Re: Компактная печь для туризма
Сегодня провели тест КПД + сняли несколько роликов, среди который есть и очень большие.
Итак, начнём.
За 3 или 4 дня "до" была сделана вылазка в лес для заготовки дров. Поскольку живые дрова мне пилить ради интереса совсем не охота - нашел относительно свежую поваленную сосну. Скорее всего это была "новогодняя" сосна, диаметр ствола 5-6 см, весьма промокшая, немного ещё пахнущая хвоей, не трухлявая.. И хоть мне сказали, что "это уже не дрова" - можно повысить себе результаты моего теста КПД на "коэфициент "трухлявости" этих недодров" ;) Было собрано 1160гр толстых дров (ствол) и 855гр средних (веток) - это вес мокрый. Ещё немного тонких веток взял для растопки, их не взвешивал и не сушил, т.к. в тестах они участия не принимают (дрова загружал и отсчёт начинал когда растопка почти полностью прогорела) После высыхания на батарее в течении 3-4х дней масса дров стала такая - 537гр толстых и 442гр средних. По влажности - без понятия. Но по результатам взвешивания средних между последним и предпоследним днём разница в весе составила 10%, поэтому не уверен, что они высохли совсем до конца, но по принципу "антирыбака" и "рыбы с воооттакимиглазами" будем считать что высохли, и что они нормальные "идеальные" дрова. Опять-же, для оптимистов - можно получившийся мой результат увеличить на свой коэфициент "правильности".
Тест я проводил на толстых дровах, средние в тесте не учавствовали. С толстых по-возможности была удалена кора (ДО последнего взвешивания, т.е. 537гр - это дрова уже без коры) Так же они были поколоты на 4 части.
Все результаты и математику - оставлю под конец мессаги, чтоб не искать потом по тексту, а пока просто описание и кой-какие вводные цифры, которые в конце всё равно продублирую.
Итак, в этот раз засняли полностью процесс розжига и кипячения от начала до конца. Кому-то было интересно посмотреть на сам розжиг, кто-то захочет проверить меня на честность ну и т.п. Длительность ролика 20 минут
http://video.yandex.ru/users/night-prizrak/view/17/
Температура воздуха 7"С,температура воды в чайнике (вместе с чайником) 22"С.
Была использована "ветрозащита". Уловитель тепла в роли стеклоткани, алюминиевой юбки или спецефические ребристые кастрюльки - НЕ использовались
Сначала приготовления и розжиг до 5мин 20сек
с 5:20 до 18:20 - закипание чайника, получилось ровно 13 минут
ПОскольку для более точного вычисления расхода дров нужно узнать "остаток" горючего в камере сгорания - дожгли остатки. Догорела печка в 20:40.
Итого имеем дрова горели 20:40 - 5:20 = 15мин 20 сек (920 сек)
Из этого времени чайник потреблял тепло в течении 13 мин (780 сек) - это составило 85% от общего времени
За всё это время сгорело 127гр дров (стартовый вес 537гр, вес остатка 410гр) 85% от этого веса = 108гр
Т.е. чайник "скушал" 108гр дров. Эту цифру запомним и перенесём в нижние рассчёты КПД.
Поскольку мне всегда был интересен тест верхнего поджига - я его всё-таки сделал. Загрузил камеру максимально (на это пошло 165гр дров). В центр поместил несколько веточек растопки + парафиновый зажигатель. Горело хорошо, сухие дрова горят прекрасно, но хватило их ровно на 15 минут. Т.е. расход дров бОльший, чем при подкидывании.. Ну и естественно управляемость горения меньше - пламя горит более сильное, горит по времени чуть меньше... хотя нужно проверить вскипятить чайник в таком режиме, есть предположение, что КПД возможно повыше будет. Хотя, как я уже писал раньше - КПД турбопечки - это "сферический конь в вакууме", зависящее от тысячи факторов. Ну не суть. Имеем такие данные - 165гр сухих, мелко расколотых дров с верхним поджигом горят 15 минут Видео смотрим тут. Видео не полное, только начало.
http://video.yandex.ru/users/night-prizrak/view/16/
ДАльше 2 ролика пиролизного горения. Очень красиво. Как получил. Выкинул почти все угли, оставив на дне слой толщиной в сантиметр. Кинул 2 сухих деревяшки - и получил чисто пиролизное горение
http://video.yandex.ru/users/night-prizrak/view/14/
А вот тут, при тех-же условиях, уже 3 деревяшки и угли от предыдущего теста - уже чуть хуже горение, хотя только до момента разгорания дров.
http://video.yandex.ru/users/night-prizrak/view/15/
Так, видеоматериал закончился, возмёмся за калькулятор и справочники.
В Вики нашел следующие значения
Удельная теплоёмкость кДж/(кг*К)
сталь твёрдое тело 0,462
вода жидкость 4,183
и
Удельная теплота сгорания МДж/кг
Дрова (березовые, сосновые) 10
Пропан 47,54
Теперь считаем.
Сгорело дров 127гр, но в нагревании учавствовало из них только 108гр. Вот их и примем за израсходованное топливо. 108гр дров = 1080000 Дж
Дэльта Т = 78"С
Масса воды 1.3кг
Масса стали (чайник) 0.585кг
Энергия потреблённая на нагрев 1.3кг воды с 22 до 100 "С = 424156 Дж
Энергия потреблённая на нагрев 0.585кг стали с 22 до 100 "С = 21081 Дж
Общая потреблённая энергия 445237 Дж (есессно тут и энергия "сплывшая" в космос путём теплообмена чайник-атмосфера.. ну от этого всё равно не уйти, посему этот процесс так же учавствует в КПД)
делим потреблённой на затраченное, умножаем на 100 получаем КПД этой печки при текущих условиях.
КПД =41.2% !!
Хороший результат, мне нравится ))) НО! мне стало интересно, а какой-же КПД газовых горелок? Ведь имеет смысл сравнивать кпд турбопечки именно с КПД другой печки, а не просто с "вечным двигателем" ;)
Я газом никогда не пользовался, посему просто погуглил и сделал рассчёт на основе другого опыта. Статью я взял не первую попавшуюся, а со средними значениями, которые к тому-же подтверждаются практикой. Правда в том случае опыт проводился дома, в комнате, при температуре +18 и без ветра... посему "полевой результат" будет меньше.. ну да ладно.
За основу взята статья http://cy-beer.livejournal.com/33668.html
Исходные данные.
Вода - 1кг
Сталь (по нагуглённым характеристикам 1.5 литрового чайника Татонка) - 0.43кг
Дэльта - Т 95"
Расход газа 17.5гр (точную теплотворность смеси я не знаю, посему юзал теплотворность пропана из Вики)
Итак. Выделенная энергия = 831250 Дж
Потреблённая водой 397385
Потреблённая сталью 18872
Общая потребленная - 416257
Из чего следует КПД = 50.6% !!!
При чём прошу ещё раз заметить - это "комнатные" а не "полевые" испытания.
Что дальше делать с этими цифрами, как их интерпретировать, к чему применять и т.п. - решать исключительно Вам.
Огромная просьба всем читающим. Если Вы не согласны с моими рассчётами - не засоряйте ветку, пишите в личку, если мы с Вами прийдём к консенсусу, и его результат будет отличен от моего - я напишу об этом, Просто так обсуждать теорию в топике - не надо! Если Ваши рассчёты отличаються от моих на 1-2% - спишем это на погрешность справочных данных, ошибки измерения и т.п. - это не столь важно, если на бОльшее значение - пишите в личку, обсудим, выводы я напишу тут. Спасибо всем за внимание.