Трактат о спиртовых горелках.

Заглянул в тему Спиртовая горелка Tatonka. Улыбнуло: похоже, что вопросы про спирт. горелки возникают на форуме ежегодно.
Ещё в 2008-м году собирался отчётец накатать, да всё руки не доходили, потом забылось. Сейчас решил, что всё-таки надо кое-что выложить, полез в свои захлома, откопал кучу своих, оставшихся в живых экземпляров

и засел за сочинения:

Общее.
Примерно год назд я заинтересовался вопросом изготовления спиртовой горелки. Так как нужно было некое средство разогрева пищи, неприхотливое, компактное и лёгкое, работающее без дров и сухого горючего.
Начитавшись вот этих тем:
Индивидуальные средства для разогрева пищи
Горелка на метиленовом спирте
Помогите с котелком
Для скрытных походов соло очень хорошо показал себя бундес
Побродив по магазинам и не найдя ничего похожего на спиртовую горелку, начал изучать вопрос. В интернете нашёл вагон инфы по горелкам.
Для начала Википедия: Beverage-can stove, где показаны четыре основных типа спиртовых горелок:

Далее: величайший сайт по горелкам любого типа: Zen Backpacking Stoves (zenstoves.net), где есть ответы практически на все вопросы по горелкам и видам топлива.
Там же принципы работы печей и горелок различного типа: http://zenstoves.net/How.htm

Для ознакомления. Сравнительная таблица некоторых типов топлива:
Топливо - Температура кипения, гр.С - Давление пара (газа) при 25 гр.С, кПа - Удельная энергоёмкость, ккал/грамм
(жидкости)
Бензин - 14-135 - 48-103 - 10.4
Керосин - 200-260 - <1 - 10.3
Дизельное - 288-338 - <1 - 10.2
(газ)
Пропан - -42.1 - 939 - 11.0
Бутан - -0.48 - 242 - 10.8
Изобутан - -11.8 - 348 - 10.8
(спирт)
Этанол - 78.3 - 7.85 - 6.4
Метанол - 64.5 - 16.90 - 4.7
Изопропанол - 82.3 - 6.02 - 7.2
(сухое горючее)
Hexamethylenetetramine - 281 - n/a - 7.4
1,3,5-Trioxane - 115 - n/a - 4.27

Взято с http://zenstoves.net/Fuels.htm

Из таблицы можно увидеть оптимальность этилового спирта: средняя удельная энергоёмкость, но зато и средняя температура кипения. Т.к. основной и лучший принцип работы спиртовых горелок - сжигание не самого спирта, а его паров, в идеале - кипящий спирт. Забегая вперёд скажу, что практическая энергоёмкость этилового (мед., пит.) спирта такая (из личного опыта): в правильно сделанной горелке в лабораторных условиях (Т. окр. 20гр.С, Т. воды нач. 20гр.С) 20 мл спирта горит ~5 мин. и за это время закипает 0,5 л воды в закрытой посуде. (Литр закипает за 8-9 мин). Это некая точка отсчёта, выведенная на многих образцах. Естественно, спирт 90-95%, этиловый. В хозяйстве штука очень полезная

Ещё хороший сайт с множеством горелок: Wings THE HOME-MADE STOVE ARCHIVES. И ещё море всяких - только ищи.

Замечу, что читая форум скептически отнёсся к высказываниям некоторых участников (начиная с 2004 г.) о том, что спиртовую горелку можно сделать из ЛЮБОЙ консервной банки. Это так, но об этом позже.

Начитавшись инфы начал экспериментировать. Начал с самой распространённой в инете конструкции:

Спиртовая горелка открытого типа. (Open Jet Alcohol Stoves) aka "ШАК", Tatonka, Trangia.

_

Подробнейшая инструкция по изготовлению: antigravitygear.com

Сделал несколько образцов из пивных банок для экспериментов, провёл испытания. Работа их мне не понравилась. Об этом в сравнении с консервными банками.
Из экспериментов подтвердилось вот что: оптимальный диаметр отверстий (сопел) горелок 0,6-0,8 мм, количество - 20-30 шт. Почему много мелких отверстий, а не несколько крупных: задуть труднее и для формирования равномерного "цветка" факела. Производительность горелки определяется суммарной площадью отверстий и для мощности всё равно: мелкие и много или большие и мало.
Неудовлетворившись результатами задумался о консервной банке и перешёл к следующей конструкции:

Спиртовая горелка низкого давления с боковым горением. (Low Pressure SideBurner Alcohol Stoves) aka Консервная Банка.

По сути это и есть консервная банка с дырками, налитым спиртом и кастрюлей сверху.
Ну, нам ведь простого не надо?

Как на нынешних примерах strateg'a:

или gelogen'a:

Я тогда и начал с расчётов и сложных конструкций исходя из 0,8мм-30шт-20мл-0,5л за 5мин при 20гр.С.
Подробное и доходчивое описание изготовления: Zen Alcohol Sideburner Stove. Минусы: нормально не работает без кастрюли сверху, желателен внешний разогрев - поджиг в плошке со спиртом.
Поэкспериментировав ещё с разными конструкциями сайдбёрнеров (zenstoves.net zenstoves.net ) и Penny Stove (http://www.csun.edu/~mjurey/penny.html ) в итоге слепил вот такую конструкцию, хорошо себя зарекомендовавшую:

Монета, закрывающая заливное отверстие прячется под капроновую крышку от той же кофейной банки. Что бы не гремела - кладётся бумажка/салфетка/тряпочка, чиркаш и спички.
Делается из двух банок от кофе/сгущёнки и т.п. при помощи ножниц, ножа, пары деревяшек и тонкого шила (я сверлил отверстия, d 0,8мм).

