عملية حرق التبغ أو احتراقه: سماته وأضراره

عتبة درجة الحرارة لحرق الأخشاب من مختلف الأنواع

اعتمادًا على بنية الخشب وكثافته ، وكذلك كمية وخصائص الراتنجات ، تعتمد درجة حرارة احتراق الحطب وقيمته الحرارية ، فضلاً عن خصائص اللهب.
إذا كانت الشجرة مسامية ، فسوف تحترق بشدة وبكثافة ، لكنها لن تعطي درجات حرارة احتراق عالية - الحد الأقصى للمؤشر هو 500. لكن الخشب الأكثر كثافة ، مثل شعاع البوق أو الرماد أو الزان ، يحترق عند درجة حرارة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية. درجة حرارة الاحتراق أقل قليلاً بالنسبة للبتولا (حوالي 800 درجة مئوية) ، وكذلك البلوط والصنوبر (900 درجة مئوية). إذا كنا نتحدث عن أنواع مثل شجرة التنوب والصنوبر ، فإنها تضيء عند حوالي 620-630 ℃.

أداء تسخين الحطب: جدول الأنواع الرئيسية

بالنظر إلى أنواع مختلفة من الخشب ، في النهاية ، يمكنك ملاحظة بعض الاختلافات: بعضها يحترق بشكل مشرق للغاية ومثالي ، في حين أن هناك دفئًا قويًا ، في حين أن البعض الآخر بالكاد يتصاعد منه الدخان ، ولا يترك وراءه أي حرارة تقريبًا. النقطة هنا ليست على الإطلاق في جفافها أو رطوبتها ، ولكن في هيكلها وتكوينها ، وكذلك في بنية الشجرة.

ومع ذلك ، يجدر الانتباه إلى حقيقة أن الشجرة الرطبة تشتعل وتحترق بشدة ، بينما تبقى كمية كبيرة من الرماد ، والتي لها تأثير سيء على المدخنة ، تصبح مسدودة بشدة.

تم العثور على أعلى ناتج حراري في البلوط أو الزان أو البتولا أو الصنوبر أو شعاع البوق ، لكن هذه الأنواع هي الأكثر ربحًا وتكلفة. لذلك ، يتم استخدامها نادرًا جدًا ، ثم في شكل نشارة أو نشارة الخشب. أقل انتقال للحرارة في الحور ، وجار الماء ، والحور الرجراج. يوجد جدول يوضح الصخور الرئيسية ومخرجاتها الحرارية.

جدول لبعض الصخور الرئيسية ونقل حرارتها:

• الرماد والزان - 87٪ ؛
• شعاع البوق - 85٪ ؛
• بلوط - 75 ، 70٪ ؛
• لارش - 72٪ ؛
• البتولا - 68٪ ؛
• التنوب - 63٪
• الزيزفون - 55٪ ؛
• الصنوبر - 52٪ ؛
• آسبن - 51٪ ؛
• الحور - 39٪.

تتمتع الصنوبريات بدرجة حرارة منخفضة للاحتراق ، لذلك من الأفضل استخدامها لإشعال النار في الهواء الطلق (النار). ومع ذلك ، فإن خشب الصنوبر يشتعل بسرعة كبيرة وقادر على الاحتراق لفترة طويلة ، حيث يحتوي على كمية هائلة من الراتنجات ، لذلك فإن هذا النوع قادر على الاحتفاظ بالحرارة لفترة طويلة. ولكن مع ذلك ، من الأفضل عدم استخدام الأنواع الصنوبرية للتدفئة ، لأنه عندما تحترق ، تتشكل الكثير من غازات المداخن ، والتي تستقر على شكل سخام على المدخنة ويجب تنظيفها ، لأنها تسد بسرعة.

الخصائص الحرارية للخشب

تختلف أنواع الأخشاب في الكثافة والبنية والكمية وتكوين الراتنجات. تؤثر كل هذه العوامل على القيمة الحرارية للخشب ودرجة الحرارة التي يحترق عندها وخصائص اللهب.

خشب الحور مسامي ، مثل هذا الحطب يحترق بشكل مشرق ، لكن مؤشر درجة الحرارة القصوى يصل إلى 500 درجة فقط. أنواع الخشب الكثيفة (الزان ، الرماد ، شعاع البوق) ، عند حرقها ، تنبعث منها أكثر من 1000 درجة من الحرارة. مؤشرات البتولا أقل قليلاً - حوالي 800 درجة. ترتفع درجة حرارة الصنوبر والبلوط بدرجة أعلى ، مما يؤدي إلى خروج ما يصل إلى 900 درجة مئوية. يحترق حطب الصنوبر والتنوب عند 620-630 درجة.

يتمتع حطب البتولا بنسبة أفضل من الكفاءة الحرارية والتكلفة - فمن غير المربح اقتصاديًا تسخينه باستخدام أخشاب أكثر تكلفة مع درجات حرارة احتراق عالية.

تعتبر أشجار التنوب والصنوبر مناسبة لإشعال الحرائق - توفر هذه الصنوبريات دفئًا معتدلًا نسبيًا. لكن لا ينصح باستخدام مثل هذا الحطب في غلاية تعمل بالوقود الصلب أو في موقد أو مدفأة - فهي لا تنبعث منها حرارة كافية لتدفئة المنزل بشكل فعال وطهي الطعام ، وتحترق بتكوين كمية كبيرة من السخام.

يعتبر الحطب منخفض الجودة وقودًا مصنوعًا من الحور الرجراج والزيزفون والحور والصفصاف والألدر - ينبعث من الخشب المسامي القليل من الحرارة عند الاحتراق. ألدر وبعض الأنواع الأخرى من الخشب "يطلق النار" مع الفحم أثناء الاحتراق ، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق إذا تم استخدام الخشب لإشعال موقد مفتوح.

عند الاختيار ، يجب أيضًا الانتباه إلى درجة محتوى الرطوبة في الخشب - فالحطب الخام يحترق بشكل أسوأ ويترك المزيد من الرماد.

