一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
研究吊炕、普通炕使用過(guò)程中燃料與炕和房間溫度的量化關(guān)系，比較吊炕和普通火炕炕的熱效率。
通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)消除老百姓對(duì)吊炕這一新的農(nóng)業(yè)技術(shù)的疑慮，提高人們對(duì)吊炕的認(rèn)識(shí)，為吊炕這一能源新技術(shù)的推廣、普及和新農(nóng)村建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
二．實(shí)驗(yàn)方法：比較實(shí)驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)分析法
三．研究計(jì)劃
2007年8月末------成立課題小組
2007年9月中旬-------查找資料、學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)
2007年9月下旬------設(shè)計(jì)研究方案
2007年10至11月-------實(shí)驗(yàn)比較
2007年11月中------數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析整理，撰寫論文
四．實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2007年9月-11月
五．實(shí)驗(yàn)材料：
吊炕普通火炕水2000升棒子骨頭兒50公斤大可樂(lè)瓶?jī)蓚€(gè)
六．實(shí)驗(yàn)過(guò)程和記錄：
我們用我家的吊炕和爺爺用的普通炕做對(duì)比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。我們家的房屋大小接近，炕大約都是一丈左右。而且這一時(shí)期空氣溫度變化不太明顯。
一）.
溫度計(jì)校正
我們從實(shí)驗(yàn)室拿了20多只溫度計(jì)，把他們同時(shí)放在一杯水中測(cè)試水溫，這樣做了幾次，差距很大，有12支可以使用，又從中挑了7支示數(shù)較為接近的溫度計(jì)，再次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行校正。
溫度計(jì)校正
|
|
1號(hào)
|
2號(hào)
|
3號(hào)
|
4號(hào)
|
5號(hào)
|
6號(hào)
|
7號(hào)
|
|
℃
|
℃
|
℃
|
℃
|
℃
|
℃
|
℃
|
|
一次
|
32
|
31
|
31.8
|
31
|
33
|
31.5
|
32
|
|
二次
|
41.1
|
40.5
|
41.3
|
40.5
|
42
|
41
|
41
|
|
上升
|
↑9.1
|
↑9.5
|
↑9.5
|
↑9.5
|
↑9
|
↑9.5
|
↑9
|
|
三次
|
25.1
|
24.2
|
25
|
24.5
|
26
|
25
|
25
|
|
降低
|
↓16
|
↓16.5
|
↓16.3
|
↓16
|
↓16
|
↓16
|
↓16
|
根據(jù)7支溫度計(jì)測(cè)試結(jié)果，其上升平均溫度（9.1+9.5+9.5+9.5+9+9.5+9）℃
÷ 7
=9.3℃7支溫度計(jì)雖然在同一條件下示數(shù)不一致，但是其溫度的下降幅度接近。所以在現(xiàn)有條件下做有關(guān)溫度差測(cè)試實(shí)驗(yàn)還是可以使用的。（9.5
- 9）÷ 9。3X ﹪ =5.3 ﹪
二）吊炕和普通炕熱效率比較實(shí)驗(yàn).
用我家的吊炕和普通炕分別進(jìn)行四次對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
1．每次在鍋里邊加入14可樂(lè)罐的水（約21升），蓋上鍋蓋。然后用秤稱6公斤棒子骨頭作為燃料（看著不夠再稱）。最后用棒子皮引火，填入棒子骨頭兒開(kāi)始計(jì)時(shí)燒火。
2．待水燒開(kāi)記錄水剛好燒開(kāi)的時(shí)間，此時(shí)不再添火；將剩下的柴火用秤稱量，記下重量。
3．最后按照開(kāi)始每半小時(shí)記錄炕各個(gè)位置的溫度和房間溫度，3小時(shí)后一小時(shí)紀(jì)錄一次溫度。睡覺(jué)前10點(diǎn)鐘和第二天起來(lái)后7點(diǎn)鐘記錄房間、炕和室外溫度。
實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄如下
1)吊炕、普通炕消耗燃料測(cè)試
我們每次燒水時(shí)都稱好棒子骨頭兒，水燒開(kāi)后停止添火。再稱剩下的棒子骨頭的重量。找出吊炕與普通炕燃燒所用柴火的關(guān)系。
1）
|
燒水體積
|
第1次21L
|
第2次21L
|
第3次21L
|
第4次21L
|
四次平均燃燒柴火霍重量
|
|
吊炕
|
3．8公斤
|
4公斤
|
4．1公斤
|
3．9公斤
|
3．95公斤
|
|
普通炕
|
11.5公斤
|
11公斤
|
13公斤
|
12公斤
|
11．88公斤
