Температура горения дров: сравнительная таблица различных пород

Тление

Главная → Энциклопедия →

Тление — режим горения материалов и веществ с образованием после протекания процесса их пиролиза твёрдой карбонизированной фазы с догоранием в газовой среде продуктов её гетерогенного окисления. Материалы, склонные к тлению, обладают особенно высокой и специфической пожарной опасностью. Процесс их горения вначале имеет скрытый период, когда появившийся очаг обнаружить трудно, а иногда невозможно. Однако по прошествию некоторого времени, при изменении обстановки, связанной с изменением концентрации кислорода, давления, размеров очага пожара, тление может перейти к пламенному режиму горения. Например, тление, начавшееся в основании бурта древесных опилок высотой 0,85 м, проникает на поверхность в виде пламенного горения в течение 10 дней.

К тлению склонны, как правило, пористые материалы или материалы в измельчённом состоянии. К ним, в частности относятся материалы растительного происхождения (бумага, целлюлозные опилки, слоистые плиты, латексная, кремнийорганическая и другие резины, натуральные кожи, некоторые композиционные материалы и термореактивные пластики). Плавящиеся материалы, в т. ч. пористые, как правило, не проявляют способность к тлению.

Из практики пожаротушения известно, что материалы, склонные к тлению, крайне трудно поддаются тушению. Это связано с тем, что процесс тления может протекать при низкой (около 2% об.) концентрации кислорода в окружающей среде. Результаты проведённых научных исследований показали, что наиболее эффективными средствами для тушения тлеющих пожаров являются вода и специальные газовые огнетушащие составы. При тушении очага тление объёмным способом наиболее эффективным является использование многокомпонентных составов с плотностью, близкой к плотности воздуха, имеющих более высокие показатели теплопроводности, теплоёмкости и диффузии. Предпочтительным является использование газовых составов, в которых присутствует гелий.

Для эффективного тушения тлеющего пожара в помещении с помощью газовых средств необходимо за счёт подачи огнетушащего состава снизить концентрацию кислорода до 0-5% и удержать такой уровень не менее 1200 с. Время подачи нормативной массы огнетушащего состава для тушения тлеющего пожара должно составлять не менее 300 с.

Лит.: ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения; Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. М., 1979.

| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

Мне нравится (19)

Утверждена новая форма декларации пожарной безопасности

Опубликовано: 12 мая, 2022 Правовое регулирование

Утверждена новая форма декларации пожарной безопасности

Опубликовано: 12 мая, 2022 Административный регламент по регистрации декларации пожарной безопасности и новая форма декларации пожарной безопасности введены в действие с 28 апреля 2020 года Приказом МЧС от 16.03.2020 № 171. Ранее заявление оформлялось в произвольной форме и могло не содержать предусмотренных утверждённой формой обязательных сведений.

Согласование СТУ — разбор необоснованного отказа Минстроя. Беспредел. Часть 2.
Отпуск сотрудников МЧС. Отпуск в МЧС
Нарушение пожарной безопасности: виды ответственности и наказания

Дрова из лиственных пород

Чтобы определиться с выбором, необходимо рассмотреть каждый вид дров по отдельности.

Березовые дрова

Этот сорт древесины обладает особыми качествами, поэтому ее часто используют для топки бани. Жар, который дает береза, является дезинфицирующим для помещения и выделяет душистый аромат настоящей русской бани. Кроме этого, ему приписывают и лечебные свойства, которые помогают скорейшему выздоровлению во время простуды. Но березовые дрова нельзя держат более двух лет в поленницах — они теряют свои свойства, начинают портиться, превращаясь в труху.

Дрова березовые

Просушенная древесина березы, равно как и ее кора, имеет большое содержание дегтя, который является углеродным соединением, поэтому дрова быстро возгораются и дружно горят, не оставляя после себя большого количества золы. Лучины из сухих березовых полешек используют для разжигания других дров из более тяжелой древесины. Береза при горении дает хорошую теплоотдачу, выделяя жар такой интенсивности, который на 22—25% превосходит пламя от дров осины или сосны.

