关于锅炉的一些一般性知识_机械制图

关于锅炉的一些一般性知识

类别：机械制图 | 来自：未知未知 | 发布时间：2024-12-05 | 人气值：

如果您遵守某些规则并掌握焊接技术，那么建造自己的锅炉是可能的...这是Paul Fonlupt
建造的一个复杂模型。

规定：

建造锅炉固然好，但遵守规定就更好了！
由于您建造的锅炉容量不超过 25 升，因此您不必申报，但绝对必须对其进行测试，使其运行值至少增加一倍。它的使用由您全权负责。

然而，一项义务是：向 DRIRE（地区工业、研究和环境理事会）报告可能发生的任何事故。

请阅读 CAV 网站上的这些建议：
https://www.cav-escarbille.com/chaudiere/index.htm

从测试锅炉开始，一些“想法”……

...使用它时出现的一些想法

压力调节

确实，该锅炉会非常快速地产生压力，有时，会给您带来超出预期的压力，例如测试 1 或 2 cm ³发动机，我们希望看到其效率为 1 bar。

在这种情况下，你必须使用燃烧器：快速增加压力，然后降低火焰水平......请参阅专辑中的第一个测试。

水

生活在火山岛上，我使用的自来水没有问题，因为它没有水垢。
在许多地区情况并非如此，因此建议使用软化水作为蒸汽熨斗：水垢会在管道和阀座上结垢……从而导致故障。

我想，利用雨水一定是好事。我在电池里放了一些！您还可以不时使用电动咖啡机销售的防垢产品。

等级

该锅炉没有，在每次测试之前（时间有限）有必要考虑为其供电。

如何评价用水量？

我仍然在使用这个锅炉的一个技巧：我们以剖面形式绘制锅炉，并每隔 1 或 2 毫米绘制水平线。标尺和计算器可让您确定线条每一层的体积。
给锅炉注水、使用、冷却……我们将一根异国情调的木棍浸入水中（唯一可以跟踪水位的木棍），然后进行测量。然后查看我们创建的表格就足够了，该表格将根据所做的测量给出所达到的消耗量。

不是很正统但足够精确，可以对消费有一个很好的了解。

对于数学爱好者来说，可以访问此页面进行有趣的计算：http://www.maths.ac-aix-marseille.fr/debart/ts/volume_integrale.html Paul

的重要评论：“在使用特定引擎进行测试期间，有趣的是，在保持最低水平的同时记录运行时间，以避免没有水运行！”

我们还可以并且仍然让生活变得更轻松：

将锅炉注满至溢流水位，操作，冷却，然后用移液器重新注满（“飞机制造商”使用的移液器，带有刻度）：添加的水量与使用的量相对应。
小小的不便之处：每次尝试时你都必须给锅炉加水，当你启动它时，你总是有很多冷凝物，这会扭曲读数……

当我意识到我不是白写的时候，我喜欢它。最近添加的这一段还没有上线，Philippe没有忘记给我他的方法：
“就我而言，我使用一种更简单的方法，无需计算即可找到耗水量：
1 *我将锅炉加满至当溢流溢出
2* 时，我进行测试，冷却后......
3* ...我用一个“大”医用注射器加满，当它再次溢出时，我立即知道消耗量。”

关于锅炉的“小”注意事项

也许现在是对锅炉进行一些一般性考虑的时候了，因为在这里，我们很快就会想要根据可用空间、布局、发动机排量、预期的自主性、加热模式……来设计它们。我很乐意为您提供我的阅读成果。我的主要来源： 《VAPORISMES》

一书，来自MRB的文章，包括Adrien Sentz于 1983 年 11 月的第 245 期撰写的基本且非常完整的文章；以及在论坛上或与Paul Fonlupt 的一些交流。

卧式锅炉

有一定数量的类型，其中以下是蒸汽建模中使用的主要类型（来源 MRB n° 245）：

水管锅炉

其他水管锅炉

斯科特型锅炉

火焰管锅炉

中央炉膛锅炉

回火锅炉

仅供娱乐...另请参阅Paul Fonlupt
的画廊...

