home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / rec / models / railroad / 3099 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-28  |  4.0 KB
  1. Xref: sparky rec.models.railroad:3099 rec.models.scale:958 rec.crafts.metalworking:469
  2. Path: sparky!uunet!news.mtholyoke.edu!mhc.mtholyoke.edu!wkaiser
  3. From: wkaiser@MtHolyoke.edu (William F. Kaiser)
  4. Newsgroups: rec.models.railroad,rec.models.scale,rec.crafts.metalworking
  5. Subject: Porcupine Boilers?
  6. Date: 28 Jan 1993 14:30:56 -0500
  7. Organization: Mount Holyoke College
  8. Lines: 61
  9. Sender: news@mtholyoke.edu
  10. Message-ID: <1k9c9gINNe8i@slab.mtholyoke.edu>
  11. NNTP-Posting-Host: slab.mtholyoke.edu
  12. X-Newsreader: Tin 1.1 PL5
  13.  
  14.  
  15. A few years ago I built a simple gauge 1 live steam locomotive, with pot
  16. boiler.  Since then, I have read a few things about porcupine boilers for
  17. Gauge 1 live steam locomotives.  Basically, these are pot boilers with
  18. copper rods, quills, sticking through the boiler shell.  The idea of this
  19. boiler type is to increase the heating surface without getting into the
  20. complications of fire or water tubes.  I am starting to think about
  21. building another loco, and am wondering about a porcupine boiler.
  22.  
  23. I have plenty of information about designing conventional fire tube loco
  24. boilers, and water tube boilers for the smaller scales, but nothing on
  25. designing porcupine boilers.  Does anyone have any practical experience
  26. with this type of boiler?  If not, can anyone apply some good model
  27. engineering theory?  The following is a list of questions that come
  28. to mind as important in designing a boiler. 
  29.  
  30. 1  Is there an optimum diameter of quill?  Very large diameters would
  31.    encroach on the boiler's water space.  Very small diameters could burn
  32.    off in the fire.  Can this optimal diameter be expressed as a proportion
  33.    of boiler barrel diameter? 
  34. 2  How much quill should be in the water and how much in the fire?  Half
  35.    and half would be a logical guess, but is there a better ratio?
  36. 3  Is the part of a quill in the steam space of any use, or will only the
  37.    submerged part be of use in raising steam?  If this is the case, a
  38.    boiler with long quills should steam well when full and have a
  39.    decreasing steaming capacity as the water level falls.  Would a boiler
  40.    with short quills maintain a constant steaming rate?
  41. 4  Numbers 2 and 3 are related to the question of how long should the
  42.    quills be.  Can this length be expressed as a fraction of the boiler
  43.    diameter or as a multiple of the quill diameter?
  44. 5  How many quills should a boiler have?  Will just a few quills make a
  45.    boiler that is a noticeably better steamer than a simple pot boiler, or
  46.    does it take a great many quills to make a difference?  If there are too
  47.    many quills will water circulation be impaired or strength of the boiler
  48.    be decreased?  Can a minimum quill spacing be expressed in terms of
  49.    quill diameter?  Is there an optimal ratio of quill heating surface to
  50.    boiler barrel heating surface?
  51. 6  What is the best quill orientation?  Should they go through the barrel
  52.    in a radial direction, or would circulation and steaming be improved if
  53.    the quills were vertical?
  54. 7  How should quills be arranged in the boiler?  Should they be in rows,
  55.    staggered rows, etc.?
  56. 8  What is the best firebox arrangement?  Should the hot gasses pass around
  57.    the sides of the boiler and be vented at the top?  If so, how big should
  58.    the fire space around the boiler be?  If the space is too large the
  59.    heat transfer to the quills may not be optimized.  If the space is too
  60.    restricted, there may not be enough draft for efficient burning.  Can
  61.    the boiler be enclosed in an outer barrel with the hot gasses passing
  62.    under the boiler to a smoke box and out the stack, such as is done with
  63.    water tube boilers?  Then what is the size relationship between inner
  64.    and outer barrels?
  65. 9  Given the volume of the boiler, its heating surface, and desired working
  66.    pressure, how much fire will be needed to make steam?  That is, what
  67.    volume of fuel (presumably alcohol) must be burned per minute to
  68.    maintain pressure?  How many wicks and of what size would burn this much
  69.    fuel?
  70.  
  71. Thanks for any help I can get on this topic.
  72.  
  73. William Kaiser
  74. wkaiser@mhc.mtholyoke.edu
  75.