Олег Жолондковский - Внимание, воздух !
Вот если бы научиться пускать дым кольцами! Бывают ведь ловкачи, которым ничего не стоит, посасывая трубочку, делать какие-то неуловимые для глаз движения языком и губами и выпускать в воздух кольца дыма. Не исключено, что это единственно полезное следствие курения табака. Конечно, имеется в виду человек, который не только способен пускать дым колечками, но и задуматься о причинах, их образующих. Знаменитый ученый Р. Вуд построил ящик для пускания больших дымовых колец и использовал его при демонстрации опытов перед студентами. Ящик был сделан в виде куба со сторонами в 1 м. Одна из стен ящика была из клеенки, поддерживали ее две перекрещивающиеся резиновые трубки, что придавало ей упругость. Напротив клеенки в стене ящика имелось круглое отверстие. Дым имитировался с помощью двух соединенных резиновыми шлангами колб с соляной кислотой и нашатырным спиртом. Взаимодействуя, кислота и аммиак давали туман, состоящий из мельчайших частиц нашатыря. Когда ящик наполнялся этим туманом, Вуд сильно и резко ударял по стене, затянутой клеенкой, и из отверстия вылетало большое кольцо. Вот как он писал об этом: "Силу воздушных колец можно показать таким образом. Направим их на плоский картонный ящик, стоящий на некотором расстоянии от установки. При этом ящик сразу же переворачивается или даже падает на пол. Ударом вихревого кольца можно погасить пламя газовой горелки. После некоторой тренировки можно научиться выпускать два кольца быстрой очередью, причем так, чтобы второе кольцо летело с несколько большей скоростью, чем первое. Тогда второе кольцо нагоняет первое, ударяется о него и отскакивает, оба кольца остаются целы и превращаются в вибрирующие эллипсы. Это показывает, что газовый вихрь обладает упругостью".
Если бы применить эти знания на практике. Хотя бы для того, чтобы создать дымовую трубу, которая выбрасывала бы вредные газы в самые верхние слои атмосферы!
Самые большие современные трубы (до 300 м) не отводят дым выше 750 м. За рубежом ведется интенсивная работа по созданию эффективных устройств, увеличивающих высоту выброса газов. В США и Англии испытываются трубы, выбрасывающие дым в форме колец с помощью автоматической системы клапанов. Таким путем сформированные кольца дыма способны подняться на высоту до 3 тыс. м, где они свободно рассеиваются. Этим может обеспечиваться безопасная для живой природы концентрация ядовитых веществ.
В конструкции трубы, на которую выдано авторское свидетельство No 319725, для увеличения выброса газов применена эластичная колеблющаяся диафрагма, благодаря чему газы могут приобретать форму колец и
большую скорость движения по оси колебания диафрагмы, т.е. вверх.
Устройство с мембраной, помещенное в вершине трубы, увеличивает высоту выбрасывания газов. Конструкция довольно проста, ею можно оборудовать все существующие трубы без сложных переделок и больших капитальных вложений.
Принцип действия, напоминающий опыт Вуда, легко проследить на модели, состоящей из обычной консервной банки, у которой с одной стороны в донышке по центру вырезано отверстие диаметром 2--2,5 см, а с другой-- донышко заменено полиэтиленовой пленкой. На боковой поверхности банки -- отверстие для тлеющей папиросы. Когда в банке наберется дым, по донышку из полиэтиленовой пленки слегка ударяют ладонью. Тогда из отверстия в жестком донышке вылетают кольца и столбики дыма и быстро устремляются вверх.
Особенность предложения состоит в том, что ускоритель движения газов находится на выходе из трубы, и независимо от того, есть ли на входе в трубу вентиляторы или нет, газы получают большой запас кинетической энергии для движения вверх; энергия не тратится на преодоление сопротивления у стен внутренней поверхности трубы и вся используется на выбрасывание газов, обеспечивающее создание колец.
Дутьевыми вентиляторами, применяемыми в трубах, этого эффекта достичь невозможно без использования сложной системы клапанов. Клапаны же обладают невысокой надежностью, за ними нужен постоянный уход, нужен отдельный привод. Понятно, почему они не получили распространения.
В предлагаемой конструкции клапанов нет, и в целом надежность устройства может быть выше.
Резкого изменения диаметра в устье трубы не будет: площадь сечения здесь равна или лишь немного отличается от суммарной площади окон на боковой поверхности цилиндра.
ТРУБА С ВОЗДУШНЫМИ СТЕНКАМИ
Неоднократно изобретатели пытались сконструировать дымовую трубу, позволяющую посылать дым в заоблачную высь. Но пока что достаточно производительной, эффективной и экономически приемлемой установки так и не построено. Однако опытные установки работают, и сдвиги в этом деле есть.