|
|
吊炕與普通炕比較
|
使用吊炕比燒普通炕節(jié)省很多柴火，11。88 - 3。95 = 7。93 公斤
|
2)燒炕后炕和房間溫度測(cè)試
吊炕溫度測(cè)定點(diǎn)
1
炕頭2 炕尾
3
炕角4 炕道
還有5炕下6房間溫度
7 室外溫度燒火后吊炕溫度變化（表2）
吊炕溫度變化（表2）
|
吊 炕 和 普 通 火 炕 熱 效 率 比 較 實(shí) 驗(yàn)
|
| |
0
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
|
炕頭
|
20
|
21
|
20
|
22
|
25
|
24
|
31
|
24
|
35
|
33
|
37
|
26
|
46
|
42
|
48
|
43
|
|
炕尾
|
18+119
|
16+117
|
19+120
|
18+119
|
22+123
|
21+122
|
22.5+123.5
|
20+121
|
28+129
|
26+127
|
27+128
|
22+123
|
32+133
|
29+1 30
|
30+131
|
29+130
|
|
炕角
|
18
|
19
|
20
|
19．5
|
24
|
20.5
|
21
|
20
|
26
|
24
|
25
|
24
|
28
|
27
|
27
|
27
|
|
煙道
|
17
|
14
|
16
|
14
|
21
|
17
|
20
|
18
|
25
|
20
|
22
|
20
|
25
|
20
|
21
|
19
|
|
炕下
|
18*1 17
|
15*114
|
16*115
|
15*1 14
|
18*1 17
|
15*114
|
16*115
|
15*1 14
|
18*1 17
|
15*114
|
16*115
|
15*1 14
|
19*118
|
16*115
|
17*116
|
16*115
|
|
房間溫度
|
18
|
15
|
16
|
15
|
18
|
15
|
16
|
15
|
18
|
15
|
16
|
15
|
19
|
16
|
17
|
16
|
|
外面空氣溫度
|
17
|
12
|
14
|
12
|
18
|
13
|
15
|
13
|
21
|
14
|
13
|
14
|
19
|
13
|
12
|
13
|
|
|
吊 炕 和 普 通 火 炕 熱 效 率 比 較 實(shí) 驗(yàn)
|
| |
兩小時(shí)
|
8小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
10.24 12:00
|
10.26 12:10
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
|
炕頭
|
44
|
41
|
43
|
40
|
43
|
40
|
42
|
39
|
42
|
39
|
41
|
38
|
25
|
22
|
23
|
21．5
|
|
炕尾
|
30+131
|
28+129
|
28+129
|
27+128
|
28+1 29
|
26+127
|
28+128
|
25+1 26
|
26+1 27
|
24+125
|
26+127
|
23+124
|
24+1 21
|
18+1 19
|
19+120
|
18+119
|
|
炕角
|
28
|
26.5
|
27
|
26
|
25
|
25
|
26
|
25
|
25
|
23
|
24
|
22
|
19
|
18
|
18
|
17
|
|
煙道
|
25
|
21
|
22
|
21
|
20
|
15
|
16
|
16
|
19
|
15
|
16
|
15
|
18
|
14
|
15
|
14
|
|
炕下
|
20*119
|
18*117
|
19*118
|
17*116
|
20*1 19
|
17*116
|
18*117
|
16*115
|
19*1 18
|
16*115
|
17*116
|
16*115
|
17*1 16
|
14*113
|
15*114
|
14*113
|
|
房間溫度
|
21
|
18
|
19
|
18
|
21
|
18
|
19
|
18
|
20
|
17
|
18
|
17
|
18
|
15
|
16
|
15
|
|
外面空氣溫度
|
18
|
12
|
11
|
12
|
16
|
8
|
6
|
7
|
14
|
5
|
4
|
5
|
13
|
5
|
5
|
5
|
從開(kāi)始燒火算起1.5小時(shí)炕的溫度達(dá)到最高.到了早晨即使室外溫度秒度較低，房間里人能達(dá)到十幾度.吊炕的抗面溫度能夠保持在20度左右,較為舒適.看圖是我妹妹和同學(xué)在做作業(yè)，家里很漂亮吧。今天屋里很暖和，外面可是很冷的，天氣很陰。
2) 燒火后普通炕溫度變化
普通炕溫度測(cè)定點(diǎn)簡(jiǎn)易圖
11測(cè)試的是炕頭
2號(hào)測(cè)試的是炕梢出煙處
3號(hào)測(cè)試的是炕中靠炕沿的地方
4號(hào)測(cè)試的是炕梢靠炕沿的地方
5號(hào)測(cè)試的是炕中靠窗戶的地方
6號(hào)測(cè)試的是房間溫度
7號(hào)測(cè)試的是當(dāng)時(shí)房間外面空氣溫度
燒火后普通炕溫度變化
表3
|
