Котлы с закрытой камерой сгорания: Газовые котлы открытого и закрытого типа: отличия и особенности

Газовые котлы открытого и закрытого типа: отличия и особенности

Выбор отопительного оборудования для жилого и промышленного помещения чаще всего останавливается на газовом котле. Это обусловлено их экономичностью и высокой эффективностью по сравнению с другими агрегатами. Газовые котлы открытого и закрытого типа, отличия которых будут рассмотрены ниже, выбираются в зависимости от типа помещения, наличия принудительной вентиляции и других важных факторов.

Котел с открытой камерой сгорания

Газовый котел с открытой камерой представляет собой довольно простое устройство. Конструктивно он состоит из следующих элементов:

• горелки, нагревающей змеевик;
• змеевика, по тонким трубкам которого протекает теплоноситель;
• каналы для сбора воздуха с улицы;
• дымохода для отвода продуктов сгорания.

Некоторые модели могут укомплектовываться циркуляционным насосом, датчиками, программаторам и клапанами.

Горелка расположена под змеевиком.

Нагретая вода под действием насоса подается к трубам отопления. Если насос в конструкции не предусмотрен, теплоноситель проходит по системе своим путем. При этом скорость обогрева снижается, но повышается экономичность расхода топлива.

Наличие автоматики позволяет контролировать работу котла. Он отключается, достигнув определенно температуры или тогда, когда газ перестает подаваться.

Атмосферные котлы по своей функциональности напоминают газовые горелки. Их работа осуществляется только при наличии естественной тяги.Поступление кислорода выполняется из помещения, а продукты сгорания выводятся через дымоход наружу. В случае недостаточной тяги будет чувствоваться недостаток воздуха, а также есть риск отравления гарью, которая попадет в помещение. Из преимуществ открытого газового котла можно выделить:

• модели с чугунным змеевиком очень мощные и прослужат достаточно долго;
• нет зависимости от электричества;
• надежность работы доказана не одним десятком лет;
• бесшумность работы;
• не требует частого технического обслуживания;
• цена в разы ниже, чем на газовый котел с закрытой камерой.

Отличия газовых котлов с открытой и закрытой камерой сгорания

Нельзя не сказать и о минусах атмосферных котлов, тем более что для многих они могут оказаться решающими в выборе отопительного оборудования:

• большие габариты котлов предполагают наличия отдельного, специально оборудованного помещения для монтажа;
• без хорошей вентиляции установка котлов с открытой камерой невозможна;
• расход газа не такой экономичный, чем при работе других устройств;
• котлу необходим дымоход высотой от 6 метров, соответствующий необходимым требованиям газовых служб.

Главный недостаток открытого котла в том, что его невозможно установить в квартире. Он рассчитан только для частных домов и предприятий, с отдельно выделенной для них комнатой.

Котел с закрытой камерой сгорания

Котлы закрытого типа являются альтернативой для квартир и помещений без вентиляции. Это довольно компактные устройства, которые состоят из следующих элементов:

• корпуса с панелью управления;
• газовой горелки;
• теплообменника;
• насоса;
• датчика и регулятора температуры;
• расширительного бачка;
• системы безопасности;
• принудительного отвода для продуктов сгорания.

В зависимости от числа контуров котел может быть доукомплектован дополнительным змеевиком, запорной арматурой и вентилятором.

Работа устройств закрытого типа происходит благодаря принудительной тяги в зону горения.  Нагнетание его выполняется специальным вентилятором. Воздух поступает с улицы, что исключает необходимость оборудовать дополнительную вентиляцию и дымоход. Дым убирается из котла с помощью коаксиальных труб, которые выходят на улицу через отверстие в стене.

Котел с закрытой камерой сгорания

Коаксиальный дымоход более простой в установке, нежели обычный. Представляет собой конструкцию «труба в трубе». Прокладывают его через стену и выводят наружу. Подобная конструкция котла предусматривает циркуляцию воздуха в двух направлениях: через верх воздух поступает в котел, а через внутреннюю горизонтальную трубу выводится из помещения. Разница между традиционным дымоходом и коаксиальным большая. Основные преимущества последнего в следующем:

• абсолютно безопасный. Отработанные газы проходят по трубке, которая непрерывно охлаждается со всех сторон холодным воздухом;
• экологическая безопасность. Способствует более эффективному сгоранию топлива и повышает коэффициент полезного действия всей системы отопления;
• полная изоляция системы от пользователя. Отработанные газы, как и сам воздух, никак не контактируют с жилым помещением.

Сами газовые котлы закрытого типа выгодно отличаются от открытой конструкций:

• не требуют отдельного помещения для установки и обустройства вертикального дымохода;
• компактные размеры позволяют разместить их в ванной комнате, санузле или на кухне;
• ненужно постоянно проветривать помещение, тем самым, выпуская на улицу теплый воздух;
• есть выбор между настенными и напольными моделями, дизайн которых отлично впишется в любой интерьер;
• можно задавать необходимые параметры температуры;
• не растрачиваются ресурсы, все топливо выгорает до конца;
• работа выполняется от электричества и не зависит от наличия кислорода.

К недостаткам закрытых котлов относят:

• высокая стоимость по сравнению с открытыми отопительными устройствами;
• необходимос проводить периодическое техническое обслуживание, смазывать лопасти вентилятора, проверять турбину;
• для исключения перемерзания области горения необходимо укомплектовать систему автоматическими задвижками и контроллером температуры;
• работа турбины создает шумность, увеличивающуюся с износом втулок и загрязнения лопастей вентилятора;

Высокая стоимость является недостатком газовых котлов с закрытой камерой сгорания

Отдавать предпочтение закрытому устройству или нет, каждый решает сам для себя, ведь при значительной экономии топлива увеличиваются расходы на электричество, необходимое для функционирования котла.

Отличия и критерии выбора котлов

Рассмотрев все характеристики открытых и закрытых камер сгорания газового котла можно понять, в чем их различия и подобрать подходящее оборудование. В настоящее время все больше отдают предпочтение агрегатам закрытого типа, отодвигая открытые котлы на второй план. Но если бюджет ограничен, можно подобрать открытый напольный котел в хорошем соотношении цена-качество. Также его рекомендуется выбрать для тех домов, в которых происходят постоянные перебои с электричеством или оно не стабильно.

Закрытые котлы выигрывают в том, что даже в небольшое помещение можно втиснуть отопительное устройство, при этом, не теряя полезной площади.

Если отапливаемое строение не превышает 300 кв. метров и в нем нет проблем с электричеством, отдают предпочтение настенным моделям. В остальных случаях лучше рассматривать напольные модели и дополнительные варианты отопления.

Двухконтурные котлы с закрытой камерой сгорания станут «палочкой-выручалочкой» для квартир в многоэтажке, где отсутствует круглогодичная поставка горячей воды. Однако такие устройства имеют существенный недостаток. В момент обогрева воды, срабатывают клапаны, и прекращается подача теплоносителя в батареи. Если часто пользоваться горячей водой, то есть риск полного остывания радиаторов, что скажется на теплоте в помещении.

Если у вас остались сомнения по поводу выбора газового котла открытого и закрытого типа проконсультируйтесь с специалистом. Он поможет подобрать отопительное устройство, исходя из индивидуальных особенностей вашего жилища.

Что такое настенный газовый котел с закрытой камерой сгорания

Свою популярность, одноконтурные и двухконтурные настенные газовые котлы с закрытой камерой сгорания, приобрели благодаря низким требованиям, связанным с установкой. Согласно СНиП, монтаж котельного оборудования данного типа, допускается в многоквартирных домах, при условии соблюдения остальных рекомендаций и норм.

Принцип работы навесных котлов с камерой сгорания закрытого типа

Преимущество котлов закрытого типа заключается в том, что, при работе используется воздух, забираемый не из котельной, а напрямую с улицы. Отличие внутренней конструкции состоит в том, как устроено горелочное устройство и работает система дымоотведения.

Котлы с закрытой камерой сгорания, оснащены двухступенчатой или модулируемой горелкой, что позволяет полностью контролировать процесс сжигания газа, подбирать оптимальное соотношение газовоздушной смеси. Максимальная тепловая мощность у бытового котельного оборудования с закрытой горелкой, 50 кВт.

Как устроена горелка закрытого типа

Горелочное устройство закрытого типа, отличается от атмосферных/конвекционных устройств, принципом работы и конструкцией. Горелка имеет следующие особенности:

• Принцип работы – котлы с закрытой камерой оснащаются двухступенчатыми, плавнодвухступенчатыми или модуляционными горелками. Горелочное устройство работает в постоянном режиме. Необходимость в пилотной горелке (запальнике), отсутствует. Модуляционные устройства изменяют мощность от 10 до 100%, в зависимости от фактической потребности в тепловой энергии.
• Корпус – горелка располагается в герметичном металлическом корпусе. Выполняется принудительная подача воздуха в камеру сгорания. Газовоздушная смесь готовится в условиях предварительного или частично предварительного смешения.
• Подача воздуха – необходимое количество воздушных масс, поступает в камеру сгорания посредством турбины. По этой причине, котел сильно шумит при работе. Установленный вентилятор, работает с разной интенсивностью вращения лопастей. Подключенная к автоматике котла турбина, изменяет скорость, в зависимости от рабочих параметров системы отопления, одновременно с модуляцией горелки.
• ГВС – настенный двухконтурный газовый котел, с закрытой камерой сгорания, работающий на нагрев ГВС и отопление, регулирует температуру подогрева каждого типа теплоносителя. Модуляционная горелка автоматически меняет мощность, позволяя поддерживать одинаковую температуру горячей воды на выходе, независимо от количества водоразборных точек.

Использование во внутреннем устройстве котла горелки закрытого типа, увеличивает экономичность на 30-45%, в зависимости от типа котельного оборудования.

Как организуется отвод дыма из закрытых горелок

Забор воздуха с улицы происходит за счет нагнетания давления турбиной. Подобный принцип, используется и для отвода продуктов сгорания. На выходе из котла, установлен дымовой канал, внутри которого располагается вентилятор, работающий в паре с турбиной, подающей воздух.

Система дымоудаления подключается к коаксиальному дымоходу, представляющего конструкцию типа «труба в трубе». По внутренней полости, происходит отвод разогретых продуктов сгорания. По внешней, осуществляется забор воздуха.

Устройство коаксиального дымохода увеличивает экон

Газовый котел с закрытой камерой сгорания: настенный и напольный

Современная промышленность предлагает на выбор покупателей широкий ассортимент моделей отопительных котлов, использующих для работы

газ.

Каждый агрегат характеризуется определенным перечнем технических характеристик и параметров эксплуатации.

Газовый котёл с закрытой камерой сгорания

Одним из основных элементов газовых котлов является камера сгорания. В зависимости от ее конструкции выделяют два типа оборудования: котлы с открытой и с закрытой камерой сгорания.

Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, следует разобраться в особенностях устройства обоих видов котлов, отличиях в работе разных видов камер.

В камерах происходит сгорание топлива. Образованное в результате процесса горения тепло передается к теплоносителю отопительной системы

посредством теплообменника.

Для активного протекания процесса требуется кислород. В зависимости от метода поступления кислорода, камеры подразделяют на открытые и закрытые.

Механизм работы камеры открытого типа предусматривает наличие прямого контакта с отапливаемым помещением. При монтаже котла такого типа необходимо учесть особенности планировки комнаты: в ней должны быть форточки, хорошо отлаженная вентиляция.

Закрытые камеры не контактируют с отапливаемым пространством. Необходимый для горения кислород поступает вместе с воздухом улицы естественным путем или нагнетается при помощи вентиляторов.

В отличие от аппаратов с открытой камерой, котлы этого типа не нуждаются в монтаже громоздкого дымохода.

Достаточно установить коаксиальный дымоход. Его конструкция “труба в трубе” предназначена для обеспечения достаточного притока воздуха и безопасного сгорания топлива.

Удаление продуктов горения осуществляется через специальное отверстие в дымоходе. Удаление происходит принудительно: применяют дымосос (особый вентилятор).

Такое строение дымохода является гарантией безопасной эксплуатации и обеспечивает длительный срок службы без ремонта.

Плюсы и минусы

Оборудование демонстрирует высокий уровень надежности, безопасности, оно комфортно в эксплуатации. Покупатели отмечают эти и другие явные преимущества , обеспечивающие популярность котлов с закрытой камерой сгорания:

1. Оборудование компактно и может быть размещено прямо на кухне. Для его размещения не потребуется подсобное помещение.
2. Простота монтажа является существенным отличием от оборудования открытого типа, которое требует, чтобы помещение обладало определенным метражом и в нем была естественная вытяжка.
3. В комнате с таким агрегатом не требуется устанавливать дополнительный вентилятор, осуществлять проветривание помещения.
4. Коаксиальный дымоход устанавливается под наклоном, что активизирует тягу. Стоимость его установки ниже, чем цена установки вертикального дымохода. Это более экономичное решение.
5. Закрытая модель более безопасна, так как отвод газов и забор воздуха вынесены за пределы помещения. Кроме этого, коаксиальный дымоход намного безопаснее обычного: в нем продукты горения выводятся по внутренней трубе и остывают в процессе движения, так как по внешней трубе осуществляется поступление холодного воздуха
6. Более высокий показатель КПД.
7. Это оборудование экологично, так как происходит эффективное сжигание топлива.
8. Удешевление эксплуатации из-за улучшенного сгорания топлива.
9. При соблюдении правил использования обеспечена стабильная работа котла.

Наряду с многочисленными плюсами, при выборе, следует помнить и о минусах устройств этого типа:

1. Высокий уровень шума, который производит вентилятор, являющийся частью конструкции.
2. Для работы требуется наличие электрического питания.
3. Высокий уровень потребления электроэнергии, так как система принудительной доставки воздуха потребляет энергию непрерывно.

Газовый котел настенный с закрытой камерой сгорания

Для отопления частных домов, для обеспечения жилья горячей водой подходят настенные газовые котлы, которые крепятся на стену.

Благодаря компактным размерам они становятся отличным решением для организации поквартирной отопительной системы. Производители учитывают, что устройства будут постоянно находиться на виду и создают изделия с изысканным дизайном.

Для успешного функционирования данного вида оборудования не требуется отдельного дымохода, коаксиальный дымоход может быть встроен в наружную стену и подключен к коллективному дымоходу.

Важно, чтобы монтаж производили профессионалы, так как все работы должны быть выполнены с соблюдением технологий.

Современные котлы снабжены автоматикой, облегчающий управление. Автоматика контролирует наличие пламени, тяги, уровень нагрева.

В устройство котла может быть встроен блок зажигания, который обеспечивает отключение оборудования при отсутствии подачи газа.

В том же время оборудование способно сохранять работоспособность при широком диапазоне давления газового топлива, что особенно актуально в российских условиях, когда обычной является проблема перебоев подачи магистрального газа.

Пользователь может задавать уровень предпочтительной температуры, до которой должен нагреваться воздух в помещении. Часть производителей снабжает котлы защитой от образования накипи.

Напольный газовый котел с закрытой камерой сгорания

Оборудование обладает большими размерами и весом, если сравнивать с настенными вариантами. Из-за этого оно требует больше места для установки. Также дополнительные площади потребуются для размещения обвязки. Подробнее о напольных котлах читайте здесь.

Несмотря на обширные эксплуатационные возможности настенных котлов, многие хозяева предпочитают приобретать напольные модели.

Они обладают значительно более высокими показателями мощности, позволяют с легкостью отапливать значительные площади. К примеру, если вы являетесь владельцем двухэтажного коттеджа, то правильнее будет остановить выбор именно на напольном виде, заранее рассчитав и подобрав вариант, подходящий по мощности. Это свойство особенно востребовано в условиях зимних холодов.

Изделия надежны и долговечны, просты в эксплуатации и экономичны. А чтобы не страдать из-за отключения электричества, рекомендуется установить генератор.

При выборе напольной модели обратите внимание на следующие показатели:

1. Мощность. Важно учесть габариты обогреваемого помещения и подобрать соответствующую мощность. Не следует приобретать агрегат с повышенной мощностью и переплачивать за невостребованные ресурсы.
2. Расход топлива. Дополнительные функции котла помогут сэкономить на топливе. К примеру, электронный розжиг поможет снизить объем потребляемого газа.
3. Автоматическое управление. Заранее определите какие функции вам необходимы, а от чего вы можете отказаться. Качественная автоматика способна снизить количество поломок.

На видео ниже Вы можете увидеть демонстрацию возможностей котла с закрытой камерой сгорания марки Buderus:

Котлы с закрытой камерой сгорания являются функциональными и производительными устройствами. На рынке представлено множество моделей, выбор подходящей определяют приоритеты покупателя. Эта техника очень удобна для ежедневной эксплуатации, позволяет избавиться от ряда проблем, связанных с организацией отопления.

Камера сгорания — Википедия

Камера сгорания — это часть двигателя внутреннего сгорания ( ICE ) или реактивного двигателя, в которой сжигается смесь топлива и воздуха.

Двигатель внутреннего сгорания [править]

Схема реактивного двигателя с изображением камеры сгорания.

ДВС обычно включают поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением, роторные двигатели, газовые турбины и реактивные турбины.