Дуб

Дубовая древесина для топки печи считается элитным топливом, поэтому она достаточно дорогостояща. Дуб относится к твердым породам, он долго горит и имеет очень хорошую теплоотдачу, превосходящую даже березовые дрова по этому качеству. Для отопления заготавливают деревья, имеющие средний возраст — именно они обладает вышеописанными свойствами. Дубовые дрова дают сильный жар и распространяют лесной терпкий аромат по всему отапливаемому помещению, а особенно это чувствуется, если ими топят камин. Пар, выделяемый дубом при сжигании, так же, как и берёзовый, издавна в народе считается лечебным, особенно для детей.

Дрова дубовые

Интересно, что знаменитые итальянские рестораторы и владельцы кафе, придерживающиеся древних традиций, используют исключительно дубовые дрова для приготовления настоящей пиццы, хотя такая древесина является редкостью и имеет достаточно высокую цену. Несколько схожие качества имеют дрова из стволов плодовых деревьев, таких, как груша или яблоня определенного возраста, но их в большом количестве найти достаточно сложно.

Ольховые дрова

Ольховые дрова популярны тем, что не требуют особых условий для просушки — они достигают нужной влажности сами по себе. Это происходит оттого, что для дров отбирается те ольховые породы, которая растет в местах, где почва не имеет чрезмерно большой увлажненности. Такая древесина может сохранять свои ароматные свойства больше трех лет, а также не теряет и других своих положительных качеств. К ним можно отнести отличную теплоотдачу и низкую смолистость — благодаря этому качеству она дает при горении меньше дыма. Поэтому именно ольховые дрова издавна часто использовали в банях, которые топятся по-черному. Еще одним хорошим качеством этой древесины является то, что испарения от них способствуют очищению дымохода от сажных отложений.

Дрова ольховые

Ольха имеет более 25 видов, и каждый из них имеет свой оттенок — бежевый и коричневый, ярко-красный и почти белый. По этому признаку ее легко можно отличить от другой древесины.

Если ольха распиливается во дворе дома, то обязательно нужно подстелить под место распила кусок ткани или полиэтилена, чтобы собрать все опилки. Они пригодятся для копчения мясных и рыбных блюд, а также хорошо подсыпать их в мангал при приготовлении шашлыка.

Осина

Осиновые дрова, так же, как и ольховые, способствую очищению сажных отложений в дымоходе. Пламя от этих дров само по себе не дает копоти, а поднимающийся осиновый жар делает уже скопившуюся в трубе сажу рыхлой, и она начинает отделяться и осыпаться в топку.

Дрова осиновые

Однако, есть у них и огромный недостаток — осиновые дрова горят быстро, давая низкую теплоотдачу, поэтому они не популярны и используются редко, в основном — для растопки или очистки печи.

Липа

Липовая древесина, хотя и медленно разгорается, но зато дает отличный жар, а значит и хорошую теплоотдачу. Практические любые липовые составляющие — листья, цвет, кора и древесина, являются лечебными. Поэтому такие дрова часто использовали в банях — к ним добавляли немного меда, что давало в парной неповторимый густой аромат, которым лечили болезни легких или долго незаживающие раны. После бани, натопленной липовыми дровами, больным давали чай с цветом липы и медом — он очищает дыхательную систему, а также выводит из организма токсины.

Дрова липовые

Недостатком липовых дров считается малый срок их хранения — не более двух лет.

Тополь и Ива

Дрова из тополя

Дрова из этих видов древесины горят жарко и сгорают быстро, поэтому таких дров нужно закупать очень много. Но они считаются низкосортными и не очень подходят для отопления, поэтому найти их даже по очень невысокой цене не составит большого труда.

Скорость распространения

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущенной), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой нормальной скорости распространения пламени (далее – НСРП) является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимальную возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей – от 0,03 до 15 м/с.

Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т.д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин при:

дефлаграционном горении – до 100 м/с;
взрывном горении – от 300 до 1000 м/с;
детонационном горении – свыше 1000 м/с.

Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением) различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц, образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха, а также в результате термической диссоциации. В частности, при горении углеродного горючего в воздухе, синяя часть цвета пламени обусловлена излучением частиц CN ±n , красно-оранжевая — излучением частиц С₂ ±n и микрочастиц сажи. Излучение прочих образующихся в процессе горения частиц (CH_x ±n , H₂O ±n , HO ±n , CO₂ ±n , CO ±n ) и основных газов (N₂, O₂, Ar) лежит в невидимой для человеческого глаза УФ и ИК части спектра. Кроме того, на окраску пламени сильно влияет присутствие в самом топливе, деталях конструкции горелок, сопел и так далее соединений различных металлов, в первую очередь натрия. В видимой части спектра излучение натрия крайне интенсивно и ответственно за оранжево-желтый цвет пламени, при этом излучение чуть менее распространенного калия оказывается на его фоне практически не различимым (поскольку большинство организмов имеют в составе клеток K+/Na+ каналы, то в углеродном горючем растительного или животного происхождения на 3 атома натрия приходится в среднем 2 атома калия).

