Как высчитывать калории в продуктах

Многим обладателям твердотопливных отопительных котлов приходится лицезреть неприятную картину ужасные подтеки на стыках частей дымовых труб и теплообменников своих тепловых агрегатов.

Это конденсат злейший враг систем дымоудаления и вентиляции.

Что такое конденсат

В широком понимании этого слова, конденсат это вещество, которое в следствии своего охлаждения перешло (конденсировалось) из газообразного в жидкое либо жёсткое агрегатное состояние. В нашем случае, конденсат это вода и растворенные в ней летучие вещества, присутствующие в дымовых газах. Конденсат может планировать и накапливаться во внутренних полостях дымовых труб и теплообменников, проявляясь в виде капелек, ручейков и лужиц жидкости в самых неожиданных и неподходящих местах. Конденсат из дымовых газов это неизменно агрессивная среда, разрушающая материал камеры сгорания котла, его теплообменника и дымовых труб. Состав для того чтобы конденсата невероятно разнообразен, изменчив и противоречив.

Откуда берется конденсат из дымовых газов

Конденсат из дымовых газов появляется в следствии конденсации водяных паров, содержащихся в отходящих газообразных продуктах горения (дымовых газах).

Откуда водяные пары в дымовых газах

Молекулы воды находятся в самой топливной массе и синтезируются конкретно в ходе её горения.

Любое доступное бытовое горючее имеет углеводородную природу

В ходе горения углеводородного топлива в обязательном порядке синтезируется вода в следствии термического разложения (пиролиза) молекул углеводорода с последующим окислением (горением) взятых продуктов пиролиза топлива. Исходя из этого, газообразные продукты горения (дымовые газы) углеводородного топлива постоянно содержат пар, синтезированный в ходе пиролиза и горения топливного вещества:

Как высчитывать калории в продуктах

CmHn + (m + n/4) O2 = mCO2 + (n/2) Н2O + Q
Где, (m) и (n) число атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода

К углеводородному горючему относится вся органика (в т.ч. древесина), газ, нефть, уголь и продукты их переработки.

Громаднейшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение дров, собенно сырых (влажностью до 45%). Влага, которая содержится в порах и полостях древесины, испаряется и переходит в состав дымовых газов, прибавляясь к синтезированной воде.

Мельчайшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение угля. Уголь фактически не содержит в своей массе молекул воды и имеет весьма малую углеводородную составляющую. Основная масса состава угля это чистый углерод (С), который не имеет стадии пиролиза топлива и горит (окисляется) напрямую, без синтеза воды:

Газообразные продукты горения (дымовые газы) угля практически не содержат водяные пары, потому, что в угольной массе имеется мало углеводородов для синтеза воды и полностью отсутствует простая вода (H2 O).

Территория конденсации пара

Покинув высокотемпературную территорию горения, дымовые газы начинают отдавать тепло и охлаждаться. Охладившись до температуры точки росы, пар начинает конденсироваться на поверхности теплообменника котла и его дымовых труб. Место, где температура дымовых газов соответствует точке росы и где начинается конденсация пара называется территория конденсации.

Перемещение территории конденсации пара

Территория конденсации весьма подвижный участок, который ни при каких обстоятельствах не следует на месте. Сразу после розжига холодного котла территория конденсации находится прямо в его теплообменнике либо конкретно за ним. По мере работы теплоагрегата система дымоудаления прогревается и территория конденсации неспешно перемещается вдоль дымовой трубы, к ее краю. Перемещение территории конденсации происходит тем стремительнее, чем выше температура дымовых газов и меньше потери тепла на прогрев очередного холодного участка трубы. В конечном счете, территория конденсации перемещается на самый край дымовой трубы, фактически в атмосферу. По окончании полного прогрева внутренних поверхностей системы дымоудаления, образование конденсата конкретно на них заканчивается и происходит уже в атмосферном слое. Это имеется безотносительный зер гут, потому что в этом случае всецело исключено действие агрессивной среды (конденсата) на стены деталей котла и системы его вентиляции.