保罗的画廊

埃斯卡比尔的照片

英文杂志

材料

对于我们的小型锅炉，很容易使用铜或黄铜，但必须进行钎焊。

锅炉管：
其厚度必须与直径相关，以减少压力产生的风险。我们承认，对于小于3巴的压力，厚度必须是直径：100；从3 到 7 根钢筋，您将需要 2 个直径：100；从7 到 10 根钢筋，您将需要 3 个直径：100。

由于我对低于 3 巴的压力感到满意，因此厚度为 1 毫米的管子非常合适。但是，问题！
虽然铜是最好的导体，但实际上不可能找到具有所需尺寸的这种厚度的铜。因此，请选择黄铜（请参阅TARTAIX，它以厘米为单位提供！），随着时间的推移，其电阻会变差。

否则，如果装备齐全，我们可以像Jean-Paul Bourdillat那样，将2毫米厚的铜管剥皮，将其减少到1.2！ (MRB n°544)：“交换墙必须尽可能薄。” （AS）

我也对他的工作感到非常满意，因为在巴黎的一次会议期间，他给了我锅炉作为礼物......！像我这样的业余爱好者用得最多的

是水管。它们对于铜来说是强制性的。

Patrick LECLERE的澄清：
“禁止在加压蒸汽装置中使用黄铜。黄铜很脆，进入其成分中的锌会水解，黄铜会变得多孔且易碎。事实上，对于模型制作，原型锅炉运行在很短的时间内，风险微不足道。”

锅炉 3/4 满

当水开始沸腾时，会形成大气泡，如果上层太靠近蒸汽入口，水高度饱和的蒸汽将被送向发动机。
为了避免发动机在堵塞时无法运转以及油分离器填充太快的不便，可以使用 3 种方法

：加水时调节锅炉最高液位的3/4
。由于蒸汽入口下方的“网格”，限制了小气泡的通过
。电机供应管在锅炉下方通过，使其干燥一点

对未来锅炉的小型研究，其 1 毫米厚黄铜管的内部尺寸为直径 4.8 厘米，有用长度 8 厘米。

对未来锅炉的小型研究，其 1 毫米厚的黄铜管的内部尺寸为直径 4.8 厘米，有效长度为 8 厘米。

其中一个面的表面积 x 长度决定了体积。
因此，填充高度必须是该表面的 3/4。
检查是否达到液位的最简单方法是将套圈放置在正确的高度：填充完成后，水将通过该套圈溢出。

我犯了很多愚蠢的错误，包括这个：将我的套圈放置在锅炉高度的 3/4 处，因此......前面提到的第一个缺点！

如何准确确定套圈的正确位置，或者如何知道h？

一侧的总表面积为 18.08 cm²，必须保持自由的表面积为 1/4，即 4.52 cm²，相当于AB上方填充物的一半。
我在网上搜索了几个小时如何通过知道圆弧段的面积来确定h ...负数！另外，一个简单的解决方案。

简单地认为，4.52 cm² 的表面积对应于长 4.8 cm、宽 ( l ) 0.94 cm 的矩形的表面积。
由此我们获得的高度等于：
1/2 直径 + l + 锅炉厚度，例如：2.4 + 0.94 + 0.1 = 3.34 四舍五入为 3.5。

通过严格应用此额定值，我们将略低于所需水平，但锅炉的有用水平将接近 108 cm ³。
放置在按尺寸缝合的套圈草图上。

请注意：这个量的水并不会全部用完！*

事实上锅炉底部肯定还有一些剩余的水，也就是我们所说的“保护量”**，否则，如果我们加热时一滴水都没有，注意焊缝！
水量为有用体积的 1/5 似乎是正确的。
对于这个小锅炉，我们实际上只能指望 86 cm ³的水。

不幸的是，一个链接消失了，我仍然给出了方法...
并且可以通过在表中输入其数据，根据直径立即获得h ：

1 - 在第一个框（液位）中输入近似数据（此处从 3.5 开始）
2 - 在第二个（罐直径）中，记下圆柱体的内径，此处为 4.8
3 - 在第三个（罐长度）中，输入数字 1：1 厘米或 1 的切片m
然后改变数据1就足够了，直到我们达到 75% 或尽可能接近；评级为3.37
第二页涉及立式锅炉。

查理，在同一个论坛上为我提供了另一个链接：http://debart.pagesperso-orange.fr/ts/volume_integrale.html Patrice DEBART的网站。
链接消失了...