الخصائص الحرارية للخشب

تنتج أنواع مختلفة من الخشب كميات مختلفة من الحرارة. على سبيل المثال ، يولد الخشب الجاف القديم حرارة أكثر من الخشب المنشور حديثًا. يُعزى هذا إلى حقيقة أنه عند التفاعل الكيميائي الأولي ، تنتقل كل الحرارة إلى تبخر الماء من الشجرة. كلما قلت الرطوبة في المادة ، يمكن الحصول على الحرارة بشكل أسرع. تحترق الأخشاب الصلبة لفترة أطول من الأخشاب اللينة وتزيد من الحرارة. بعض أنواع الأشجار الأكثر قيمةمع المعلمات الحرارية الجيدة هي:

ومع ذلك ، فإن خشب هذه الأشجار باهظ الثمن ، ونتيجة لذلك ، يتم استخدام النفايات الصناعية وقطع الأشجار كوقود في معظم الحالات.

في هذا الفيديو ، ستتعرف على كيفية التحقق من محتوى الرطوبة في الحطب:

استخدام الخشب على أساس قدرته الحرارية

عند اختيار نوع من الحطب ، يجدر النظر في نسبة التكلفة والسعة الحرارية لخشب معين. كما تبين الممارسة ، يمكن اعتبار أفضل خيار هو حطب البتولا ، حيث تكون هذه المؤشرات متوازنة بشكل أفضل. إذا اشتريت حطبًا أكثر تكلفة ، فستكون التكاليف أقل كفاءة.

لتدفئة منزل بغلاية تعمل بالوقود الصلب ، لا ينصح باستخدام أنواع من الخشب مثل خشب التنوب أو الصنوبر أو التنوب. والحقيقة هي أنه في هذه الحالة لن تكون درجة حرارة احتراق الخشب في الغلاية مرتفعة بدرجة كافية ، وسوف يتراكم الكثير من السخام على المداخن.

تم العثور أيضًا على قيم منخفضة للكفاءة الحرارية في حطب ألدر ، أسبن ، زيزفون وحور بسبب هيكلها المسامي. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض الأحيان يتم إطلاق النار على ألدر وبعض أنواع الحطب الأخرى بالفحم أثناء عملية الاحتراق. في حالة وجود فرن مفتوح ، يمكن أن تؤدي هذه الانفجارات الدقيقة إلى نشوب حرائق.

أنواع الخشب

هناك العديد من الأنماط التي تحدد الاختلاف في احتراق أنواع مختلفة من الخشب. بادئ ذي بدء ، هذا هو وجود الراتنجات - فهي تضيف بشكل ملحوظ القيمة الحرارية للحطب. يحترق الخشب اللين بسهولة أكبر بسبب كثافته المنخفضة. تحافظ الصخور الثقيلة على الاحتراق لفترة طويلة.

في حين أن كثافة الخشب تختلف اختلافًا كبيرًا من نوع إلى آخر ، فإن قيمتها الحرارية لكل وحدة كتلة هي نفسها تقريبًا (باستثناء الأنواع الصنوبرية الصنوبرية). بغض النظر عن أنواع الأشجار المستخدمة في الحطب ، فإن الرطوبة هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على كل من عملية الاحتراق والنتيجة الحرارية.

تتيح لك معرفة أنواع مختلفة من الخشب الحصول على حرق مريح مع استهلاك أقل للحطب

قائمة بسمات بعض أنواع الأخشاب:

• أكاسيا - يحترق ببطء ويعطي الكثير من الحرارة ، ويجف بسرعة ، وينبعث منه طقطقة مميزة في الموقد ؛
• شجرة البتولا - يحترق بسرعة ، ويشتعل بسهولة حتى عندما يكون مبللاً ، ويعطي حريقًا ثابتًا ومستقرًا
• خشب الزان - وقود عالي السعرات الحرارية ، يترك القليل من الرماد ؛
• بلوط - قيمة عالية من السعرات الحرارية ، تنبعث منها رائحة لطيفة أثناء الاحتراق ، وتجف لفترة طويلة جدًا ؛
• حور - حرارة احتراق منخفضة ؛
• أشجار الفاكهة - حرق ببطء وبشكل متساو.
• الصنوبريات - دخان معطر ، يمكن أن يطلق القطران ، ويشكل الكثير من السخام.

تتيح لك معرفة أساسيات التعامل مع الخشب كوقود الحصول على حرق مريح باستخدام حطب أقل.

من المهم فقط عدم نسيان الشيء الرئيسي: يمكن أن يكون اللهب المكشوف غير المنضبط خطيرًا جدًا على الكائنات الحية. بالإضافة إلى الحروق من النيران والجمر ، يمكن للحريق أن يسبب المزيد من المتاعب بشكل لا يضاهى إذا اشتعلت في حريق.

درجة حرارة الاحتراق ونقل الحرارة

هناك علاقة مباشرة بين درجة حرارة حرق الأخشاب في الموقد ونقل الحرارة - فكلما زادت سخونة اللهب ، زادت الحرارة التي ينبعث منها في الغرفة. تتأثر كمية الطاقة الحرارية المتولدة بالخصائص المختلفة للشجرة. يمكن العثور على القيم المحسوبة في الأدبيات المرجعية.

تجدر الإشارة إلى أنه تم حساب جميع المؤشرات القياسية في ظل ظروف مثالية:

• يتم تجفيف الخشب جيدًا
• الفرن مغلق
• يتم توفير الأكسجين في أجزاء محددة بدقة للحفاظ على عملية الاحتراق.

بطبيعة الحال ، من المستحيل خلق مثل هذه الظروف في موقد منزلي ، لذلك سيتم إطلاق حرارة أقل مما تظهره الحسابات. لذلك ، ستكون المعايير مفيدة فقط لتحديد الديناميكيات الشاملة ومقارنة الخصائص.

لا يمكن قياس درجة حرارة احتراق الخشب في الموقد إلا باستخدام البيرومتر - ولا توجد أجهزة قياس أخرى مناسبة لهذا الغرض.

إذا لم يكن لديك مثل هذا الجهاز ، فيمكنك تحديد المؤشرات التقريبية بصريًا بناءً على لون اللهب. على سبيل المثال ، لهب درجة حرارة منخفضة لون أحمر غامق. يشير الضوء الأصفر إلى درجة حرارة عالية جدًا يتم الحصول عليها عن طريق زيادة السحب ، ولكن في هذه الحالة ، يتبخر المزيد من الحرارة على الفور عبر المدخنة. بالنسبة للموقد أو الموقد ، فإن أنسب درجة حرارة للاحتراق هي التي يكون فيها لون اللهب أصفر ، كما هو الحال ، على سبيل المثال ، مع خشب البتولا الجاف.