В процессе сгорания увеличивается внутренняя энергия газа, что приводит к увеличению температуры, давления или объема в зависимости от конфигурации.В кожухе, например в цилиндре поршневого двигателя, объем регулируется, и сгорание создает повышение давления. В системе с непрерывным потоком, например в камере сгорания реактивного двигателя, давление регулируется, и сгорание приводит к увеличению объема. Это увеличение давления или объема можно использовать для выполнения работы, например, для перемещения поршня на коленчатом валу или диска турбины в газовой турбине. Если скорость газа изменяется, создается тяга, например, в сопле ракетного двигателя.

Бензиновый (бензиновый) двигатель [править]

Двигатель с боковым клапаном, показывающий камеру сгорания

В верхней мертвой точке поршни бензинового двигателя находятся на одном уровне (или почти на одном уровне) с верхней частью блока цилиндров. Камера сгорания может быть выемкой либо в головке блока цилиндров, либо в верхней части поршня. Конструкция с камерой сгорания в поршне называется головкой Heron, в которой головка обработана плоской, но поршни вогнутые. Голова Heron оказалась даже более термодинамически эффективной, чем головка полусферической формы. ^{[ цитата необходима ]} Впускные клапаны допускают приток топливовоздушной смеси; а выпускные клапаны позволяют удалять дымовые газы.

Типы головок

Используются камеры сгорания различных форм, такие как: L-образная (или плоская) головка для двигателей с боковым клапаном; «ванна», «полусферический» и «клин» для верхнеклапанных двигателей; и «односкатная крыша» для двигателей с 3, 4 или 5 клапанами на цилиндр. Форма камеры оказывает заметное влияние на выходную мощность, эффективность и выбросы; Задача разработчика состоит в том, чтобы сжечь всю смесь как можно полнее, избегая при этом чрезмерных температур (которые создают NOx).Это ^{[требуется уточнение ]} лучше всего достигается с помощью компактной, а не удлиненной камеры. ^{[ необходима ссылка ]}

Swirl & Squish

Впускной клапан / порт обычно размещают таким образом, чтобы смесь имела ярко выраженный «вихревой» рисунок (термин «вихревой» предпочтительнее «турбулентности», что подразумевает движение без ярко выраженного рисунка) над подъемом поршневой, улучшающий перемешивание и сгорание. Форма верхней части поршня также влияет на величину завихрения.Другой конструктивной особенностью, способствующей турбулентности для хорошего смешивания топлива и воздуха, является «сжатие», когда смесь топлива и воздуха «сдавливается» под высоким давлением поднимающимся поршнем. ^{[1] [2]} Там, где завихрение особенно важно, могут быть предпочтительны камеры сгорания в поршне.

Фронт пламени

Воспламенение обычно происходит примерно на 15 градусов перед верхней мертвой точкой. Свечу зажигания необходимо установить так, чтобы фронт пламени мог распространяться по камере сгорания.Хорошая конструкция должна избегать узких щелей, в которых застойный «конечный газ» может попасть в ловушку, поскольку этот газ может сильно взорваться после основного заряда, добавляя мало полезной работы и потенциально повреждая двигатель. ^{[ необходима ссылка ]}

Дизельный двигатель [править]

Дизельный поршень для дизельного двигателя Дизельные двигатели

делятся на два широких класса:

• Прямой впрыск, камера сгорания состоит из выпуклого поршня
• Непрямой впрыск, где камера сгорания находится в головке блока цилиндров

Двигатели с прямым впрыском обычно обеспечивают лучшую экономию топлива, но двигатели с непрямым впрыском могут использовать топливо более низкого качества.

Гарри Рикардо был выдающимся разработчиком камер сгорания для дизельных двигателей, самым известным из которых является ^{[примечание 1]} — комета Рикардо.

Газовая турбина [править]

Камера сгорания в газовых турбинах и реактивных двигателях (включая ПВРД и ГПВРД) называется камерой сгорания.

В камеру сгорания подается воздух под высоким давлением системой сжатия, добавляется топливо и смесь сжигается, а горячие выхлопные газы высокого давления направляются в компоненты турбины двигателя или через выхлопное сопло.

Существуют различные типы камер сгорания, в основном:

• Тип корпуса: Камеры сгорания с банками представляют собой автономные цилиндрические камеры сгорания. Каждая «канистра» имеет свою топливную форсунку, гильзу, соединители, кожух. Каждая «может» получить источник воздуха через индивидуальное отверстие.
• Канальный тип: Как и камера сгорания баночного типа, кольцевые камеры сгорания с банками имеют отдельные зоны сгорания, содержащиеся в отдельных вкладышах с собственными топливными форсунками. В отличие от камеры сгорания, все зоны сгорания имеют общий воздушный кожух.
• Кольцевой тип: кольцевые камеры сгорания избавляются от отдельных зон горения и просто имеют сплошную футеровку и кожух в кольце (кольцевом пространстве).

Ракетный двигатель [править]

Этот раздел требует расширения . Вы можете помочь добавив в него. (март 2014 г.)

Паровой двигатель [править]

Термин камера сгорания также используется для обозначения дополнительного пространства между топкой и котлом в паровозе. ^{[ необходима ссылка ]} Это пространство используется для дальнейшего сжигания топлива, обеспечивая большее количество тепла для котла.

В больших паровозах обычно есть камера сгорания в котле, что позволяет использовать более короткие дымовые трубы. Это потому что:

• Длинные дымовые трубы имеют теоретическое преимущество, так как обеспечивают большую поверхность нагрева, но, превышая определенную длину, отдача от них уменьшается.
• Очень длинные дымовые трубы могут провисать посередине. Серия Comet была наиболее известна в последующие годы. В то время Рикардо прославился своей более ранней турбулентной головкой, которая использовалась в бензиновых двигателях с боковыми клапанами.