吊 炕 和 普 通 火 炕 熱 效 率 比 較 實(shí) 驗(yàn)
|
|
0
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
|
炕頭
|
13
|
14
|
12
|
12
|
14
|
16
|
14
|
16
|
15
|
18
|
16
|
18
|
19
|
20
|
17
|
18
|
|
炕梢出煙
|
10+1 11
|
11+112
|
9+1 10
|
9+1 10
|
11+1 12
|
11+1 12
|
10+1 11
|
10+1 11
|
11+1 12
|
13+1 14
|
12+1 13
|
11+1 12
|
12+1 13
|
15+1 16
|
13+1 14
|
15+1 16
|
|
炕中沿
|
12
|
13
|
11
|
11
|
12
|
13
|
11
|
11
|
12
|
13
|
11
|
11
|
13
|
12
|
13
|
12
|
|
炕梢沿
|
12
|
13
|
11
|
11
|
12
|
13
|
11
|
11
|
12
|
13
|
11
|
11
|
13
|
12
|
11
|
12
|
|
炕中窗
|
13*1 12
|
14*1 13
|
12*1 11
|
12*1 11
|
13*1 12
|
14*1 13
|
12*1 11
|
11*1 10
|
13*1 12
|
14*1 13
|
13*1 12
|
12*1 11
|
15*1 14
|
14*1 13
|
14*1 13
|
15*1 14
|
|
房間溫度
|
10
|
12
|
9
|
9
|
10
|
12
|
9
|
9
|
10
|
13
|
9
|
9
|
11
|
14
|
10
|
10
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
2
|
-3
|
-2
|
3
|
2
|
-2
|
-2
|
3
|
3
|
0
|
-1
|
2
|
5
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
吊 炕 和 普 通 火 炕 熱 效 率 比 較 實(shí) 驗(yàn)
|
|
2小時(shí)
|
6小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨
|
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
10.28 13:00
|
10.29 12:00
|
11.10
12:00
|
11.12
12:00
|
|
炕頭
|
20
|
22
|
19
|
20
|
26
|
29
|
28
|
25
|
26
|
27
|
22
|
24
|
17
|
18
|
15
|
16
|
|
炕梢出煙
|
14+1 15
|
15+1 16
|
14+1 15
|
15+1 16
|
23+1 24
|
19+1 20
|
19+1 20
|
22+1 23
|
21+1 22
|
18+1 19
|
15+1 16
|
20+1 21
|
13+1 14
|
13+1 14
|
10+1 11
|
9+1 10
|
|
炕中沿
|
19
|
20
|
18
|
19
|
21
|
23
|
20
|
21
|
22
|
21
|
17
|
18
|
13
|
16
|
12
|
13
|
|
炕梢沿
|
13
|
14
|
12
|
12
|
21
|
20
|
19
|
19
|
20
|
21
|
16
|
18
|
13
|
15
|
12
|
12
|
|
炕中窗
|
17*1 16
|
19*1 18
|
16*1 15
|
17*1 16
|
23*1 22
|
25*1 24
|
23*1 22
|
23*1 22
|
24*1 23
|
23*1 22
|
20*1 19
|
18*1 17
|
14*1 13
|
15*1 14
|
13*1 12
|
14*1 13
|
|
房間溫度
|
13
|
15
|
12
|
11
|
18
|
19
|
16
|
17
|
17
|
16
|
14
|
15
|
13
|
13
|
12
|
11
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
3
|
-1
|
1
|
0
|
1
|
-2
|
-1
|
-1
|
0
|
-3
|
-2
|
-2
|
--1
|
-3
|
-2
|
爺爺自己仍然在老家居住，這里是個(gè)山區(qū)，比我們主的地方要冷得早，現(xiàn)在最低氣溫已經(jīng)零下7、8度了。溫度低燒火就費(fèi)柴火。做這次實(shí)驗(yàn)，要燒一大鍋水，用了很長(zhǎng)的時(shí)間，燒掉了幾袋棒子骨頭兒，爺爺有點(diǎn)心疼了。燒普通火炕一時(shí)半會(huì)炕熱不上去，屋子的溫度也上不去。
七．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
1．吊炕溫度變化數(shù)據(jù)分析
我們根據(jù)測(cè)定的燒火后炕各個(gè)位置的溫度（見(jiàn)表2、表3），計(jì)算得到燒火后不同時(shí)間段各位置的溫度變化。表中提高為+，降低為-。
10．24吊炕溫度變化由表2得到表4