Обратите внимание на сопла:

Формируются для подъёма языка пламени вверх вот так:
_

Поджиг.

Горение.

После этих моделей сделал несколько штук мелких "под одну кружку" из аэрозольных баллончиков. Объём заливаемого сп. 40-60 мл. Отличная вещь, удобная, но при горении потом долго воняет (или пахнет) бывшим содержимым баллона, в итоге всёж выветривается.

Позже подвернулась под руку пара "идеальных" банок с почти герметичными крышками, в итоге также хорошо работающих, для которых не надо было ничего, кроме линейки и сверла (шила). Одно но - великоват диаметр для мелкой кружки:

Ещё одна "готовая банка":

Процесс "изготовления", 2008-й год:

Горение. Линию отверстий нужно было чуть ниже - слабовато горит:

В ходе всего этого выявилось, что оптимальнее работают горелки у которых размер высоты не превышает размера диаметра (поперёк - квадрат), а высота линии отверстий (сопел) - не выше 2/3 общей высоты горелки.

Изготовление спиртовой горелки из двух консервных банок.

Инструкция есть здесь: http://zenstoves.net/ZenStove.htm

Дома завалялась пара банок от маслин. Для работы необходимы: линейка (опция), нож, ножницы, тонкое шило, толстое шило (опция), отвёртка (опция) и пара деревяшек.

Разметка банок:
_
Формирование заливной "воронки" на верхней части (давить по кругу):

Разрезание банок:

Обрезка но разметке:

Можно на этом остановиться и перейти к протыканию сопел, но тогда без кастрюли сверху оно правильно не работает.

Далее.
Полезный совет: что бы вставить друг в друга две части банок одного диаметра, можно немного развальцевать "наружнюю" часть отвёрткой, а не сминать "внутреннюю". Она всё равно сомнётся, но "правильнее". Вот так: (отвертку давить под углом, банку покатывать по краю чего-либо (мышиный коврик))

Это что бы не было такого (горелка Большого уса, 2007г., тема "Индивидуальные средства разогрева пищи"):

В этой горелке ещё одна ошибка: линия стыка половинок, если не герметична, желательно должна быть выше отверстий сопел.

Пробивание заливного отверстия (до стыковки) :

Запихивание верхней части в нижнюю (можно и наоборот, но короткую легче в длинную), вдавливание, постукивание, финальный Бац! (молотком аккуратнее):

Для эстетики можно кромку завальцевать обратно (на скорость не влияет, для банок с выступающим бортиком эта операция не нужна):

Разметка отверстий. Расстояние между отверстиями = (диаметр)*ПИ(3,14)/(количество отверстий). В моём случае д=65 мм, кол-во 25, расстояние 8,16 мм. Разметка почти на глаз:

Прокалывание отверстий (требуется аккуратность, если есть возможность - лучше сверлить):

Формирование сопел (особое извращение ) :

Испытания. Максимальный объём заливаемого спирта = (радиус в квадрате)*ПИ(3,14)*(расстояние от дна до отверстий). Для этой горелки = 116 мл. Залито 20 мл при помощи приспособы:

и 2 мл снаружи. Монету на заливную дырку. Поджиг:

5 секунд, горение:

работает.

Испытания "кипячением". Залито ~35 мл.
Установка в банку "от кильки": такой способ установки (вместе с ветрозащитой) помогает быстрее выйти на рабочий режим и стабилизирует горение при пониженной температуре за счёт повышения температуры резервуара со спиртом. В "лабораторных" условиях не обязательно. Поджиг через отверстия у дна "кильки" турбозажигалкой или разгорающейся спичкой:

В 1,5 литровом ковше 1 л воды.

Примерно 9 минут:

Догорание остатков:

Всё. Финал релиз. (молотком верхушку подровнять только):

Протереть и можно куда-нибудь затарить с зажигалкой и ёмкостью спиртика:

Сравнение двух типов горелок.

В первую очередь, чем проигрывают самодельные горелки фирменным (Tatonka, Trangia e.t.c.): невозможностью транспортировки с залитым топливом. Во всём остальном проигрышей нет. Голову на плечах надо и руки не очень кривые.

Два типа горелок это: открытая (типа Татонка) и закрытая с боковым горением (типа Консервная Банка). См. выше.

Плюсы (самодельных) открытого типа по сравнению с закрытой: не требуется внешний поджиг. Пожалуй всё. Ещё, меньший в диаметре "цветок" пламени, но это плюс или минус?
Что ещё лично мне в них не понравилось: долгий выход на рабочий режим и это:

Это горит спирт как бы в "чистом виде", сжигать только парЫ - лучше. Экономичнее.

Плюсы горелки закрытого типа с боковым горением по сравнению с открытой: простота изготовления (особенно "стакан" с дырками), более лучший рабочий режим (за счёт полного нагрева резервуара с топливом), экономичность (у правильно сделанных, с поддержанием давления, без лишних дырок), быстрый выход на рабочий режим (при внешнем (!) поджиге).
Минусы: необходим внешний поджиг. Греть закрытую К.Б. сверху путём налива спирта на верхнюю часть - ждать, когда рак свистнет. И некое неудобство залива "по-быстрому", но это у моих, а вообще - насколько фантазии хватит.

Огромной разницы в работе горелок между алюминием и жестью я не заметил. (Сдались всем эти пивные банки?). Разница в весе 15 грамм.
Пожалуй всё.

P.S.: Реплики типа "А моя газовая горелка/примус лучше!", я думаю, неуместны.