Обучение инженерных специальностей — Часть 2

22 КОТЛЫ ПРОСТОЙ КОТЛ Принцип -Котел представляет собой закрытый сосуд, в котором пар вырабатывается из воды за счет применения тепла. Простой котел похож на бочку, состоящую из стальной цилиндрической оболочки, концы которой закрыты плоскими стальными головками. Его частично наполняют водой, затем запечатывают, после чего под ним разжигают огонь. Огонь и горячие газы поднимаются вокруг нижней части корпуса, тепло отводится через сталь в воду. Это сначала нагревает воду на дне бойлера. Поскольку горячая вода легче холодной, она поднимается вверх, а более холодная вода в верхней части, будучи тяжелее, опускается вниз, чтобы заменить ее и, в свою очередь, нагревается.Это конвекционные токи, и этот процесс известен как циркуляция, которая продолжается постоянно, пока котел работает. В зависимости от конструкции циркуляция в одних котлах хорошая, в других — плохая. Это важно, как будет указано ниже. Вода постепенно достигает температуры, при которой выделяется пар, который накапливается в пространстве над водой, известном как паровое пространство. По мере накопления пара создается давление, которое может создать очень опасный ПРОСТОЙ КОТЛ И ПРОСТОЙ КОТЛ FIRETUBE состояние с простым бойлером.Когда давление оказывается во всех направлениях, плоские головки будут выпирать наружу, потому что плоская поверхность не может поддерживать себя. Котел будет удерживать очень низкое давление и будет бесполезен. Первое, что нужно сделать с этим котлом, — это закрепить плоские головки, чтобы они не выталкивались давлением. Это достигается путем размещения тяжелых стальных стержней, называемых стержнями, от головы к голове, как показано на следующем изображении простого котла, таким образом связывая головки вместе. Котел теперь может безопасно выдерживать большее давление, но это все равно будет неудовлетворительным бойлер из-за небольшой площади обогрева. Усовершенствовано, чтобы позволить большей площади поверхности котла вступать в контакт с горячими газами огня, сделав некоторые из стержней полых и направляя горячие газы через них после прохождения по дну кожуха. Окружающая их вода нагревается. Эти полые стержни называются трубками, а когда огонь проходит через них, они называются пожарными трубами, отсюда и название — дымовой котел.Все трубки расположены ниже уровня воды, поэтому они защищены от тепла. КОТЛЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОРСКОЙ КОТЕЛ SCOTCH Единственный тип пожаротушения, используемый на борту океанских судов, — это Scotch marine. Это знаменитый котел, первый из которых был установлен на корабле примерно в 1862 году и примерно до 1900 года был практически единственным типом котла, который можно было найти на борту торговых или военно-морских судов. В то время начали использоваться водотрубные котлы, но в течение ряда лет Scotch marine все еще оставался доминирующим котлом.С появлением современных электростанций высокого давления водотрубный котел стал необходимостью. Однако все еще существует значительное количество старых американских судов с шотландскими котлами. Кожухи и головки — На виде сбоку в разрезе шотландского котла можно увидеть, что котел имеет цилиндрическую стальную оболочку и плоские головки, такие же, как и у простого дымогарного котла. Точно так же верхняя часть головок крепится анкерами. Однако дальнейшее исследование показывает, что к простому котлу кое-что добавили. Печи — Топливо в котле Scotch сжигается в цилиндрической стальной печи, расположенной 23 МОРСКОЙ КОТЕЛ SCOTCH, ВИД БОКОВОЙ внутри водяного пространства котла. Топка прикреплена заклепками к передней головке и гофрирована для прочности, чтобы противостоять сокрушающему эффекту давления котла в воде, которая его окружает.Количество печей зависит от размера котла, обычно их три или четыре. Камера сгорания — Печь открывается в камеру сгорания, которая представляет собой просто прямоугольную стальную коробку, стоящую на конце и окруженную водой. В камере сгорания несгоревшие газы, выделяемые горящим топливом в топке, смешиваются с воздухом и сгорают. Плоские стороны и верх камеры сгорания должны поддерживаться так же, как и плоские головки котла, иначе они будут выпирать внутрь под давлением окружающего котла.Маленькие шпильки, называемые шпильками, используются для задних и боковых листов, а иногда и для дна. Они ввинчиваются в листы и в некоторых случаях имеют гайки на внешних концах. От заднего листа камеры сгорания они проходят через воду к задней крышке котла. Таким образом, нижняя часть задней головки также поддерживается от выталкивания наружу. От боковых листов анкерные болты проходят через воду к кожуху котла или к боковому листу соседней камеры сгорания.Днища камер сгорания обычно изогнуты, чтобы сделать их самонесущими, и в этом случае анкерные болты не нужны, как показано. Передняя часть или трубная решетка поддерживается пожарными трубами, которые проходят через водяное пространство котла к передней головке. Верхний лист или крыша называется коронным листом и поддерживается кронштейнами и коронными болтами. Штанга кроны действует как пролет моста, за который болты кронштейна удерживают лист кроны. Верхняя пластина является самой высокой поверхностью нагрева в котле этого типа, и уровень воды должен постоянно находиться над ней, иначе она может перегреться. 24 Обычной практикой является наличие отдельной камеры сгорания для каждой печи, хотя шотландские котлы были построены с открытием всех топок в одну большую общую камеру сгорания. Существуют также двухсторонние шотландские котлы, в которых отдельные топки с каждого конца котла входят в одну камеру сгорания. Трубы — Трубы изготовлены из цельнотянутой стали, популярным размером является внешний диаметр 3 1/4 дюйма, которым измеряются все трубы котла. Когда трубы установлены, они проталкиваются через отверстия в передней головке, которые немного больше, чем снаружи труб, и обратно через водное пространство и через соответствующие отверстия для труб в трубной решетке камеры сгорания. Трубки плотно вставляются в отверстия, скручивая их с каждой стороны изнутри с помощью расширителя трубки, который работает по принципу клина. Это прижимает трубку наружу к внутренней части отверстия. При правильном расширении соединение не протечет, если трубка не будет перегрета, не будет нарушена из-за неправильного прогрева котла или станет тонкой с возрастом и износом.После того, как трубы расширены, выступающие концы загибают наружу и назад к трубной решетке. Это называется бисероплетением и делается для защиты концов от ожога из-за высокой температуры огня. Отбортовка также предотвращает вытягивание трубок из отверстий в случае их расшатывания. Поскольку количество труб в бойлере велико, они обеспечивают наибольшую площадь нагрева. Staytubes -Небольшая часть трубок, разбросанных по пожарным трубам, является трубками-фиксаторами.Это более тяжелые трубы, и они ввинчиваются в трубные решетки для дополнительной поддержки плоских трубных решеток и головок. Эксплуатация -Масляная горелка и воздушные регистры расположены в передней части печи. Масло распыляется в топку, смешивается с воздухом и горит. В процессе работы часть тепла горящего топлива проходит через стенки топки в воду. Остальная часть уносится за счет тяги в камеру сгорания, где большая ее часть проходит через боковые стенки в окружающую воду.Затем газы, все еще имеющие высокую температуру, проходят в трубы, где большая часть тепла попадает в воду. Газы, все еще содержащие некоторое количество тепла, выходят из передних концов трубок и вверх через дымовую коробку, приемник и штабель, из которого они теряются за борт. Циркуляция — Циркуляция в шотландском котле плохая, что требует осторожности при холодном запуске. Стрелки, указывающие вверх на рисунке на странице 25, указывают на подъем воды, нагреваемой вокруг печей, камеры сгорания и труб.Как можно видеть, это оставляет очень мало места для холодной воды наверху, чтобы стекать вниз. Это столкновение токов замедляет кровообращение. При розжиге холодного шотландского котла вода под топкой имеет тенденцию оставаться там и оставаться холодной. Если это не предотвратить, вода в верхней части бойлера будет кипеть, а нижняя часть останется холодной. Это условие вызывает нагрузку на котел, вызывая утечки в стыках. Чтобы этого не произошло, в одной печи разжигают небольшой костер.Через десять-пятнадцать минут ее выключают, разжигают огонь в другой печи и так далее. Такое смещение огня приводит к равномерному нагреву всего котла и запускает циркуляцию воды. Опасный уровень воды — Когда уровень воды падает из поля зрения в стекле водомера, невозможно узнать, где находится уровень воды в бойлере. Никогда не предполагайте, что из-за того, что уровень воды был в поле зрения за несколько секунд до этого, он не мог упасть в котле настолько, чтобы открыть верхний лист. Никогда не пытайтесь вернуть уровень воды в поле зрения, широко открывая обратный клапан подачи, позволяя воде хлынуть в бойлер. Если верхний лист перегрет, входящая вода может вызвать его растрескивание или выход из строя, что приведет к разрушительному взрыву котла. Всегда выключайте масляные горелки сразу после обнаружения низкого уровня воды и уведомляйте инженера. Преимущества — Котел Scotch имеет определенные преимущества перед водотрубным котлом. Из-за гораздо большего количества воды, содержащейся в скотч-бойлере, в нем накапливается гораздо большее количество тепла, что обеспечивает более стабильное давление пара и уровень воды. Котел Scotch несколько дешевле в сборке, и он может использовать более грязную воду, даже морскую, если это необходимо. Котел Scotch, как правило, требует меньшего ремонта, чем водопроводная труба, поскольку в топке нет кирпичной кладки, которую нужно держать в ремонте. Недостатки -Недостатки котла Scotch таковы, что они привели к его замене водотрубным котлом новым. 25 строительство американских кораблей в течение ряда лет. Его большие размеры и вес не позволяют перевозить столько груза, сколько у водотрубных котлов. Из-за большого количества воды и плохой циркуляции пар невозможно быстро поднять. Вся накопленная тепловая энергия, содержащаяся в одной большой оболочке, увеличивает вероятность взрыва котла. Поскольку толщина стального листа ограничена, котлы Scotch не могут быть сконструированы для рабочего давления намного выше 250 фунтов на квадратный дюйм, что запрещает их использование с современными турбинными установками. Вообще говоря, шотландские котлы не так эффективны в эксплуатации, как водотрубные. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОТЛА Все котлы, независимо от их типа или конструкции, требуют определенного количества приспособлений и приспособлений для обеспечения их безопасной эксплуатации. Взаимное расположение этих деталей и приспособлений показано на эскизе вида спереди шотландского котла. Фурнитура и приспособления и их назначение: Стекло водомера — Поскольку невозможно увидеть количество воды внутри котла, снаружи котла в вертикальном положении устанавливается небольшая стеклянная трубка длиной около 12 дюймов, известная как измерительное стекло. Верхний торец стакана соединен с верхом парового пространства котла трубкой. ВИД ПЕРЕДНЕЙ ЧАСТИ КОТЛА SCOTCH С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ 26 линия, а нижний край стакана таким же образом соединяется с водным пространством. Когда уровень воды в бойлере поднимается, вода будет поступать через нижнее соединение и подниматься в стакане до того же уровня, что и вода в бойлере. Уровень воды в бойлере пожарный и водяной могут определить по смотровому стеклу. Положение измерительного стекла таково, что, когда уровень воды находится на самой нижней видимой части стекла, все еще будет на несколько дюймов выше верхней части верхнего листа или в других типах котлов самая высокая поверхность нагрева. Уровень воды ни в коем случае не должен упасть из поля зрения измерительного стекла. Если это должно произойти в любое время, все пожары должны быть немедленно отключены, а инженер немедленно уведомлен. Верхняя часть измерительного стекла считается точкой высокого уровня воды в котле, где возникает опасность уноса воды с паром. На большинстве судов уровень воды должен находиться в центре стакана, однако правильный уровень воды следует определять при входе на борт каждого судна. Качка корабля влияет на уровень переносимой воды. Запорная арматура, которая приводится в действие небольшими латунными цепями с плит палубы топки, расположена вверху и внизу манометра.Когда стекло разбивается во время эксплуатации, эти клапаны закрываются, потянув вниз правую цепь. Это предотвратит попадание пара и воды в топку. Затем можно установить новое измерительное стекло, открутив гайки сальника, сняв сальники и мягкие резиновые уплотнительные шайбы, а также любые оставшиеся куски битого измерительного стекла. Устанавливается новое измерительное стекло с новыми шайбами ​​и тщательно затягиваются гайки сальника. Необходимо следить за тем, чтобы нижний край стакана не упирался в нижнюю арматуру, иначе при попадании пара и воды в стакан стекло треснет и разобьется. После установки нового стекла левая цепь управления опускается. Это открывает верхний и нижний запорные клапаны, и вода и пар устремляются в стакан, снова показывая уровень воды. Для удаления скоплений грязи и отложений, которые со временем закупоривают соединение с стекла, особенно нижнего, со дна стакана предусмотрен сливной кран. Сливная труба от клапана обычно ведет к трюму.По крайней мере, раз в каждую вахту пожарный или водопроводчик открывает сливной клапан на несколько секунд, что позволяет небольшой струе пара и воды попасть в трюм, где его легко услышать. Это называется продувкой стекла манометра и является очень важной обязанностью, которой нельзя пренебрегать, если всегда необходимо получать истинное значение уровня воды. При закрытии сливного крана уровень воды должен сразу вернуться в стакан. Медленное возвращение означает, по крайней мере, частичное засорение соединений между котлом и измерительным стеклом, и о нем следует немедленно сообщить инженеру. Чтобы точно убедиться, что верхние и нижние соединения чисты, необходимо выполнить следующую процедуру. При продувке стекла сначала закрывается верхний запорный клапан. Если из слива слышен дующий шум, очевидно, что нижнее соединение чистое. Затем открывается верхний клапан, а нижний закрывается. Если шум ветра все еще слышен, значит, верхнее соединение также чистое. Затем открывается нижний запорный клапан и закрывается слив. Простое круглое измерительное стекло разбивается, если оно истончается из-за размывающего действия пара от многих продувок. Измерительное стекло призматического типа, которым оснащено большинство новых котлов, вряд ли сломается, и его гораздо легче читать, поскольку вода в стекле кажется черной, а пар — белым. Стекло водомера необходимо регулярно проверять каждые несколько секунд, так как уровень воды может быстро меняться, особенно в водотрубных котлах. На каждый котел требуется как минимум одно мерное стекло. Если предоставляется только один, потребуются три пробных крана; но если установлены два манометрических стакана, то краны пробки не потребуются, хотя на некоторых котлах они тоже могут быть. Пробные краны -Другой метод проверки уровня воды в бойлере — это «пробные краны», показанные на поперечном разрезе водяного столба. Попробуйте краны — это небольшие вентили снаружи котла. Самый нижний из трех размещается на бойлере в точке на два дюйма выше самой нижней видимой части измерительного стекла, центральный пробный кран в центре стекла, а верхний — на уровне примерно на уровне верха стакана. 27 мерное стекло. Уровень воды определяется по одному открывая пробные краны и отмечая, из каких из них выходит вода или пар. Водяная колонка — Используется, когда мерное стекло не подключено напрямую к котлу. Состоит из вертикального стального цилиндра, верх КРАНЫ ДЛЯ СТЕКЛЯННОЙ ВОДЫ-СТОЛБЫ будучи соединенным с паровым пространством, а дно с водным пространством. Измерительное стекло и попробуйте подключить краны к колонке на нужном уровне. Манометр (I) -Для постоянного показа давления в котле установлен манометр. Он не обязательно должен быть установлен на котле, но должен быть расположен в хорошо освещенной точке топки, которая хорошо видна пожарным. Некоторые манометры оснащены неподвижной красной стрелкой, указывающей на желаемое рабочее давление. Обычно нажимная стрелка или указатель не должны подниматься выше этого значения, так как это может привести к срабатыванию предохранительных клапанов. Работа манометра была объяснена на странице 6. Предохранительные клапаны (D) — Если позволить давлению в котле расти без ограничений, оно станет настолько большим, что даже с самыми мощными котлами произойдет взрыв. Чтобы этого не произошло, требуются предохранительные клапаны, открывающиеся при давлении намного ниже давления разрыва котла. КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПРОСТОЙ На эскизе поперечного сечения показан простой предохранительный клапан, демонстрирующий принцип работы. Предохранительный клапан прикреплен к верхней части кожуха котла (F). Пар под давлением котла толкается вверх к нижней части тарелки клапана (A). Натяжение винтовой пружины (B) давит на верхнюю часть диска, удерживающего его на своем седле, что закрывает отверстие. 28 Когда давление в котле, прижимающемся к нижней части диска, становится больше, чем давление пружины, диск поднимается, оставляя отверстие, через которое пар выходит в открытый воздух. Пока давление в котле поддерживается в этот момент, клапан будет оставаться открытым, позволяя пару выходить из котла так же быстро, как и он. Это, конечно, предотвращает рост давления. Когда давление внутри котла падает, пружина клапана оказывается сильнее, чем давление в котле, и толкает клапан вниз на его седло, которое закрывает отверстие, останавливая поток пара из котла. Давление, при котором открывается предохранительный клапан, определяется путем регулировки натяжения пружины с помощью регулировочной гайки (C).Чем больше натяжение пружины, тем выше будет давление в котле перед открытием клапана и наоборот. Для открытия предохранительного клапана вручную при любом давлении предусмотрен ручной разгрузочный механизм. Стальной трос ведет от разгрузочного механизма на предохранительном клапане к плитам палубы пожарного в пределах досягаемости пожарного, так что в аварийной ситуации предохранительные клапаны можно открыть, просто потянув эти тросы, повернув колесный винт (E) . Запрещается вмешиваться в работу предохранительного клапана.Он устанавливается инспекторами котла и является единственной страховкой от превышения давления в котле. Известно, что предохранительные клапаны застревают в закрытом положении, что в некоторых случаях приводит к взрыву котла. Чтобы предотвратить это, законом требуются два предохранительных клапана, которые обычно встраиваются в один корпус клапана и известны как дуплексные предохранительные клапаны. Один клапан открывается на несколько фунтов раньше другого. Современный предохранительный клапан несколько сложнее показанного простого, хотя принцип его действия остается прежним.При добавлении поп-камеры и продувочного кольца современный предохранительный клапан может оставаться открытым до тех пор, пока давление в котле не упадет на несколько фунтов. Это предотвращает вибрацию клапана из-за многократных открытий и закрытий. Главный запорный клапан — Для регулирования потока пара в основной паропровод, ведущий к главному двигателю. Он расположен в верхней части котла и обычно представляет собой шаровой шарнир с обратным углом. Когда клапан этого типа находится в открытом положении, пар может выходить из котла, но не может. возвращение.Это предотвращает возможность попадания пара в котел через главный паропровод от другого котла, когда он простаивает. Это очень важно, что уход осуществляется при открытии главного запорного клапана или любой другой запорного клапана на котле. При открытии колесо клапана должно быть повернуто влево ровно настолько, чтобы диск слегка приподнялся с места. Как только пар начинает выходить, его можно услышать. Это называется «взломать стоп». Оставьте клапан в этом положении до тех пор, пока не пройдет достаточно пара для создания давления в холодной линии.Затем запорный клапан можно медленно открыть до полностью открытого положения. Небрежное открытие этих клапанов может привести к тому, что часть воды из котла унесется вместе с паром в трубопровод, что вызовет гидроудар, который является сильным ударным действием в трубопроводе. Если он достаточно серьезный, это может вызвать внезапный и катастрофический отказ паропровода. Вспомогательный запорный клапан -Для управления потоком пара во вспомогательный паропровод вспомогательный запорный клапан расположен в верхней части котла.