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
8小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
5
|
10
|
5
|
-2
|
-1
|
-3
|
-17
|
|
炕尾
|
4
|
6
|
4
|
-2
|
-2
|
-2
|
-6
|
|
炕角
|
6
|
2
|
2
|
0
|
-2
|
0
|
-5
|
|
煙道
|
3
|
3
|
2
|
0
|
-5
|
-1
|
-1
|
|
炕下
|
0
|
0
|
1
|
2
|
1
|
-1
|
-2
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
-1
|
-2
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
3
|
-1
|
-1
|
-6
|
-4
|
-1
|
10.26吊炕溫度變化由表2得到表5
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
8小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
3
|
9
|
9
|
-1
|
-5
|
-1
|
-14
|
|
炕尾
|
5
|
5
|
3
|
-1
|
-2
|
-2
|
-4
|
|
炕角
|
1.5
|
3.5
|
3
|
-0.5
|
-1.5
|
-2
|
-5
|
|
煙道
|
4
|
3
|
-2
|
0
|
-2
|
-1
|
-1
|
|
炕下
|
2
|
0
|
1.5
|
0.5
|
0
|
-1
|
-2
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
-1
|
-2
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
1
|
-1
|
-4
|
-3
|
-1
|
0
|
10.28吊炕溫度變化由表2得到表6
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
8小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
10
|
6
|
11
|
-5
|
-1
|
0
|
-15
|
|
炕尾
|
3．5
|
4．5
|
3
|
-2
|
0
|
-2
|
-6
|
|
炕角
|
1
|
4
|
2
|
0
|
-1
|
-2
|
-7
|
|
煙道
|
5
|
1
|
-1
|
0
|
-5
|
0
|
-1
|
|
炕下
|
1
|
1
|
1
|
-1
|
0
|
0
|
-2
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
-1
|
-2
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
-2
|
-1
|
-1
|
-5
|
-2
|
1
|
10．29
吊炕溫度變化由表2得到表7
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
8小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
2
|
4
|
17
|
0-3
|
3．5
|
-1
|
-11。5
|
|
炕尾
|
2
|
4
|
7
|
-7
|
4
|
-3
|
-4
|
|
炕角
|
2
|
4
|
3
|
-1
|
0
|
-3
|
-5
|
|
煙道
|
4
|
2
|
-1
|
0
|
-5
|
-1
|
-2
|
|
炕下
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
-1
|
-2
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
-1
|
-2
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
1
|
-1
|
-1
|
-5
|
-2
|
0
|
分析1.
-
從表4.5.6.7看，吊炕在1.5小時(shí)內(nèi)的溫度升高顯著。到兩小時(shí)屬于維持階段，到睡覺(jué)前溫度，炕面溫度稍有降低，早晨又低一些。
- 炕下溫度隨時(shí)間變化不明顯。答接近于屋子的溫度。但是在我們測(cè)試時(shí)，用手去感覺(jué)，還是覺(jué)得有陣陣熱氣撲來(lái)。
- 煙道的溫度開(kāi)始時(shí)升溫較快，到后來(lái)，溫度逐漸降低，但是幅度不大。
- 外面空氣溫度，隨著時(shí)間的推移，到2點(diǎn)鐘達(dá)到最高值，以后溫度逐漸降低。
吊炕房屋結(jié)構(gòu)圖
5．炕角的位置比較特殊，不在煙的直通路上，但可以持有溫度，保有溫度。1.5小時(shí)炕角溫度達(dá)到最高值，然后持遜下降，但是幅度不大。1.5小時(shí)-8小時(shí)炕角和炕尾的溫度趨于一致。
6．到了晚上早晨除炕頭溫度稍高一些，其余各地方的熱量傳遞就變得比較均勻了。
7．10月24日
炕頭為1號(hào)溫度變化5
+ 1 0 + 5 = 2 0度
炕尾為2號(hào)溫度變化4
