воскресенье, 14 октября 2018 г.

Свечное отопление палатки. Практика (tent + candles + practicle)

14.10.2018

Предыдущие эксперименты описаны здесь:
http://lavrinenkov.blogspot.com/2018/10/tent-candles.html
http://lavrinenkov.blogspot.com/2018/06/bricks-and-candles-in-tent.html
http://lavrinenkov.blogspot.com/2016/10/blog-post.html

Мангал "Воанда" со мной, я на полевой позиции, ожидаю ночь.
15 градусов, день, все ок!
Сверим градусники!
Уже ночь.

Около +4 градуса. Измеряю на уровне головы (10-15 см от пола)
 "Завожу печку" 9 Свечей
Напарник тем временем испытывает другой метод нагрева - прокаленные кирпичи, с изоляцией фольгой:


Такая вот конструкция должна выделять тепло равномернее, горючих элементов нет. Накаливаются две половинки кирпича и устанавливаются на холодный целый кирпич. 
За 6 часов внутренние кирпичи практически остыли. Временем активной работы такой конструкции можно условно  считать 2-3 часа. 

Вернемся к моему "свечному методу".

Все работает. В моем распоряжении несколько дополнительных железок - уголок и щиток, можно играться с компоновкой печки. Примеры:


 Свет:
Что имеем по температуре:
10 градусов. Т.е. прирост около 5 градусов относительно температуры на улице.
Ночью предусмотрена дозакладка топливных элементов. Проснулся чуток раньше, чем доработала первая загрузка. В итоге одновременно 15 свечек:
Температура поднялась до 14 градусов, т.е. прирост 10 градусов.
Итог: одновременно за ночь работало от 7 до 15 свечей. Температура повышалась на 5-10 градусов. За бортом было около 4-5 градусов тепла. Некоторые свечки самозатухали, т.к. фитиль наклонялся и падал в парафин.  

Под утро:
Видны потухшие свечи, и три еще работают. 
На закуску - эксперимент с кипячением воды на свечах. 
Берем три свечки.
Полкружки воды (125 грамм)  с начальной температурой около 10 граудсов. 
За 23 минуты до кипения  дело не дошло. Всего 55 градусов у водички! 
 Возможны два случая:
1) До кипения дойдет, но через длительное время;
2) До кипения не дойдет, т. к. с ростом температуры отдача тепла наружу растет, и процесс нагрева останавливается.
Но и 55 градусов хватит, чтобы растворить кофе! =)




Лавриненков Игорь / R2AJA

связь:
lis-soft * at * rambler.ru




среда, 3 октября 2018 г.

Свечное отопление палатки с мангалом! (tent + candles)

03.10.2018
Продолжаю развивать тему свечного отопления в палатке.

Основной принцип отопления - отобрать максимальное количество тепла от продуктов сгорания парафина свечи, и переизлучать его вторично в пространство палатки. Без теплоуловителя основное тепло улетает как выхлоп через вентиляцию палатки.

Назанчение теплоуловителя:
1) Собрать тепло;
2) Переизлучить тепло;
3) Защитить свечи от сковзняка;
4) Защитить палатку от открытого огня свечей.

Предыдущие эксперименты описаны здесь:
http://lavrinenkov.blogspot.com/2018/06/bricks-and-candles-in-tent.html
http://lavrinenkov.blogspot.com/2016/10/blog-post.html
В качестве теплоуловителя используются кирпичи. Понятно, что инфраструктура не каждой стоянки способна предложить кирпичи для сборки конструкций, поэтому в качестве альтернативы рассмотрим складной мангал и трехлитровый котелок.

Вес мангала 280 грамм, котелка 560 грамм, стального листа 260 грамм (!)

Мангал фирмы ООО "ВОАНДА". При покупке казался несуразным и одноразовым, хотя сейчас думаю, что он и как мангал неплох. Собирается за полминуты! По весу - как комплект шампуров.

К мангалу потребуется дополнительный лист стали соответствующего размера, для накрытия сверху.

Для измерения температуры использую бытовой бесконтактный термометр.
Точность измерений невысокая, плюс/минус пару градусов, но для оценки нагрева подойдет.
Зажигаем 10 свечей (стандратные свечи масса топлива = 9.8 грамм, фитиля с подставкой 0.27 грамм, стаканом 0.6 грамм и  в целом свеча весит 10.8 грамм)
Обычно пишут что чайная свеча весит 12 грамм, в принципе - похоже.
Условно топлива 10 грамм, время горения около 4 часов.  Удельная теплота сгорания приму 40 МДж/Кг. Абсолютная теплота сгорания = 40/100 = 0.4 МДж. = 400000 Дж
Горит это все 4 часа, или 14400 сек. Значит мощность свечи = 400000/14400 = 27 Вт.

(если будете повторять расчет не путайте ккал/кг и мдж/кг "Теплота сгорания парафина 11200 ккал/кг (45,8 МДж/кг)" )

Для такой печки ставлю 10 свечей, считаем мощность обогревателя = 270 Вт!