تم تجهيز المواقد الحديثة وغلايات الوقود الصلب ، وكذلك المواقد المغلقة ، بنظام التحكم في إمداد الهواء لضبط نقل الحرارة وكثافة الاحتراق.

تحدد درجة حرارة احتراق الخشب معدلات نقل الحرارة للوقود - فكلما ارتفعت ، زادت الطاقة الحرارية التي يتم إطلاقها أثناء احتراق الحطب. في هذه الحالة ، تعتمد قيمة التسخين المحددة للوقود على خصائص الخشب.

يشار إلى مؤشرات نقل الحرارة في الجدول للحطب المحروق في ظروف مثالية:

• الحد الأدنى من محتوى الرطوبة في الوقود ؛
• يحدث الاحتراق في حجم مغلق ؛
• يتم تحديد جرعات إمداد الأكسجين - يتم توفير الكمية اللازمة للاحتراق الكامل.

من المنطقي التركيز على القيم الجدولية للقيمة الحرارية فقط لمقارنة أنواع مختلفة من الحطب مع بعضها البعض - في الظروف الحقيقية ، سيكون نقل الحرارة للوقود أقل بشكل ملحوظ.

ما هو الاحتراق

الاحتراق ظاهرة متساوية الحرارة - أي تفاعل مع إطلاق الحرارة.

1. الاحماء. يجب تسخين قطعة الخشب بمصدر حريق خارجي لدرجة حرارة الاشتعال. عند تسخينه إلى 120-150 درجة ، يبدأ الخشب في التفحم ، ويتكون الفحم ، ويكون قادرًا على الاحتراق التلقائي. عند التسخين إلى 250-350 درجة ، تبدأ عملية التحلل الحراري إلى مكونات غازية (الانحلال الحراري).

2. احتراق غازات الانحلال الحراري. يؤدي التسخين الإضافي إلى زيادة التحلل الحراري ، وتشتعل غازات الانحلال الحراري المركزة. بعد اندلاع الحريق ، يبدأ الاشتعال تدريجياً في تغطية منطقة التسخين بأكملها. ينتج عن هذا شعلة صفراء فاتحة ثابتة.

3. الاشتعال. مزيد من التسخين سيشعل الخشب. تتراوح درجة حرارة الاشتعال في الظروف الطبيعية من 450 إلى 620 درجة. يشتعل الخشب تحت تأثير مصدر خارجي للطاقة الحرارية ، مما يوفر التدفئة اللازمة لتسريع حاد للتفاعل الكيميائي الحراري.

تعتمد قابلية الوقود الخشبي للاشتعال على عدد من العوامل:

• الوزن الحجمي والشكل والمقطع لعنصر خشبي ؛
• درجة الرطوبة في الخشب.
• قوة الجر
• موقع الجسم المراد إشعاله بالنسبة لتدفق الهواء (رأسيًا أو أفقيًا) ؛
• كثافة الخشب (تشتعل المواد المسامية بسهولة أكبر وأسرع من المواد الكثيفة ، على سبيل المثال ، من الأسهل إضاءة خشب ألدر من خشب البلوط).

للاشتعال ، مطلوب جر جيد ، ولكن ليس مفرطًا - يلزم توفير إمدادات كافية من الأكسجين والحد الأدنى من تشتت الطاقة الحرارية للاحتراق - وهو ضروري لتسخين أقسام الخشب المجاورة.

4. الاحتراق.في ظل ظروف قريبة من المستوى الأمثل ، لا يتلاشى الاندلاع الأولي لغازات الانحلال الحراري ، حيث تتحول العملية من الاشتعال إلى احتراق مستقر مع تغطية تدريجية لكامل حجم الوقود. ينقسم الاحتراق إلى مرحلتين - الاحتراق المشتعل والاحتراق المشتعل.

يتضمن الاحتراق احتراق الفحم ، وهو منتج صلب لعملية الانحلال الحراري. يتم إطلاق الغازات القابلة للاشتعال ببطء ولا تشتعل بسبب التركيز غير الكافي. المواد الغازية ، عند تبريدها ، تتكثف ، وتشكل دخانًا أبيض مميزًا. في عملية الاحتراق ، يخترق الهواء عمق الخشب ، مما يؤدي إلى توسيع منطقة التغطية. يتم توفير احتراق اللهب عن طريق احتراق غازات الانحلال الحراري ، بينما تتحرك الغازات الساخنة إلى الخارج.

يتم الحفاظ على الاحتراق طالما أن هناك ظروفًا للحريق - وجود وقود غير محترق ، وإمداد بالأكسجين ، والحفاظ على مستوى درجة الحرارة المطلوبة.

5. التوهين. إذا لم يتم استيفاء أحد الشروط ، تتوقف عملية الاحتراق وينطفئ اللهب.

لمعرفة درجة حرارة حرق الخشب ، استخدم جهازًا خاصًا يسمى البيرومتر. الأنواع الأخرى من موازين الحرارة ليست مناسبة لهذا الغرض.

هناك توصيات لتحديد درجة حرارة احتراق الوقود الخشبي حسب لون اللهب. تشير ألسنة اللهب ذات اللون الأحمر الداكن إلى احتراق منخفض الحرارة ، بينما تشير النيران البيضاء إلى درجات حرارة عالية بسبب زيادة السحب ، حيث يذهب معظم الطاقة الحرارية إلى المدخنة. اللون الأمثل للهب أصفر ، هكذا يحترق البتولا الجاف.

في غلايات ومواقد الوقود الصلب ، وكذلك في المواقد المغلقة ، من الممكن ضبط تدفق الهواء إلى صندوق الاحتراق عن طريق ضبط شدة عملية الاحتراق ونقل الحرارة.

تشير القيمة الحرارية إلى مقدار الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء احتراق الحطب. لكن للوقود الصلب خاصية أخرى يمكن أن تكون معرفتها مفيدة في الممارسة العملية - ناتج الحرارة. هذا هو الحد الأقصى لمستوى درجة الحرارة الذي يمكن الوصول إليه عند حرق الأخشاب ويعتمد على خصائص الخشب.

حروق الأخشاب منخفضة الكثافة مع لهب خفيف مرتفع وفي نفس الوقت تنبعث منها كمية صغيرة نسبيًا من الحرارة ؛ يتميز حطب الخشب الكثيف بزيادة إنتاج الحرارة عند اللهب المنخفض.

