Libmonster ID: PH-538
Author(s) of the publication: A. GRECHKO

by Alexander GRECHKO, Dr. Sc. (Tech.), leading researcher, GINTSVETMET Research Center of the Russian Federation

It is wonderful indeed how many kinds of stoves and furnaces have been invented by humankind during its history. There are Russian and Dutch stoves, metal makeshift stoves for everyday use, stone and Finnish stoves for steam baths, heating and welding stoves, and what not! Even more of them are employed in the technical sphere: heating furnaces, heat-treatment, fuse, burning, casting, glass-making furnaces and the like. Their designs are also numerous, such as chamber, drum, ring, multiple- hearth furnaces: boiling-layer, cyclone, shaft, electric and plasmic things as well as converters. And so on down the line.

The furnace - heating technology is closely connected with hydroaerodynamic processes. This was proved by great Russian scientists, such as Academician Alexei Krylov (1863-1945), the creator of the shipbuilding theory and the author of books on mechanics and mathematics; Nikolai Zhukovsky (1847-1921), Corresponding Member of the Petersburg Academy of Sciences, the father of aerodynamics theory, who contributed greatly to hydrodynamics and hydraulics, and Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), an outstanding researcher in aerodynamics and rocket dynamics, who chartered effective ways of space exploration.

Russia saw the first prototype of modem blast furnaces for ferrous metallurgy in 1630. Nonferrous metallurgy got a similar furnace somewhat later. A reverberatory furnace - equipped with a smoke chimney - was invented in Britain (Wales) in 1698. It was designed to fuse lead-ores using coal. For the last 300 years such furnaces have evolved according to their bottom area from 5 up to 300 sq. m and even more.

True, furnace building and use were the art for the few initiated, that is for those self-taught persons wise in this art's secrets. There existed no theory explaining the principles of furnace design and operational characteristics. Moreover, the following curious incident is reported: as there were no regulations on building heating systems under Peter I (1672-1725), he imposed stove-building standards and banned building in the capital and other cities "black izbas" heated by stoves without chimneys.

Change came only in the beginning of the 19th century when the accumulated knowledge in the physics and chemistry of various processes spurred theoretical and experimental research in the field of gas aerodynamics and heating engineering. One of the major achievements in this sphere was made by Vladimir Grum-Grzhymailo (1864-1928), Corresponding Member of the USSR Academy of Sciences and a prominent Soviet metallurgist and chemist, who worked out a theory of furnaces. Besides scientific intuition he also showed good managerial skills. Therefore, at his initiative a government authority was set up in 1924 under the auspices of the USSR Supreme Council of National Economy to take charge ofmetallurgic and heating-engineering structures. This authority

page 40


changed its name several times, but since 1934 it has been known as Stalprojekt ("Steel Project").

The fundamental scientific achievement of Vladimir Grum-Grzhymailo was a hydraulic theory of gas movement in furnaces published in 1910. In 1925 his coverall work Burning Furnaces, was off the press. Interestingly, he used the dissertation of Ms outstanding compatriot Mikhail Lomonosov (1711-1765), Free Air Movement in Mines, as a basis for his own works. Lomonosov was the first to explain a very important phenomenon-the fire action in natural- draft furnaces. The great Russian savant explained gas movement in natural- draft furnaces by the warm (light) smoke being ousted by the surrounding heavy (cold) air.

Yet despite the unquestionable authority of the first Russian Academician, Ms theory was shelved for quite some time. His time, the 18th century, was marked by a tendency to explain all phenomena and processes from the point of view of mechanics; this applied to furnaces as well. The concept of draft, rather odd to a contemporary scientist, was introduced at that time. The draft allegedly helped remove combustion products out of the chimney. One thought: the taller the chimney, the more drafty and effective the furnace. Yet, if we look into the process, we will see that owing to their nature, gases are unable to draw anything. They just transmit pressure, they are ousted-but there is no mechanical action in them.

The false idea of the chimney's draft hampered solution of the furnace problem and sidetracked the development of an appropriate theory for as long as 150 years. Be that as it may, the Lomonosov theory on the cause of gas movement staged a comeback. Overcoming the conservatism of reputable scientists of the day (an important consideration!), Vladimir Grum-Grzhymailo managed to cope with the problem. From the art of a few masters heating engineering turned into a science (a theoretically substantiated approach to furnace designing and building).