Виды древесины

Есть несколько закономерностей, обуславливающих разницу в горении различных пород дерева. Прежде всего это наличие смол — они заметно добавляют теплотворной способности дровам. Мягкий лес горит легче из-за низкой плотности. Тяжёлые породы долго поддерживают горение.

В то время как плотность древесины существенно варьируется от вида к виду, теплотворная способность их на единицу массы практически одинакова (за исключением хвойных смолистых пород). Независимо от того, какие виды деревьев пошли на дрова, влажность — основной фактор, влияющий как на процесс горения, так и на тепловой результат.

Перечень особенностей древесины некоторых пород:

акация — горит медленно и даёт много тепла, быстро сохнет, в кострище издаёт характерный треск;
берёза — сгорает быстро, легко воспламеняется даже влажной, даёт ровный и устойчивый огонь;
бук — калорийное топливо, оставляет мало золы;
дуб — высокая теплотворная способность, выделяет при горении приятный запах, очень долго сохнет;
тополь — невысокая теплота сгорания;
фруктовые деревья — горят медленно и равномерно;
хвойные — ароматный дым, могут стрелять смолой, образуют много копоти.

Важно только не забывать главное: неконтролируемое открытое пламя может быть очень опасным для живых существ. Помимо ожогов от пламени и тлеющих углей, огонь может принести несравненно больше беды разгоревшись в пожар

Как определить температуру газового пламени

Большинство современных газовых приборов оборудовано индикатором температуры с встроенным датчиком или специальным термометром. Температурное значение выводится на экран или определяется по положению стрелки. Во многих плитах установлен термостат, позволяющий поддерживать внутри духовки заданную температуру, а также терморегулятор, управляющий конфоркой.

Вместе с тем домашние плиты старой конструкции не имеют датчика, определяющего температуру пламени в конфорках

Это доставляет ряд неудобств во время приготовления сложных блюд, когда важно точно соблюдать терморежим

Вместе с тем, имеются народные способы, позволяющие определить температуру горения. Зная температуру кипения ряда жидкостей, можно косвенно определить уровень теплоотдачи. Так, кипение воды происходит при 100 градусах, а соевое и кукурузное масло кипит при температуре 150 градусов. Температура кипения для подсолнечного и оливкового масла выше и составляет 200 и 250 градусов.

Для контроля температуры в разогретой духовке можно использовать листик бумаги, положенный поблизости от посуды. При максимальной температуре, равной 300 градусов, обугливание краев бумаги начнется через несколько секунд. Если температура в духовке составляет 200-220 градусов, для обугливания потребуется минута. Если духовка не нагрелась до 160 градусов, с бумагой ничего не произойдет.

Эффективность горения древесины

В процессе сжигания породы происходит выделение тепловой энергии. С ее помощью обогревается здание. Эффективность горения зависит от температуры дерева в печи.

На это влияют несколько факторов:

разновидность породы;
влажность;
интенсивность горения;
условия, при которых идет сжигание (какая тяга).

Это основные показатели эффективности горения данного природного топлива

На них требуется обращать особое внимание. В зависимости от вида дерева, его используют для приготовления шашлыка на мангале, обогрева, других нужд. Рассмотрим подробнее

Рассмотрим подробнее.

Влажность и интенсивность горения

Если дерево срубили не очень давно, оно будет сырым. На это также влияет пора года. Влаги в нем содержится 45-65%. Интенсивность горения, к примеру, в камине, будет низкой. Огню понадобиться тратить энергию, чтобы испарить воду. Теплоотдача при этом станет невысокой.

Стадии горения древесины.

Есть способы, которые помогут добыть нужное количество энергии:

класть в камин древесины в два раза больше (материально затратное дело);
распиливать влажные бревна и колоть;
покупать хорошо просушенные дрова.

Только срубленную породу не стоит использовать для отопления, кроме березы. В сыром виде пригоден граб и ясен.

