускания и проч. Эти величины в действительности меняются с переменой рабочей температуры, но не так много, как теплоемкость, при замене одного тела другим. Теплоемкостью тела называется количество тепла, нужное для нагревания единицы массы или веса данного тела на 1° Ц. Теплоемкость воды считается за единицу, потому что теплом, расходуемым для нагревания воды на 1°, измеряется количество тепла. Теплоемкость других тел обыкновенно меньше теплоемкости воды. Ртуть представляет, например, тело, имеющее только 1/30 долю теплоемкости воды, железо - 1/8. Если требуется, значит, нагреть массу воды до желаемой температуры, то надо в 30 раз более топлива, чем для нагревания такой же массы ртути. Теплоемкость нефти близка к половине теплоемкости воды. Теплоемкость воздуха не более четверти, песка, землистых и каменистых веществ - около 1/5. Теплоемкость водяного пара составляет только половину теплоемкости воды, взятой в жидком состоянии. Такова же почти теплоемкость льда. Теплоемкость стекла составляет около пятой [части] теплоемкости воды, как у многих каменистых веществ. Словом, для всякого нагреваемого тела имеются уже из прямых опытов найденные численные величины их коэффициента, называемого теплоем костью13. Числа найдете в любом руководстве физики, в любой справочной технической книге или в тех сочинениях, касающихся пользования теплотою, которые выше указаны.