我们得到了系数 0.7。通过执行 D x 0.7，我们得到 h = 3.36，最终非常接近我的3.34 ...

与读者（Alain Mordillat）进行了一次有趣的小讨论，这让我看到上面给出的链接不再有效！

阿兰联系了热拉尔·维勒曼 (Gérard VILLEMIN)，他计算了一个系数，使我们能够知道要离开的空隙高度，以便锅炉充满 3/4。

这里是系数：0.596027246700483，它必须与水箱的半径相关，这样

半径乘以该系数就可以得到空部分的高度。

例如直径为 50 毫米的水箱。因此半径 R 为 25

。
R 25 X 0.59602724 = 14.9
。这意味着最大级别应为从顶部算起 14.9 或从底部算起 50-14.9 = 35.1。

请注意，结果与我使用的几乎相同：。我的给出了填充部分的高度。 50 - 15 = 35，50 x 0.70 = 35。这是可以让您非常精确地计算3/4 填充的空隙高度的

来源（谢谢Alain ）：http: //villemin.gerard.free .fr/aJeux1/Temps/Citerne.htm

水管锅炉

像这款用于测试的锅炉一样，它是深受初学者建造者欢迎的锅炉类型。但为什么管子的这种特殊布置是一个入口高于另一个入口呢？

“为了促进水的循环，管道必须水平倾斜，锅炉中管道的出口必须高于其入口，以引起热虹吸（热水比）

冷水

即使对于车上很小的锅炉，这个原则也得到了尊重

从那时起，在Gems SUZOR 上找到了其他更明确的文档，它的解释比我好得多！
。加管的优点
。受热面增加
。水在受热部件前面快速循环
。条件：
。水必须从较低的部分引向较高的部分以获得热虹吸现象，

对于前 4 个锅炉，火焰将是垂直的，对于最后一个，它们可以是水平的。

发动机排量

在继续进行以下计算之前，您需要了解它。这是Laurent GAUDIN
好心发给我的Excel 文档，它消除了任何错误的风险。

计算发动机排量

电子表格：从计算发动机容量到热量需求

这是Jean-Marie TRIVIDIC提供的可以保存的电子表格：

避免重复繁琐计算的文档...第二张表可以访问有用的数据。

Jean-Marie提供的其他文档：
以下是用于设计船只的更新计算表，无论是否为蒸汽船：船体计算、机器计算。

http://trvdc.pagesperso-orange.fr/Calculateur_propulsion_vapeur.ods

http://trvdc.pagesperso-orange.fr/Calculateur_propulsion_vapeur.xls

此外，这里有一张带有两个小表格的表格，给出了蒸汽的特性：
这两个表格是独立：P = f(t)；或 t=f(P)：

http://trvdc.pagesperso-orange.fr/Caracteristiques_vapeur_eau.ods

http://trvdc.pagesperso-orange.fr/Caracteristiques_vapeur_eau.xls

受热面

一个野蛮的公式，允许计算它（S）但是......
但是这真的让我很恼火，因为我仍然缺少一条数据来应用它，特别是转数......这个问题来自' '通过制造一个简单但有效的转速计来解决。每dm ²

保留蒸发4 g 水。

从那时起，我制作了另一本，更易于使用且具有数字可读性。

构造和使用说明请前往相册：点击照片。

a和b 摘自Pierre DUBARRY de LASSALLE的“VAPORISMES”，仍然可以从Steam Le Hobby获得。

如果我们考虑上面的公式和相反的表格，知道给定压力下发动机的转数，我们将能够计算出必要的加热表面。Paul

的话：“加热表面始终相同，即所有受到直接火焰、辐射和非常热气体影响的表面......为了计算加热表面，我们计算所有受到直接火焰、辐射和高温气体影响的管子的表面。”热。