Он имеет ту же общую конструкцию, что и главный запорный клапан, за исключением того, что он меньше. При открытии следует соблюдать ту же процедуру. Сухая труба — Внутри котла в самом верху парового пространства находится сухая труба. Обычно используется простой тип, состоящий из стальной трубы диаметром около шести дюймов в горизонтальном положении с закрытым концом. Вдоль верхней части трубы просверливается множество маленьких отверстий. Главный запорный клапан, вспомогательный запорный клапан и предохранительные клапаны подключены к сухой трубе.Пар, выходящий из котла через любой из этих клапанов, должен сначала пройти через небольшие отверстия, которые имеют тенденцию удалять воду, которая может перемещаться с паром. Это делает пар более сухим, отсюда и слово «сухая труба». Они не удаляют большое количество воды. Воздушный кран — Воздушный кран установлен в верхней части котла, чтобы позволить воздуху выходить при заполнении бойлера и подаче пара, а также впускать воздух в бойлер при сливе. Это может быть как маленький вентиль, так и кран. Питающие линии — Требуются два способа подачи воды в котел, известные как основные и вспомогательные питающие линии. Они идентичны, основная линия подачи используется регулярно, а вспомогательная — как резервная, готовая к немедленному использованию, если возникнут проблемы с основной линией подачи. Обычно обе линии оснащены внутренними 29 подающие трубы, отводящие воду от поверхности нагрева. Запорные и обратные клапаны основной подачи — Расположены в основной линии подачи с запорным клапаном рядом с котлом. Работа этих клапанов поясняется на стр. 12. На обратном клапане предусмотрены досягаемые стержни, так что их можно регулировать с помощью плит пола пожарного помещения. Вспомогательные стопорные и обратные клапаны — Находятся во вспомогательной линии подачи в том же положении, что и в основной линии подачи. Такая же конструкция, как и у основной линии подачи. Поверхностный продувочный клапан — При работе котла некоторые примеси в котловой воде имеют тенденцию собираться и всплывать на поверхности воды.Для их удаления сбоку на котле установлен поверхностный продувочный клапан. Обычно это шаровой клапан углового типа, который снабжен внутренней линией и поддоном для накипи, как показано. Когда клапан открыт, давление в котле сметает плавающую пену вместе с водой через поддон для накипи, внутреннюю линию, поверхностный продувочный клапан, внешнюю продувочную линию и за борт через кожный клапан. Нижний продувочный клапан -Для удаления более тяжелых рыхлых примесей, которые скапливаются на дне котла, нижний продувочный клапан устанавливается рядом с нижней частью котла. Выпускные клапаны могут быть углового типа или типа, специально предназначенного для продувки. В котле Scotch он имеет внутреннюю линию, как показано. Когда клапан открыт, давление в котле выдувает осадок через внутреннюю линию, нижний продувочный клапан, внешний продувочный трубопровод, кожный клапан и за борт. Кожаный клапан — Хотя кожный клапан не прикреплен непосредственно к котлу, необходимо учитывать кожный клапан, поскольку он используется вместе с поверхностным и нижним выпускными клапанами.Линии продувки от всех котлов ведут к кожуху. Он всегда типа глобуса. Он прикреплен непосредственно к внутренней части корпуса корабля, отсюда и название кожного клапана. При продувке котла сначала открывается кожный клапан, а в конце закрывается. Его цель — предотвратить затопление судна в случае разрыва внешнего продувочного трубопровода между котлами и корпусом судна. Кран солеметра — Расположен на котле ниже уровня воды для удаления небольшого количества котловой воды в целях тестирования. Получил свое название от салинометра, грубого прибора для определения количества соли в воде, который в свое время был наиболее широко используемым методом. для проверки котловой воды на наличие соли. Belly Plug — Маленькая металлическая заглушка, вкручиваемая снаружи в отверстие в нижней части корпуса морского котла Scotch. Снимается при очистке котла, чтобы небольшое количество воды, лежащей на дне котла, могло стекать в трюм. Ни в коем случае не пытайтесь затягивать, если во время эксплуатации возникнет утечка.Износ резьбы может привести к тому, что пробка выйдет из строя, что приведет к вымыванию кипящей воды. Hydrokineter — В некоторых котлах Scotch гидрокинетеры устанавливаются около дна, чтобы способствовать циркуляции при запуске холодного котла. Пар с берега или другого котла подается в гидрокинетер, который состоит из ряда форсунок внутри водного пространства. Пар набирает скорость, проходя через сопла в воду. Это выталкивает воду перед собой из-под печей, как показано.В бойлере, оборудованном таким образом, пар может подниматься намного быстрее. Плавкая пробка — Для предупреждения о низком уровне воды в котлах Scotch требуются плавкие вставки. Они сделаны из бронзы, имеют круглую форму диаметром около дюйма и длиной около трех дюймов. Суженное отверстие в центре, проходящее от конца до конца, заполнено оловом, температура плавления которого составляет около 450 ° F. Плавкая пробка продевается в отверстие в коронном листе каждой камеры сгорания со стороны пожара.Если уровень воды в котле упадет ниже верхнего слоя, плавкая пробка не будет защищена водой, и банка-олово расплавится, оставив отверстие, через которое пар будет поступать в камеру сгорания и топку, предупреждая пожарного. Если на вас расплавится плавкая пробка, закройте немедленно загорается и уведомляет инженера. Плавкие свечи обычно заменяют один раз в год. КОТЛЫ ВОДЯНОЙ ТРУБКИ Из-за множества недостатков шотландского котла, морские инженеры начали разрабатывать водотрубный котел для использования на море, начиная примерно с 1900 года. Поскольку водотрубные котлы требуют намного более чистой питательной воды, чем шотландские котлы, их общее признание было медленным в течение некоторого времени из-за отсутствия в те дни знаний о водоподготовке. Многие водотрубные котлы были установлены на американских кораблях во время крупномасштабной программы строительства кораблей Первой мировой войны и с тех пор. 30 Ч / Б (BABCOCK AND WILCOX) ПРЯМАЯ ТРУБКА, ВОДЯНОЙ КОТЛ С ПЕРЕКРЕСТНЫМ БАРАБАНОМ В то время большинство котлов, установленных на американских кораблях, были водотрубными. Принцип работы водотрубного котла противоположен принципу действия дымовой трубы, в котором вода и пар находятся внутри труб, а огонь течет снаружи. Есть несколько различных типов морских водотрубных котлов в зависимости от желаемого давления, количества необходимого пара и типа судна. Тип, который очень популярен, был установлен на большинстве старых судов с водотрубными котлами, а также практически на всех новых Liberty Ships и многих других, это черно-белые «прямые трубы, поперечный барабан».» Крест к этому типу относятся эскизы в разрезе. Барабан для пара и воды состоит из цилиндрической стальной оболочки диаметром около 42 дюймов и длиной несколько футов, концы которой закрыты стальными вогнутыми головками. Ниппели опускания (короткие трубки) — вводят снизу барабана в верхнюю часть передних коллекторов. Сотни трубок в наклонном положении ведут от задней стороны передних жаток к передней стороне задних жаток. Верхняя часть задних коллекторов соединяется с задней стороной пароводяного барабана возвратными трубками.Под трубами расположена топка, состоящая из четырех кирпичных стен и кирпичного пола. 31 32 КОТЕЛ ПОБЕДЫ Этот тип котла используется на всех кораблях Победы. В каждой установке используются два таких агрегата. Котел имеет извилистый коллектор и оборудован межпалубным пароперегревателем.Другое устройство включает в себя экономайзер с шпилькой, пароохладитель для подачи низкотемпературного пара для вспомогательного оборудования; и стены с водяным охлаждением. Этот тип котла работает при давлении около 450 фунтов. на квадратный дюйм и при температуре пара 750 ° F. 33 БАРАБАН ПАРА И ВОДЫ Жидкотопливные горелки расположены в передней стенке топки. Наполнение котла осуществляется через пароводяной барабан.По мере того, как вода поступает, она течет вниз через ниппели, постепенно заполняя коллекторы и трубки. Впускают воду до тех пор, пока барабан не наполнится наполовину. Когда масляная горелка приводится в действие, огонь и горячие газы, образующиеся в топке, проходят вверх вокруг задней части труб, как показано стрелками, и направляются в своем движении перегородками, которые являются не чем иным, как перегородками между трубами. . Горячие газы проходят вверх, вокруг трубок пароперегревателя, а затем поворачивают вниз, обходя центральную часть труб.Газы, ударяясь о верхнюю часть горизонтальной перегородки, лежащей на верхней части нижнего ряда трубок, поворачиваются под нижней частью второй вертикальной перегородки и затем текут вверх вокруг передней части трубок, оттуда попадая в воздухозаборник и дымовую трубу. . Это известно как трехходовой котел, поскольку горячие газы проходят по трубам в трех разных направлениях, заставляя газы замедляться, давая воде в трубках больше времени для отвода тепла. Поскольку огонь и горячие газы проходят вокруг вне трубок большая часть их тепла проходит через стенки трубок в воду внутри. Когда вода в наклонных трубках нагревается, она становится светлее и поднимается, попадая в задние коллекторы, где она поднимается вверх и течет в паровой и водяной барабан по возвратным трубам. Тем временем холодная вода в барабане, будучи более тяжелой, опускается через ниппели опускания в передние коллекторы, откуда она течет в трубы, заменяя нагретую воду. Эта холодная вода, в свою очередь, нагревается и поднимается. Эта циркуляция продолжается постоянно, пока котел работает.Поскольку вода течет в одном направлении, циркуляция в водотрубном бойлере хорошая. Трубы — Трубы, известные как генерирующие или испарительные трубы, изготовлены из бесшовной тянутой стали. Хотя их размер варьируется в зависимости от котлов, большинство из них имеют диаметр 4 дюйма в нижнем ряду и 2 дюйма для всех остальных. Однако некоторые из новейших котлов этого типа имеют очень маленькие трубы диаметром 1 дюйм или 1 1/4 дюйма, которые устанавливаются очень близко друг к другу, что снижает скорость поднимающихся газов, что позволяет работать эффективно. без перегородок.Трубки расширены для герметичности в трубных отверстиях коллекторов в том же 34 манерой как пожарный котел. Однако выступающие концы расширяются или выпираются наружу, а не зазубриваются, поскольку концы находятся в воде и не подвергаются воздействию огня. Развальцовка предотвращает вытягивание трубок из коллекторов в случае ослабления. Заголовки — Коллекторы секционного типа, извилистые сверху вниз.Это позволяет изменять положение трубок по вертикали, что помогает замедлить поток огня и газов. Коллекторы изготовлены из кованой стали квадратного сечения. Напротив концов трубки расположены отверстия для рук для очистки и ремонта трубки. Барабан — К нижней части передних коллекторов при помощи коротких ниппелей прикреплен грязевой барабан, который представляет собой небольшую квадратную коробку из кованой стали, полностью проходящую через котел под коллекторами. Это самая низкая точка циркуляции котла, ил и осадок оседают в грязевой барабан, и для защиты ящика от перегрева между ним и топкой кладут кирпичную кладку.К нижней части грязевого барабана на одном конце прикреплен нижний продувочный клапан, а наверху — кран салинометра. Барабан для пара и воды -На странице 33 вид в разрезе барабана для пара и воды показывает различные клапаны и фитинги. Во всех современных котлах выпуклые головки на каждом конце прикреплены к концам кожуха с помощью сварки плавлением. В центре каждой головки находится отверстие люка эллиптической формы размером примерно 11 на 16 дюймов, которое достаточно велико для человека среднего роста, чтобы войти в барабан для чистки и ремонта.В левой головке установлена ​​пластина люка с прокладкой между ней и головкой для герметичности. Прокладки кольцевого типа обычно изготавливаются из тканого асбеста. При установке они должны быть хорошо покрыты смесью чешуйчатого графита и масла цилиндра парового двигателя, чтобы предотвратить быстрое пригорание прокладки к пластине и головке. Никогда не входите в пустой котел до тех пор, пока не убедитесь, что все клапаны закрыты, поставьте знак на передней части котла, указывающий, что внутри находится мужчина, и инженер не знает, что вы входите.Мужчины были обожжены до смерти паром или кипящей водой, попавшей через открытый клапан из другого бойлера. К верхней части барабана прикреплены трубопровод к манометру, главный запорный клапан, вспомогательный запорный клапан, дуплексные предохранительные клапаны и воздушный кран. Внутри барабана можно увидеть сухую трубу, идущую вверху с основной и вспомогательной. запорная арматура и присоединение к ней предохранительного клапана. Видно несколько небольших отверстий, через которые пар поступает сверху. Небольшая перфорированная труба, проходящая по центру барабана, представляет собой трубу для отвода пены с поверхности, которая заменяет поддон для пены. Поверхностный выпускной клапан, показанный прикрепленным в центре трубы, на самом деле находится снаружи барабана. Обратный клапан основной подачи и запорный клапан находятся снаружи барабана около левого конца. Обратный клапан снабжен вытяжной штангой, позволяющей пожарным регулировать его с плит пола. Питательная вода проходит в перфорированную внутреннюю питающую линию, которая увеличивает длину барабана, позволяя питающей воде спускаться вниз во все ниппели ниппеля.Вспомогательные обратные и запорные клапаны подачи (не показаны) подсоединяются к правому концу той же внутренней подающей линии. Один из водомерных стаканов в комплекте с запорными клапанами верхнего и нижнего соединения показан рядом с правым концом барабана. В большинстве бойлеров уровень воды должен находиться посередине стакана. Ниппели опускания выходят из нижней части полностью поперек барабана, причем каждый штуцер выходит в верхнюю часть отдельного переднего жатки. Показаны только три из них. Пароперегреватель — Пароперегреватель конвекционного типа, показанный в верхней задней части котла, состоит из нескольких 2-дюймовых труб, изогнутых в форме буквы U, что позволяет трубам произвольно расширяться и сжиматься. Насыщенный пар из пароводяного барабана проходит по паропроводу во входной коллектор пароперегревателя, затем по U-образным трубам в выходной коллектор, из которого он попадает в главный паропровод. Пар, проходящий через U-образные трубки, забирает значительное количество тепла от горячих газов, текущих по внешней стороне труб.Это дополнительное тепло дает пару больше энергии, не увеличивая его давление. На выходе из пароперегревателя предусмотрены главный и вспомогательный запорный вентиль пара, а также подключение термометра и манометра. (См. Страницу 31.) Пароперегреватели других типов — межпалубные, устанавливаемые примерно на полпути между рядами котлоагрегатов; и лучистая, расположенная рядом с лучистым теплом топки. Чем ближе к огню установлен пароперегреватель, тем горячее будет перегретый пар. При розжиге водотрубного водогрейного котла необходимо соблюдать осторожность, чтобы в топке не было слишком большого пожара, иначе трубы пароперегревателя будут 35 могут быть повреждены из-за перегрева из-за того, что через трубы не проходит пар, чтобы защитить их, пока в котле не образуется пар. Firebox -The топки стены высокой температуры огнеупорного кирпича, чтобы противостоять и удержанию внутри 2000 ° F, или больше температуры горения топлива. Передняя стенка масляных горелок изготовлена ​​из специального жаропрочного материала конической формы. Если кирпичную кладку не обработать должным образом, она скоро потрескается, рассыпется и начнет осыпаться. Это означает ремонтные работы экипажа в порту. Даже незначительные обратные вспышки (взрывы горения) из-за неосторожного обращения с масляными горелками могут вызвать повреждение кирпичной кладки.Попадание холодного воздуха на горячую кирпичную кладку при отключении котла также может привести к повреждению. При создании котла этого типа для работы при высоких давлениях необходимо защитить кирпичную кладку топки от повышенных температур топки. Это достигается путем установки труб гидроизоляции. Эти трубы того же общего типа, что и генерирующие трубы, но расположены либо в наклонном, либо в вертикальном положении перед или внутри кирпичных стен топки. Трубки подключены к циркуляционной системе котла и установлены очень близко друг к другу.Таким образом, практически вся кирпичная кладка защищена от тепла стеной из воды. Нагретая вода в трубках поднимается в пароводяной барабан и возвращается в трубки из барабана через внешнее трубное соединение. Помимо защиты кирпичной кладки, трубы водяной стены обеспечивают дополнительную поверхность нагрева, позволяя котлу производить больше пара. Перегородки — Действуют как перегородки между трубками, замедляя движение горячих газов и направляя их по всей поверхности нагрева трубки.Те, рядом с топкой выполнены из высокотемпературного огнеупорного материала, чтобы выдерживать высокую температуру в то время как между трубами могут быть из чугуна. Перегородки также могут быть повреждены из-за небольшого отростка. Обдуватели сажи — При наилучшем сгорании мазута образуется некоторое количество сажи, которая перемещается с горячими газами и застревает на внешней стороне труб. Обычно его следует удалять каждый день, иначе тепло будет с трудом попадать в трубки, что приведет к потере топлива.Сегодня практически все котлы, работающие на жидком топливе, оснащены обдувками, которые упрощают удаление сажи. В водотрубном котле с прямыми трубами и поперечным барабаном, показанном на двух изображениях, обычно устанавливаются четыре обдувочных элемента. Обдувочный элемент состоит из длинная труба, проходящая через одну боковую стенку котла между двумя рядами труб почти до противоположной боковой стенки. Отверстия расположены вдоль одной стороны трубы. Сухой пар поступает из котла через регулирующий клапан сажеобдува на конце трубы за пределами боковой стенки котла.Когда труба медленно поворачивается снаружи, пар выходит через отверстия, выдувая сажу снаружи трубок. Во время этой операции используется чрезмерная принудительная тяга, чтобы унести разрыхленную сажу через проходы и вверх по штабелю за борт. При эксплуатации необходимо убедиться, что используется сухой пар, поскольку влажный пар будет смешиваться с сажей, создавая условия, которые вызовут быструю коррозию труб. Обдуватели сажи необходимо постоянно регулировать, иначе выходящий пар может быстро прорезать отверстия в трубках. Во время войны сажеобдувочные машины разрешается использовать только с разрешения, так как противник может увидеть дым. Накипь и масло -Одна из самых важных вещей в успешной, безотказной работе водотрубного котла — поддержание чистоты водяной стороны котла. Любое заметное образование накипи или грязи в трубе прямо над огнем почти наверняка вызовет перегрев и, как следствие, выход трубы из строя. Современные методы очистки воды в бойлере практически исключают эту возможность, если обработка проводится должным образом. Масло и жир почти наверняка вызовут выход из строя трубы, особенно если котел находится в принудительном режиме. Опасный уровень воды — Как и во всех котлах, уровень воды в водотрубном бойлере не должен опускаться ниже дна измерительного стекла. При этом некоторые трубы котла могут остаться сухими, что приведет к их перегреву. Хотя опасность разрушительного взрыва может быть не такой большой, как в шотландском котле, разрыв трубы котла нанес огромный ущерб как людям, так и имуществу.Самая важная работа пожарного и водного мастера — поддерживать уровень воды в поле зрения и на должном уровне парообразования. Преимущества — Из-за того, что диаметр барабанов относительно мал, водотрубные котлы могут быть сконструированы для очень высоких давлений, по крайней мере один котел был построен на 2000 фунтов на квадратный дюйм. Поскольку они меньше и легче, чем котлы Scotch, корабли могут перевозить больше груза. В холодном бойлере можно быстро поднять пар.При необходимости это можно безопасно сделать за час с большинством котлов. 36 МОРСКОЙ ДВУХБАРАЧНЫЙ ВОДЯНОЙ КОТЛ C-E Этот современный тип котла высокого давления с изогнутыми трубами также известен как тип «D». Устанавливается на некоторых быстроходных танкерах и грузовых судах. Его конструкция компактна, прекрасно вписывается в корпус корабля. Жидкотопливные горелки расположены в передней части топки с левой стороны.