Турбулизировать дым на выходе из трубы с тем, чтобы сделать ее дальнобойной,-- такая задача достижима. Ленинградским зональным научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий предложен насадок к вытяжной трубе, состоящий из прикрепленных к устью трубы участков воздуховодов. Попадая в них, ветер закручивает дымовой поток и способствует его подъему. Однако и здесь имеется недостаток: чтобы насадок действовал, нужен ветер.
Представьте ситуацию: построили завод, трубу установили, все как следует, а через год-другой рядом с заводом выросло многоэтажное здание. Мала стала труба. В верхние этажи дым попадает. И на этот случай есть изобретение. Эжектирующее устройство дымовой трубы -- это тоже насадок. От предыдущего же он отличается лишь тем, что действует не за счет ветрового напора, а от вентилятора, смонтированного снаружи трубы. Вентилятор засасывает уличный воздух и гонит вверх в виде прозрачного кольцевого канала, внутри которого движется дымовой поток. Невидимые глазом стенки трубы не дают дыму отклониться от первоначально полученного направления. Жителям соседней многоэтажки дым стал не страшен. Один недостаток -- по нему стало невозможно определить, какая погода на улице. Независимо от влажности и температуры воздуха дым идет столбом.
ЗОНТ ДЛЯ ТРУБЫ
Чтобы дождь и снег не попадали в вытяжные трубы, над ними ставят зонты. Преграда надежная, но... Не пропуская внутрь трубы осадки, зонт тормозит и выходящий из нее лоток воздуха. Вроде бы мелочь, а за год по заводу сотни киловатт набегают только на преодоление сопротивления зонтов. Да и пыль, ударяясь о зонт, оседает на крыше, загрязняя территорию завода. В Московском научно-исследовательском и проектном институте типового и экспериментального проектирования зонты решили заменить набором вертикальных и наклонных пластин. Причем нижние наклонные пластины
выполнены со сливными желобками. Осадки, собираясь на наклонных пластинах, выливаются по лоткам наружу. Сами же наборы пластин создают воздушному потоку меньшее препятствие, чем зонт. Да и пыль при такой конструкции трубы на крыше не оседает.
Однако есть у этого изобретения и свои недостатки. Желобки наклонных пластин быстро забиваются мелкой пылью, и расход металла на их изготовление великоват. Есть другой, не менее эффективный, но более простой способ предотвратить оседание на крыше пыли, ударяющейся о зонт выбросной трубы. Никаких особенных изменений в конструкцию трубы для этого вносить не нужно. Надо лишь прикрепить к ее устью полый усеченный конус, который закроет зонт по высоте, а между внутренними стенками основания конуса и зонтом оставить зазор для того, чтобы вентиляционные выбросы шли вверх. Атмосферные осадки сливаются наружу через отверстия в нижней части усеченного конца.
КЛАПАН ДЛЯ ТРУБЫ
Каких только флюгеров не бывает на свете. "Старый Томас" стал даже "визитной карточкой" Таллина. Есть флюгера и в виде поворачивающегося колена, через которое поток ветра эжектирует воздух, собравшийся в помещении. Изобретатель В. Я. Виноградов в этом направлении сделал шаг вперед. Его дефлектор по совместительству является еще и шибером. Рычагом со штоком его можно поднимать вверх и опускать, закрывая трубу. Иногда трубу нужно закрывать, но не в переносном, а в прямом смысле.
Кончилась смена, рабочие разошлись, а трубы, как это ни печально, продолжают действовать. Из тех, что повыше, теплый воздух самотягой выходит в атмосферу, а через низкие засасывается с улицы холодный. Ржавеет от холода оборудование, выстуживается помещение. На одну трубу среднего диаметра расходуется до 50 кг угля в неделю! Выход один -- для того чтобы сэкономить тепло, нужен очень легкий и надежный клапан, который бы автоматически закрывал трубы. Условия задачи следующие: в открытом положении клапан не должен создавать сопротивление для прохода воздуха, быть недорогим, а монтаж его нетрудоемким.
Инженеры Московского пусконаладочного управления Минлегпрома СССР решили этот вопрос следующим образом: между зонтом и срезом трубы установили полистироловый диск с четырьмя проушинами, охватывающими стойки зонта. Когда включается вентилятор, диск под действием напора воздуха поднимается вверх и прижимается к зонту. Там он и удерживается все время, пока работает вентилятор. Как только он перестает работать, диск падает и надежно перекрывает воздуховод, не давая холодному воздуху проникать в помещение. Для удобства монтажа проушины сделаны разрезными. Один слесарь за день может смонтировать более десяти таких клапанов и сберечь машину угля в год. Цена же полистироловому диску -- копеечная.