+ 6 + 4 = 14 度
炕角為3號(hào)溫度變化5
+ 0 + 4 = 9度
煙道為4號(hào)溫度變化4
+ 3 – 2 = 5度
炕下為5號(hào)溫度變化1
+ 1 + 0 = 2度
房間為6號(hào)溫度變化0
+ 0 + 1 = 1度
從計(jì)算看，在1.5小時(shí)的時(shí)間里炕頭溫度升高最快最高。到1.5小時(shí)溫度達(dá)到最高值，平均溫度（46+43+42+48）4=44.8度，溫度還是比較高的。1.5小時(shí)后，溫度略微下降，這個(gè)溫度可以維持一段時(shí)間。8小時(shí)后，溫度平均（40+39+42+43）/4=41
度，睡覺(jué)前炕頭平均溫度（41+39+42+38）/4 = 40度
炕角溫度平均（25+23+22+24）/4
= 23.15度
炕尾溫度平均為（27+25+24+24）/4
= 24.75度
即炕面溫度平均（40+
23.15+ 24.75）÷ 3 =29.3度
舒適度等級(jí)為1級(jí)。
早晨，炕頭平均溫度（25+22+23+21.5）/
4= 22。9度
早晨，坑尾平均溫度（21+20+19+19）/4
= 19。75度
早晨，炕角平均溫度（19+18+17+17）/4
= 17。75度
早晨，炕面平均溫度（22.9+19.75+17.75）/3
= 20.1度
從測(cè)量及計(jì)算，可以看出即使是早晨炕也不冷，還是比較舒服的。
通過(guò)我們的觀察感受測(cè)量計(jì)算，吊炕的最低溫度保持在20度左右。
3．普通炕溫度變化
10．2813：00開(kāi)始燒火計(jì)時(shí)表8
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
6小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
1
|
3
|
4
|
1
|
6
|
0
|
-9
|
|
炕梢出煙
|
1
|
0
|
1
|
2
|
9
|
-2
|
-9
|
|
炕中沿
|
0
|
0
|
1
|
7
|
2
|
1
|
-9
|
|
炕梢沿
|
0
|
0
|
1
|
0
|
7
|
-1
|
-7
|
|
炕中窗
|
0
|
0
|
2
|
2
|
6
|
1
|
-10
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
2
|
5
|
-1
|
-5
|
|
外面空氣溫度
|
2
|
0
|
-3
|
-1
|
-1
|
-1
|
-1
|
10．2912：00開(kāi)始燒火計(jì)時(shí)表9
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
6小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
2
|
2
|
2
|
2
|
7
|
-2
|
-6
|
|
炕梢出煙
|
0
|
2
|
2
|
2
|
4
|
-2
|
-5
|
|
炕中沿
|
0
|
0
|
1
|
0
|
3
|
-2
|
-5
|
|
炕梢沿
|
0
|
0
|
1
|
2
|
6
|
1
|
-6
|
|
炕中窗
|
0
|
0
|
1
|
5
|
6
|
-2
|
-8
|
|
房間溫度
|
0
|
1
|
1
|
1
|
4
|
-3
|
-3
|
|
外面空氣溫度
|
0
|
1
|
2
|
-2
|
-2
|
-1
|
-1
|
11．10溫度變化表11
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
6小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
2
|
2
|
1
|
2
|
9
|
-6
|
-7
|
|
炕梢出煙
|
1
|
2
|
1
|
1
|
5
|
-4
|
-5
|
|
炕中沿
|
0
|
0
|
2
|
5
|
2
|
-3
|
-5
|
|
炕梢沿
|
0
|
0
|
0
|
1
|
7
|
-3
|
5
|
|
炕中窗
|
0
|
1
|
1
|
2
|
7
|
-3
|
-7
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
2
|
4
|
-2
|
-2
|
|
外面空氣溫度
|
1
|
2
|
1
|
-3
|
-2
|
-2
|
-1
|
11．12
普通炕溫度變化表12
|
|
0．5小時(shí)
|
1小時(shí)
|
1．5小時(shí)
|
2小時(shí)
|
6小時(shí)
|
睡覺(jué)前
|
早晨起來(lái)
|
|
炕頭
|
4
|
2
|
0
|
2
|
5
|
-1
|
-8
|
|
炕梢出煙
|
1
|
1
|
1
|
0
|
7
|
-2
|
-11
|
|
炕中沿
|
0
|
0
|
1
|
7
|
2
|
-3
|
-5
|
|
炕梢沿
|
0
|
0
|
1
|
0
|
7
|
-1
|
-6
|
|
炕中窗
|
-1
|
1
|
3
|
2
|
6
|
-5
|
-4
|
|
房間溫度
|
0
|
0
|
1
|
1
|
6
|
-2
|
-4
|
|
外面空氣溫度
|
0
|
1
|
2
|
0
|
-2
|
-1
|
0
|
分析2.