要修改加热表面，有必要对水管或烟管进行隔热，但此时为什么要建造它们呢？

在真实的锅炉中，我们改变了燃烧器颗粒，稍微修改了燃料压力，增加了燃烧器的数量，锅炉水循环泵大大改善了交换以及强制空气循环和废气的热回收。

“对我们来说，我们调节气体压力（或其流量）”

我还在考虑另一件事：用不同直径（0.2、0.3）的喷嘴进行测试；这应该会产生更大的排量，从而使燃气阀更加可靠...按订单提供钻头！

请注意：对于表b，这是绝对压力，对于我们的压力计，它是大于 1 的表压力：如果我们在压力表上读取压力为 1，则绝对压力为。 2！

至于“调节气压（或其流量）”，如果我相信第一次测试，罐阀可以以相当安全的方式进行调节......

这是将接收热量的整个表面（我们不计算用于“干燥蒸汽”的线圈）。

用于测试的锅炉的具体示例

该锅炉具有外径为 63 x 130 长的管道。如果我们计算受热的表面，即管的一半，我们得到 12858.3 mm²。
3 根外径为 8、长度为 100 的锅炉管的暴露表面积为 753.6 平方毫米。因此，受热面积
为13612 mm² 或1.36 dm²

但是，如果它适合进行的大多数测试，则对于其他发动机可能会有所不同因为这样，就需要计算特定操作所需的加热表面（位移、转数）、设想的压力和预期的使用时间......在这种情况下，有必要应用上述公式！

您可以在其中输入自己的数据的表格示例：通过将 3.6 cm ³发动机以每分钟 1000 转的速度运行来修改数据。我们看到加热表面绰绰有余......有点太均匀了，但这允许进行多次测试！

受热面计算

测试锅炉

锅炉是一个充满高温水的炸弹。因此必须进行测试，看看是否存在密封问题以及是否能承受压力。
为了确保不存在危险，请在 2 或 3 倍预期工作压力下进行测试。

直到今天，我还是按照我读到的，尤其是安德烈·勒孔特的书做的：用喷灯加热锅炉。

将所有配件拆除并关闭其开口，将锅炉完全充满水，排除空气，并放置一个大压力表。然后，我们接近喷灯的火焰……过了一会儿，压力迅速增大。一旦达到所需的压力，将火焰移开，然后返回，然后移开......至少一刻钟。
如果漏焊，则不会产生压力。另一方面，如果出现微泄漏，压力可能会在我们没有注意到的情况下上升。因此有必要进行多次测试。

我留下的此类测试的唯一照片是推车锅炉测试的照片（不小心仪表！）。在那里，我使用压力表安装并达到并保持 4 巴的压力（计划在 1 巴进行操作，从 1.5 或 2 开始）...

最终，当我进行此类测试时，我并不是很自豪，我决定建造这款泵，它将用于测试冷密封，这要归功于这款泵，它仍有待建造！

虽然花了一些时间，但它已准备就绪并且可以正常使用。单击照片即可轻松构建、规划、使用和加工提示。

一个新事物

在与Jean-Paul BOURDILLAT交谈时学到的一个新技巧，用于检查锅炉是否不泄漏，至少在最初是这样……
只需在注满水后将其放在阳光下即可。压力迅速增加，我们很容易看到是否有泄漏。此外，它仍然是可以控制的......但是要采取预防措施！

和另一个

来自帕特里克·勒克莱尔 (Patrick LECLERE)的文章：
“在美国，我看到几位模型师和我小时候一样，寻找自行车内胎的泄漏点。将锅炉浸入水箱中，并用 1 度的压缩空气充气。或 2 巴速度非常快（无需填充或脱气，然后干燥）。一旦消除了所有泄漏，似乎几乎 100% 的泄漏都得到了测试。仅通过低压压缩空气测试即可消除。”