Влияние тяги в печке

За ней надо внимательно следить. Иначе дерево нормально гореть не будет. Тяга направляет выделяемые вещества с потоками воздуха к системе вытяжки. Чтобы ее проверить, нужно разжечь бумагу в печи с открытой дверцей и заслонкой на дымоходе. Если ее нет – это плохо.

Узнать, отсутствует ли тяга, можно по таким признакам:

открывая топочную дверцу, идет дым;
он появляется из конвекционных щелей;
слышны хлопки из регулятора воздуха.

На тягу влияют факторы:

правильно спроектированный дымоход;
его высота должна превышать конек крыши и здания, расположенные рядом;
труба, где выходят в воздух продукты горения, должна быть утеплена;
отсутствие или наличие вентиляции;
атмосферные явления.

Бурьян

А теперь самое время рассмотреть альтернативные виды природного топлива, коими можно заправить костёр в походе.

Иногда бывает так, что вблизи стана сухостоя нет, а зелёные деревья пилить совесть не позволяет (лесники не дают), или же до них — приличное расстояние. Тогда приходится выкручиваться при помощи травянистых растений. Как правило, ежели местность более-менее дикая и открытая — на ней обязательно произрастают такие крупные виды трав, как:

Полынь;
Репейник;
Осоты, бодяки и прочие им подобные;
Иван-чай;
Крупные зонтичные: болиголов, купырь, дудники, борщевики (в том числе и пресловутый гигантский);

Если местность болотистая или граничит с водой, то вышеуказанный перечень дополняется следующими растениями:

Тростник;
Рогоз;

В сельской местности возможны такие варианты:

Солома;
Подсолнуховые стебли;

Лучше всего, само собой — толстые, не полые стебли (полынь, репейник, подсолнух). Вся эта чепуха обычно по осени засыхает, стоит всю зиму, весну и первую треть лета, затем — по мере разрастания зелёного разнотравья, большинство прошлогодних сухих стеблей гниют и валятся. Тем не менее, набрать некоторое количество подобных «дровишек» для костра можно в любое время года.

Горит сухой бурьян быстро и жарко, углей фактически не образует, ибо плотность его очень мала. Для полноценного ночного костра понадобится десяток кубометров и специально обученный батрак, который будет это дело постоянно в огонь подкидывать. Ещё возможно применить смекалку: скрутить траву плотными снопами шпагатом. Гореть будет дольше.

А вот для того, чтобы запалить мини-костерок, например — для кипятка, бурьян вполне сгодится. Единственное, что понадобится — несколько камней. Чтоб мало-мальский очаг выложить и тепло попусту в пространство не излучать, КПД костра тем самым увеличив.

Далее идут параметры бурьяна как кострового топлива (при расчёте в качестве исходных параметров применялись показатели соломы).

Костровая мощность: 0,1дэ.
Теплотворная способность: 378 кВт·ч/м³.
Температура горения: 800-900 °C.
Время горения: очень короткое.
Пламя: ровное, с характерным треском. Дымит, чем менее сухой материал — тем сильнее.
Угли: фактически не образует.
Сложность разжигания: крайне низкая, сухой бурьян — отличная растопка.

Факторы, влияющие на температуру горения дров

Есть несколько факторов, которые способствуют горению:

Сорт древесины, используемый для сжигания.
Влажность материала.
Объем воздуха, заходящего в топку.

Это основные показатели, на которые необходимо обращать особое внимание, поскольку именно от них будет зависеть эффективность сжигания древесины, и температуры, которая может подняться при процессе горения

Уровень влажности

Влажность древесины играет ключевую роль при разжигании, поэтому такой важный момент требует отдельного рассмотрения. Любое дерево, которое только что срубили обладает определенной влажностью. В большинстве случаев этот показатель составляет 50%. Но в некоторых случаях он возрастает и до 65%. А это говорит о том, что такой вид материла очень долго будет сушиться под воздействием большой температуры перед тем, как воспламениться.

Часть тепла станет уходить только на то, чтобы удалить излишнюю влагу путем испарения. По этой причине температура не достигнет максимального показателя. Теплоотдача при таком условии понизится.