-
從表8.9.10.11看，吊炕在2小時(shí)內(nèi)的溫度升高不明顯。到6小時(shí)溫度各處達(dá)到最高，到睡覺(jué)前炕面溫度稍有降低，早晨又低5-10度。
-
炕梢、炕中及房間溫度，在燒火6小時(shí)前，升溫幅度、現(xiàn)有溫度比較接近。到6小時(shí)，炕除炕頭外，炕的各處溫度趨于平均，而且溫度較高。
- 外面空氣溫度，隨著時(shí)間的推移，到1.5點(diǎn)鐘達(dá)到最高值，以后溫度逐漸降低。天氣已經(jīng)到了冬天，外面天氣很冷。
普通炕房屋結(jié)構(gòu)圖
5．炕角3、4的位置比較特殊，不在煙的直通路上，但可以持有溫度，保有溫度。6小時(shí)炕角溫度達(dá)到最高值，然后持遜下降，但是幅度不大。6小時(shí)睡覺(jué)前小時(shí)炕梢4和炕中3的溫度趨于一致。
6．到了晚上早晨除炕頭溫度稍高一些，其余各地方的熱量傳遞就變得比較均勻了。
7．以11月10日為例，計(jì)算到6小時(shí)
炕頭為測(cè)試1號(hào)，溫度變化2
+2 +1 +2 +9= 14度
炕梢出煙為2號(hào)溫度變化
1+2+1+1+5 = 10 度
炕中靠炕沿為3號(hào)溫度變化0+0+2+5+2=
9度
炕梢靠炕沿為
4號(hào)溫度變化0+0+0+1+7= 8度
炕中靠近窗戶為5號(hào)溫度變化0+1+1+2+7=
11度
房間為6號(hào)溫度變化0
+0+1+1+6 = 8度
從計(jì)算看，在6小時(shí)的時(shí)間里炕頭溫度升高最快、最高，可以升高14度。其余各處比炕頭低4-6度。明顯地顯現(xiàn)炕頭的優(yōu)越的地理位置。
到6小時(shí)溫度達(dá)到最高值炕頭平均溫度（26+28+29+25）/
4 = 26.8度，溫度是中等的。6小時(shí)后，溫度略微下降，這個(gè)溫度可以維持一段時(shí)間。
睡覺(jué)前炕頭平均溫度（26+27+22+24）/
4 = 25度
睡覺(jué)前炕梢2平均溫度為（22+19+16+21）/
4 = 22度
睡覺(jué)前炕中3溫度平均（22+21+17+18）/
4 = 19.5度
睡覺(jué)前炕梢4溫度平均（20+21+16+18）/
4 = 19度
睡覺(jué)前炕中窗5溫度平均（23+22+19+18）/
4 = 21度
房間溫度（17+16+14+15）/4
= 15.5度
由上面的計(jì)算得出以下數(shù)據(jù)：
即炕面溫度平均溫度（25+22+19.5+19+21）/
5 = 21.4度
舒適度等級(jí)為2級(jí)。
早晨，炕頭1平均溫度（17+18+15+16）/
4= 16.5度
早晨，炕梢出煙2平均溫度（14+14+11+10）/
4 =12.3 度
早晨，炕中炕沿3平均溫度（13+16+12+13）/
4 =13.5度
早晨，炕梢4平均溫度（12+13+12+15）/4
= 13度
早晨，炕中窗5平均溫度（13+14+12+13）/4
= 13度
早晨房間溫度平均（13+13+12+11）/4=12.5度
早晨外面溫度平均（-2-1-7-2）/4=
- 3度
炕面平均溫度（16.5+12.3+13.5+13+13）/5=11.6度
從測(cè)量及計(jì)算，可以看出即使是早晨炕有點(diǎn)涼了，房子還是有保溫作用。
通過(guò)我們的觀察感受測(cè)量計(jì)算，普通火炕的平均最高溫度與最低溫度相差約9度。天涼炕也涼。中午燒火后到晚上還算比較暖和一點(diǎn)，舒服一些，到了早晨是比較冷的，但是房間外面空氣更冷。
分析3。
通過(guò)我們的逐步測(cè)試計(jì)算得到：
1．吊炕達(dá)到最高溫度的時(shí)間為
1.5小時(shí)，最高溫度平均44.8度
普通火炕到最高溫度的時(shí)間為
6小時(shí)，最高溫度平均26.8度
2．睡覺(jué)前舒適比較
吊炕睡覺(jué)前炕面平均溫度
29度，早晨起來(lái)炕面平均溫度20.1度
普通炕睡覺(jué)前炕面平均溫度
21.4度，早晨起來(lái)炕面平均溫度度11.6度
分析4.