تربية	سعة التدفئة ،٪ (100٪ - الحد الأقصى)	درجة الحرارة ، درجة مئوية
الزان والرماد	87	1044
شعاع البوق	85	1020
بلوط الشتاء	75	900
لارش	72	865
بلوط الصيف	70	840
شجرة البتولا	68	816
التنوب	63	756
أكاسيا	59	708
الزيزفون	55	660
صنوبر	52	624
آسبن	51	612
ألدر	46	552
حور	39	468

الاحتراق الكامل وغير الكامل: ما ينطلق عند احتراق الخشب

لا يمكن للخشب فقط أن يحترق ، ولكن أيضًا منتجاته (اللوح ، اللوح الليفي ، MDF) ، وكذلك المعدن. ومع ذلك ، تختلف درجة حرارة الاحتراق بالنسبة لجميع المنتجات. على سبيل المثال: درجة حرارة احتراق الفولاذ هي 2000 درجة ، ورقائق الألمنيوم - 350 ، ويبدأ الخشب في الاشتعال بالفعل عند 120-150.

ينتج عن حرق الأخشاب دخانًا في النهاية ، حيث يكون السخام الصلب. يعتمد التركيب الكامل لمنتجات الاحتراق كليًا على مكونات الشجرة. يتكون الخشب بشكل أساسي من أهم المكونات: الهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكربون.

إذا تم حرق 1 كجم من الخشب ، فسيتم إطلاق منتجات الاحتراق في الحالة الغازية في مكان ما بين 7.5 و 8.0 متر مكعب. في المستقبل ، لم تعد قادرة على الاحتراق ، باستثناء أول أكسيد الكربون.

منتجات احتراق الخشب:

• نتروجين؛
• أول أكسيد الكربون
• نشبع؛
• بخار الماء؛
• ثاني أكسيد الكبريت.

يمكن أن يكون حرق الشخصية كاملاً أو غير مكتمل. لكن كلاهما يحدث مع تكوين الدخان. في حالة الاحتراق غير الكامل ، لا يزال من الممكن أن تحترق بعض منتجات الاحتراق في وقت لاحق (السخام ، وأول أكسيد الكربون ، والهيدروكربونات). ولكن إذا كان هناك احتراق كامل ، فإن المنتجات التي تشكلت في المستقبل لن تكون قادرة على الاحتراق (غازات الكبريت وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء).

يتم تحديد مخاطر حريق الخشب من خلال قوانين تحللها الحراري تحت تأثير تدفقات الحرارة الخارجية ، والتي تبدأ عند درجة حرارة 110 درجة مئوية.ويرافق المزيد من التسخين إزالة الرطوبة الحرة والمقيدة من الخشب. تنتهي هذه العملية عند درجة حرارة 180 درجة مئوية ، وبعد ذلك يبدأ تحلل المكونات الأقل مقاومة للحرارة بإطلاق ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. عند درجة حرارة ~ 250 درجة مئوية ، يحدث الانحلال الحراري للخشب مع إطلاق المنتجات الغازية: CO ، CH 2 ، H 2 ، CO 2 ، H 2 O. خليط الغاز المتطور قابل للاشتعال ويمكن أن يشتعل من مصدر الاشتعال. في درجات الحرارة المرتفعة ، يتم تسريع التحلل الحراري للخشب. يتم إطلاق الجزء الأكبر من الغازات القابلة للاحتراق ، التي تحتوي على ما يصل إلى 25٪ هيدروجين وما يصل إلى 40٪ من الهيدروكربونات القابلة للاحتراق ، في درجات حرارة تتراوح من 350 إلى 450 درجة مئوية.

من العوامل المهمة التي تحدد خطر حريق الخشب قدرته على الاشتعال وانتشار الاحتراق عند تسخينه في الهواء.

يحدث حرق الخشب في شكل احتراق ناري واحتراق. في ظل ظروف الحريق ، يتم إطلاق الكمية الرئيسية من الحرارة خلال فترة الاحتراق المشتعل (تصل إلى 60٪) و ~ 40٪ خلال فترة الاضمحلال.

مؤشرات مخاطر الحريق لبعض أنواع الأخشاب موضحة في الجدول 4.

الجدول 4 - مؤشرات خطر الحريق لأنواع مختلفة من الخشب

يتم تحديد مؤشرات درجة الحرارة لخطر حريق الخشب - درجة حرارة الاشتعال والاشتعال الذاتي - من خلال قوانين تحللها الحراري. قيم هذه المؤشرات لأنواع مختلفة من الخشب ، كما يتضح من الجدول 2 ، تقع في نطاق درجة حرارة ضيقة إلى حد ما.

الخشب الجاف من جميع الأنواع هو مادة شديدة الاشتعال (B3) شديدة الاشتعال (G4) مع قدرة عالية على توليد الدخان (D3). من حيث سمية منتجات الاحتراق ، ينتمي الخشب إلى مجموعة المواد شديدة الخطورة (T3). السرعة الخطية لانتشار اللهب على السطح هي 1-10 مم / ثانية. تعتمد هذه السرعة بشكل كبير على عدد من العوامل: أنواع الخشب ، ومحتوى الرطوبة فيه ، وقيمة التدفق الحراري المتساقط ، واتجاه السطح المحترق. معدل الاحتراق ليس أيضًا قيمة ثابتة - لأنواع مختلفة من الخشب ، يتراوح من 0.6 إلى 1.0 مم / دقيقة.

في البناء ، تستخدم مواد التشطيب ذات الأساس الخشبي على نطاق واسع: الألواح الخشبية ، الألواح الليفية ، الألواح الخشبية ، الشرائح ، الخشب الرقائقي. كل هذه المواد قابلة للاشتعال. الألواح المعدلة ، الشرائح ، الخشب الرقائقي. كل هذه المواد قابلة للاشتعال. تعديل الخشب بالبوليمرات ، كقاعدة عامة ، يزيد من مخاطر الحريق.

يوضح الجدول 5 خصائص القابلية للاشتعال لبعض مواد البناء ذات الأساس الخشبي.