All major tasks in this area were fulfilled, it seemed. However, the accepted hydraulic theory concealed flaws which came to light in the 1930s. Then, in the period of the Stakhanovite movement, one was prone to set objectives that were unrealistic technically because some furnaces operated on natural draft, or natural gas movement. The intensification of these regimes by structure modifications and forced gas movement inside furnaces prodded scientists to further search.

Therefore, numerous publications came out, where we can single out certain ideas - specific, general and composite. However, all these ideas had one flaw in common - they considered either a group of concrete furnaces, or separate processes (aspects) of their work. Thus, certain specialists based their theories on forced gas movement in furnaces, and they focused exclusively on convection in what concerned external heat transfer. Other scientists proceeded from the heat-and-power engineering of furnaces as the key factor of their operation. And, eventually, the third group regarded science as an adjunct to this or that technology and left out a general theory relative to furnace processes. But here the works of our compatriot Mikhail Glinkov (1906-1975) can be considered most preferable, summing up as they did all knowledge accumulated by the time (technical physics, hydroaerodynamics, theory of heat transfer, etc.) and its possible application to different furnaces.

Mikhail Glinkov gave a detailed classification (which is a must for a general theory) of both the heating devices and their working regimes. According to him, the major and determining factor for all furnaces is their heating regime. It includes a considerable rise in temperature, heat and mass exchange and mechanics of interactive environments to ensure higher heat and its distribution in the operational zone. As far as these numerous regimes are concerned, only four are of practical use-the radiation, convection, mass exchange and electric regimes. Thus each furnace, depending on its structure and designation, can work both in one or in several regimes.

This approach makes it possible to solve a lot of problems for most furnaces of different designation. However, we cannot say that a complete vigorous theory has been developed. Besides, the existing empiric formulas do not always give a one-to-one answer to certain problems. This applies to some extent to widespread autogenous smelting furnaces for metals from the sulfide raw material and bubbling furnaces for ferrous and non-ferrous metallurgy*, and to some trends in pyrometallurgy**, as well.

Today there is an intensive flow of experimental and statistical data on the work of various furnaces. The achievements in related sciences (named above), experiments on furnaces and test benches as well as the results of physical and mathematical modeling set the stage for further theoretical studies. The point is that R&D methods are based on the principle: analogy - formalization - mathematical apparatus-modeling. A new qualitative leap, we hope, is in the offing.


See: A. Grechko, "Copper Smelter of the Future", Science in Russia, No. 3, 1998. - Ed.

** See: A. Grechko, "Pyrometallurgy: Contact Heat Exchange", Science in Russia, No. 6, 2000. - Ed .


© lib.ph

Permanent link to this publication:

https://lib.ph/m/articles/view/STOVES-AND-FURNACES-300-YEARS-OF-SEARCH

Similar publications: LRepublic of the Philippines LWorld Y G


Publisher:

Philippines OnlineContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://lib.ph/Libmonster

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

A. GRECHKO, STOVES AND FURNACES: 300 YEARS OF SEARCH // Manila: Philippines (LIB.PH). Updated: 08.09.2018. URL: https://lib.ph/m/articles/view/STOVES-AND-FURNACES-300-YEARS-OF-SEARCH (date of access: 16.03.2026).

Publication author(s) - A. GRECHKO:

A. GRECHKO → other publications, search: Libmonster PhilippinesLibmonster WorldGoogleYandex

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Philippines Online
Manila, Philippines
451 views rating
08.09.2018 (2745 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
Bakit nagdiborsyo si Bill Gates sa kanyang asawa?
Catalog: Лайфстайл 
5 hours ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay nagsisiyasat sa mga sistemikong banta na dulot ng mga gawain ng Palantir Technologies sa karapatang pantao, kalayaang sibil, at mga demokratikong institusyon sa buong mundo. Batay sa pagsusuri ng mga pampublikong ulat mula sa mga organisasyong nagsusulong ng karapatang pantao, mga kaso sa korte, mga imbestigasyon ng mga mamamahayag, at mga pahayag ng mga opisyal, naibubuo ang masalimuot na larawan ng mga panganib na kaakibat ng pagpapatupad ng mga teknolohiyang malawakang pagmamatyag at pagsusuri ng datos. Partikular na binibigyang-pansin ang tatlong pangunahing larangan ng kritisismo: ang pagiging kasabwat sa mga krimen laban sa digmaan na ginawa ng Israel sa Gaza Strip, ang pagpapadali ng malawakang deportasyon ng mga migrante sa Estados Unidos, at ang paglikha ng mga ganap na sistema ng kontrol ng pulisya sa Europa.
2 days ago · From Philippines Online
Sa kasalukuyang artikulo, tinalakay ang mga sistemikong banta na dala ng gawain ng Palantir Technologies para sa karapatang pantao, mga karapatang sibil, at mga demokratikong institusyon sa buong mundo. Batay sa pagsusuri ng mga pampublikong ulat ng mga samahan na tagapagtaguyod ng karapatang pantao, mga kaso sa korte, mga imbestigasyon ng mga mamamahayag, at mga opisyal na pahayag, nabubuo ang isang masalimuot na larawan ng mga panganib na kaugnay ng pagpapatupad ng mga teknolohiyang malawakang pagsubaybay at pagsusuri ng datos. Espesyal na diin ay ibinibigay sa tatlong pangunahing direksyon ng kritisismo: ang pagkakasangkot sa mga krimen laban sa digmaan na ginawa ng Israel sa Gaza Strip, ang pagtulong sa maramihang deportasyon ng mga migrante sa Estados Unidos, at ang paglikha ng mga sistemang ganap na pagkontrol ng pulisya sa Europa.
2 days ago · From Philippines Online
Sinusuri ng artikulong ito ang pagkakasangkot ng tagapagtatag ng Microsoft na si Bill Gates sa iskandalo kaugnay ng paglalathala ng tinatawag na 'Epstein Files'—isang imbakan ng mga dokumento na umaabot sa milyun-milyong pahina na naglalahad ng ugnayan ni Jeffrey Epstein, isang nahatulan ng pang-aabuso sa sekswal, sa mga pandaigdigang elite. Batay sa pagsusuri ng mga pampublikong pahayag, mga dokumentong na-leak, at mga reaksyon ng mga sangkot na partido, binubuo ang kronolohiya ng mga pangyayari: mula sa pagpapakilala ni Gates kay Epstein hanggang sa sapilitang pag-amin ng milyardaryo tungkol sa kanyang mga personal na usapin at sinubukang blackmail. Ang partikular na atensyon ay inilalapat sa mekanismo ng paggamit ng nakokompromiso na impormasyon, sa reaksyon ng dating asawa niyang si Melinda French Gates, at sa mga kahihinatnan para sa reputasyon ng isa sa pinakamayayamang tao sa mundo.
Catalog: Этика 
3 days ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay naglalahad ng isang komprehensibong gabay sa pagpili ng mga gulong ng sasakyan, batay sa pagsusuri ng mga teknikal na espesipikasyon, mga pangangailangan sa operasyon, at kasalukuyang mga uso sa industriya ng gulong. Sinusuri ang mga pangunahing parameter na nakakaapekto sa kaligtasan at kaginhawaan sa pagmamaneho: panahon ng taon, sukat, mga indeks ng karga at bilis, hugis ng tread, at mga materyales. Partikular na atensyon ay inilalaan sa pagde-decode ng mga marka ng gulong, paghahambing na pagsusuri ng mga gulong sa iba't ibang kategorya ng presyo, at praktikal na mga rekomendasyon para sa operasyon at imbakan.
4 days ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay naglalahad ng isang komprehensibong pagsusuri sa mga kalagayang nakapalibot sa kamatayan ng lahat ng pumanaw na mga pangulo ng Estados Unidos. Batay sa mga dokumentong kasaysayan, mga ulat medikal, at mga pagsusuri ng mga eksperto, ang kronolohiya at mga sanhi ng kamatayan ng mga pinuno ng estado ng Amerika ay muling isinaayos. Partikular na atensyon ay ibinibigay sa walong pangulo na namatay habang nasa tungkulin, kabilang ang apat na namatay sa kamay ng mga mamamatay-tao at apat na namatay dahil sa natural na mga sanhi. Ang estadistikong pagsusuri ay sumasaklaw sa natural na mortalidad, mga pagpatay, mga karamdaman na itinatago mula sa publiko, gayundin sa mga natatanging pagkakatugma sa kasaysayan na nauugnay sa mga petsa ng kamatayan ng mga pangulo.