使用吊炕比燒普通炕節(jié)省很多柴火（燒水21升）
11．88
– 3.95=7 .93 公斤
分析五：
一家一次省柴火7.93公斤，一個(gè)村200戶一天省1586公斤
冬季3個(gè)月共節(jié)省柴火
1586 x 180=285480公斤
每戶每年可節(jié)約1300余公斤柴，相當(dāng)于650余公斤煤，一個(gè)取暖期就可節(jié)約資金1000余元。
分析6
節(jié)省柴火7.93
÷ 11.88X %=66.7%
最高溫度
( 44.8 - 26.8 ) ÷ 26.8 X %= 67.1%
八．結(jié)論
使用吊炕和普通火炕熱效率實(shí)驗(yàn)比較分析得知：
“火炕”浪費(fèi)有效資源（產(chǎn)熱時(shí)消耗的木材等）；不環(huán)保（燃燒時(shí)產(chǎn)生對(duì)人和環(huán)境都有影響的污染物）；供熱勞動(dòng)強(qiáng)度大（人工操作）；溫度控制不易把握；應(yīng)用范圍不廣（只限農(nóng)村地區(qū)）等。
吊炕熱效率高，同比最高溫度增加67.1%，炕上熱快，溫度保持好；安全衛(wèi)生；柴火燃燒充分，同比柴火消耗減少66.7%，所以能源消耗減少；空氣中的煙塵排放量減少，空氣污染少，對(duì)于村子樹(shù)木植被也有保護(hù)作用。
吊炕是實(shí)實(shí)在在的暖民心工程，在能源匱乏的今天，推廣和使用吊炕具有現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。
九．討論
我們的多次觀察、實(shí)驗(yàn)和分析發(fā)現(xiàn)普通火炕熱效率低不好燒主要是由炕的結(jié)構(gòu)造成的，即一不二高三大四無(wú)三阻
高效預(yù)制組裝架空火炕砌筑平面圖（圖1）
圖1
高效預(yù)制組裝架空火炕砌筑(圖2)剖面圖
1
灶2 灶進(jìn)煙口
3
炕底板支柱4 炕面板支柱
5
炕底板6 炕面板
7
炕面泥8 炕梢煙插板
9
火炕排煙口10 煙筒
11
火炕的保溫墻 4-5厘米厚里面填入珍珠巖干細(xì)爐渣等保溫材料
12回籠火炕立磚分煙墻
普通炕剖面圖（圖三）
1
地面2 豎直放置放置的土坯
3
在立放土坯上的橫坯4在立放土坯上的二層橫坯
5炕面泥
1．通風(fēng)不合理。舊式灶沒(méi)有通風(fēng)道（落灰炕），只靠添柴口通風(fēng)，從添柴口進(jìn)入的空氣不能直接通過(guò)燃料層與燃料調(diào)合均勻，所以，燃料不能充分燃燒。同時(shí)，從添柴口進(jìn)來(lái)大量的冷空氣在經(jīng)過(guò)燃料表面時(shí)又降低了灶內(nèi)溫度，帶走了一部分熱量，使得一些可燃?xì)怏w和碳不能充分氧化。見(jiàn)下圖
舊式灶火
2．鍋臺(tái)高，吊火高。舊式灶只考慮做飯方便和添柴省力，而沒(méi)注意燃料的燃燒和節(jié)約。無(wú)論鍋用的鍋臺(tái)都搭得很高，鍋臍與地面的距離很大，使火焰不能充分接觸鍋底，大量的熱能都流失掉了。這種灶開(kāi)鍋慢，做飯時(shí)間長(zhǎng)，正是“鍋臺(tái)高于炕，煙氣往回嗆；吊火距離高，柴草成堆燒”。
應(yīng)該根據(jù)柴火的燃燒情況，鍋與地面有合適的高度（保持在能用火的外焰加熱）
太低時(shí)用火焰的內(nèi)焰加熱，內(nèi)焰溫度最低；太高，火焰夠不著鍋底，水也不愛(ài)開(kāi)鍋。
3．添柴口大、灶膛大、進(jìn)煙口大（灶喉眼）。舊式灶由于這“三大”使灶內(nèi)火焰不集中，火苗發(fā)紅、灶膛溫度低。灶內(nèi)又沒(méi)有擋火圈，柴草著火就奔向灶喉眼，火苗成一條斜線，火焰在灶膛里停留時(shí)間較短，增大了燃燒熱能輻射損失，使一部分熱量從灶門和進(jìn)煙口白白的跑掉了。
4．無(wú)爐篦、無(wú)爐門、無(wú)擋火圈，無(wú)灶眼插板，所以舊式灶費(fèi)柴、費(fèi)煤、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，熱效率低。
同時(shí)，舊式炕還有一無(wú)、二不、三阻、四深的弊病。
5．一無(wú)：舊式炕內(nèi)冷墻部分無(wú)保溫層。冬季，炕內(nèi)冷墻部分（前墻、后墻、山墻）的里墻皮有時(shí)上霜、掛冰、炕內(nèi)熱量損失很大。同時(shí)，里墻內(nèi)如抹的不嚴(yán)，造成透風(fēng)而又不好燒。如果在冷墻部分增設(shè)保溫層，可防止透風(fēng)和減少炕內(nèi)熱量損失。