الجدول 5 - قابلية المواد الخشبية للاشتعال

انتشار اللهب على سطح الخشب

أظهرت الدراسات التجريبية لانتشار اللهب على سطح المواد الخشبية باستخدام طرق اختبار مختلفة أنه ليس فقط ظروف التعرض الحراري الخارجي ، ولكن أيضًا نوع الخشب يؤثر على خصائص انتشار اللهب.

يمكن تتبع تأثير أنواع الخشب إلى حد ما عند النظر في قيم ما يسمى بمؤشر انتشار اللهب (FLI).

يعد IRP وفقًا لـ GOST 12.1.044-89 مؤشرًا معقدًا ، لأنه عند حسابه ، بالإضافة إلى سرعة انتشار اللهب في أقسام فردية من سطح العينة ومسافة الانتشار المحدودة ، فإنه يستخدم أيضًا بيانات عن درجة الحرارة القصوى للعادم غازات المداخن ووقت الوصول إليها. يشار إلى المواد التي تحتوي على IRP≤20 على أنها لهب منتشر ببطء ، مع IRP˃20 - إلى اللهب المنتشر بسرعة. تنتمي جميع أنواع الخشب إلى المجموعة الأخيرة من المواد. مؤشرهم يتجاوز 55.

يوضح الجدول 4 قيم IRI لعينات الأخشاب غير المعالجة بسمك 19-25 مم.

على الرغم من أن معظم أنواع الخشب تنتمي إلى الفئة الثالثة ، والأكثر خطورة ، من حيث قدرتها على نشر اللهب على سطح هياكل السقف أثناء الحريق ، إلا أن بعض عينات الأنواع الصنوبرية ، على النحو التالي من الجدول 6 ، لها قيم أقل من IRI وتنتمي إلى الفئة 2.

الجدول 6 - قيمة IRP والفئة وفقًا للقدرة على انتشار اللهب

نوع الخشب	فئة نشر اللهب
الارز الاحمر
الارز الأصفر
التنوب الأبيض
شجرة التنوب الفضية
الصنوبر الابيض
الصنوبر Lodgepole
لارش

تؤدي زيادة تدفق الحرارة إلى سطح الخشب إلى زيادة كبيرة في سرعة انتشار اللهب. يكون إنهاء العملية ممكنًا إذا أصبح تدفق الحرارة من لهبها أقل خطورة بالنسبة لمادة معينة.

أظهرت اختبارات مواد التشطيب ذات الأساس الخشبي في ظل ظروف تحاكي تطور حريق حقيقي معدلات عالية من انتشار اللهب على طولها (الجدول 7).

الجدول 7 - سرعة انتشار اللهب فوق الكسوة الخشبية

القدرة على توليد الدخان وسمية منتجات احتراق الأخشاب

إن إطلاق الأبخرة السامة هو الخطر المهيمن على الحريق. يتجلى في التأثير السام والمزعج لمنتجات الاحتراق ، وكذلك في تدهور الرؤية في بيئة مدخنة. يؤدي انخفاض الرؤية إلى صعوبة إخلاء الأشخاص من منطقة الخطر ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة خطر التسمم بمنتجات الاحتراق. يزداد الوضع في الحريق تعقيدًا بسبب حقيقة أن غازات المداخن تنتشر بسرعة في الفضاء وتتغلغل في الغرف البعيدة عن مصدر الحريق. يعتمد تركيز الدخان المنبعث وطبيعته على السمات الهيكلية والتركيب الكيميائي للمادة القابلة للاحتراق وظروف الاحتراق.

تم العثور على أكثر من 200 مركب - نواتج الاحتراق غير الكامل - في غازات المداخن المتكونة أثناء احتراق الخشب. تعتمد القيمة القصوى للكثافة الضوئية أثناء احتراق كل نوع من أنواع الخشب بطريقة معقدة على كثافة التدفق الحراري الخارجي. يعتمد معامل إنتاج الدخان أثناء التحلل والاحتراق المشتعل لأنواع مختلفة من الخشب على كثافة تدفق الحرارة الخارجية (الشكل 14).

1 - شجرة التنوب 2 - الصنوبر بالقرب من موسكو ؛ 3 - ثونغكاريبي الصنوبر ؛ 4 - إليم كاراجاش ؛ 5 - أكاسيا كولاي ؛ 6 - كستناء 7 - أكاسيا 8- أوكالبتوس باكدان.

الشكل 14 - خصائص توليد الدخان.

سمة متطرفة مماثلة للمنحنيات لاعتماد مؤشر السمية لمنتجات احتراق الخشب على كثافة التدفق الحراري الخارجي (الشكل 15). في وضع الاحتراق المحترق لخشب التنوب ، يكون إنتاج ثاني أكسيد الكربون 70-240 مرة أعلى من محصول ثاني أكسيد الكربون أثناء احتراق اللهب.

في وضع الاحتراق في نطاق درجة حرارة 450-550 درجة مئوية ، تظهر جميع أنواع الخشب على أنها شديدة الخطورة من حيث سمية منتجات الاحتراق وتنتمي إلى مجموعة T3. مع زيادة شدة التأثير الحراري تصل إلى 60-65 كيلو واط / م 2 (الذي يتوافق مع درجة حرارة 700-750) درجة مئوية) ، وفقًا لسمية منتجات الاحتراق ، ينتقل الخشب من أنواع مختلفة إلى مجموعة معتدلة المواد الخطرة T2.

1- الزيزفون 2 - البتولا 3 - إليم كاراجاش ؛ 4 - بلوط ؛ 5 - أسبن 6 - الصنوبر 7 - شجرة التنوب.

الشكل 15 - سمية نواتج الاحتراق من درجة حرارة التعرض للحرارة.

عندما يحترق الخشب ، يحدث تكوين دخان كثيف إلى حد ما. تنبعث أكبر كمية من الدخان عند حرق المواد الخشبية في وضع الاحتراق (الجدول 8).

الجدول 8 - قدرة توليد الدخان للمواد الخشبية عند اختبارها في وضع الاحتراق

4 اجراءات السلامة من الحريق في تشييد المباني الخشبية

تم بالفعل ذكر درجة حرارة احتراق الخشب بإيجاز في منشورنا حول "" ، واليوم سوف نتعمق في هذه المسألة.