Для получения максимальной пользы, следует использовать несколько основных вариантов:

Самый подходящий вариант – сушка. Для этого дерево разрезается на маленькие куски, а после складывается в сухое место в сарай или навес. В естественных условиях процесс сушки займет примерно 1 год. А если дрова будут хранить дольше и пролежат два лета, то влажность их составит 20%. Это уже оптимальный показатель.
Второй вариант менее предпочтительный – жечь то, что есть, не обращая внимания на влажность. Но при таком раскладе, придется тратить вдвое больше дров для образования нужной температуры. К тому же следует быть готовым к очистке дымохода от сажи.

Чем лучше просушатся дрова, тем большую температуру сжигания можно поучить. А от этого зависит и выделение тепла. Жары не получится с влажным деревом.

Процесс разогревания

Разогревание – это нагрев отдельного участка деревянного материала до температуры достаточной для воспламенения всей поверхности.

Обычно для разогревания хватает 120 градусов – древесина начинает обугливаться

После этого процесс продолжится, когда образуется уголь. При нагреве до 250-350 градусов, выбранный материал начнёт разлагаться на составляющие. Далее начинается тление, но пламя еще не появляется. В этот момент можно наблюдать образование дыма. Когда температура продолжает повышаться, уровень пиролизных газов увеличивается – происходит вспышка. Дрова загорятся полностью.

Воспламеняемость материалов

На воспламеняемость оказывает прямое влияние процент влаги, который содержится в выбранной породе. Важную роль играет мощность источника нагрева, а также сечение древесины и скорость потока воздуха.

Чтобы пламя разгорелось быстрее, использовать желательно легкую древесину, у которой большая пористость. Мокрое дерево будет загораться очень медленно, поскольку перед тем как образуется открытый огонь, она будет высушиваться.

На температуру горения дров и воспламеняемость большое влияние также оказывает устройство домашней печи. Ее можно сделать из разных материалов и это напрямую влияет на температуру горения материалов, вкладываемых внутрь. Если печь – массивная, то дрова в ней сгорят практически полностью, но это процесс станет проходить очень долго

Нужно соблюдать большую осторожность при использовании. Несоблюдение мер безопасности может привести к возгоранию дровяной бани при высокой температуре горения печи

В печи буржуйке дрова часто сгорают не полностью из-за того, что она быстро остывает

Печка-буржуйка, изготавливаемая из стального листа, быстро остывает, при этом тепло распределяется по окружающему пространству, но сначала из зоны горения оно будет переходить на стенки, а уже после – в помещение.

Процесс горения

Наблюдая за функционированием печи, можно подумать о том, почему подаваемый воздух не оказывает влияние на цвет образовавшегося пламени. Кислород должен оказывать химическое воздействие и придавать сажи яркий цвет, который может стать даже белым. Но это явление можно легко объяснить, ведь размер частицы влияет также и на температуру. Чем она меньше, тем ниже получится температура. Поэтому маленькие горячие частицы образовывают такую же температуру, как и газ, который окружает их. Необходимо также отметить, что каждый вид древесины обладает определенной теплоотдачей. Чтобы узнать эти цифры, можно изучить таблицу, где приведены все показатели теплопроводности для каждого вида материала.

Строим русскую баню по уму

Просмотров: 3 082 Как правило, основным источником получаемого на нужды парения тепла в бане, являются горящие дрова.

Но сначала кратко коснемся вопроса строения древесины как топлива.

Древесина представляет собой комбинацию углеводородных соединений (полимеров-полисахаридов) целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.

Способен гореть и с воздухом образует взрывчатые смеси. Угарный газ при горении дает пламя синего цвета. Угарный газ является очень токсичным. Вдыхание воздуха с концентрацией угарного газа 0.4% смертельно для человека.

Инфо

Стандартные противогазы от угарного газа не защищают, поэтому при пожарах применяются специальные фильтры или кислородные изолирующие приборы.

Сернистый газ

Сернистый газ (SO 2 ) – продукт горения серы и сернистых соединений. Бесцветный газ с характерным резким запахом. Относительная плотность сернистого газа = 2.25. Плотность этого газа при Т = 0 0 С и р = 760 мм Hg составляет 2.9 кг/м 3 , то есть он намного тяжелее воздуха.

Рассмотрим кратко свойства основных продуктов горения.

Углекислый газ

Углекислый газ или двуокись углерода (СО 2) – продукт полного горения углерода. Не имеет запаха и цвета. Плотность его по отношению к воздуху = 1.52. Плотность углекислого газа при температуре Т = 0 0 С и при нормальном давлении р = 760 миллиметров ртутного столба (мм Hg ) равна 1.96 кг/м 3 (плотность воздуха при этих же условиях равна ρ = 1.29 кг/м 3).

