Ελκυσμός

Ελκυσμός χαρακτηρίζεται το αίτιο ή η δύναμη εκείνη που δημιουργεί το ρεύμα καυσιγόνου αέρα. Η δύναμη του ελκυσμού ή και λεγόμενη "ένταση ελκυσμού" μετριέται σε χιλιοστά (mm), ή σε δακτύλους υδάτινης στήλης. Ο ελκυσμός διακρίνεται σε "φυσικό" και σε "τεχνητό". Φυσικός ελκυσμός: λέγεται εκείνος που δημιουργείται χωρίς τεχνικά μέσα. Τεχνητός ελκυσμός: λέγεται εκείνος που για την δημιουργία του χρησιμοποιούνται κάποια μηχανήματα.

 Το κύριο μέσον που δημιουργεί τον φυσικό ελκυσμό είναι η καπνοδόχος. Για να γίνει αντιληπτό το φαινόμενο του ελκυσμού κατά την λειτουργία της καπνοδόχου θα πρέπει πρώτιστα να θεωρηθεί πως εντός αυτής υφίστανται δύο στήλες κινούμενου αέρα, μια υποθετική με ατμοσφαιρικό αέρα και μια άλλη (πραγματική) από θερμά καυσαέρια. Η στήλη των καυσαερίων λόγω της μεγάλης θερμοκρασίας τους είναι ελαφρότερη από εκείνη της ατμοσφαιρικής. Αυτή η διαφορά πυκνότητας προκαλεί την κίνηση μέσα στη καπνοδόχο, που κυριολεκτικά αρχίζει από τον θερμαντήρα, έτσι τα καυσαέρια εξέρχονται στην ατμόσφαιρα και το κενό που δημιουργούν μέσα στη καπνοδόχο καταλαμβάνει ο ατμοσφαιρικός αέρας που αναγκάζεται να εισέλθει μέσα στον θερμαντήρα. Παλαιότερα ο φυσικός ελκυσμός χρησιμοποιήθηκε σε πλοία όταν αυτά έφεραν γαιανθρακολέβητες και σε κάποιες περιπτώσεις και πετρελαιολέβητες. Σήμερα σχεδόν ο τύπος αυτός ελκυσμού έχει καταργηθεί, όπου και χρησιμοποιείται ευρύτατα ο "τεχνητός ελκυσμός". Ο Τεχνικός ελκυσμός πραγματοποιείται με ειδικά τεχνικά μέσα συνηθέστερα των οποίων είναι οι ανεμιστήρες τεχνητού ελκυσμού (κοινώς "φάνια"). Ο τεχνητός ελκυσμός, βασικά, παρέχει μεγαλύτερη ποσότητα αέρος στην εστία από τον φυσικό με αποτέλεσμα να δημιουργεί και μεγαλύτερη ταχύτητα καυσαερίων. Ιδιαίτερα αναγκαίος καθίσταται ο τεχνητός ελκυσμός στη χρησιμοποίηση συσκευών ανάκτησης θερμότητας για την επαύξηση θερμότητας του λέβητα. Οι συσκευές αυτές αυξάνουν την παρεμβαλλόμενη αντίσταση ροής των καυσαερίων με συνέπεια ν΄ απαιτούν υψηλότερη ένταση ελκυσμού. Για την παραγωγή τεχνικού ελκυσμού χρησιμοποιούνται κυρίως δύο μέθοδοι της "βεβιασμένης εκπνοής" και της "βεβιασμένης εισπνοής", όπου εις μεν την πρώτη ενισχύεται το ρεύμα των εξερχομένων από την καπνοδόχο καυσαερίων, ενώ στη δεύτερη καταθλίβεται στην εστία αέρας, υπό πίεση, μεγαλύτερη της ατμοσφαιρικής. Δια προβολής ατμού στη βάση της καπνοδόχου: όπου και επιταχύνεται η έξοδος των καυσαερίων. Το σύστημα αυτό θεωρείται δαπανηρό και δεν χρησιμοποιείται πλέον στα πλοία. Δια προβολής αέρος υπό πίεση στη βάση της καπνοδόχου: Όμοιο με το παραπάνω, με χρήση αεροθλιπτικών μηχανημάτων, που ευρίσκεται και αυτό εκτός χρήσης. Δι΄ αναρροφητικού ανεμιστήρα στη βάση της καπνοδόχου: Ο ανεμιστήρας αναρροφεί τα καυσαέρια της εστίας, (του λέβητα) και τα καταθλίβει στη καπνοδόχο με μεγαλύτερη ταχύτητα. Το σύστημα άυτό είναι πολύ σύνηθες και ονομάζεται "Ellis Eaves" και χρησιμοποιείται συνήθως σε συνδυασμό με το σύστημα "Howden". Άλλα συστήματα βεβιασμένης εκπνοής: όπως τα "Haass" και τα "Smidth" που λειτουργούν με βοήθεια