Загадочная точка росы

Точка росы напрямую связана с полной, относительной и фактической влажностью.

Полная влажность большое вероятное содержание жидкости в воздухе. Полная влажность измеряется в г/м3 и зависит от температуры воздуха. Каждому значению температуры воздуха соответствует свое значение показателя безотносительной влажности. Чем меньше температура окружающей среды, тем меньше жидкости он может в себя вместить, и соответственно тем меньше будет показатель полной влажности.

Фактическая влажность фактическое содержание жидкости в воздухе. Фактическая влажность измеряется в г/м3, не зависит от температуры воздуха и отображает настоящее содержание жидкости в воздухе.

Как высчитывать калории в продуктах

Относительная влажность отношение содержания максимально-вероятной (безотносительной) жидкости к ее фактическому содержанию в атмосфере. Относительная влажность измеряется в процентах и показывает процентное содержание жидкости в воздухе от максимального. Показатель относительной влажности не бывает больше 100%, и это очень неустойчивое состояние.

точка росы это температура охлаждаемого воздуха, при которой его относительная влажность достигает отметки 100% и водяные пары начинают выпадать в осадок, т.е. конденсироваться. Иными словами, точка росы это температура, до которой необходимо охладить воздушное пространство, дабы из него выделился водяной конденсат (появилась роса).

Точка росы зависима от температуры воздуха и фактического содержания жидкости в нем

Зависимость точки росы

Зависимость точки росы возможно проследить, теоретически проанализировав процесс охлаждения мокрого воздуха.

(конденсация пара происходит в промежутке температур от 0С до 100С)

  • При охлаждении мокрого воздуха:
    полная влажность понижается и пытается к нолю,
    фактическая влажность остается неизменной,
    относительная влажность растет и пытается к своему максимуму (100%)

На этом этапе изменяются лишь параметры мокрого воздуха, но не происходит никаких видимых трансформаций

  • При предстоящем охлаждении мокрого воздуха:
    полная влажность понижается и пытается к нолю
    фактическая влажность остается неизменной
    рост относительной влажности достигает большого предела (100%) и останавливается

    Это температура точки росы. На этом этапе наступает пересыщение воздуха паром. Очень неустойчивое состояние. Первые частицы пара начинают конденсироваться в окружающей среде.

  • При предстоящем охлаждении мокрого воздуха:
    значение полной влажности продолжает понижаться и пытается к нолю
    значение фактической влажности также понижается и пытается к нолю
    значение относительной влажности остается на отметке 100%.

    При предстоящем охлаждении для того чтобы воздуха, относительная влажность будет оставаться неизменной (100%), а значение безотносительной и фактической влажности уменьшаться. Уменьшение фактической влажности будет происходить за счет выпадения излишней жидкости в конденсат. Т.е. в один раз достигнув температуры точки росы, воздушная среда все время будет пребывать в таком состоянии до полного своего осушения, при условии, что предстоящее охлаждение не заканчивается.

    Таблица температур точки росы

    За определение температуры точки росы, принимается такая температура, при охлаждении до которой, из воздуха, начинает конденсироваться пар. Составим экспериментальным методом таблицу зависимости точки росы от влажности и температуры воздуха.

    Таблица температуры значения точки росы (С) для различных условий

    Как необходимо читать эту таблицу
    К примеру, температура окружающей среды 10 С, относительная влажность 30%. На пересечении этих граф мы видим цифру -6. Это значит, что в случае если воздушное пространство, температура которого 10 С и относительная влажность 30%, охладить до температуры -6 С, то начнется выделение конденсата из него. Или так в воздухе, температура которого 10 С и относительная влажность 30%, водяная роса появится на любом предмете, температура поверхности которого, будет равна либо ниже -6 С.

    Как высчитывать калории в продуктах

    Как видим из таблицы, чем меньше относительная влажность воздуха, тем температура точки росы ниже температуры самого воздуха. По мере того, как увеличивается относительная влажность воздуха (воздушное пространство набирает, впитывает в себя влагу) температура точки росы приближается к температуре самого воздуха и, при 100% относительной влажности, точка росы, практически сходится с температурой воздуха.