6．二不：舊式火炕的炕面一是不平，二是不嚴(yán)。過(guò)去搭舊式炕是“不管炕面搭成什么樣，最后全用泥找平”。這種作法是不對(duì)的?？幻娌黄?，煙氣接觸炕面的底面流動(dòng)時(shí)的阻力就大，影響分煙和排煙速度，炕面不嚴(yán)則炕內(nèi)支柱磚受力而不均，出現(xiàn)炕面材料折斷和塌炕的現(xiàn)象。炕面材料之間接觸不好，炕面泥薄厚不均，又直接影響炕面的傳熱效果。
7．三阻：舊式火炕炕頭是用磚堵式分煙，造成煙氣在炕頭集中和停頓，因此炕頭分煙時(shí)阻力大?？欢创蠖嗖捎门P式死墻砌法，占面積大，炕面的受熱面積就小，同時(shí)，在炕洞內(nèi)又?jǐn)[上一些迎火磚和迎風(fēng)磚等，造成炕內(nèi)排煙阻力大?；鹂坏目簧矣捎跊](méi)有煙氣橫向匯合道，而是用過(guò)橋磚搭的炕面，造成排煙不暢，炕梢出煙阻力大。這“三阻”使得火炕不好燒和不能滿炕熱，增大了炕頭與炕梢的溫差。
8．四深：舊式火炕的“炕洞深”、“狗窩深”、“悶灶深”、“落灰膛深”。這“四深”使炕內(nèi)儲(chǔ)存了大量的冷空氣。當(dāng)爐灶點(diǎn)火時(shí)，炕內(nèi)的冷空氣與熱煙氣就會(huì)形成熱交換，產(chǎn)生渦流，造成爐灶不好燒。這些冷空氣還要吸去和帶走很多熱量，使之多燒燃料炕還不熱。
總之，舊式灶炕由于這些弊病的影響，所以經(jīng)常是不好燒，炕不熱，屋不暖；要使炕熱屋子暖，就得多搭爐灶，多燒燃料，造成費(fèi)煤、費(fèi)柴、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、費(fèi)材料。
2。吊炕的優(yōu)點(diǎn)
吊炕對(duì)炕灶的熱平衡和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)選，改革了爐膛、鍋壁與灶膛之間相對(duì)距離和吊火高度、煙道和通風(fēng)、炕內(nèi)結(jié)構(gòu)等，并在炕灶方面增設(shè)了保溫措施，提高了余熱利用效果，擴(kuò)大了火炕的受熱面和散熱面。因此，新式炕灶結(jié)構(gòu)合理，通風(fēng)良好，柴草燃燒充分，爐灶上火快，傳熱和保溫性能好，炕灶熱能利用率達(dá)到50%左右。所以，新式炕灶省燃料，省時(shí)間、好燒、炕熱、屋暖、使用方便、安全衛(wèi)生。
十．收獲體會(huì)
通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析，我們感受并認(rèn)識(shí)到了吊炕比普通炕的優(yōu)越性：排煙通暢、炕溫能做到按季節(jié)所需調(diào)解、溫度適宜、熱效率高、外形美觀，我們也找到了吊炕好燒省火保溫的根本原因，就是結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計(jì)科學(xué)。
建議：
1.加強(qiáng)對(duì)吊炕這一能源再生新技術(shù)的宣傳，擴(kuò)大普及和推廣。
2.宣傳形式要具體、真實(shí)、多次。最好有圖片，展示本地使用情況和相關(guān)數(shù)據(jù)（事實(shí)最據(jù)說(shuō)服力）。
此次研究活動(dòng)體會(huì)：
1．科學(xué)研究是一項(xiàng)具體、艱辛、復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)活動(dòng)，研究過(guò)程的復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)程度是我們以前從沒(méi)想到的。
2．“小事情包含大道理”。普通火炕的使用在我們這里沿用了幾百年，盡管用的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到問(wèn)題，為什么到今天才有人要改進(jìn)？我想還是我們使用人的沒(méi)文化，不懂科學(xué)，遇事不愛(ài)問(wèn)個(gè)為什么。
3．我們想做一個(gè)有文化、懂科學(xué)、有作為的人。我們要為我們的理想努力再努力！
十一．參考文獻(xiàn)
高效預(yù)制組裝架空炕連灶宣傳手冊(cè)
http://baike.baidu.com/view/575721.htm
http://www.cnr.cn/2004news/society/200710/t20071030_504607288.html
http://www.people.com.cn/GB/channel4/976/20000626/118068.html
