Печка из термоса

Цитата сообщения от rrom\-ma отправленного 6 Июл, 2015 в 09:41

Шурик, расчеты не верны на порядок. Никак не учтена теплоемкость радиатора. В идеале он должен быть большей массы и теплопроводности чем внешняя колба. Тогда нагреется он сильнее чем обе колбы и эффективно отдаст тепло воде.

Jelsay, писал ранее, нужна регулировка тяги. В идеале и сверху и снизу. Нынешние верхние отверстия по ощущениям выглядят маленькими для этой печки.

Конкретный термос весит под 500 г. Условно 250 г внешняя колба и 250 г внутренняя. Предположим, внутрь удалось напаять перемычек еще весом на термос (хоть тяга и так плоховата). Не уверен, что это конструктивно возможно, но предположим.

Что изменится, если термос станет весить 1000 г, а не 500?
Раньше на нагрев собственно колб уходило:
Q = 500 * 0.5 * (100-20) = 20 кДж.
Теперь:
Q = 500 * 1.0 * (100-20) = 40 кДж.

Берем более теплоемкий радиатор. Например, колбы из нержавейки, радиатор из аллюминия.
Q = 500 * 0.5 * (100-20) + 900 * 0.5 * (100-20) = 56 кДж.

Предположим, радиатор не имеет собственных потерь, и всё полученное тепло со временем отдаст колбам. Чем массивнее радиатор, тем медленнее его прогревать, тем медленнее он будет остывать. Это единственный эффект от увеличения массы. Толстостенная кастрюля/сковородка отдает столько же тепла, сколько получила, разве что делает это инерционнее (и распределяет тепло равномернее по поверхности, таким образом меньше пригорает).

Радиатор по сути теплопроводный мостик между колбами. Чем выше теплопроводность, тем быстрее выравнивается температура между колбами. Потери в системе остаются такими же. Если вода нагрета до 60 градусов, то при эффективном тепловом мостике обе колбы охлаждаются до этой температуры. Тепло, потраченное при этой температуре на нагрев воздуха и воды я посчитал, оно не зависит от массы и теплоемкости радиатора. Вернее так: посчитал идеальный случай с его бесконечной теплопроводностью.

Цитата сообщения от kciroohs отправленного 6 Июл, 2015 в 13:55

Ветрозащитный и тепловой экран нагревается, кто спорит. Но что произойдет при соединении его с котлом, я написал. Тепловой мостик работает в обе стороны.
Конструктивнее не повторять аргумент, который я понял и учёл, а двигаться дальше. Например, найти ошибку в моих расчетах или предложить свои.

я не понял, что ты понял.

теоретически, в идеальной системе, радиатор будет отводить тепло от котла. ты об этом?
он мир устроен не идеально и в данной конкретной системе радиатор полезен, более того - внешний экран полезен как радиатор.
возможно Jelsay доберётся и до широкого термоса, тогда радиатор будет полезен (МСР - производитель газовых горелок и радиаторов как-бы намекает), но внешний экран уже может быть прохладнее 100 градусов, опять таки, при "медленном" огне.

вопрос только один - нагревается ли внешний экран данной системы выше 100 градусов? если да, то надо соединять колбы, иначе - нет.
стоит ли Jelsay строить систему какую ему вздумается - отдельный вопрос.

Цитата сообщения от гога отправленного 6 Июл, 2015 в 14:47

вопрос только один - нагревается ли внешний экран данной системы выше 100 градусов? если да, то надо соединять колбы, иначе - нет.

Недостаточно сравнить температуру. Надо сравнить количество теплоты, которое получают обе колбы и которое они расходуют, причем в разных условиях.

В плохих погодных условиях расходы на конвекцию вырастут в 10 раз и внешняя колба станет отдавать больше тепла, чем она его получала, когда была изолированной. За счет хорошей теплопроводности радиатора тепло будет забираться от нагрева воды.
Это я на пальцах еще раз объясняю результаты расчётов.