αναρροφητικών ελίκων στη βάση της καπνοδόχου είναι πλέον εκτός χρήσης. Σύστημα καταθλιπτικού οχετού Howden: Ευρύτατης χρήσης σύστημα όπου χρησιμοποιείται καταθλιπτικός ανεμιστήρας που αναρροφεί αέρα από την ατμόσφαιρα ή τον χώρο του Λεβ/σίου ή Μηχανολεβητοστασίου και δια κλειστού οχετού τον οδηγεί υπό πίεση γύρω από τους κώνους αέρα απ΄ όπου στη συνέχεια διέρχεται κάτω από τον λέβητα και προθερμενόμενος εισάγεται σ΄ αυτόν, χαρακτηριζόμενο έτσι το σύστημα και ως "σύστημα με διπλό κέλυφος". Μια άλλη επίσης επιτυχής εφαρμογή του συστήματος Howden, σε συνδυασμό της αρχής του διπλού κελύφους, είναι η αναρρόφηση του αέρα μέσω εξωτερικών (πλάγια) ανοιγμάτων της καπνοδόχου όπου δια του δακτυλοειδούς εσωτερικού χώρου (μεταξύ εξωτερικής και εσωτερικής καπνοδόχου) ο αέρας προθερμένεται και διερχόμενος επίσης από το διπλό κέλυφος του λέβητα προθερμένεται ακόμη περισσότερο πριν οδηγηθεί στην εστία. Σύστημα κλειστού ή στεγανού λεβητοστασίου Στο σύστημα αυτό προβλέπεται η ύπαρξη καταθλιπτικού ανεμιστήρα που αναρροφεί αέρα από την ατμόσφαιρα και τον καταθλίβει στο χώρο του λεβητοστασίου με συνέπεια το λεβητοστάσιο να βρίσκεται "υπό πίεση" μεγαλύτερη της ατμοσφαιρικής και να διατηρείται αεροστεγανό. Έτσι μέσα σ΄ αυτόν το χώρο κατά τρόπο φυσικού ελκυσμού ο αέρας οδηγείται στην εστία. Το σύστημα αυτό για λόγους ασφαλείας απαιτεί την ύπαρξη διπλών θυρών με ενδιάμεσο θάλαμο. Δηλαδή κατα την είσοδο στο λεβητοστάσιο ή Μηχανολεβητοστάσιο δεν θα πρέπει, όταν λειτουργεί ο λέβητας, να βρεθούν και οι δύο πόρτες της εισόδου του ανοικτές. Συνήθως ειδική διάταξη ενδεικτικών λαμπτήρων με συναγερμό ρυθμίζει τη δίοδο της εισόδου - εξόδου.Το σύστημα στεγανού λεβητοστασίου επιλέγεται από ναυπηγούς και για πολεμικά πλοία και ταχέα επιβατηγά. Τα πλεονεκτήματα του τεχνητού ελκυσμού έναντι του φυσικού είναι τα εξής: Ελαφρότερη κατασκευή λέβητα με την παροχή μεγαλύτερης ποσότητας αέρα ,άρα και μεγαλύτερης ποσότητας καυσίμου (αύξηση της ειδικής φόρτισης του λέβητα). Μικρότερη κατανάλωση καυσίμου με ρύθμιση του παρεχόμενου αέρα μέσω των ανεμιστήρων. Ικανότητα ταχείας προσαρμογής στις απαιτήσεις ατμοπαραγωγής. Ανεξαρτησία από καιρικές συνθήκες.Τα μειονεκτήματα αντιθέτως είναι: Εξάρτηση λειτουργίας του λέβητα από την καλή ή μη λειτουργία των μηχανημάτων ελκυσμού. Κόπωση του λέβητα λόγω αναπτυσσόμενων υψηλών θερμοκρασιών με επακόλουθο έντονες τάσεις από συστολές διαστολές. Για την μέτρηση του ελκυσμού χρησιμοποιούνται τα υδροθλιβόμετρα ή αερόμετρα. Συνήθεις τιμές ελκυσμού είναι: Με φυσικό ελκυσμό 0,75΄΄ ή 20 mm (περίπου) υδάτινης στήλης. Με ελκυσμό βεβιασμένης εκπνοής 1,5΄΄ μέχρι 2,5΄΄ ή 40 έως 75 mm υδάτινης στήλης. Με ελκυσμό συστήματος Howden 4΄΄ έως 6΄΄ ή 100 έως 150 mm υδάτινης στήλης και Με στεγανό λεβητοστάσιο 6΄΄ έως 8΄΄ ή 150 έως 200 mm υδάτινης στήλης.Για τις μετατροπές μονάδων πίεσης ισχύουν οι ακόλουθες σχέσεις: 1 kg/cm2 = 10.000 mm υδάτινης στήλης. 1 p.s.i. = 27,66 in υδάτινης στήλης.(p.c.i. = pound per square inch)= λίμπρα ανά τετραγωνική ίντσα. Ναυτικές μηχανές Λέβητας