Важно

Углекислый газ хорошо растворим в воде (при Т = 15 0 С в одном литре воды растворяется один литр газа). Углекислый газ не поддерживает горение веществ, за исключением щелочных и щелочно-земельных металлов

Горение магния, например, происходит в атмосфере углекислого газа по уравнению:

CO 2 +2 Mg = C + 2 MgO .

Токсичность углекислого газа незначительна.

Как правило, основным источником получаемого на нужды парения тепла в бане, являются горящие дрова.

Понимание того, что из себя представляет процесс горения дров и возможность регулирования величины извлекаемого при этом тепла и наиболее эффективного его использования, позволяет осознанно делать выбор в пользу той или иной модели банной печи.

Итак, рассмотрим химические и физические основы процесса горения древесного топлива, который происходит в топливнике любой банной печи.

Но сначала кратко коснемся вопроса строения древесины как топлива.

Они только нагреваются за счет теплоты сгорания выделившихся из нагретых дров углерода С и водорода Н. Или, если сказать другими словами, эти газы играют при горении отрицательную роль. Они охлаждают зону горения, препятствуют полноте протекания реакций окисления горючих компонентов древесины до превращения их в конечные продукты СО2 и Н2О, снижают нагрев печи, в конечном итоге определяют теплосодержание продуктов сгорания топлива.

Итак, подведем черту.

Мы рассмотрели физические и химические основы процесса горения углеводородного топлива, каковым является древесина.

Определили, что основной целью сжигания дров в печи является полнота их сжигания и максимальное использование выделившийся тепловой и лучевой энергии.

На этом этапе дерево активно поглощает теплоту извне. Процесс горения отсутствует.

При температурах 150-275ºС начинается процесс распада исходной структуры древесины на более простые твердые, жидкие и газообразные составляющие (окись углерода СО, углекислый газ СО2, метан СН4, древесный спирт (метанол) СН3ОН, уксусную кислоту СН3СООН, креозот-смесь фенолов и ароматических углеводородов). Дерево продолжает активно поглощать тепло. Горение отсутствует.

При температурах 275-450ºС начинается процесс активного разложения и упрощения структуры древесины с бурным выделением тепла, газообразных горючих и саморазогревом древесины. Начинается распад целлюлозы и лигнина.

В идеале, через печную трубу в атмосферу должны выбрасываться только азот N2, как основная составляющая подаваемого в топку печи воздуха вместе с кислородом, но не принимающего участия в горении, углекислый газ СО2 и водяные пары Н2О.

Как уже упоминалось ранее продуктами реакции полного сгорания дров являются углекислота СО2 от сгорания углерода и водяные пары Н2О от сгорания водорода.

В качестве же балластных газов выступают водяные пары топлива Н2О, выделяемые древесиной при нагреве, азот N2, а также избыточный воздух.

Продукты реакции горения и балластные газы участия в горении не принимают.

Выделение веществ неполное сгорание древесины

Какие факторы влияют на температуру горения дров?

Температура возгорания дерева зависит от пород деревьев, которые использовались для заготовки топлива. Ключевые факторы – сорт, влажность древесины и объем воздушной смеси, подаваемой в топливный отсек печи, камина или котла.

Уровень влажности

У свежих дров уровень влажности составляет от 42 до 66%, средний показатель – 54%. Температура горения такого топлива не будет высокой, поскольку производимое тепло расходуется на испарение излишней влаги. В результате это может привести к снижению теплоотдачи топливного материала.

Достичь максимальных температурных показателей при сжигании древесного топлива можно следующими способами:

для обогрева дома, организации горячего водоснабжения и приготовления еды использовать двойной объем свежих дров, что повлечет за собой увеличение расходов на закупку топлива и обслуживание отопительной системы;
свежесрубленное дерево правильно подготовить и просушить – провести распилку бревен на поленья и складировать под защитный навес для сушки на открытом воздухе. Оптимальная продолжительность сушки – 12 месяцев;
выполнить оптовую закупку уже готового хорошо просушенного топлива.

Дозированная подача воздуха

Чтобы обеспечить полное сжигание топлива и достигнуть высокой температуры, в топливном отсеке должна быть организована подача воздуха в избыточном объеме.

