|
Иллюстрация к статье на тему "Топки*". Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.
Топки* - или пространство, в котором так сожигается топливо (см. Горючие материалы), чтобы тепло, развивающееся при горении, сообщалось в желаемой мере тем твердым, жидким или газообразным предметам (или пространствам, ими наполненным), которые желательно нагреть выше, чем окружающее пространство, имеют чрезвычайно разнообразное устройство, смотря как по свойству топлива (см., напр., Отопление нефтяное; Генераторный газ и др.), так и по качеству нагреваемого предмета и по температуре, которую ему необходимо сообщить. Обыденные виды топок, или печи (см.), применяемые для нагревании жилищ и для приготовления пищи (кухонные очаги), требуют, например, нагревания до невысоких температур, а при плавке металлов (см., напр., Вагранки, Доменные печи и т. п.), особенно стали, необходим жар или возвышение температуры до очень высокой меры (см. Пирометрия). В печах всегда можно и должно отличать очаг (топливник или Топки* в тесном смысле), или место горения топлива, нередко служащий местом передачи тепла (плиты, горны и т. п.), поддувало, или отверстие для входа воздуха, трубу, или место выхода продуктов горения, и стенки, т. е. устройство самой печи. Нагреваемое тело помешается или прямо в смеси с самым топливом (напр., в доменных печах, вагранках и т. п.), или в особых сосудах (тиглях, котлах, муфелях и т. п.) среди горящего топлива и в пламени, им образуемом, или отчасти в пламени, отчасти в дыме (как при нагреве паровых котлов), или, наконец, очаг, дымоходы и стенки печи окружаются нагреваемым телом, напр., в паровиках с внутреннею топкою, в комнатных печах и т. п. Это разнообразится до бесконечности и определяется преимущественно свойствами нагреваемого тела и требуемою температурою. Поэтому описывая, в соответственных местах, разные виды и устройства печей, мы здесь будем касаться самого устройства печей или только в виде типических примеров, или в отношении к таким устройствам, которые прямо или косвенно ведут к экономии топлива. Костер, окруженный с трех сторон кирпичными или металлическими стенками и снабженный дымоотводной трубою, или камин, представляет столь плохой вид пользования почти одною лучистою теплотою горения топлива, что держится еще в практике для нагревания жилищ почти исключительно на основании давней привычки и легкой возможности прямо и просто погреться у огня. Всем известная "русская" печь, где через нижнюю половину очажного отверстия входит воздух, а через верхнюю часть того же отверстия выходит дым, представляет в отношении пользования топливом только ту выгоду, что стенки ее, нагреваемые пламенем, массивны и поглощают много тепла, которое этим путем сохраняется для нагревания жилища и приготовляемой пищи, но все же здесь, как и во всех печах, не допускающих управления притоком воздуха, неизбежный его избыток (происходящий от невозможности полного смешения с продуктами горения) сильно уменьшает полезное действие топлива. То же относится к обычным комнатным печам, действующим лишь периодически и обыкновенно также лишенным возможности хорошо регулировать приток воздуха, а потому действующим обыкновенно при большом его избытке (что всегда неэкономно). В нашем изложении мы коснемся исключительно фабрично-заводских печей, в которых можно управлять доступом воздуха и назначенных для разных случаев продолжительного (более или менее непрерывного) нагревания. Так как расход топлива в таких печах ложится на ценность производимых предметов и нередко образует (напр., при производстве пара, приготовлении стекла, чугуна и т. п.) значительную его долю (напр., при производстве чугуна от 40 до 60 % его заводской стоимости на месте добычи), и так как в большинстве случаев экономия топлива и достижение желаемых температур много зависят от отношения между количеством (в данное время) сгорающего топлива и притекающего к нему воздуха (при избытке его — получаются низкие температуры от увеличения массы дыма, которому передается тепло, а при недостатке воздуха в дыме будут содержаться недогоревшие газы, и топливо не даст всего тепла), то первоначально мы рассмотрим, какое количество воздуха необходимо для полного сожигании топлива, т. е. для превращения всего углерода, в нем содержащегося, в углекислый газ, СО 2, и всего водорода в воду, Н 2 О. Зная состав топлива, можно легко вычислить количество воздуха, необходимого для его полного сожигания, так как вес куб. меры воздуха [Вес воздуха. Заметив, что 1 куб. сажень = 9,713 куб. метрам или 9713 литрам и 1 куб. фут = 28,3, что пуд = 16380 граммам, а фунт (русский) = 409,5 г, мы делаем весь дальнейший расчет на куб. метр в граммах по той причине, что в метрических мерах выражаются все точные определения, относящиеся до воздуха. Лучшие опыты дают, что, в зависимости от напряжения тяжести (g в метрах), вес одного куб. метра сухого воздуха, лишенного углекислоты, при 0° и при нормальном давлении, равном 760 миллиметрам (ртутного барометрического столба при 0°), равен 131,84. g граммов. А так как g для Петербурга = 9,8188 м, и в России изменяется примерно от 9,80 до 9,82, то можно принять с точностью до 2/10 %, что куб. метр (= 1000 литров с точностью до 1/100 %) норм. воздуха в России весит 181,84. 9,81 или 1293,35 грамма. От содержания углекислого газа, объемное количество которого в свободном воздухе изменяется от 0,028 до 0,032 % (среднее 0,03 %), вес куб. метра норм. сухого воздуха возрастает (так как плотность (О 2, по воздуху, = 1,52) до Е0 = 1293 грамма. (± 2 г; более точный расчет требует знания g, но в заводской практике не может требоваться большей точности). Влажность воздуха, изменение его температуры (градусы Цельсия) и перемены барометрического давления изменяют этот вес в значительной мере, а именно, если упругость водяных паров означим h (миллиметров ртутного столба), если плотность (по воздуху) водяных паров примем = 0,63, если температуру воздуха означим t ° С, и если коэффициент его расширения на 1° С примем = 0,00367, а общее давление (высоту ртути в барометре при 0°) означим через H мм (при 0°), то в этих условиях вес куб. метра воздуха:
|