لقد اعتدنا جميعًا على الاعتقاد بأن الوقود نفسه يحترق. وعلى الرغم من أن الاحتراق مستحيل بدونه ، فإن الغاز المنطلق من الوقود أثناء الاحتراق يشتعل بالفعل.صحيح ، لكي يبدأ الخشب في إصدار كمية كافية من هذا الغاز للاشتعال ، فإنه يحتاج إلى درجة حرارة عالية. وتختلف درجة الحرارة هذه باختلاف أنواع الخشب ولظروف مختلفة. تؤثر البنية والكثافة والرطوبة والميزات الأخرى على سرعة وكمية الغاز المنطلق ، لأن بعض أنواع الخشب تشتعل بسرعة ، وتسبب الكثير من الحرارة والضوء ، بينما يصعب اشتعال البعض الآخر ، كما أنها تنبعث منها حرارة أقل بكثير من نحن نريد أو نحب. يصبح هذا مهمًا جدًا عند اختيار المواد للإشعال ، وخاصة عند اختياره. يوضح الجدول أدناه درجات حرارة الاحتراق لبعض أنواع الخشب الشائعة.

في الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن الدرجات المئوية الموضحة في الجدول معطاة للظروف المثالية (مكان مغلق ، خشب جاف مستخدم وإمداد أكسجين متحكم فيه بأحجام مثالية للاحتراق) ، والتي تتحقق فقط في الغلايات ، ولكن ليس في النار صنع في منتصف المقاصة. ولكن ، على الرغم من ذلك ، كدليل ، فإن البيانات الموجودة في الجدول مناسبة تمامًا.

كلما ارتفعت درجة حرارة الاحتراق لأنواع الأشجار التي اخترتها ، زادت الحرارة التي تحتاجها لامتصاصها قبل أن يبدأ الغاز القابل للاشتعال في الظهور منه.

من أجل إشعال النار ، من الأفضل استخدام الصخور ذات درجة حرارة الاحتراق المنخفضة ، والصخور ذات درجة حرارة الاحتراق العالية كحطب رئيسي. خلاف ذلك ، قد تواجه نوعين من المشاكل:

• درجة حرارة الاحتراق للخشب المحدد أعلى من درجة الحرارة الناتجة عنك. وبسبب هذا ، فإن الوقود ببساطة لن يشتعل ، أو سيتطلب معالجة وتحضيرًا وتحضيرًا إضافيًا.
• تكون درجة حرارة احتراق الخشب المحدد منخفضة ، ونتيجة لذلك ، يتم توليد حرارة غير كافية. لهذا السبب ، قد تحتاج إلى تغيير الأنواع أثناء حرق الوقود أو المزيد من الحطب.

من البيانات الواردة في الجدول ، يمكننا أن نستنتج أن درجة حرارة احتراق الحور تجعله إشعالًا جيدًا ، لأنه سيبدأ الاحتراق بالفعل عند 468 درجة مئوية ، بينما ، على سبيل المثال ، سيتعين على الصنوبر أن يسخن حتى 624 درجة. إذا لم يكن هناك شيء في متناول اليد باستثناء البلوط ، فعندئذٍ لإشعاله ، سيتعين عليك التعرق كثيرًا لرفع درجة حرارة الاحتراق إلى 840-900 درجة ، وبعد ذلك فقط أضف سجلات البلوط. إن درجة حرارة الاحتراق المنخفضة تجعل الحور إشعالًا جيدًا ، ولكن من الأفضل عدم استخدامه كوقود رئيسي بسبب ناتج الحرارة المنخفض ، المشار إليه في العمود الثاني من الجدول. لهذا الدور ، فإن الصنوبر أو البتولا أو البلوط نفسه أكثر ملاءمة. تنتج هذه الصخور المزيد من الغاز ، وبالتالي المزيد من الضوء والحرارة.

لا أرى فائدة تذكر في تذكر قيم جميع أعمدة الجدول. من الأسهل كثيرًا استخدامه كدليل لبناء مخططاتك الخاصة لأنواع الأشجار ، مع مراعاة خصائص النباتات في منطقتك. تسلسل بسيط مثل "أولاً نحرق الصخور X ، ثم ننتقل إلى الصخرة Y" في ثلاث أو أربع خطوات ، يسهل تذكره واستخدامه في الميدان. إذا لم يكن لديك خيار في هذا المجال ، ولديك نوع واحد فقط من الخشب في متناول اليد ، فسيتعين عليك العمل معه ، ولكن إذا كان لا يزال هناك خيار ، فمن الأفضل أن تجعله بوعي وتعمد. وعلى الرغم من أن درجة حرارة الاحتراق الموضحة في الجدول مميزة فقط للظروف المثالية ، عند الحديث عنها ، تجدر الإشارة أيضًا إلى عاملين يؤثران بشكل مباشر على درجة حرارة الاحتراق: الرطوبة ومنطقة التلامس.

العوامل المؤثرة في درجة حرارة الاحتراق

لا تعتمد درجة حرارة حرق الخشب في الموقد على نوع الخشب فقط. يعد المحتوى الرطوبي للخشب وقوة الجر الناتجة عن تصميم وحدة التسخين من العوامل المهمة أيضًا.

تأثير الرطوبة

في الخشب المقطوع حديثًا ، يصل محتوى الرطوبة من 45 إلى 65٪ في المتوسط ​​- حوالي 55٪.لن ترتفع درجة حرارة الاحتراق لهذا الحطب إلى القيم القصوى ، لأن الطاقة الحرارية ستذهب لتبخر الرطوبة. وفقًا لذلك ، يتم تقليل انتقال حرارة الوقود.

من أجل إطلاق الكمية المطلوبة من الحرارة أثناء احتراق الخشب ، يتم استخدام ثلاث طرق:

• يتم استخدام ما يقرب من ضعف كمية الحطب المقطوع حديثًا في غرف التدفئة والطهي (وهذا يترجم إلى زيادة في تكاليف الوقود والحاجة إلى الصيانة المتكررة للمدخنة وأنابيب الغاز ، حيث تستقر كمية كبيرة من السخام) ؛
• يتم تجفيف الحطب الطازج مسبقًا (يتم نشر جذوع الأشجار وتقسيمها إلى جذوع الأشجار المكدسة تحت مظلة - يستغرق الأمر من 1-1.5 سنة للتجفيف الطبيعي بنسبة تصل إلى 20 ٪ من الرطوبة) ؛
• يتم شراء الحطب الجاف (يتم تعويض التكاليف المالية عن طريق نقل الحرارة المرتفع للوقود).