Зажигаем и накрываем сверху листом. Обратите внимание, мой мангал имеет две высоты боковых стенок. Сейчас лист на максимальном удалении от свечей.

По центру листа установилась температура 55 градусов. На боковой стенке 28 градусов, т.е. боковая сторона почти не нагрелась.

Опускаем стальной лист ниже уровнем и повторяем измерения.
Центр 95 градусов:
Уппсссс, более 100!
Левый край 50 граудсов:
Верхний край 65 граудсов:
Нагрев боковой стенки изменился незначительно (около 28 градусов).

Далее проверяем котелок. Вода в нем предварительно доведена до кипения. Т.е ставим котелок и смотрим смогут ли поддержать свечи кипение. Для установки котелка использованы две металлические пластины общей массой 80 грамм.


Температура котелка снаружи около 80 градусов.
Важно, чтобы котелок не закипел в палатке, поэтому возникает вопрос - что быстрее начнет кипеть - литр воды или три литра? Вода уже нагрета до 100 градусов!
Попробовал ставить на свечи котелок с разным количеством воды и визуально оценивать время через которое кипение заканчивается.

0.5 л. = 15 сек.
1.5 л. = 45 сек.
2.5 л. = 40 сек.

Какой-то случайный процесс, чего быть не должно?!
В теории больший объем воды лучше отдает тепло через стенки котелка, значит кипятить его сложнее!

Вторая часть лабораторной работы - проверка в собранной палатке. Измеряем температуру на высоте 5-10 см от пола. Палатка Quechua Arpenaz 2. внутренние размеры (ДхШхВ) 200х120х105 cм

 Для контроля есть ртутный градусник с точностью 0.1 градус.

 Начальная разница температур улица/дом  0.5 градуса. Сенсор внутреннего термометра показывает на 0.5 градусов ниже, чем внешний датчик.
Установив стальной лист в верхнее положение, зажигаем свечи. И получаем через 15 минут 28.2 градуса, против начальных 24.2, т.е. мы увеличили температуру в палатке на 4 градуса.
Еще один Упс! - к концу эксперимента горели только 7 свечей. Т.е. можно надеятся, что при 10 свечах температура поднялась бы на 5 градусов.
Далее палатка продувается, для выравнивания температуры такой вот грелкой в режиме "вентилятор".
Еще раз смотрим температуры после выравнивания и запускаем печку на нижнем положении стального листа.
24.8 в палатке

 А сейчас 24.6 и 27.8
 Опять 3 потухли! Фитили на них опускаются в парафин и тухнут!
Получили 3 градуса разницы. Результат хуже чем в первый раз.

Третий заход. Работа с котелком. (25.7, 24.1)
 (27.6, 24.1)

 9 свечей и работают!
С котелком получилось вообще 2 градуса разницы.
Оценим теперь градиент температуры по вертикали.

На высоте полметра температура выше на 6 градусов.
А под потолком, выше на 10 градусов, чем у пола.


В итоге имеем в зоне сна - прирост температуры максимум на 4 градуса, в сидячем положении 10 градусов. Но не забываем, что человек собирает на себя излучение такой печки, т.е. получаемое тепло человеком от излучения, больше чем тепло, собранное температурным датчиком! Еще на такой печке можно подогреть кружку воды, или даже подсушить небольшие вещи!

Масса мангала с листом стали 0.5 кг. Свечей на одну ночь - две закладки = 240 грамм.


Аварийные ситуации:
Опрокидывание мангала. - свечи скорее всего потухнут. Они гаснут даже от небольшого порыва ветра.
Попадание открытого огня на ткани палатки - мгновенное плавление и сгорание палатки.
Скорее всего вы просто сразу окажетесь на улице.
Опрокидывание котла с кипятком - ожоги не исключены, но скорее всего вас спасут спальник и одежда. Надеюсь вы не будете ставить такую "котельную" около лица!
Критическое снижение уровня кислорода в воздухе - 
Первые симптомы кислородной недостаточности (увеличение объема дыхания, снижение внимания, нарушение мышечной координации) наблюдается у людей при содержании кислорода во вдыхаемой смеси газов на уровне 16-17%. Снижение концентрации О2 до 12-15% вызывает одышку, учащение пульса, ухудшение умственной деятельности, головокружение, быструю утомляемость. В случаях, когда концентрация О2 уменьшается до 10-12%, сознание сохраняется, но появляется тошнота, сильная усталость, дыхание становится прерывистым. При концентрации 8% быстро наступает потеря сознания, а ниже 6% - смерть в течении 6-8 минут.
Надеюсь вы понимаете, что вентиляционные окошки в палатке должны быть открыты. А если почувствуете хоть один из описанных признаков удушья, - прекратите использование печки.
Из своего опыта - использовал 8 свечей, всю ночь, никаких симптомов не заметил, возможности оценить расход и приход кислорода нет. Но все индивидуально.

Помните, что все действия по отоплению палатки вы выполняете на свой страх и риск, а также несете ответственность, за тех кто рядом с вами!

Лавриненков Игорь / R2AJA

связь:
lis-soft * at * rambler.ru