Будут ли инженерные кирпичи взорваться, если их использовать для создания печи?

8

Я строю печь для пиццы и для этого купил целую кучу инженерных кирпичей (не этих, а похожих). Они имеют пять отверстий вертикально через них, каждое отверстие имеет размер 2x6x6,5 см (80 мл), а стенки, как торцевые, так и разделительные, имеют толщину 2 см и высоту 6,5 см.

Когда печь запустится, она достигнет ~ 500 ° C. Если мы используем хороший твердый бетон в качестве кирпичной кладки для кирпича, который закроет концы отверстий, я беспокоюсь, что, когда воздух нагревается, давление внутри превратит их в своего рода керамическую бомбу, которая сделает приготовление пиццы довольно более захватывающий опыт.

Это может случиться? Как я могу рассчитать давление, которое будет оказано на кирпичи с помощью 80 мл воздуха при 500 ° C?

— Тоби абель
источник

2

если в кирпичах есть водяные карманы, тогда давление будет намного выше.

— чокнутый урод

2

Кирпичи пористые, некоторые больше, чем другие. Так же и бетон. Вы не сможете положить на них рот и пропустить воздух, но я не уверен, что вы можете предположить, что воздушные карманы полностью закрыты. Влияние тепла на кирпич кажется основной проблемой, даже без отверстий в кирпиче.

— эфир

2

На случай, если кто-то еще придет к этому сейчас: через шесть месяцев кирпичи в порядке, но твердая бетонная тротуарная плита толщиной 3 дюйма, которую я использовал в качестве основы печи, почти сломалась. Мораль: газовый закон и взрывы были веселее, но следовало бы внимательнее прислушиваться к пористым / водяным крошкам.

— Тоби Абель

9

Повышение давления достаточно легко рассчитать по закону идеального газа.

P V = n R T .

$PV=nRT.$ В твоем случае

V

$V$ ,

n

$n$ , а также

R

$R$ исправлены, так что вы можете преобразовать это в простое соотношение

P_{2} = P_{1} \frac{T_{2}}{T_{1}} .

$P_2=P_1\frac{T_2}{T_1}.$ Будьте осторожны, чтобы использовать шкалу абсолютной температуры (обычно измеряется в Кельвинах). Исходя из числа, которое вы дадите, давление повысится примерно до 2,6 атм, если предположить, что первоначально захваченный воздух был на уровне 1 атм.

Кроме того, мы можем рассчитать энергию, выделяемую газом, если он будет расширяться путем выдувания стенок без изменения температуры. Работа, выполненная в изотермическом процессе , дается

W_{A \to B} = - \int_{V_{a}}^{V_{b}} p d V = - n R T \ln (\frac{V_{b}}{V_{a}}),

$W_{A\rightarrow B}=-\int_{V_a}^{V_b}p\ dV = -nRT\ln\left(\frac{V_b}{V_a}\right),$ где последняя строка предполагает, что она следует закону идеального газа в процессе. Если начальный объем

V_{a} = 80 mL

$V_a=80\ \text{mL}$ при 500 ° С, то конечный объем определяется как

V_{b} = 2.6 * V_{a} = 208 mL

$V_b=2.6*V_a=208\ \text{mL}$ , Ввод остальных констант дает высвобождение энергии

\sim 22 J

$\sim 22\ \text{J}$ что меньше энергии, чем выделяется типичным фейерверком .

Я не даю никаких гарантий вашей безопасности, но я не думаю, что это приведет к взрыву вашей конструкции. Помимо того, что давление не является особенно высоким, нагрев до 500 ° C является относительно медленным процессом, и я подозреваю, что воздух найдет выход через трещины или отверстия, прежде чем он достигнет полного давления.

— Крис Мюллер
источник

1

По словам Вольфрама Альфа, 2,6 атм - это давление, оказываемое садовым шлангом, и герметизация кирпича и засовывание в него садового шланга не дадут мне повода для ужаса. Время строить! Спасибо Крис!

— Тоби Абель

Нет проблем. Я также добавил немного о количестве энергии, выделяемой при внезапном расширении газа, и оно оказывается значительно меньше, чем у обычного фейерверка. Я думаю, что ваши кирпичи выдержат это. Получайте удовольствие, строя свою духовку

— Крис Мюллер

@TobyAbel Из-за процесса теплопроводности также будет более вероятно, что воздух достигнет температуры только наполовину от температуры окружающей среды до 500 ° C, поэтому повышение давления, вероятно, будет ниже. Это будет зависеть от того, сколько изоляции будет внутри и снаружи кирпичей.

— фибонатический

10

Я бы меньше беспокоился об осколках и больше о структурной целостности духовки. Когда кирпичи трескаются, они теряют большую часть своей структурной целостности. Это может привести к разрушению духовки.

Гораздо безопаснее облицовывать изнутри огнеупорным кирпичом. Они прочные и более дорогие, но вы можете быть уверены, что они не треснут под жарой. Они также защитят стену позади них.

— чокнутый урод
источник

5

Сами кирпичи должны быть в порядке, по крайней мере, в течение одного цикла, если они нагреваются достаточно медленно. Множество людей кладут кирпичи в барбекю и костры. Помните, что они уже были обожжены в печи, когда их сделали, чтобы сплавлять частицы глины, чтобы они не превратились в грязь, как только пойдет дождь. Единственное исключение, если кирпичи мокрые. В этом случае вода внутри превратится в пар. Давление будет расти, и они будут ломаться и разрушаться.

Тебе было бы лучше с правильными огнеупорами. Они, в дополнение к тому, что предназначены для высоких температур, имеют более высокое содержание воздуха / более низкую плотность, что улучшает их изоляционные свойства.

Огнеупорные кирпичи лучше всего укладывать рыхлыми или с соответствующим цементом. Отдельный кирпич не будет подвергаться значительному дифференциальному тепловому расширению, но большая структура почти наверняка будет страдать, поэтому я ожидаю, что ваш цемент / раствор достаточно быстро расколется.

В итоге я согласен с ratchetfreak. Инженерный кирпич для конструкции, огнеупорный кирпич для высоких температур, а также для изоляции и защиты конструкции.

— Уровень реки St
источник

1

Инженерные кирпичи (твердые) обжигаются при температуре 1200 градусов в печи, поэтому не беспокойтесь о сложной математике, ваша печь для пиццы никогда не достигнет такой температуры. Если бы она это сделала или даже стала намного выше, кирпичи просто плавились бы вместе. (Они называют их клинкерами). Я каменщик с 47-летним стажем и много времени строил и ремонтировал печи. Когда вы ремонтируете печь, вы используете только обычную глину для коронок (внутреннюю), так как после того, как печь обожжена, глина становится твердой, как и кирпичи, которые вы готовите. Вы используете только огнеупорные кирпичи для отверстий для огня, и они цементируются вместе с texacrete.

— Дейв
источник