    Точка росы в теплообменнике дровяного котла

    При розжиге холодного дровяного котла, исходящие из камеры сгорания дымовые газы (продукты горения), имеют температуру, приблизительно 500-800 С и относительную влажность, в среднем около 85%. Попадая в холодный теплообменник (20С) и соприкасаясь с его холодной поверхностью, газы мгновенно охлаждаются, влагоемкость (максимальное содержание жидкости) воздуха понижается и избыток жидкости выпадает в виде росы на поверхности теплообменника.

    Как защититься от конденсата в котле и дымовых трубах

    Из сказанного выше ясно, что конденсация водяных паров чисто физический процесс, который неизбежен при охлаждении дымовых газов. Защита от образования конденсата в котле и дымовых трубах возможно лишь одна:
    Не допустить охлаждения продуктов горения ниже точки росы до их полного выброса в атмосферу.

    Все сводится к элементарному утеплению дымовых труб и соблюдению теплового режима эксплуатации котлоагрегата.

    Соблюдение теплового режима эксплуатации котла

    Практикой доказано, что в случае если температура трубы обрата теплоносителя менее 40С вероятно появление конденсата в теплообменнике твердотопливного котла. Так, соблюдение теплового режима эксплуатации котлоагрегата сводится к максимально стремительному разогреву его водяной рубахи до температуры в теплообменнике 40С и более, с последующим поддержанием ее на высоком уровне, независимо от температуры теплоносителя в самой системе отопления. Таковой тепловой режим достигается за счет инженерных решений в системе отопления с применением байпасов и трехходовых кранов. регулирующих температуру теплоносителя в обрате котла.

    Про байпас и трёхходовой кран
    Байпас это труба, которая напрямую соединяет подачу и обрат дровяного котла и образует так именуемы небольшой круг (см. рисунок про байпас ). Через байпас трёхходовой кран смешивает тёплый и холодный теплоноситель, поддерживая температуру обрата, не меньше 40С. При том регулируется количество горячей воды, которое должно уйти сходу в обрат (в небольшой круг), а которое дальше, в отопительную систему.
    При помощи этих нехитрых приспособлений тёплый теплоноситель крутится по малому кругу и из подачи возвращается сходу обратно в дровяной котёл, пока не прогреется рубаха охлаждения котла и его теплообменник. По мере прогрева котла, трёхходовой кран неспешно перекрывает поступление тёплого теплоносителя в обрат и направляет тёплый теплоноситель в систему отопления. Таковой подход к монтажу разрешает быстро и без конденсата запускать холодный дровяной котёл, независимо от температуры теплоносителя.

    Дренаж системы дымоудаления

    Нелишне устроить дренаж отопительного агрегата (котла) и системы дымоудаления (дымовых труб), дабы собирать и отводить появившийся конденсат для предстоящей его утилизации. Тут, крайне важно выдержать уклоны и контруклоны для горизонтальных участков дымовых труб, и порядок сборки всей дымоудаляющей системы.

    Это весьма интересно (еще раз про конденсат)
    Конденсат может сыграть злую шутку при первом заполнении отопительной системы холодным теплоносителем. В случае если температура заливаемого теплоносителя не будет равна температуре воздуха, то может начаться конденсация водяных паров из воздуха прямо на деталях котла и отопительной системы. Неискушенный пользователь может принять такие водообразования за факт разгерметизации отопительной системы.

    Наибольше страдают от конденсата обладатели твердотопливных котлов, работающих на простых дровах и деревоотходах. Потому, что, в этом случае, к синтезированной воде добавляется вода, содержащаяся в порах и пустотах самой древесины. Время от времени это довольно много. Так как стандартное древесное горючее, влажностью 25-35% может содержать от 150 до 300 граммов воды в каждом своем килограмме! Особенно большое количество воды выделяется на протяжении розжига и разгорания дров, в то время, когда идет активная просушка древесины под действием большой температуры.