Стенки топки облицованы трубами гидрозатвора, верхние концы которых входят в пароводяной барабан. Нижние концы расширены до коллектора, который соединен с грязевой барабаном напольными трубами. Трубки пароперегревателя излучающие, расположены возле топки, между вертикальными генераторными трубами. Трубки экономайзера находятся в правом нижнем углу, а над ними — трубки подогревателя воздуха. Во время работы горящие и горячие газы проходят вверх вокруг труб водяной стены и генерирующих трубок, ближайших к топке.Вертикальная перегородка направляет горячие газы вниз вокруг правой части генераторных труб. Отсюда они поворачивают вверх, огибая трубы экономайзера и подогревателя воздуха, к воздухозаборнику и штабелю. Самые горячие газы находятся в топке, заставляя воду в окружающих ее трубах подниматься вверх от грязевого барабана к паровому барабану. Оттуда с правой стороны располагаются охлаждающие генераторные трубки. 37 Водотрубные котлы можно принудительно использовать без вреда для них. Разделение воды и пара на относительно небольшие участки снижает вероятность катастрофического взрыва. Водотрубные котлы могут быть собраны на судне, что во многих случаях упрощает установку. Недостатки -Из-за небольшого количества содержащейся воды и накопленного пара труднее поддерживать постоянное давление пара и уровень воды, особенно при маневрировании главного двигателя. В это время пожарный должен действовать быстро, зажигая и выключая горелки и регулируя обратные клапаны подачи. Водотрубные котлы должны иметь лучшую воду, чем Scotch marine. Строительство водотрубных котлов стоит дороже. В связи с тем, что топка построена из кирпичной кладки, возможно, потребуется больше ремонтных работ. АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ПОДАЧИ КОТЛА Большинство современных судовых котлов, работающих от давления 400 фунтов. вверх оснащены автоматическими регуляторами питательной воды, которые поддерживают необходимый уровень воды без необходимости ручного регулирования обратных клапанов подачи.У каждого котла есть собственный регулятор, расположенный в главном питающем трубопроводе непосредственно перед контрольными и запорными клапанами подачи. Хотя большинство регуляторов удовлетворительно поддерживают необходимый уровень воды, всегда помните, что как механическому устройству ему нельзя доверять. За стеклом водяного манометра нужно следить так внимательно, как если бы подача воды регулировалась вручную. Один из типов автоматического регулятора работает по принципу поплавка на поверхности воды в пароводяном барабане. По мере того, как поплавок поднимается и опускается, он с помощью рычага управляет регулирующим клапаном в линии подачи.Когда поплавок опускается, регулирующий клапан открывается, позволяя питательной воде поступать в котел. Когда уровень воды поднимается, поплавок, закрывая регулирующий клапан, уменьшает количество воды, поступающей в котел. На чертеже в разрезе показан другой тип регулятора питательной воды, известный как термогидравлический регулятор питательной воды Bailey, который работает по термогидравлическому принципу. Он состоит в основном из генератора давления и регулирующего клапана питательной воды.Генератор представляет собой металлическую трубку, которая окружена металлической трубкой большего размера. Верхний конец внутренней трубы соединен с паровым пространством котла. Нижний конец внутренней металлической трубки соединяется с водяным пространством котла. Наружная часть соединена медной трубкой с металлическим сильфоном в регулирующем клапане питательной воды. Пространство между внутренней и внешней трубками заполнено водой. Пар во внутренней трубе заставляет воду, окружающую его АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ВОДЫ BAILEY превращается в пар, создавая давление, которое заставляет воду опускаться по медной трубке в сильфон.Это давление заставляет металлический сильфон расширяться, заставляя клапан регулятора питательной воды открываться против натяжения спиральной пружины. Когда уровень воды в котле повышается, он также поднимается во внутренней трубе, заменяя пар. Поскольку эта вода относительно холодная из-за того, что она попала в U-образную опору, она снижает температуру воды между внутренней и внешней трубками. Сжатие воды в сильфоне позволяет винтовой пружине закрывать регулирующий клапан. Чтобы удалить любые скопления осадка в водяной трубе, продувочный клапан следует открывать каждые двадцать четыре часа. 38 ПРОЕКТ Чтобы получить пар, топливо должно быть сожжено, но прежде чем топливо сможет сгореть, к нему должен быть подан кислород, поскольку именно кислород, соединяющийся с углеродом в топливе, приводит к сгоранию. Воздух содержит кислород, поэтому воздух необходимо подавать в топку или топку котла, и этот метод называется тягой. ЕСТЕСТВЕННАЯ ОСАДКА Единственным типом сквозняков, известным на протяжении многих лет, была естественная тяга.Когда на открытом воздухе горит огонь, например костер, возникает естественная тяга. Что происходит, так это то, что горячие газы, выделяемые горящим топливом, легче окружающего воздуха и поднимаются вверх. Более холодный окружающий воздух, будучи тяжелее, опускается вниз и течет в огонь. В котле горячие газы поднимаются вверх по дымовой трубе, а относительно холодный воздух в топке опускается вниз и течет в переднюю часть топки. Чем горячее газы в дымовой трубе и чем холоднее воздух снаружи, тем лучше будет тяга.Направление и сила ветра, а также курс и скорость судна также влияют на естественную осадку. Тогда очевидно, что величина естественной тяги по большей части зависит от нескольких неконтролируемых факторов, которые ограничивают количество топлива, которое может быть сожжено в котле. Это, в свою очередь, ограничивает количество производимого пара. Когда необходимо большее количество пара, необходимо использовать другие средства подачи воздуха. Это известно как принудительная тяга. ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ ТЯГА Принудительная тяга используется исключительно в судовых котлах, работающих на жидком топливе, и в значительной степени в угольных.Существует несколько типов принудительной тяги, наиболее популярным из которых является использование большого вентилятора со стальными лопастями, известного как нагнетатель. Вентилятор забирает воздух из камина или машинного отделения и выдувает его через канал (ствол) из листового металла к передней части топки, которая изолирована от топки для предотвращения проникновения естественной тяги. Регулируя скорость вращения вентилятора, можно в любое время подавать точное количество воздуха, необходимое для правильного сжигания топлива. Воздуходувка приводится в действие паровым двигателем или электродвигателем. Закрытая пожарная комната — На нескольких крупных пассажирских судах используется тип принудительной тяги, известный как закрытая пожарная комната. В этом типе топка герметична, а вентилятор, расположенный над ней, нагнетает воздух прямо в топку, помещая вся пожарная часть, включая пожарного, находится под давлением. Фасады топки вокруг масляных горелок оставлены открытыми, позволяя воздуху устремляться в топки. Входя в топку такого типа или выходя из нее, необходимо пройти через воздушный шлюз, иначе при открытии двери давление воздуха выскочит наружу. Индуцированная тяга — Еще один тип — искусственная тяга. При этом воздуходувка располагается в воздухозаборнике, ведущем от котла к дымовой трубе. Воздуходувка создает небольшой вакуум в топке, в результате чего свежий воздух из топки врывается через открытые фасады топки. Другой метод создания искусственной тяги, который больше не используется, — это струя пара, направленная вверх в дымовой трубе. Скорость выходящего пара, покидающего сопло, создает вакуум, который заставляет воздух устремляться в печь.Большой расход тепла и воды запрещает его использование. МАНОМЕТР (ТЯГА) ТЯГА Давление тяги настолько мало, что его невозможно измерить обычным манометром, поэтому используется стеклянная U-образная трубка, известная как манометр. Один конец трубы соединен небольшой трубкой с воздуховодом, по которому воздух подается в печь или в другую часть печи. 39 бойлер или поглощение.Между ножками трубки расположена шкала с дюймовой шкалой. U-образная трубка наполовину заполнена цветной водой. Когда нагнетатель запускается, давление воздуха в воздуховоде становится больше, чем атмосферное, и он движется вниз по трубе, немного выталкивая воду в этом колене U-образной трубы. Это заставляет воду подниматься на соответствующую величину на открытой ноге. Расстояние в дюймах между уровнями воды в двух опорах — это сила тяги. Когда нагнетатель ускоряется, количество дюймов между уровнями воды увеличивается.При замедлении их становится меньше. Затем осадку измеряют в дюймах водяного столба, причем один дюйм равен примерно 0,036 фунта давления. РАЗРЕЗ HAYS GAGE ​​ На современных морских электростанциях довольно часто используется кожанный манометр Hays с диафрагмой, работающий по совершенно иному принципу. В этом манометре давление воздуха поступает через соединение из воздуховода или печи и толкает со стороны провисшей кожаной диафрагмы.Это толкает диафрагму внутрь, и через ряд соединенных рычагов, звеньев и пружин указатель перемещается по градуированной шкале, отмеченной в дюймах. Чтобы определить величину тяги, пожарный просто должен отметить конкретное количество дюймов перед указателем. Тяговые датчики обычно располагаются в топке в месте, хорошо видимом пожарным. Давление тяги быстро падает, когда она течет по воздуховоду или проходит через котел. В современных котлах датчики тяги подключены к нескольким точкам в котле и к воздухозаборникам, так что давление тяги по всему котлу может быть известно в любое время. HAYS DRAFT GAGE ​​ В военное время особенно важно всегда иметь при себе достаточную тягу, чтобы не допустить образования дымовой трубы. . Днем лучше немного сквозняка, чем слишком мало. Ночью излишняя тяга может стать причиной вылета искр из штабеля. 40 ТОПЛИВО Все, что горит, можно назвать топливом.В судовых котлах используются только уголь и мазут. УГОЛЬ Вплоть до Первой мировой войны битуминозный (мягкий) уголь был единственным топливом, используемым в судовых котлах, но в то время мазут начал заменять уголь на американских кораблях, и до сих пор почти все сжигаемое топливо. Однако осталось несколько угольных горелок, поэтому необходимо кратко обсудить уголь и его сжигание. Битуминозный уголь содержит в среднем около 14 500 БТЕ на фунт, и при анализе угля мы обнаруживаем, что он содержит более половины углерода, около трети летучих веществ и небольшое содержание золы и серы.Это углерод в угле, соединяющийся с кислородом воздуха, который производит огонь. Обработка и сжигание угля — Все судовые котлы, работающие на угле, работают вручную, что означает, что требуется больше пожарных, чем при использовании мазута, и, кроме того, несколько проходчиков угля. Для загрузки угля требуется больше времени и затрат, а для его хранения требуется больше места, в результате чего грузовое пространство меньше, чем при использовании мазута. Уголь хранится в бункерах (отсеках), примыкающих к топке, откуда он вывозится в ведрах или тачках прохожими, которые складывают его по мере необходимости на плитах палубы топки.Пожарные лопатками сгребают его в топки. Наилучшие результаты стрельбы с наименьшим количеством дыма обычно достигаются при ведении тонкого огня. Для этого необходимо, чтобы пожарный закапывал уголь в небольших количествах и часто, а не в больших количествах реже. Эта процедура будет в некоторой степени зависеть от качества угля; однако обычно считается, что это лучший метод обжига. В большинстве случаев лучше равномерно распределить уголь по половине очага за раз, чем покрывать весь огонь зеленым углем.Этот альтернативный режим зажигания обеспечивает более стабильное пропаривание и меньшее количество дыма. По мере сгорания угля в топливном слое рядом с решетками образуются зола и клинкер, которые необходимо удалить. Чтобы удалить золу, ломтик проталкивают внутрь под огнем на вершине решетки. Это заставляет зола падать через решетку в зольную яму. Этот также разрушает топливный слой в достаточной степени, чтобы позволить воздуху проходить через него. Наличие темных пятен в зольном яме указывает на образование клинкера в топливном слое.Их необходимо удалить, так как они уменьшают жар огня. Для этого необходимо часто чистить огонь. Чтобы очистить огонь, разрешается догорать одной стороне огня до тех пор, пока не останется только клинкер и зола. Они вытягиваются из передней части печи на плиты настила пожарный с помощью мотыги с длинной ручкой. Тепло клинкеров, падающих на плиты палубы, гасятся морской водой из шланга в руках проходящего уголь. Клинкер и зола складываются в стальные ведра, вывозятся наверх и сбрасываются за борт, если не предусмотрен автоматический золоотсос. Когда одна сторона огня очищена, лучшая часть неочищенной стороны перекидывается на чистые решетки с помощью бруска для ломтиков, а затем слегка рассыпается на этот новый огонь. Затем клинкер и зола удаляются с нечистой стороны. К тому времени, когда это будет завершено, первая очищенная сторона ярко загорится и может быть равномерно распределена по всей поверхности решетки. Иногда необходимо взять одну-две черпки горящего угля из другой печи.Огонь нужно убирать очень быстро, так как при открытой дверце холодный воздух врывается в топку, охлаждая котел. Съемные дверцы зольника используются для уменьшения естественной тяги, если она станет слишком сильной. Также для регулирования тяги в воздухозаборниках установлены регулируемые заслонки. Только опыт может стать хорошим пожарным, сжигающим уголь. Никакая теория не может научить его правильному обращению с черпаком, мотыгой и ломтиком, от которого полностью зависит эффективное сгорание топлива и постоянное давление пара. ТОПЛИВНОЕ МАСЛО Мазут имеет ряд преимуществ перед углем в качестве топлива для морских судов. Находясь в жидком виде, он подается на борт через шланг, что устраняет необходимость в ручном труде. Он хранится в отсеках корабля, недоступных для угля, таких как двойное дно, что означает больше места для груза. Требуется меньше пожарных для обработки и сжигания угля. Проблема золы 41 утилизация исключена.Моторный отсек и корабль в целом можно содержать намного чище. Давление пара можно поддерживать более стабильным, чем при использовании угля. При сжигании мазута нет необходимости постоянно открывать и закрывать дверцы топки, чтобы избежать попадания большого количества холодного воздуха в топку и охлаждения котла, что часто приводит к негерметичным трубам. Хотя цена на нефть обычно выше, чем на уголь, ее многочисленные преимущества делают ее сжигание более экономичным в долгосрочной перспективе. Мазут — это тяжелая нефть, которая представляет собой остаток сырой нефти после удаления различных марок бензина, керосина и смазочных масел на нефтеперерабатывающем заводе. Он состоит примерно на 85% из углерода, а остальные 15% из водорода, кислорода, азота, серы, песка и воды. Основными показателями свойств мазута являются: Температура воспламенения — Температура, при которой масло выделяет пары, которые воспламеняются, но не горят постоянно. В этот момент масло становится опасным, так как может произойти взрыв. В целях безопасности при обращении и хранении мазут следует поддерживать ниже этой температуры. Правила и положения требуют, чтобы судовое жидкое топливо не имело температуры вспышки ниже 150 ° F.Это сделано для предотвращения образования воспламеняющихся паров в резервуарах для хранения при обычных атмосферных условиях. Температуры воспламенения жидкого топлива варьируются в зависимости от массы масла. Это можно определить только тестом. Fire Point — температура выше вспышки точка, в которой масло испускает постоянно горящие пары. Температуру вспышки и температуру воспламенения можно определить путем нагревания масла в открытой посуде, в которую помещен термометр.Над маслом держится открытое пламя. При появлении всплесков пламени отмечается температура масла. Это точка возгорания. Когда выделяющиеся пары постоянно горят, снова регистрируют температуру. Это точка возгорания. Температура жидкого топлива в горелках должна быть достаточной для полного распыления масла. Вязкость — это мера тела масла, что означает скорость его истечения. Масло с тяжелым телом течет медленнее, чем масло с легким телом. Температура влияет на вязкость. Когда масло холодное, вязкость увеличивается, а в горячем — уменьшается. Вязкость масла определяется путем пропускания образца масла, подлежащего испытанию, через вискозиметр. Вкратце, вискозиметр состоит из открытой чашки, в которой 60 куб. заливается тестируемое масло. Его нагревают до стандартной температуры 70 ° F. Когда температура достигает 70 ° F, маслу позволяют стечь со дна посуды через отверстие стандартного размера.Время в секундах, которое требуется для прохождения масла, — это вторая вязкость масла по Сейболту. Чем тяжелее масло, тем больше времени потребуется для его прохождения и тем выше будет его вязкость. Чем легче масло, тем быстрее оно протечет, и тем ниже будет его вторая вязкость по Сейболту. 42 УСТАНОВКА СЖИГАНИЯ МАСЛА Простой принцип сжигания жидкого топлива состоит в том, чтобы снизить вязкость до нужной точки и поместить его под давлением, чтобы масляная горелка могла разбить его на множество мелких частиц, таких как туман, в которой оно распыляется в топку или печь.Это позволяет тщательно смешивать воздух с маслом, что необходимо для хорошего сгорания, и это называется распылением. Для хранения, обработки и нагрева масла требуется несколько единиц оборудования, известных как установка сжигания масла. На эскизе показано относительное расположение различных единиц оборудования в типичной системе сжигания масла под давлением. БАКИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ Резервуары для хранения расположены в двойных днищах корабля под грузовыми трюмами и бортовыми баками на борту корабля.На резервуары требуется установить несколько единиц оборудования. Для наполнения цистерн сверху устанавливается разливочная линия, ответвляющаяся на каждую емкость. В отводных линиях снабжены запорными клапанами для управления потоком масла в каждую емкость. Линия наполнения входит в верхнюю часть резервуаров и должна проходить вниз для разгрузки в пределах 6 дюймов от дна резервуара или быть оборудована гибкой шеей для слива масла вверх. Принимая топливо на борт, необходимо проявлять постоянную бдительность, чтобы не допустить переполнения одного или нескольких баков.Помимо бесполезной траты топлива, его трудно очистить. В случае разлива мазута в гавань, судно может быть оштрафовано властями порта. Вентиляционная труба, идущая из верхней части резервуара, необходима для выхода воздуха и любых легковоспламеняющихся паров в безопасную точку над судном. Выпускной конец вентиляционной трубы снабжен гусиной шеей и должен быть закрыт пламегасителем. Пламенный экран изготовлен из проволочной сетки и предназначен для предотвращения попадания паров пламени снаружи через вентиляционное отверстие в резервуар.Экран необходимо поддерживать в хорошем состоянии, никогда не красить и всегда на месте. На дне резервуара необходимы паровые нагревательные змеевики, чтобы тяжелая нефть могла быть нагрета, чтобы снизить ее вязкость, чтобы ее можно было перекачивать. Это особенно необходимо, когда корабль находится в холодной воде. Топливо в баках никогда не должно нагреваться выше 150 ° F. превышение этого значения может вызвать выделение легковоспламеняющихся паров. В верхнюю часть каждого резервуара входит трубопровод пожаротушения, оснащенный регулирующим клапаном.CO 2 (углекислый газ) — наиболее популярное средство, используемое на современных судах для тушения пожаров. Раньше использовался свежий пар. В случае пожара в резервуаре открывается душительный клапан, позволяя CO 2 течь в резервуар для хранения и тушить пожар. В верхней части каждого резервуара имеется люк для доступа для очистки и ремонта. Запрещается заходить в топливный бак, пока он не будет выпущен из газа и не проверен на содержание кислорода. .Никогда не входите без привязанного страховочного троса и без кого-либо, кто ухаживает за ним снаружи. Мужчины лишились жизни из-за неосторожности в этом отношении. Дыхание паров масла или недостаток кислорода заставят человека очень быстро одолеть. Мазут продается по объему, поэтому при покупке необходимо учитывать температуру. Резервуары для хранения заполнены не более чем на 90%, что дает возможность расширения в случае, если масло станет теплее после хранения. РАЗДАТОЧНЫЙ НАСОС Перекачивающий насос удаляет масло из резервуаров для хранения через всасывающий клапан и линию и сбрасывает его по линии нагнетания в отстойники. РЕЗЕРВУАРЫ Отстойники располагаются в топке, обычно по одной с каждой стороны. Здесь любая вода, которая могла попасть на борт в масле, может осесть на дно. Также всегда существует возможность попадания морской воды в резервуары для хранения через протечки в корпусе судна. Если вода попадет в горелки в любом количестве, огонь погаснет. Небольшое количество вызовет вспыхивание пламени. Вода, которая скапливается на дне отстойников, откачивается через клапан низкого уровня всасывания и сбрасывается либо за борт, либо в резервуар для утилизации, в то время как масло для пожаров обычно удаляется через клапан высокого давления. Следует отметить, что запорная арматура с внутренним шибером с удлинительными регулирующими стержнями до 43 Установка сжигания масла 44 верхняя часть предусмотрена на высоком и низком всасывании.