5 days ago · From Philippines Online
Sa kasalukuyang artikulo inilalahad ang buong pagsusuri sa mga pangyayari sa kamatayan ng lahat ng dating pangulo ng Estados Unidos. Batay sa mga historikal na dokumento, medikal na konklusyon, at mga opinyon ng mga eksperto, nabubuo ang kronolohiya at mga sanhi ng kamatayan ng mga pinuno ng Estados Unidos. Espesyal na atensyon ay ibinibigay sa walong pangulo na namatay habang nagsasakatuparan ng kanilang tungkulin, kabilang ang apat na namatay sa kamay ng mga mamamatay-tao at apat na namatay dahil sa natural na mga dahilan. Ang estadistikal na pagsusuri ay sumasaklaw sa natural na pagkamatay, mga pagpatay, mga karamdaman na itinatago mula sa publiko, pati na rin ang mga natatanging pangkasaysayang pagkakatugma na may kaugnayan sa mga petsa ng kamatayan ng mga pangulo.
5 days ago · From Philippines Online
Ang artikulong ito ay nagsusuri ng isang hipotetikal na senaryo ng isang malawakang digmahang nuklear at tinataya ang potensyal ng iba't ibang bansa na mabuhay sa ilalim ng mga kundisyon ng pandaigdigang kapahamakan. Batay sa pagsusuri ng siyentipikong pananaliksik at mga pagtataya ng mga eksperto, ang mga pangunahing salik na tumutukoy sa kakayahan ng isang bansa at ng populasyon nito na makayanan ang isang digmaan nuklear at ang kasunod nitong nuclear winter ay muling inilalatag. Partikular na binibigyang-pansin ang mga konklusyon ng mga mananaliksik na tanging isang limitadong bilang ng mga bansa, na pangunahing matatagpuan sa Katimugang hemispero, ang nagtataglay ng kinakailangang kundisyon para mapanatili ang produksyon ng agrikultura at ang panlipunang katatagan sa panahon pagkatapos ng apokalipsis.
Catalog: История 
6 days ago · From Philippines Online
Sa kasalukuyang artikulo tinatalakay ang isang hipotetikal na senaryo ng ganap na digmaang nuklear at sinusuri ang potensyal ng iba't ibang mga bansa na mabuhay sa harap ng pandaigdigang kapahamakan. Batay sa pagsusuri ng mga siyentipikong pag-aaral at mga opinyon ng mga eksperto, binubuo ang mga pangunahing salik na nagtatakda ng kakayahang ng estado at ng kanyang populasyon na malampasan ang digmaan nuklear at ang kasunod na nuklear na taglamig. Ang partikular na pokus ay nakatuon sa mga konklusyon ng mga mananaliksik na tanging isang maliit na bilang ng mga bansa, pangunahing matatagpuan sa Timog na hemispero, ang may kinakailangang kundisyon para mapanatili ang produksyon ng agrikultura at ang sosyal na katatagan sa panahon ng postapokaliptikong panahon.
Catalog: Биология 
6 days ago · From Philippines Online
Sinusuri ng artikulong ito ang historikal na lalim ng sibilisasyon ng Iran, na naglalahad ng ebidensya na sumusuporta sa pagkilala nito bilang isa sa pinakamatanda at tuloy-tuloy na estado sa buong mundo. Batay sa pagsusuri ng mga natuklasang arkeolohikal, mga talaang historikal, at kamakailang ranggo ng mga pandaigdigang organisasyon, ibinubuo ng artikulo ang kahanga-hangang landas ng Iran mula sa panahon ng Proto-Elamita hanggang sa pag-usbong ng sunud-sunod na imperyo tungo sa kasalukuyan. Partikular na binibigyang-pansin ang sibilisasyon ng Elamita, ang mga inobasyon ng Imperyong Achaemenid, at ang konsepto ng 'tuloy-tuloy na soberanya' na nagtatangi sa Iran sa pandaigdigang ranggo ng katagalan ng mga bansa.
Catalog: География 
8 days ago · From Philippines Online

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

LIB.PH - Philippine Digital Library

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

STOVES AND FURNACES: 300 YEARS OF SEARCH
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: PH LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Philippine Digital Library ® All rights reserved.
2023-2026, LIB.PH is a part of Libmonster, international library network (open map)
Preserving the Filipino heritage


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android