Цитата сообщения от kciroohs отправленного 6 Июл, 2015 в 15:10

Цитата сообщения от kciroohs отправленного 6 Июл, 2015 в 15:10

[quote]
В плохих погодных условиях расходы на конвекцию вырастут в 10 раз и внешняя колба станет отдавать больше тепла, чем она его получала, когда была изолированной. За счет хорошей теплопроводности радиатора тепло будет забираться от нагрева воды.
Это я на пальцах еще раз объясняю результаты расчётов.

В плохих погодных условиях (торнадо/цунами/извержение вулкана;) воду ваще не вскипятить.

Шурик, теплопроводность тоже пропорциональна dT. Выравниваться температура термоса с радиатором будет быстрее чем потери в воздух от наружной колбы и это тепло большей частью уйдет в воду при любой естественной dT снаружи.

По ссылке передача тепла из одной рабочей среды в другую через стенку. Непонятно, какое это имеет отношение к нашему случаю.
Вода и воздух нагреваются через конвекцию, а не теплопроводность.
В моих расчетах "будет быстрее" и "большей частью" заменены на цифры. Да, даже с такой формой сосуда бОльшая часть тепла уйдет на кипячение воды. Но в холод и ветер конвекционные потери будут существенные, и их масштаб таков, что их надо учитывать при переработке экрана в радиатор.

Цитата сообщения от гога отправленного 6 Июл, 2015 в 15:35

Да.

в таблице не хватает пар: радиатор сталь воздух и радиатор сталь вода, а самому догадаться сложно

Рабочей средой там считается жидкость или газ с каждой стороны от стенки. Таблицы рассчитаны через конвекцию на одной стенке, теплопроводность стенки, конвекцию на второй стенке.
Систему радиатор-сталь-вода (радиатор-сталь-воздух) надо рассчитывать через теплопроводность между радиатором и сталью, теплопроводность стали, а потом через конвекцию между сталью и водой (воздухом).

информация для размышления - печки и самовары из термосов:
http://www.youtube.com/results?search_query=%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D1%81+%D0%BF%D0%B5%D1%87%D0%BA%D0%B0

Цитата сообщения от kciroohs отправленного 6 Июл, 2015 в 17:21

Прозвучало хорошее слово "целесообразность".
Нецелесоообразно оценивать систему только по разнице температур, не прикинув количество передаваемого тепла. Если в теплую безветренную погоду кипячение ускорится на 4%, а в погоду чуть похуже замедлится, доработка нецелесообразна.
Если же оригинальная система столь плоха, что радиатор ей поможет и в холод, нецелесообразно проводить столь сложную доработку (вскрывать и напаивать). Дешевле выбрать другую конструкцию.
Нецелесообразно думать, как использовать недостаток, ни разу не подумав, а откуда взялся этот недостаток и можно ли его устранить.
Нецелесообразно рассматривать идеальную погоду, тогда как оригинальная конструкция разрабатывалась именно для оптимизации работы в холод.
Нецелесообразно выбирать чрезмерно упрощенные модели (оценка только через разницу температур, теплопроводность вместо конвекции и т.д.).
Нецелесообразно продолжать прикидывать "интуитивно" на пальцах, когда перед глазами формулы, цифры. Все нюансы теплопередачи давно изучены наукой.
Нецелесообразно рассматривать только плюс решения изолированно от всех его минусов (потеря тепло и ветро экрана, возможность тепловому мостику работать в обратном направлении, дополнительное загрязнение радиатора продуктами горения, сложность его чистить, сложность отвода конденсата и пара, неэффективность поднятия центра нагрева для высоких и узких сосудов, увеличение веса, сложность самой доработки и др.).

Нецелесообразно, но я вновь жму кнопку "новое сообщение" для продолжения общения с троллем.

Не думаю, что конструктивные недостатки сей печки стоит воспринимать столь близко к сердцу.