Это требуется Правилами и Положениями, чтобы предотвратить затопление пожарного помещения мазутом в случае возникновения чрезвычайной ситуации, например, пожара в пожарном помещении. Отстойные резервуары снабжены внутренней линией наполнения, нагревательными змеевиками, вентиляционной трубой и системой удушения, как и резервуары для хранения. После того, как масло проходит через внешние запорные клапаны высокого или низкого уровня всасывания, оно проходит через двойные сетчатые фильтры на всасывании. ВСАСЫВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ DUPLEX Дуплексные сетчатые фильтры на всасывании представляют собой сетчатые фильтры корзиночного типа с крупной сеткой для предотвращения попадания камней или других крупных инородных тел в масло и их повреждения в насосах подачи топлива.Одновременно используется только один сетчатый фильтр, а другой очищается и используется в качестве резервного. Сетчатые фильтры необходимо менять и чистить каждые часы, в противном случае они могут забиться грязью, препятствуя поступлению масла в насосы. ТОПЛИВНЫЕ СЕРВИСНЫЕ НАСОСЫ Насосы подачи мазута забирают масло из отстойников и под давлением подают его в подогреватели мазута и горелки. Требуются как минимум два насоса, один из которых является запасным, готовым к немедленному обслуживанию в случае неисправности другого. Регулировка скорости насоса изменяет давление масла и контролирует количество сжигаемого масла. Желаемое давление масла для наилучшего распыления в большинстве современных систем горелок составляет от 100 до 250 фунтов на квадратный дюйм. Паропровод, подающий пар для работы насосов, снабжен запорным клапаном, имеющим удлинительный стержень, ведущий к верхней части, предпочтительно на палубу лодки. Это делает возможной остановку насоса вне топки в аварийной ситуации. МЕТР Масло, покидающее насос под желаемым давлением, проходит через счетчик, который регистрирует количество масла, поступающего к горелкам, в галлонах. Счетчик считывает в начале и конце каждой вахты инженер или пожарный, чтобы определить количество топлива, сожженного во время вахты. Показания заносятся в бортовой журнал машинного отделения. Счетчик оборудован байпасной линией на случай неисправности. ВОЗДУШНАЯ КАМЕРА Воздушная камера расположена в системе со стороны нагнетания вспомогательных насосов, действуя как подушка для уменьшения колебаний давления, вызванных работой насоса. НАГРЕВАТЕЛЬ МАСЛА В нагревателях масла масло нагревается до нужной температуры, чтобы снизить его вязкость до точки, при которой оно лучше всего распыляется. Эта температура будет зависеть от сорта используемого масла и обычно указывается в пожарной комнате. Все нагреватели жидкого топлива используют пар в качестве теплоносителя. Нагреватель одного типа представляет собой закрытую стальную емкость, через которую несколько стальных спиралей проходят вертикально от головки к головке. Когда мазут течет вверх через змеевики, которые окружены свежим паром, подаваемым из котлов, тепло пара передается через стенки змеевиков в топливо.Поскольку температура регулируется количеством пара, попадающего в нагреватель, для увеличения температуры откройте паровой клапан шире, что позволит большему количеству пара проходить через змеевики. Чтобы снизить температуру, закройте паровой клапан и уменьшите количество поступающего пара. Помните, что при изменении количества масла, протекающего через нагреватель, необходимо изменить количество пара для нагрева. Обычно температура регулируется пожарным, но некоторые обогреватели оснащены автоматическими регуляторами температуры, которые постоянно пропускают необходимое количество пара для поддержания нужной температуры. Нагреватель другого типа использует принцип противоположного типа, при котором пар проходит через змеевики, а масло окружает их. Таким же образом регулируется температура. Если позволить температуре масла стать чрезмерно высокой в ​​нагревателях, топливо будет обугливаться в змеевиках, и его нагревательная способность будет снижена. Это также потребует чистки катушек. Избыточная температура также вызывает испарение масла, что приводит к пульсации пламени. Требуются как минимум два нагревателя, один из которых находится в режиме ожидания, а другой находится в эксплуатации. В большинстве систем при необходимости можно использовать оба нагревателя одновременно. Паропровод, ведущий к нагревателям, также имеет запорный клапан с регулирующим стержнем, доходящим до верхней части, для аварийного отключения за пределами пожарного помещения. 45 ТЕРМОМЕТР Термометр устанавливается в маслопроводе со стороны нагнетания нагревателя, чтобы дежурный пожарный всегда мог видеть температуру масла. ДУПЛЕКСНЫЕ НАПОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ Дуплексные сетчатые фильтры на выходе, через которые проходит масло, имеют ту же общую конструкцию, что и сетчатые фильтры на всасывании, за исключением того, что они меньше по размеру. Поскольку горячее масло является жидким (с низкой вязкостью), оно может проходить через сетчатые фильтры с мелкими отверстиями, которые удаляют мелкие частицы посторонних веществ, таких как песок, которые могут препятствовать распылению масла в горелках. Важно, чтобы фильтры заменяли на каждых часах, а грязные очищали и оставляли готовыми для следующей замены. ГЛАВНЫЙ КЛАПАН На ответвлении маслопровода к каждому котлу находится главный запорный клапан. При их закрытии прекращается подача масла ко всем горелкам. Используется в аварийной ситуации или когда котел не работает. КЛАПАНЫ ГОРЕЛКИ На отводе к каждой горелке установлены два запорных клапана, обеспечивающих двойную страховку от утечки масла в топку при отключении горелки. КЛАПАН РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ При запуске системы сжигания холодного масла рециркуляционный клапан на конце маслопровода открывается, позволяя холодному маслу возвращаться по рециркуляционной линии обратно на сторону всасывания рабочего насоса. Когда горячее масло достигает горелок, этот клапан закрывается, и горелки зажигаются. 46 ТОПЛИВНОЕ ГОРЕНИЕ Чтобы мазут хорошо загорелся, нужно в топку распылить мазут в виде тумана.Это известно как распыление и выполняется масляной горелкой, поперечное сечение которой показано. Масло поступает через распылитель (A), который является сердцем горелки. Воздух попадает в топку вокруг распылителя через отверстия воздушного регистра (B). Воздухозаборники (C) направляют воздух в топку в нужном направлении для тщательного смешивания с распыленным маслом. На увеличенном виде в разрезе распылителя жидкое топливо поступает в распылитель из топливопровода после прохождения через два КОРАБЛЬНАЯ КОРАБЛЯ ЛИБЕРТИ Этот вид на пожарную часть корабля Либерти показывает переднюю часть котла № 2 (правый борт).Трубопровод жидкого топлива (1) проходит через переднюю часть котла с двумя запорными клапанами на ответвлении к каждой горелке. Непосредственно под (3) находится термометр жидкого топлива и главный клапан. Один из рабочих насосов жидкого топлива находится на передней перегородке в точке (4), а колесо регулировки обратного клапана подачи находится сверху в точке (5). 47 48 РАБОЧЕЕ МЕСТО И ДИСПЕТЧЕРСКАЯ ДОСКА ТИПЫ Это вид на скамейку горелки и измерительную панель корабля Liberty Ship, на которой изображен пожарный слева, чистящий форсунки масляной горелки, в то время как инженер справа читает различные показания.Полный распылитель находится в центре скамейки распылительным концом к пожарному. Запасные чистые форсунки соединительными концами вверх находятся в стойке на левом конце скамейки. Нерегулируемые тиски для удержания распылителя при разборке для очистки расположены в правом переднем углу скамейки. На измерительном щите давление в котлах левого и правого борта считывается по большим манометрам в нижней части борта. Стрелки на 220 фунтов. за кв. дюйм.Два меньших манометра над ними показывают давление питательной воды в основной питающей линии. Два датчика с черной лицевой стороной в верхних углах — это датчики температуры, которые показывают температуру перегретого пара от каждого котла. Стрелки указывают около 440 °. Измерители HAYS в центре вверху — это измерители тяги, которые в данный момент показывают значение чуть меньше 1 дюйма. Температуру дымовой трубы каждого котла можно определить, повернув стрелку переключателя внизу в центре в положение на шкале желаемой трубы, а затем считывая показания шкалы прямо над ней. ГОРЕЛКА отсечных клапанов и подключение горелки производится с помощью жесткой быстро съемной ярма. Двигаясь вниз по внутренней части удлинителя распылителя, масло попадает в корпус форсунки, через которые четыре просверленных отверстия направляют масло к внешним концам тангенциальных пазов в пластине распылителя. Масло устремляется в эти щели в коническую центральную камеру таким образом, чтобы придать маслу вихревое движение, с которым оно проходит через отверстие в пластине распылителя в топку в виде полого конуса тумана.Пластина распылителя удерживается накидной гайкой, которая навинчивается на корпус форсунки. 49 Успешная работа распылителя зависит от того, имеет ли масло надлежащую вязкость (регулируется температурой масла) и масло находится под давлением (регулируется регулятором давления на насосах обслуживания топливного масла). Кроме того, на пластине распылителя и корпусе форсунки не должно быть грязи и посторонних предметов. Это требует снятия распылителя в каждой горелке и очистки каждой вахты пожарным.Для этого закрываются запорные клапаны горелки и воздушный регистр. Это предотвращает попадание масла в распылитель и предотвращает попадание ненужного холодного воздуха в топку при выключенной горелке. Затем вилка ослабляется, и весь распылитель вытягивается из цилиндра горелки, позволяя сначала небольшому количеству мазута из распылителя стечь в поддон, висящий под горелкой. Затем устанавливают запасной очищенный распылитель, вставляя его в цилиндр горелки и присоединяя к маслопроводу путем затягивания траверсы.Убедитесь, что эта вилка плотно прилегает, иначе горячее масло брызгает в топку при открытии клапанов горелки. Зажигается факел, состоящий из стальной ручки длиной около трех футов с небольшим шариком из плетеного асбеста, пропитанного керосином на одном конце. Он вставляется через отверстие в передней части горелки, позволяя горящей горелке находиться непосредственно перед пластиной распылителя. Затем открываются клапаны горелки, позволяя маслу устремиться через распылитель, образуя мелкий туман, который воспламеняется горелкой.Затем воздушный регистр широко открывается, позволяя воздуху из нагнетательного вентилятора поступать и смешиваться с распыленным маслом. Когда горелка работает, воздушный регистр всегда находится в полностью открытом положении. В выключенном состоянии он полностью закрыт. Промежуточной регулировки нет. ГОРЕЛКА Всегда стойте сбоку от горелки при розжиге и не смотрите в топку. В случае возгорания пламя может выстрелить вам в лицо. Для очистки загрязненного распылителя его помещают в специальные нерегулируемые тиски, закрепленные на рабочем столе камина.Если когда-либо возникнет необходимость поместить распылитель в регулируемые тиски, не сжимайте его слишком сильно, так как это может необратимо деформируйте распылитель, испортив его для дальнейшего использования. Отверните накидную гайку с помощью ключа для горелки. Затем пальцами поднимают пластину распылителя и промывают керосином. Никогда не используйте для удаления нагара или другого липкого вещества ничего, кроме заостренной палки или медной проволоки. Нож или стальной гвоздь поцарапают металлическую поверхность и увеличат отверстие, что снизит эффективность распыления.Помните, что пластина распылителя — это точно обработанная деталь, которая должна оставаться такой, чтобы распылять масло. После очистки четырех отверстий в корпусе форсунки пластина распылителя заменяется, накидная гайка накручивается и затягивается гаечным ключом для горелки. Масляная горелка B.&W имеет небольшой сетчатый фильтр с мелкими ячейками на входе в распылитель, который также необходимо снимать и чистить каждые часы. Пластины распылителя производятся наборами, каждый набор имеет отверстие разного размера. Чем больше отверстие, тем больше распыленного масла может попасть в топку, поэтому, когда давление масла достигает максимально допустимого рабочего давления и требуется больше пара, горелки придется отключать по очереди и распылительные пластины большего размера. в форсунках установлено отверстие.Номера размеров выбиты на внешней стороне всех пластин опрыскивателя, инженер определяет, какого размера пластины опрыскивателя следует использовать. При сжигании распыленного жидкого топлива необходимо постоянно подавать необходимое количество воздуха. Недостаток воздуха приведет к неполному сгоранию топлива, что приведет к выходу черного дыма из трубы. Слишком много воздуха вызывает переохлаждение огня, и из трубы выходит белый дым. В мирное время дым — признак траты топлива. В военное время это может легко привести к атаке противника, так как дым, поднимающийся в воздух, может быть замечен за много миль подкрадывающейся подводной лодкой противника. Чрезвычайно важно, чтобы при пожаре не было дыма. ГОРЕЛКА С ПЕРЕМЕННОЙ МОЩНОСТЬЮ Горелки на жидком топливе в целом -Современные горелки состоят из двух основных частей: распылителя жидкого топлива, который разбивает поток твердого масла на спреи, и воздушного регистра, который контролирует воздух, поступающий для горения, и направляет поток воздуха внутрь и вокруг струи масла. . У большинства горелок есть сменные наконечники, чтобы обеспечить изменение нагрузки; Горелка переменной мощности использует один наконечник для всех нагрузок. 50 Распылитель переменной производительности и подробный эскиз пластины распылителя. Горелка с регулируемой мощностью — Этот тип горелки разработан в первую очередь для котлов с принудительной или принудительной тягой. Подача масла постоянно рециркулирует, как показано стрелками на увеличенном чертеже распылителя. Масло поступает в большую подающую трубку и течет к наконечнику.Давление подачи масла поддерживается постоянным. Диафрагма и пластина распылителя изменяют это давление на скорость и придают маслу завихрение. Некоторая часть масла теперь нагнетается в меньшие внешние каналы и возвращается в дневной резервуар, если клапаны линии возврата масла открыты. Масло, которое не было возвращено , будет вытекать из диафрагмы в печь в виде полой конической струи очень мелких частиц распыленного мазута. Закрытие запорных клапанов на линии возврата масла останавливает поток масла от горелки. Это увеличивает количество масла, распыляемого в печь, и, если смесь воздуха и масла является подходящей для хорошего горения, мощность горелки может быть увеличена для жесткого пропаривания. Когда запорные клапаны в обратной линии открываются, масло вытекает из горелки, и воздух сокращается, уменьшая размер пламени. Таким образом, горелку можно настроить на любую нагрузку без изменения наконечника горелки или давления в рабочем насосе. 51 Рисунок, показывающий поток масла к горелке и от нее. Все горелки в одной печи могут управляться одним обратным клапаном, как показано выше. 52 ПОМНИТЕ — КУРЕНИЕ ПРИГЛАШАЕТ АТАКУ ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДЫМА В военное время следует избегать дымящейся трубы любой ценой, поскольку информация, полученная от врага, показывает, что большие конвои были атакованы, когда их позиция была выдана дымом от одного корабля в составе конвоя.Это можно легко понять, если понять, что в лучших условиях подводная лодка может увидеть корабль с расстояния не более 12 миль. В идеальных условиях дым виден на 30 и более миль. Чтобы корабль не задымился, от экипажа машинного отделения требуется постоянная бдительность. При сжигании угля следует разносить тонкие костры, уголь перелопатить в топках в относительно небольших количествах. При использовании жидкого топлива температура масла должна поддерживаться на должном уровне, поскольку, если она упадет ниже какого-либо значительного значения, обязательно выльется черный дым. из стека.Давление масла не должно быть так или иначе превышено. Когда в этом возникнет необходимость, замените распылитель на больший или меньший. Не забывайте регулярно чистить горелки, так как один грязный распылитель может вызвать дым. Внимательно следите за сквозняком, слишком маленькое приведет к появлению черного дыма. Днем лучше нести сквозняк чуть больше, чем нужно, чем недостаточно. Ночью чрезмерная осадка может вызвать искры в воздухе над судном, поэтому сохраняйте осадку на должном уровне. Обдувочные машины нельзя использовать, кроме случаев, когда это разрешено инженером, поскольку судно обязательно будет дымить во время этого процесса. Помните — держите стопку чистой . 53 ОГНЕТУШИТЕЛИ В ОГНЕ По закону во всех топках нефтедобывающих судов этот противопожарный аппарат должен: Песок — Минимум десять кубических футов, содержащийся в металлической емкости и снабженный совком. Емкость должна быть всегда заполнена песком, и черпак никогда не должен использоваться ни для чего, кроме тушения пожара. Ручная система -Любое из следующего: два пенитовых огнетушителя емкостью 2 1/2 галлона или два 15-фунтовых огнетушителя с двуокисью углерода. Переносная система -Любое из следующего: один 40-галлонный пенитовый огнетушитель или один 100-фунтовый углекислый огнетушитель. Постоянная система — Состоит из перфорированного трубопровода, проходящего под плитами пола, через который проходит средство пожаротушения. Этим агентом может быть пар (хотя пар сейчас теряет свое место среди агентов), углекислый газ или пеноит.Средство пожаротушения выпускается из некоторой точки за пределами пожарного помещения; до его выпуска все лица следует предупредить о необходимости покинуть каминную комнату. После использования такой системы никто не должен входить в пожарную комнату, пока не будет обнаружено, что кислорода достаточно для существования человека. Общепринято считать, что вода не годится для нефтяных пожаров. И не хорошо, если играть на костре под давлением и в виде мощной струи из сопла.Однако на рынке есть и было одобрено специальное сопло, которое распыляет воду мелким туманом в камине. Теперь, пока используется эта специальная насадка, в качестве средства пожаротушения принимают воду. Некоторые суда используют это как свою портативную систему. При обнаружении пожара действуйте быстро, небольшое пламя можно легко потушить, бросив на него песок или используя ручной огнетушитель, тогда как небольшая нерешительность может привести к неконтролируемому возгоранию. Помните, что корабль — это ваш мир, пока не вернетесь на сушу, так что берегите его. 54 ПОДЪЕМ ПАРА При подготовке к подъему пара на неработающем котле необходимо закрыть следующие приспособления и клапаны: Нижний продувочный клапан Поверхностный продувочный клапан Нижняя заглушка, шотландские котлы Все подача останавливается и проверяется Кран салинометра Дренаж на измерительном стекле или водяном столбе Все ограничители пара Свистящий клапан Все люки Все люки Следующие клапаны должны быть открыты: Воздушный кран Клапан предохранительный Верхнее и нижнее присоединение к манометру и водяному столбу Клапан к паровому манометру Если в котле нет воды, ее по возможности вводят через главный питающий трубопровод до тех пор, пока вода не покажется в мерном стекле.Затем вода подается через вспомогательную линию подачи, чтобы убедиться, что эта линия работает правильно. После того, как вода достигнет нужного уровня, подача прекращается, и все чеки снова закрываются. Перед розжигом установки масляных горелок топку котла необходимо продуть воздухом для удаления газов или паров из масла, которое могло там скопиться. Для этого открываются воздушные заслонки в регистрах нескольких горелок. Форсунки должны быть чистыми, а все клапаны на трубах, ведущих к отдельным горелкам, должны быть закрыты.Масло циркулирует по рециркуляционной линии до тех пор, пока масло до горелки не достигнет надлежащей температуры и давления. Если температура масла недостаточно высока для поддержания должной низкой вязкости, будет трудно правильно распылить масло, что приведет к образованию дыма и отложению углерода в печах. Чрезмерный нагрев масла

