В книге рассмотрены физические явления и технические процессы в кирпичных и металлических дровяных печах бытового назначения. Описан механизм горения древесины, особенности горения дров в поленьях, характер горения газов гомогенными и гетерогенными пламенами, обсуждены причины образования дымов и способы их дожигания. Систематизированы особенности движения дымовых газов и теплообмена в полостях и каналах, обсуждены условия возбуждения тяги в дымовых печах, проанализированы топочные процессы, обсуждены конструктивные особенности топливников и конвективных систем применительно к вопросам проектирования, изготовления и эксплуатации. Книга является научно-популярным изданием общеметодического теоретического характера. Рекомендуется в качестве инженерно-технического пособия для проектировщиков бытовых печных устройств, для квалифицированных печников и технически подготовленных индивидуальных застройщиков.

Введение

1. Горение древесины
1.1. Химия процесса
1.1.1. Газификация и горение
1.1.2. Строение и свойства древесины
1.1.3. Химический состав древесины
1.1.4. Термическое разложение древесины
1.1.5. Газификация
1.1.6. Газогенерация
1.1.7. Дровяная печь как газогенератор
1.2. Воспламенение древесины
1.2.1. Температурный фактор
1.2.2. Размерный фактор
1.2.3. Треск воспламенившейся древесины
1.2.4. Распространение зоны воспламенения
1.3. Пламенное горение древесины
1.3.1. Горение перемешанных газов
1.3.2. Горение не перемешанных газов
1.3.3. Строение ламинарного диффузионного пламени
1.3.5. Дымление горящих дров
1.3.6. Оптическое излучение пламени
1.3.7. Особенности пламенного горения древесины
1.4. Тление древесины
1.5. Свойства воздуха как окислителя
1.6. Свойства дымовых газов

2. Движение газов
2.1. Понятие идеального газа
2.2. Гидравлическое приближение
2.3. Гидростатика
2.4. Гидродинамика невязкой жидкости
2.4.1. Уравнение Бернулли для невязкой жидкости
2.4.2. Истечение жидкости из отверстия
2.4.3. Свободное падение струи жидкости
2.4.4. Напор жидкости как аналогия печной тяги
2.4.5. Течение жидкости «рекой»
2.4.6. Перелив жидкости через незатопленную плотину
2.4.7. Понятие «разрыва напора»
2.4.8. Понятие точечного стока
2.4.9. Инерционные явления
2.4.10. Турбулентности, вихри, циклоны
2.5. Гидродинамика вязкой жидкости
2.5.1. Особенности движения вязкой жидкости
2.5.2. Число Рейнольдса
2.5.3. Уравнение Бернулли для вязкой жидкости
2.5.4. Гидрогазодинамические потери давления
2.5.5. Свободная затопленная струя вязкой жидкости
2.5.6. Стесненная затопленная струя вязкой жидкости

3. Движение горячих газов
3.1. Подъемная сила
3.2. Природа течений горячего газа
3.3. Гравитационная конвекция
3.4. Пространственный контур конвекции
3.5. Конвективные струи
3.6. Конвекция в частично ограниченном пространстве
3.6.1. Конвекция в вертикальных трубах
3.6.2. Конвекция в горизонтальных трубах
3.6.3. Конвекция в проточных полостях и в наклонных трубах
3.6.4. Конвекция в системах параллельных вертикальных труб
3.6.5. Транзитная конвекция в полостях
3.7. Неизотермичность горячих газов
3.7.1. Продольная и поперечная неизотермичность
3.7.2. Модель «вольного» движения
3.7.3. Модель обращенной тяги
3.7.4. Модель сообщающихся сосудов