Идеальное горение древесины можно описать следующей формулой:

C+2H₂+2O₂=CO₂+2H₂O+Q (тепло)

При подаче кислорода в топливную камеру дровяной печи в процессе сжигания топлива образуется водород и углерод (левая часть формулы), которые выделяют тепло, пар и углекислый газ (правая часть формулы).

Чтобы температура костра была максимальной, объем воздушной смеси, подаваемой в топливник, должен составлять 130% от объема, который необходим для горения дров.

Закрытие дымоотводных заслонок приводит к уменьшению объема поступающего воздуха и образованию угарного газа. В результате падает температура горения, снижается теплоотдача топлива.

Современные твердотопливные дровяные котлы дополнительно оснащаются теплоаккумуляторами. Они позволяют накапливать излишки тепловой энергии, которая генерируется в процессе сгорания топлива при высоком КПД и хорошей дымоходной тяге.

В некоторых случаях достаточно приобрести теплогенераторную установку с принудительной циркуляцией воздуха.

Конструкция дровяных печей не позволяет экономить топливо, поскольку весь объем тепловой энергии сразу расходуется на обогрев помещения или нагрев воды. Впрочем, увеличение тяги в печах можно обеспечить за счет повышения интенсивности сгорания дров, а также их теплотворности.

Также температура горения зависит от конструктивных особенностей отопительных приборов. Для изготовления котлов и печей используются износостойкие материалы с различным уровнем теплового расширения.

В габаритной каменке из кирпича дровяное топливо сгорает медленно и в полном объеме. Металлические устройства обеспечивают ускоренный процесс горения дров. Они отличаются незначительной зольностью и высокой теплоотдачей.

Температура горения и теплоотдача

Температура горения древесины определяет показатели теплоотдачи топлива – чем она выше, тем большее количество тепловой энергии выделяется в процессе сгорания дров. При этом удельная теплотворность топлива зависит от характеристик древесины.

Показатели теплоотдачи в таблице указываются для дров, сжигаемых в идеальных условиях

минимальное содержание влаги в топливе;
горение проходит в закрытом объеме;
подача кислорода дозирована – поступает то количество, которое необходимо для полноценного сжигания.

Ориентироваться на табличные значения теплотворности имеет смысл только для сравнения различных видов дров между собой – в реальных условиях теплоотдача топлива будет заметно ниже.

Что такое горение

Горение является изотермическим явлением – то есть, реакцией с выделением тепла.

Процесс горения дров можно разделить на несколько этапов

1. Разогрев . Участок древесины необходимо нагреть внешним источником огня до температуры воспламенения. При нагреве до 120-150 градусов дерево начинает обугливаться, при этом образуется уголь, способный к самовоспламенению. При нагреве до 250-350 градусов стартует процесс термического разложения на газообразные составляющие (пиролиз). Верхний, обуглившийся слой тлеет (горит без образования пламени), при этом выделяется дым белого или бурого цвета – смесь водяного пара с продуктами пиролиза.

2. Возгорание пиролизных газов . Дальнейший разогрев приводит к усилению термического разложения, и сконцентрировавшиеся пиролизные газы вспыхивают. После вспышки возгорание постепенно начинает охватывать всю зону разогрева. При этом образуется устойчивое пламя светло-желтого цвета.

3. Воспламенение . Дальнейший разогрев приводит к воспламенению дров. Температура воспламенения в естественных условиях колеблется в промежутке от 450 до 620 градусов. Древесина воспламеняется под влиянием внешнего источника тепловой энергии, который обеспечивает нагрев, необходимый для резкого ускорения термохимической реакции.

Воспламеняемость древесного топлива зависит от целого ряда факторов

объемный вес, форма и сечение элемента из дерева ;
степень влажности древесины;
сила тяги;
расположение поджигаемого объекта относительно воздушного потока (вертикальное или горизонтальное);
плотность древесины (пористые материалы воспламеняются легче и быстрее плотных, к примеру, разжечь ольховые дрова проще, чем дубовые).

Для воспламенения требуется хорошая, но не избыточная тяга – необходим достаточный приток кислорода и минимальное рассеивание тепловой энергии горения – она нужна для прогрева соседних участков древесины.

4. Горение . При условиях, близких к оптимальным, первоначальная вспышка пиролизных газов не затухает, от возгорания процесс переходит в устойчивое горение с постепенным охватом всего объема топлива. Горение делится на две фазы – тление и пламенное горение.