Секция сгорания — Общая информация

Секция сгорания — Общая информация

Секция сгорания содержит камеры сгорания, запальные свечи и топливную форсунку. или топливные форсунки.Он предназначен для сжигания топливно-воздушной смеси и доставки сгоревших газы в турбину при температуре, не превышающей допустимый предел на турбине вход. Теоретически компрессор подает 100% воздуха по объему в камера сгорания. Однако в топливно-воздушной смеси соотношение воздуха составляет 15 частей на 1 часть. топливо по весу. Примерно 25 процентов этого воздуха используется для достижения желаемого соотношение топлива и воздуха. Остальные 75 процентов используются для создания воздушной подушки вокруг горящего. газов и разбавить температуру, которая может достигать 3500 F, примерно на одна половина.Это гарантирует, что секция турбины не будет разрушена чрезмерным нагревом.

Воздух, используемый для горения, известен как первичный воздух; то, что используется для шнура, вторично воздух. Вторичный воздух контролируется и направляется через отверстия и жалюзи в камере сгорания. лайнер камеры. Свечи запальника работают только при запуске; они отключаются вручную или автоматически. Горение непрерывное и автономное. После остановки двигателя или невозможность запуска, клапан с приводом под давлением автоматически сливает все несгоревшие топливо из камеры сгорания.Наиболее распространенным типом, используемым в армейских газотурбинных двигателях, является внешний кольцевой обратный тип.

Основная функция секции сгорания, конечно же, сжигать топливо-воздух. смесь, тем самым добавляя тепловую энергию к воздуху. Чтобы сделать это эффективно, сгорание палата должна —

• Обеспечьте средства для смешивания топлива и воздуха для обеспечения хорошего сгорания.
• Подожгите эту смесь эффективно.
• Охладите горячие продукты сгорания до температуры, которую могут лопатки турбины. выдерживают в условиях эксплуатации.
• Подача горячих газов в турбинную часть.

Расположение секции сгорания непосредственно между компрессором и турбиной. разделы. Камеры сгорания всегда располагаются соосно с компрессором и турбина, независимо от типа, поскольку камеры должны находиться в проточном положении, чтобы функционировать эффективно.

Все камеры сгорания содержат одинаковые основные элементы:

• А кожух
• Перфорированный внутренний вкладыш.
• Система впрыска топлива.
• Некоторые средства для первоначального зажигания.
• Система слива топлива для слива несгоревшего топлива после остановки двигателя.

В настоящее время существует три основных типа камер сгорания, различающиеся только в деталях:

• Многокамерный или баночного типа.
• Кольцевого или корзиночного типа.
• Банка кольцевого типа.

Камера сгорания консервного типа

Камера сгорания баночного типа типична для центробежных и осевые двигатели (рисунок 1).Он особенно хорошо подходит для двигатель центробежного компрессора, так как воздух, выходящий из компрессора, уже разделен на равные части при выходе из лопаток диффузора. В этом случае легко провести воздуховод воздух из диффузора в соответствующие камеры сгорания, расположенные радиально вокруг ось двигателя. Количество камер будет разным; в прошлом всего 2 и как было использовано до 16 камер. Текущая тенденция — около 8 или 10 сжиганий. камеры.На рисунке 1 показано расположение баночного типа. камеры сгорания. На двигателях американского производства эти камеры пронумерованы по часовой стрелке. направлением к задней части двигателя с камерой № 1 вверху.

Рисунок 1

Каждая камера сгорания баночного типа состоит из внешнего кожуха или корпуса с перфорированной футеровка камеры сгорания или внутренняя футеровка из нержавеющей стали (высокотемпературной) (Фигура 2).Внешний корпус разделен для удобства замены гильзы. Более крупная секция или корпус камеры окружает футеровку на выходе; Меньшая камера крышка закрывает передний или входной конец лайнера.

Рисунок 2

Соединительные (распространяющие пламя) трубы области необходимой части горения тазового типа камеры. Поскольку каждая банка представляет собой отдельную горелку, работающую независимо от других, существует должен быть способ распространения горения во время начальной операции запуска.Готово соединяя между собой все камеры. Пламя зажигается свечей запальника в две нижние камеры; проходит по трубкам и воспламеняет горючую смесь в соседней камере. Это продолжается до тех пор, пока не будут гореть все камеры. Жаровые трубы будут различаться в деталях конструкции от одного двигателя к другому, хотя основные компоненты практически идентичны.

Соединительные трубки показаны на рисунке 2. Имейте в виду, что что камеры должны быть соединены не только внешней трубкой (в данном случае наконечник), но внутри внешней должна быть и более длинная трубка, чтобы соедините футеровки камеры там, где находится пламя. Наружные трубы или рубашки. вокруг соединенных между собой жаровых труб не только обеспечивают воздушный поток между камерами, но и также выполняют изолирующую функцию вокруг горячих пламенных труб.

Искровых воспламенителей обычно бывает два. Они расположены в двух банках типа камеры сгорания.

Еще одним очень важным требованием к конструкции камер сгорания является обеспечение средств для слива несгоревшего топлива. Этот дренаж предотвращает отложение десен в топливный коллектор, форсунки и камеры сгорания. Эти отложения вызваны остатками остается, когда топливо испаряется. Если после останова топливо накапливается, опасность пожара.

Если топливо не слито, велика вероятность, что при следующем запуске Попытка излишка топлива в камере сгорания загорится и температура выхлопной трубы упадет за пределами безопасных рабочих пределов.

Вкладыши камер сгорания тарельчатого типа имеют отверстия различных размеров и форм, каждая отверстие, имеющее конкретное назначение и влияющее на распространение пламени в хвостовике. Поступление воздуха камера сгорания разделена отверстиями, жалюзи и прорезями на два основных потока: первичный и вторичный воздух.Первичный воздух (воздух для горения) направляется внутрь вкладыша на передок, где он смешивается с топливом и гудит. Вторичный (охлаждающий) воздух проходит между внешний кожух и гильза и соединяет дымовые газы через большие отверстия в направлении задняя часть гильзы, охлаждающая дымовые газы от примерно 3500 F до примерно 1500 F.

Отверстия вокруг топливного сопла в куполе или на входном конце гильзы камеры сгорания баночного типа помощь в распылении топлива. Жалюзи также предусмотрены по осевой длине вкладыши для направления охлаждающего слоя воздуха вдоль внутренней стенки вкладыша.Этот слой воздух также имеет тенденцию контролировать структуру пламени, удерживая его в центре гильзы, предотвращение подгорания стенок лайнера.

Камера сгорания кольцевого или корзиночного типа

На рисунке 3 показан поток воздуха через жалюзи в двухкольцевая камера сгорания.

Рисунок 3

В корпусе камеры сгорания или в воздушном компрессоре всегда предусмотрено некоторое обеспечение. выходной патрубок для установки топливной форсунки.Топливное сопло подает топливо в лайнер в виде свободно распыляемого спрея. Чем свободнее распыление, тем быстрее и эффективнее процесс горения. Два типа топливных форсунок в настоящее время используются в различных типах Камеры сгорания представляют собой симплексное сопло и дуплексное сопло.

Кольцевая камера сгорания состоит в основном из корпуса и гильзы, как и можно напечатать. Вкладыш состоит из неразделенного круглого кожуха, проходящего по всей длине снаружи корпуса вала турбины.Камера может состоять из одного или нескольких корзины. Если используются две или более камеры, одна размещается вне другой в одном помещении. радиальная плоскость; отсюда и термин «двухкольцевая камера».

Свечи зажигания кольцевой камеры сгорания того же основного типа, что и в баллонных камерах сгорания, хотя детали конструкции могут отличаться. Обычно есть две заглушки, установленные на бобышке, предусмотренной на каждом из корпусов камеры. Вилки должны быть достаточно длинный, чтобы выступать из корпуса во внешнее кольцевое пространство двойного кольцевого камера сгорания.

Камера сгорания кольцевого типа используется во многих двигателях, рассчитанных на использование осевой компрессор. Он также используется в двигателях с компрессорами сдвоенного типа. (сочетание осевого и центробежного потока). Его использование позволяет построить двигатель малый диаметр. Вместо отдельных камер сгорания сжатый воздух введены в кольцевое пространство, образованное гильзой камеры сгорания вокруг турбины вал. Обычно между внешней стенкой гильзы и камерой сгорания остается достаточно места. корпус камеры для обеспечения потока охлаждающего воздуха от компрессора.Введено топливо через форсунки или форсунки, подключенные к топливному коллектору. Отверстие сопла может быть обращено до или после воздушного потока в зависимости от конструкции двигателя. Предоставляются различные средства для подачи первичного (сжатого) воздуха в область сопла или форсунок в поддерживать горение и дополнительный воздух ниже по потоку для увеличения массового расхода. Вторичный охлаждающий воздух снижает температуру газов, поступающих в турбину, до должного уровня,

Некоторые двигатели с осевым компрессором имеют одну кольцевую камеру сгорания, аналогичную этой показано на рисунке 4.Гильза этого типа горелки состоит из сплошные круглые, внутренние и внешние кожухи вокруг привода компрессора снаружи корпус вала. Отверстия в кожухах позволяют вторичному охлаждающему воздуху попадать в центр камера сгорания. Топливо подается через ряд форсунок на верхнем конце лайнер. Из-за близости к пламени все типы футеровок горелок недолговечный по сравнению с другими компонентами двигателя; они требуют более частого осмотр и замена.

Рисунок 4

Горелки этого типа наиболее эффективно используют ограниченное пространство, позволяя лучшее смешивание топлива и воздуха в относительно простой конструкции. Оптимальное соотношение приведено отношение площади внутренней поверхности горелки к объему; это обеспечивает максимальное охлаждение газы по мере возгорания. Конструкция также предотвращает деформацию тепла. гильзу горелки на некоторых двигателях невозможно разобрать, не сняв двигатель с самолет — явный недостаток.

Новейшая кольцевая система сгорания для использования в военных целях представляет собой впрыск топлива под низким давлением. система с вихревыми завихрителями для смешивания топлива и нагнетаемого воздуха компрессора перед горение. Топливная форсунка расположена в центре завихрителя воздуха в куполе. лайнера. Топливо, выходящее из форсунок (которое было закручено), окружено концентрический воздушный вихрь. Это разрушает частицы топлива до чрезвычайно малых размеров. прежде, чем они достигнут зоны горения, это создает отличное смешивание топлива и воздуха, что обеспечивает низкий уровень дыма в выхлопе.Топливная система низкого давления не имеет форсунки. отверстия и могут работать с загрязненным топливом без засорения.

Камера сгорания с бандажным кольцом

Камера сгорания кольцевого типа была разработана Pratt and Whitney для использования в их осевой турбореактивный двигатель JT3. Поскольку этот двигатель оснащен раздельной шпулей компрессора, требовалась камера сгорания, отвечающая жестким требованиям максимальной прочности и ограниченной длины плюс высокая общая эффективность.Это было необходимо из-за высокого давления и скорости воздуха в раздельно-золотниковом компрессоре вместе с ограничения по длине вала объясняются ниже.

Для раздельного компрессора требуются два концентрических вала для соединения ступеней турбины с их соответствующие компрессоры. Передний компрессор, соединенный с задними ступенями турбины, требует более длинный вал. Поскольку этот вал находится внутри другого, наложено ограничение на диаметр. Расстояние между передним компрессором и задней турбиной должно быть ограничено. если необходимо избежать критической длины вала.

Поскольку компрессор и турбина не подвержены значительному сокращению Необходимое ограничение длины вала пришлось преодолеть за счет разработки нового типа горелки. А была необходима конструкция, которая обеспечила бы желаемую производительность на гораздо меньшем относительном расстоянии чем было назначено ранее.

Камеры сгорания с кольцевым уплотнением расположены радиально вокруг оси двигателя в это корпус вала ротора.Камеры сгорания заключены в съемный стальной кожух, закрывающий всю секцию горелки. Эта особенность делает горелки легко доступен для любого необходимого обслуживания.

Горелки соединены между собой выступающими жаровыми трубами. Эти трубки делают процесс запуска двигателя проще. Они функционируют идентично ранее обсуждавшимся но отличаются конструктивными деталями.

Каждая камера сгорания содержит центральную перфорированную гильзу пулевидной формы.Размер и форма отверстий предназначена для впуска нужного количества воздуха при правильном скорость и угол. В двух нижних камерах предусмотрены вырезы для установки искры воспламенителя. Камеры сгорания поддерживаются в кормовой части выпускным каналом. зажимы. Эти зажимы крепят их к узлу сопла турбины.

Передняя поверхность каждой камеры имеет шесть отверстий, которые совпадают с шестью топливными форсунки соответствующих топливных форсунок.Эти форсунки имеют двойное отверстие. (дуплекс) типа. Для них требуется делитель потока (нагнетательный клапан), как упоминалось выше в обсуждение камеры сгорания типа банки. Вокруг каждой форсунки находятся предварительно закрученные лопатки для придавая струе топлива завихрение. Это приводит к лучшему горению распылением и эффективность.

Вихревые лопатки выполняют две важные функции. Они вызывают —

• Высокая скорость пламени — обеспечивает лучшее перемешивание воздуха и топлива и обеспечивает самовозгорание.
• Низкая скорость воздуха с завихрением в осевом направлении предотвращает слишком быстрое перемещение пламени в осевом направлении.

Вихревые лопатки значительно способствуют распространению пламени из-за высокой степени турбулентности в желательна ранняя стадия сгорания и охлаждения. Энергичное механическое перемешивание паров топлива с первичным воздухом необходимо; смешивание только за счет диффузии происходит слишком медленно. Механическое перемешивание также сделано иным способом; например, размещение крупных сеток на выходе из диффузора как делается в большинстве двигателей с осевым потоком.

Камеры сгорания с кольцевым уплотнением также должны иметь клапаны слива топлива в двух или более нижние камеры. Это обеспечивает слив остаточного топлива для предотвращения его сжигания на следующий старт.

Поток воздуха через отверстия и заслонки канально-кольцевых камер почти идентичен потоку через другие типы горелок. Для закрутки используется специальная перегородка. поток воздуха для горения и придать ему турбулентность.

Требования к производительности

Требования к производительности включают —

• Высокая эффективность сгорания.Это необходимо для дальних дистанций.
• Стабильная работа. Горение должно быть без выброса при потоках воздуха от холостого хода до максимальная мощность и давление, соответствующее всему высотному диапазону самолета.
• Низкая потеря давления. Желательно иметь как можно большее давление в выхлопное сопло для ускорения потока газов назад Высокие потери давления уменьшают тягу и увеличить удельный расход топлива.
• Равномерное распределение температуры.Средняя температура газов, поступающих в турбину должна быть как можно ближе к пределу температуры материала горелки, чтобы получить максимальная производительность двигателя. Высокие местные температуры или горячие точки в потоке газа будут снизить допустимую среднюю температуру на входе в турбину для защиты турбины. Это будет приводит к снижению общей энергии газа и соответствующему уменьшению m двигателя производительность.
• Легкий запуск. Низкое давление и высокая скорость в горелке затрудняют запуск.Плохо спроектированная горелка запустится только в небольшом диапазоне скоростей света и высоты над уровнем моря, тогда как хорошо спроектированная горелка позволит легче перезапускать воздух.
• Маленький размер. Большая горелка требует большого кожуха двигателя с соответствующим увеличением по лобовой площади и аэродинамическому сопротивлению самолета. Это приведет к уменьшению максимальная скорость полета Чрезмерный размер горелки также приводит к большему весу двигателя и меньшему расходу топлива емкость и полезная нагрузка, а также меньшая дальность.Современные горелки выделяют в 500-1000 раз больше тепла бытовой масляной горелки или тяжелой промышленной печи равного единичного объема. Без этого высокое тепловыделение газовой турбины самолета не могло быть реализовано на практике.
• Горелка малодымная. Дым не только раздражает людей на земле, он также может слежение за высоколетящей военной авиацией.
• Низкое образование углерода. Углеродистые отложения могут блокировать важные дыхательные пути и нарушать поток воздуха вдоль стенок футеровки, вызывающий высокие температуры металла и низкий срок службы горелки.

Все требования к горелке должны выполняться в широком диапазоне рабочих режимов. условия. Например, расход воздуха может варьироваться до 50: 1, расход топлива — до 30: 1, а соотношение топливо-воздух достигает 5: 1. Давление в горелке может составлять 100: 1, в то время как температура на входе в горелку может варьироваться более чем на 700 F.

Влияние рабочих переменных на производительность горелки —

• Давление.
• Температура воздуха на входе.
• Соотношение топливо-воздух.
• Скорость потока.

---

---

Обновлено: 12 января 2008

Родился 8 марта 1999 г.

Системы сгорания

Системы сгорания

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Системы сгорания включают несколько параметров, которые влияют на процесс сгорания. В этой статье обсуждаются некоторые аспекты, связанные с геометрией камеры сгорания, потоком в цилиндре и степенью сжатия.

Введение

Системы сгорания включают множество факторов, влияющих на процесс сгорания. К ним относятся:

• Форсунка топливной форсунки,
• Характеристики впрыска топлива,
• состав газа в баллоне,
• характеристики потока в цилиндре,
• геометрия камеры сгорания,
Степень сжатия
• и
• Размеры цилиндра.

Во всех системах сгорания эти факторы должны работать вместе, чтобы гарантировать, что процесс сгорания, будь то традиционный или усовершенствованный, достигает требуемых показателей производительности и выбросов.

В этой статье обсуждаются некоторые аспекты, связанные с геометрией камеры сгорания, потоком в цилиндре и степенью сжатия.

Геометрия камеры сгорания

Рекомендации по проектированию

Известно, что сгорание дизельного топлива очень бедное с соотношением A / F 25: 1 при максимальном крутящем моменте, 30: 1 при номинальной скорости / максимальной мощности и более 150: 1 на холостом ходу для двигателей с турбонаддувом.Однако этот дополнительный воздух не участвует в процессе сгорания. При сгорании он сильно нагревается и истощается, что приводит к обеднению выхлопных газов дизельного топлива. Даже несмотря на то, что среднее соотношение воздух-топливо бедное, если не принять надлежащих мер в процессе проектирования, области камеры сгорания могут быть богатыми топливом и привести к чрезмерным выбросам дыма. Ключевой задачей при проектировании камеры сгорания является обеспечение того, чтобы смешивание топлива и воздуха было достаточным для смягчения воздействия богатых топливом регионов и позволяло двигателю достичь своих показателей производительности и выбросов.Было обнаружено, что турбулентность в движении воздуха внутри камеры сгорания способствует процессу смешивания и может быть использована для достижения этой цели. Вихрь, создаваемый впускным каналом, может быть усилен, или поршень может создавать сжатие, когда он приближается к головке блока цилиндров, чтобы создать большую турбулентность во время такта сжатия за счет правильной конструкции чаши в головке поршня.