القيمة الحرارية لحطب البتولا المقطوع حديثًا عالية جدًا. الوقود من الرماد المقطوع حديثًا وشعاع البوق والأخشاب الصلبة الأخرى مناسب أيضًا للاستخدام.

أنواع الخشب	صنوبر	شجرة البتولا	شجرة التنوب	آسبن	ألدر	رماد
القيمة الحرارية للخشب المقطوع حديثًا (محتوى الرطوبة حوالي 50٪) ، كيلوواط متر مكعب	1900	2371	1667	1835	1972	2550
القيمة الحرارية لحطب الوقود شبه الجاف (الرطوبة 30٪) كيلوواط متر مكعب	2071	2579	1817	1995	2148	2774
القيمة الحرارية للخشب الذي ظل تحت مظلة لمدة سنة واحدة على الأقل (محتوى الرطوبة 20٪) ، كيلوواط متر مكعب	2166	2716	1902	2117	2244	2907

من خلال الحد من إمداد الفرن بالأكسجين ، فإننا نخفض درجة حرارة احتراق الخشب ونقلل من انتقال الحرارة للوقود. يمكن زيادة مدة احتراق ملحق الوقود عن طريق إغلاق المثبط لوحدة الغلاية أو الموقد ، لكن الاقتصاد في استهلاك الوقود يتحول إلى كفاءة احتراق منخفضة بسبب الظروف غير المثالية.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (حرارة)

يتم حرق الكربون والهيدروجين عند توفير الأكسجين (الجانب الأيسر من المعادلة) ، مما ينتج عنه حرارة وماء وثاني أكسيد الكربون (الجانب الأيمن من المعادلة).

لكي يحترق الخشب الجاف بأقصى درجة حرارة ، يجب أن يصل حجم الهواء الذي يدخل غرفة الاحتراق إلى 130٪ من الحجم المطلوب لعملية الاحتراق. عندما يتم إغلاق تدفق الهواء بواسطة المخمدات ، تتشكل كمية كبيرة من أول أكسيد الكربون ، والسبب في ذلك هو نقص الأكسجين. يدخل أول أكسيد الكربون (الكربون غير المحترق) إلى المدخنة ، بينما تنخفض درجة الحرارة في غرفة الاحتراق ويقل انتقال حرارة الخشب.

تتمثل الطريقة الاقتصادية عند استخدام غلاية الوقود الصلب على الخشب في تركيب مجمع حراري ، والذي سيخزن الحرارة الزائدة الناتجة أثناء احتراق الوقود في الوضع الأمثل ، مع قوة جر جيدة.

مع مواقد الحطب ، لا يمكنك توفير الوقود بهذه الطريقة ، لأنها تسخن الهواء مباشرة. جسم موقد الطوب الضخم قادر على تجميع جزء صغير نسبيًا من الطاقة الحرارية ، بينما في المواقد المعدنية ، تذهب الحرارة الزائدة مباشرة إلى المدخنة.

إذا فتحت المنفاخ وزادت قوة الدفع في الفرن ، فستزداد شدة الاحتراق ونقل الحرارة للوقود ، لكن فقدان الحرارة سيزداد أيضًا. مع الاحتراق البطيء للخشب ، تزداد كمية أول أكسيد الكربون ويقل انتقال الحرارة.

إذا دخلت كمية غير كافية من الأكسجين إلى الفرن ، تنخفض كثافة ودرجة حرارة احتراق الخشب ، وفي نفس الوقت ينخفض ​​نقل الحرارة. يفضل بعض الأشخاص تغطية المنفاخ في الموقد لإطالة وقت الاحتراق لإشارة مرجعية واحدة ، ولكن نتيجة لذلك ، يحترق الوقود بكفاءة أقل.

إذا تم حرق الحطب في مدفأة مفتوحة ، فإن الأكسجين يتدفق بحرية في صندوق النار. في هذه الحالة ، تعتمد المسودة بشكل أساسي على خصائص المدخنة.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (طاقة حرارية).

هذا يعني أنه عندما يتوفر الأكسجين ، يحدث احتراق الهيدروجين والكربون ، مما ينتج عنه طاقة حرارية وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

لأقصى درجة حرارة احتراق للوقود الجاف ، يجب أن يدخل الفرن حوالي 130٪ من الأكسجين المطلوب للاحتراق.عندما يتم إغلاق فتحات المدخل ، يتولد فائض من أول أكسيد الكربون بسبب نقص الأكسجين. يتسرب هذا الكربون غير المحترق إلى المدخنة ، ولكن داخل الفرن تنخفض درجة حرارة الاحتراق ويقل انتقال حرارة الوقود.

غالبًا ما تكون غلايات الوقود الصلب الحديثة مجهزة بمراكم حرارة خاصة. تجمع هذه الأجهزة كمية زائدة من الطاقة الحرارية المتولدة أثناء احتراق الوقود ، بشرط أن يكون هناك جر جيد وكفاءة عالية. بهذه الطريقة يمكنك توفير الوقود.

في حالة مواقد الحطب ، لا توجد الكثير من الفرص لتوفير الحطب ، حيث إنها تطلق الحرارة على الفور في الهواء. الموقد نفسه قادر على الاحتفاظ بكمية صغيرة فقط من الحرارة ، لكن الموقد الحديدي غير قادر على الإطلاق - منه تدخل الحرارة الزائدة على الفور إلى المدخنة.

لذلك ، مع زيادة الدفع في الفرن ، من الممكن تحقيق زيادة في شدة احتراق الوقود ونقل الحرارة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يزداد فقدان الحرارة بشكل كبير. إذا تأكدت من الاحتراق البطيء للخشب في الموقد ، فسيكون نقل الحرارة أقل ، وستكون كمية أول أكسيد الكربون أكثر.

يرجى ملاحظة أن كفاءة مولد الحرارة تؤثر بشكل مباشر على كفاءة حرق الأخشاب. لذلك ، تتميز غلاية الوقود الصلب بكفاءة 80 ٪ ، وموقد - 40 ٪ فقط ، وتصميمها وموادها مهمة.

درجة الحرارة التي تم الوصول إليها في المرحلة الأولى من الاحتراق التلقائي أعلى بكثير من نفس المؤشر لفترة احتراق منتجات التحلل الخالية من اللهب. في المرحلة الأولية ، تتشكل طبقة رقيقة من الفحم فقط على سطح الخشب ، وفي البداية لا تحترق ، على الرغم من أنها في حالة احمرار.