4. Газодинамика конвективных систем
4.1. Гидравлические типы печных устройств
4.1.1. Емкостные схемы транспорта
4.1.2. Водоводные схемы транспорта
4.1.3. Водопроводные самонапорные схемы транспорта
4.1.4. Водопроводные насосные схемы транспорта
4.1.5. Комбинированные схемы транспорта
4.2. Тяга в водопроводной системе
4.3. Классификация печей по геометрии каналов внутри печи
4.4. Анализ конвективных систем с помощью эпюр давления
4.4.1. Эпюра давлений при отсутствии протока газов
4.4.2. Эпюра давлений при наличии протока газов
4.4.3. Эпюра давления в допустимом «коридоре» значений
4.4.4. Эпюра давления в многооборотной печи
4.4.5. Эпюра давления в двухярусной печи
4.5. Особенности течений в полостях и каналах
4.5.1. Разграничение понятий полостей и каналов
4.5.2. Виды встречных течений
4.5.3. Течения остывающих газов в каналах
4.5.4. Течения остывающих газов в полостях

5. Топочные устройства печей
5.1. Конструктивные типы топливников
5.2. Режимы горения дров
5.3. Системы подачи воздух
5.3.1. Поступление воздуха в костер
5.3.2. Поступление воздуха в топливник
5.3.3. Подача вторичного воздуха
5.4. Вывод дымовых газов
5.5. Лучистый нагрев дров
5.6. Переменные факторы огневого процесса
5.7. Дрова как топливо и как горючее
5.8. Модель микротопок
5.8.1. Горение в микротопках
5.8.2. Форма пламен в микротопках
5.8.3. Обугливание поленьев в микротопках
5.8.4. Тепловая нагрузка на древесину
5.8.5. Свойства обугленного слоя
5.8.6. Влияние влажности древесины
5.8.7. Пульсации горения дров
5.8.8. Горение углей на решетке
5.8.9. Пепел на углях
5.9. Сжигание летучих над дровами
5.9.1. Сжигание газообразных летучих
5.9.1.1. Сжигание свободным пламенем
5.9.1.2. Дожигание пламен стеснением в отверстии
5.9.1.3. Дожигание пламен в ансамбле стесняющих отверстий
5.9.1.4. Дожигание пламен «смешением» с воздухом
5.9.1.5. Дожигание пламен ускорением потока
5.9.1.6. Дожигание пламен закруткой
5.9.1.7. Дожигание пламен под раскаленными сводами
5.9.1.8. Выделенные камеры дожигания
5.9.2. Дожигание жидкокапельных летучих
5.9.2.1. Дожигание белого дыма у поверхности древесины
5.9.2.2. Дожигание белого дыма в объеме топливника
5.9.3. Ракетные печи
5.9.4. Печи газификации
5.9.5. Каталитическое окисление горючих газов
5.10. Эмиссия печей
5.11. Пламена воздуха в горючем газе
5.12. Газифицирующие решетки

6. Дымовые трубы
6.1. Конструктивные типы дымовых труб
6.2. Бестяговые трубы
6.3. Тяговые трубы
6.4. Дымовая труба как дымоотвод
6.5. Принцип горячего трубного стояка
6.6. Возбуждение тяги
6.6.1. Первичное образование тяги при розжиге печи
6.6.2. Влияние высоты расположения хайла
6.6.3. Поддержание тяги при горении печи
6.7. Технологическое ограничение трубной тяги
6.8. Осадки в дымовых трубах

7. Теплофизика печных устройств
7.1. Механизмы первичного выделения тепла
7.2. Лучистая теплопередача
7.3. Кондуктивная теплопередача
7.4. Конвективная теплопередача
7.4.1. Теплопередача при естественной конвекции
7.4.2. Теплопередача при принудительной конвекции
7.5. Стационарная теплопередача
7.6. Теплоаккумуляция
7.7. Нестационарная теплопередача
7.8. Теплообмен в зернистом слое
7.9. Преобразование тепловых потоков
7.10. Коэффициент полезного действия
7.11. Термическое разрушение кирпичных печей
7.11.1. Огнеупорность и термостойкость
7.11.2. Строение песка и глины
7.11.3. Термические расширения керамических материалов
7.11.4. Терморазрушение керамических изделий
7.11.5. Терморазрушение монолитных конструкций
7.11.6. Терморазрушение сборных конструкций
7.11.7. Термокомпенсирующие зазоры
7.12. Термическое разрушение металлических печей
Литература
Оглавление