Конструкция камеры сгорания оказывает наиболее значительное влияние на выбросы твердых частиц. Он также может влиять на несгоревшие углеводороды и CO.В то время как на выбросы NOx может влиять конструкция [3128] чаши, свойства объемного газа играют очень важную роль в уровнях их выбросов. Однако из-за компромисса NOx / PM конструкции камер сгорания должны были развиваться по мере снижения пределов выбросов NOx — в первую очередь, чтобы избежать увеличения выбросов PM, которое в противном случае могло бы произойти.

Обзор конструктивных соображений для систем сгорания можно найти в литературе [3489] [3490] .

К-фактор. Важным параметром для оптимизации системы сгорания дизельного топлива DI является доля доступного воздуха, участвующего в процессе сгорания. [734] [3489] . K-фактор, рассчитываемый как отношение объема корпуса поршня к объему зазора, является приблизительной мерой доли воздуха, доступного для сгорания. Уменьшение рабочего объема двигателя приводит к уменьшению относительного К-фактора и, следовательно, к тенденции к ухудшению характеристик сгорания. Для заданного рабочего объема и постоянной степени сжатия коэффициент К можно улучшить, выбрав более длинный ход.На выбор диаметра цилиндра для двигателя может повлиять фактор К и несколько других факторов, в том числе упаковка двигателя, порты и клапаны и т. Д. Особо ключевой проблемой при установке максимального отношения диаметра цилиндра к ходу является очень сложная упаковка головки блока цилиндров, необходимая для размещения конструкции с четырьмя клапанами на цилиндр и системы впрыска Common Rail с расположенным по центру форсункой. Головки цилиндров имеют сложную конструкцию из-за множества каналов, включая водяное охлаждение, прижимные болты головки блока цилиндров, впускные и выпускные отверстия, форсунки, свечи накаливания, клапаны, штоки клапанов, выемки и седла клапанов, а также другие каналы, такие как используется для рециркуляции выхлопных газов в некоторых конструкциях [735] .

Камеры сгорания с открытым или обратным входом. Камеры сгорания в современных дизельных двигателях с прямым впрыском могут быть открытыми или возвратными. Если верхнее отверстие бачка в поршне меньше по диаметру, чем максимальный диаметр бачка, то это возвратный бачок. У этих чаш есть «губа». Если кромки нет, то это открытая камера сгорания [3490] .

Типы камер сгорания

Мексиканские миски для шляп

Камеры сгорания дизельного двигателя с чашей «мексиканской шляпы», также известные как камера «Гессельмана», известны по крайней мере с 1920-х годов [3126] .Эти открытые камеры сгорания обычно использовались примерно до 1990 г. в двигателях большой мощности, прежде чем возвратный резервуар стал более важным. На рис. 1 показана общая форма чаши этого типа. Обратите внимание на прямые стороны на внешней периферии [3127] . Эта форма камеры сгорания предназначена для относительно продвинутых значений времени впрыска, когда чаша содержит большую часть горючих газов. Он не подходит для стратегий замедленного впрыска.

Рисунок 1 .Чаша для сжигания мексиканской шляпы

На рис. 2 сравниваются выбросы сажи из ряда чаш, включая чашу мексиканской шляпы. Обратите внимание, что некоторые из камер с альтернативной геометрией (возвратные чаши) обеспечивают лучшее окисление сажи в показанных условиях двигателя. Форма чаши меньше влияла на образование сажи при более высоких оборотах двигателя в этом исследовании [3128] .

Рисунок 2 . Влияние формы топки на выброс сажи

1690 об / мин, 409 см ³ / цил., Угол впрыска до ВМТ 14,5 °, низкая нагрузка (~ 250 кПа BMEP).
Размеры камеры сгорания в мм.

###

Камера сгорания — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Камера сгорания — это часть двигателя внутреннего сгорания ( ICE ), в которой сжигается смесь топлива и воздуха.

Двигатель внутреннего сгорания

Схема реактивного двигателя с изображением камеры сгорания.

ДВС обычно включают поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением, роторные двигатели, газовые турбины и реактивные турбины.

В процессе горения увеличивается внутренняя энергия газа, что приводит к увеличению температуры, давления или объема в зависимости от конфигурации. В кожухе, например в цилиндре поршневого двигателя, объем регулируется, и сгорание создает повышение давления. В системе с непрерывным потоком, например в камере сгорания реактивного двигателя, давление регулируется, и сгорание приводит к увеличению объема. Это увеличение давления или объема можно использовать для выполнения работы, например, для перемещения поршня на коленчатом валу или диска турбины в газовой турбине.Если скорость газа изменяется, создается тяга, например, в сопле ракетного двигателя.

Бензиновый (бензиновый) двигатель

Двигатель с боковым клапаном, показывающий камеру сгорания

В верхней мертвой точке поршни бензинового двигателя находятся на одном уровне (или почти на одном уровне) с верхней частью блока цилиндров. Камера сгорания может быть выемкой либо в головке блока цилиндров, либо в верхней части поршня. Конструкция с камерой сгорания в поршне называется головкой Heron, в которой головка обработана плоской, но поршни вогнутые.Голова Heron оказалась даже более термодинамически эффективной, чем головка полусферической формы. ^{[ цитата необходима ]} Впускные клапаны допускают приток топливовоздушной смеси; а выпускные клапаны позволяют удалять дымовые газы.

Типы головок

Используются камеры сгорания различных форм, такие как: L-образная головка (или плоская головка) для двигателей с боковым клапаном; «ванна», «полусферический» и «клин» для верхнеклапанных двигателей; и «односкатная крыша» для двигателей с 3, 4 или 5 клапанами на цилиндр.Форма камеры оказывает заметное влияние на выходную мощность, эффективность и выбросы; Задача разработчика состоит в том, чтобы сжечь всю смесь как можно полнее, избегая при этом чрезмерных температур (которые создают NOx). Это ^{[требуется уточнение ]} лучше всего достигается с помощью компактной, а не удлиненной камеры. ^{[ необходима ссылка ]}

Завихрение и сжатие

Впускной клапан / канал обычно размещают для придания смеси ярко выраженного «завихрения» (термин предпочтительнее «турбулентности», что подразумевает движение без общей картины) над поднимающимся поршнем, улучшая перемешивание и сгорание.Форма верхней части поршня также влияет на величину завихрения. Другой конструктивной особенностью, способствующей турбулентности для хорошего смешивания топлива и воздуха, является «сжатие», когда смесь топлива и воздуха «сдавливается» под высоким давлением поднимающимся поршнем. ^{[1] [2]} Там, где завихрение особенно важно, могут быть предпочтительны камеры сгорания в поршне.

Пламя передняя

Возгорание обычно происходит около 15 градусов перед верхней мертвой точкой. Свечу зажигания необходимо установить так, чтобы фронт пламени распространялся по камере сгорания.Хорошая конструкция должна избегать узких щелей, в которых застойный «конечный газ» может попасть в ловушку, поскольку этот газ может сильно взорваться после основного заряда, добавляя мало полезной работы и потенциально повреждая двигатель. ^{[ необходима ссылка ]}

Дизельный двигатель

Дизельный поршень для дизельного двигателя

Дизельные двигатели делятся на два широких класса:

• Прямой впрыск, камера сгорания состоит из выпуклого поршня
• Непрямой впрыск, при котором камера сгорания находится в головке блока цилиндров

Двигатели с прямым впрыском обычно обеспечивают лучшую экономию топлива, но двигатели с непрямым впрыском могут использовать более низкий сорт топлива.

Гарри Рикардо сыграл выдающуюся роль в разработке камер сгорания для дизельных двигателей, самым известным из которых является ^{[примечание 1]} — Ricardo Comet.

Газовая турбина

Камера сгорания в газовых турбинах и реактивных двигателях (включая ПВРД и ГПВРД) называется камерой сгорания.

В камеру сгорания подается воздух под высоким давлением от системы сжатия, добавляется топливо и смесь сжигается, а горячие выхлопные газы под высоким давлением поступают в компоненты турбины двигателя или через выхлопное сопло.

Существуют различные типы камер сгорания, в основном:

• Тип корпуса: Камеры сгорания с банками представляют собой автономные цилиндрические камеры сгорания. Каждая «канистра» имеет свою топливную форсунку, гильзу, соединители, кожух. Каждая «может» получить источник воздуха через индивидуальное отверстие.
• Канальный тип: Как и камера сгорания баночного типа, кольцевые камеры сгорания с банками имеют отдельные зоны сгорания, содержащиеся в отдельных вкладышах с собственными топливными форсунками. В отличие от камеры сгорания, все зоны сгорания имеют общий воздушный кожух.
• Кольцевой тип: кольцевые камеры сгорания избавляются от отдельных зон горения и просто имеют сплошную футеровку и кожух в кольце (кольцевом пространстве).

Ракетный двигатель

Этот раздел требует расширения. (март 2014 г.)

Паровой двигатель

Термин камера сгорания также используется для обозначения дополнительного пространства между топкой и котлом в паровозе. ^{[ необходима ссылка ]} Это пространство используется для дальнейшего сжигания топлива, обеспечивая большее количество тепла для котла.

У больших паровозов обычно есть камера сгорания в котле, позволяющая использовать более короткие дымовые трубы. Это потому что:

• Длинные дымовые трубы имеют теоретическое преимущество, так как обеспечивают большую поверхность нагрева, но, превышая определенную длину, отдача от них уменьшается.
• Очень длинные дымовые трубы могут провисать посередине.

Микрокамеры сгорания

Микрокамеры сгорания — это устройства, в которых горение происходит в очень малом объеме, из-за чего увеличивается отношение поверхности к объему, что играет жизненно важную роль в стабилизации пламени.

См. Также

Список литературы

Устройство и принцип действия камер сгорания

АВТО ТЕОРИЯ

Камера сгорания — это область внутри двигателя, где смесь топлива и воздуха сжимается, а затем воспламеняется.Как правило, с одной стороны он образован формой, отлитой в головку цилиндра, а с другой стороны — верхней частью поршня. Когда поршень находится в верхней мертвой точке, камера имеет самый маленький размер, и это время, когда топливно-воздушная смесь находится в наиболее нестабильном состоянии и готова к воспламенению. Чем лучше устроена камера сгорания, тем лучше «дышит» двигатель; то есть тем эффективнее общий поток воздуха через двигатель.

Общий КПД двигателя определяется формой камеры, формой верхней части поршня, расположением клапанов и свечи зажигания и общим потоком воздуха через впускной и выпускной патрубки.В этой статье мы сконцентрируемся только на различных типах камер сгорания, а не на множестве динамических факторов, влияющих на распространение пламени.

Типы камер сгорания

Чтобы правильно идентифицировать камеру сгорания, необходимо учитывать все ее аспекты, включая форму. В целях этой статьи мы ограничимся обсуждением тех, которые встречаются на большинстве двигателей, выпускаемых в Америке.

Полусферическая или откидная крыша — Камера сгорания «Hemi»

Конструкция камеры сгорания Hemi.




Считается, что камера такой конструкции предлагает наименьший компромисс для повышения эффективности. Фактически полусферическая камера сгорания представляет собой половину сферы, отлитой в днище головки блока цилиндров. Клапаны размещены с внешней стороны отверстия и под определенным углом от осевой линии коленчатого вала. Оптимизация этого положения позволяет значительно увеличить поток воздуха, поскольку он отодвигает клапан от стены, чтобы не допустить создания турбулентности.

Это создает более эффективное поперечное движение заряда во время перекрытия клапана и ограничивает теплопередачу от выпускного клапана к свежему заряду.Как упоминалось ранее, эта конструкция обеспечивает наилучшее соотношение площади поверхности к объему, а также создает очень короткое прямое выпускное отверстие, необходимое для ограничения отвода тепла в охлаждающую жидкость.

Полусферические камеры обычно имеют центральную свечу зажигания, которая обеспечивает отличное октановое число. Дополнительным преимуществом является расстояние между впускным и выпускным клапанами, которое еще больше ограничивает теплопередачу.

Клиновидные камеры

Камера сгорания клиновидная.




Используемый на протяжении многих лет почти всеми производителями, этот тип камеры напоминает наклонный бассейн, утопленный в деке головы. Встроенные клапаны обычно наклонены, чтобы соответствовать наклонной крыше этой конструкции. Свеча зажигания расположена на толстой стороне клина и обычно находится посередине между клапанами.

Относительно крутые стенки в такой конструкции камеры заставляют канал потока воздуха / топлива отклоняться и заставляют его двигаться по нисходящей спирали вокруг оси цилиндра.Во время такта сжатия область сжатого воздуха / топлива уменьшается до такой степени, что захваченная смесь сильно выталкивается от тонкого к толстому концу камеры. Это создает значительную кинетическую энергию, которая при воспламенении увеличивает общую мощность.

Ванна или камера сгорания в форме сердца

Дизайн ванны




Обозначение ванны обычно зарезервировано для любой камеры, кроме клиновой или полусферической. В большинстве отечественных двигателей толкательной конструкции он использовался в различных формах.В некоторых случаях форма камеры сгорания была почти овальной, а более поздние тенденции были более эффективной формой сердца.

Примером этого может быть нынешний LS1 от Chevrolet. Дека головки блока цилиндров, которая перекрывает поршень, образует две зоны сжатия: большую площадь напротив свечи зажигания и меньшую область на противоположной стороне. Форма полумесяца делает его похожим на камеру сердца.

Клапаны расположены на одной линии и частично закрыты стенкой камеры, более открыты со стороны заглушки.Область напротив основной области сдавливания обычно сужается и не имеет крутых стенок клина. Максимальное расположение свечи зажигания достигается за счет смещения к выпускному клапану и как можно более центральному, что делает общую конструкцию очень эффективной для выработки энергии. Однако теплопередача в непосредственной близости от клапанов ограничивает объемный КПД и октановое число.

Чаша в поршне

Чаша и поршень с плоской головкой справа.




Этот подход, по сути, противоположен конструкции камеры в головке.Он не пользуется популярностью у американских конструкторов двигателей, хотя в начале 20-го века имел конфигурации двигателей с плоской головкой. Однако европейские конструкторы двигателей до сих пор иногда используют эту конструкцию.

Он состоит из плоской головки цилиндров с одним рядом клапанов, обращенных к круглой полости, залитой в поршне. По периметру поршня создается кольцевая зона сжатия. Известный очень турбулентным сгоранием, он хорошо подходит для дизельных двигателей, но считается чрезмерно шумным по американским стандартам.

Осмысливая все это

То, как камера сгорания использует воздушный поток, так же важно, как и сам поток. Не менее важна форма верхней части поршня, поскольку любое выступание в камеру сгорания снижает скорость пламени. Идеальная конструкция — выпуклый или плоский поршень, поскольку теоретически фронт пламени может равномерно распространяться по его поверхности.

С учетом всего сказанного, главное в разработке двигателей — тепловая эффективность. Идеальный двигатель должен иметь высокую степень сжатия для термического КПД и реакции дроссельной заслонки, но должен работать в унисон с камерой сгорания, которая имеет высокую скорость горения.

Это необходимо для увеличения октанового числа двигателя и ограничения выбросов оксидов азота (NOx). Высокая степень сжатия увеличивает производство NOx за счет повышенного давления в цилиндре и нагрева заряда, когда он вытесняется в меньшую область. Способ ограничить производство NOx — это иметь высокую скорость сжигания, но это трудно осуществить в реальном мире.

Помимо выбросов и допуска по октановому числу для выработки мощности, необходимо, чтобы давление в цилиндре повышалось как можно быстрее, чтобы его можно было использовать для расширения поршня в максимально возможной степени.

Обратите внимание, насколько малы современные радиаторы?

Загляните под капот любого нового автомобиля, и вы увидите довольно маленький радиатор, даже если ваш автомобиль / внедорожник может иметь мощность 250-300 лошадиных сил. Сравните это со своим старым классическим V8-Whatever. Двигатель мог выдавать такую ​​же мощность, но радиатор был такого же размера, как и сам двигатель, и машина все еще перегревалась в теплые дни, верно?

Это из-за теплового КПД. Этот старый двигатель производил намного больше тепла, чем лошадиных сил, поэтому ему требовалась большая система охлаждения.Сегодня, напротив, этот (значительно меньший) двигатель в вашем автомобиле намного более эффективен с точки зрения тепла. Его камеры сгорания, впуск, выпуск, рубашки охлаждения и т. Д. Во много раз эффективнее вырабатывают мощность в зависимости от рабочего объема и, следовательно, выделяют меньше тепла, подлежащего рассеиванию.

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

.