الحقيقة هي أنه في هذه المرحلة ، يتم استهلاك كل الأكسجين تقريبًا للحفاظ على اللهب ولديه وصول محدود إلى منتجات الاحتراق الأخرى. يبدأ الفحم في التحلل فقط من اللحظة التي تكتمل فيها مرحلة الاحتراق الناري تمامًا.

درجة حرارة الاشتعال للمادة الخشبية ، والتي تضمن الحفاظ على الاحتراق المستقر ، لمعظم الأصناف 250-300 درجة.

من الأمثلة الجيدة على هذا الترتيب العوارض الخشبية وتغليف الأسقف. نتيجة لذلك ، فإن تسخينها المتبادل أمر لا مفر منه مع زيادة متزامنة في دفع الهواء في اتجاهات طولية.

كل ما سبق يجبر البناة على اتخاذ تدابير خاصة لحماية الهياكل الخشبية من آثار الحرائق المفتوحة.

درجة حرارة النار في حطب حطب

للحصول على لهب جيد ، هناك حاجة إلى الهواء ، أثناء الاحتراق ، يحدث تفاعل كيميائي ومواد عضوية ، يتم تحويل الموجود في الخشب إلى بخار وثاني أكسيد الكربون ، مما يعطي الحرارة.

الحطب المحضر من أنواع مختلفة من حروق الأخشاب بشكل مختلف. يحترق البعض بسرعة وبراق ، والبعض الآخر يترك الكثير من الرماد ، ويحترق بشكل مضجر ولفترة طويلة ، والبعض الآخر يحترق لفترة طويلة ويعطي الفحم الكثير من الحرارة

يتم إعطاء أعلى درجة حرارة بواسطة خشب الزان وحطب البوق - حتى ألف درجة مئوية. يعطي الحور أدنى درجة حرارة ، ولا حتى نصف حرارة الأخير. الآلدر ، الحور الرجراج ، الصنوبر ، الزيزفون ، السنط ، التنوب ، البتولا ، البلوط ، الصنوبر أقوى من الحور.

لا تتأثر درجة حرارة الاحتراق بأنواع الخشب فحسب ، بل تتأثر أيضًا بتوفر الوصول إلى الأكسجين ، وتصميم الفرن. على سبيل المثال ، في موقد حجري كبير ، يحترق الحطب بسرعة ، لكن الموقد يدرك حرارته ويمكن أن يعطيها للبيئة لفترة طويلة. على العكس من ذلك ، موقد صغير - موقد وعاء لا يحتفظ بالحرارة ، ويمنحه على الفور إلى الغرفة.

ما هي عملية الاحتراق

يسمى التفاعل متساوي الحرارة الذي يتم فيه إطلاق قدر معين من الطاقة الحرارية بالاحتراق. يمر هذا التفاعل بعدة مراحل متتالية.

في المرحلة الأولى ، يتم تسخين الخشب بواسطة مصدر حريق خارجي حتى نقطة الاشتعال. عند تسخينه حتى 120-150 ℃ ، يتحول الخشب إلى فحم قادر على الاحتراق التلقائي.عند الوصول إلى درجة حرارة 250-350 ℃ ، تبدأ الغازات القابلة للاشتعال في التطور - وتسمى هذه العملية الانحلال الحراري. في الوقت نفسه ، الطبقة العليا من دخان الخشب ، المصحوبة بدخان أبيض أو بني - عبارة عن غازات انحلال حراري مختلطة مع بخار الماء.

في المرحلة الثانية ، نتيجة للتسخين ، تشتعل غازات الانحلال الحراري بلهب أصفر فاتح. ينتشر تدريجياً على كامل مساحة الخشب ، ويستمر في تسخين الخشب.

تتميز المرحلة التالية باشتعال الخشب. كقاعدة عامة ، لهذا ، يجب أن ترتفع درجة حرارته إلى 450-620 درجة مئوية. من أجل اشتعال الخشب ، هناك حاجة إلى مصدر خارجي للحرارة ، والذي سيكون شديدًا بدرجة كافية لتسخين الخشب بسرعة وتسريع التفاعل.

بالإضافة إلى عوامل مثل:

• شعبية؛
• رطوبة الخشب
• قسم وشكل الحطب ، وكذلك عددهم في علامة تبويب واحدة ؛
• الهيكل الخشبي - يحترق الحطب السائب بشكل أسرع من الخشب الكثيف ؛
• وضع الشجرة بالنسبة لتدفق الهواء - أفقياً أو رأسياً.

دعنا نوضح بعض النقاط. نظرًا لأن الخشب الرطب ، عند الاحتراق ، يتبخر أولاً السائل الزائد ، فإنه يشتعل ويحترق بشكل أسوأ بكثير من الخشب الجاف. الشكل مهم أيضًا - تشتعل جذوع الأشجار المضلعة والمسننة بسهولة أكبر وأسرع من الأشجار الملساء والمستديرة.

يجب أن يكون تيار الهواء في المدخنة كافيًا لضمان تدفق الأكسجين وتبديد الطاقة الحرارية داخل صندوق الاحتراق لجميع الأشياء الموجودة فيه ، ولكن لا يجب إطفاء النار.

المرحلة الرابعة من التفاعل الكيميائي الحراري هي عملية احتراق مستقرة ، والتي ، بعد اندلاع غازات الانحلال الحراري ، تغطي كل الوقود الموجود في الفرن. يحدث الاحتراق على مرحلتين - الاحتراق والحرق باللهب.

في عملية الاحتراق ، يتكون الفحم نتيجة حروق الانحلال الحراري ، بينما يتم إطلاق الغازات ببطء إلى حد ما ولا يمكن اشتعالها بسبب تركيزها المنخفض. تنتج غازات التكثيف دخانًا أبيض عندما تبرد. عندما يحترق الخشب ، يتغلغل الأكسجين الطازج تدريجيًا في الداخل ، مما يؤدي إلى مزيد من انتشار التفاعل مع جميع أنواع الوقود الأخرى. ينشأ اللهب من احتراق غازات الانحلال الحراري ، والتي تتحرك عموديًا نحو المخرج.

طالما يتم الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة داخل الفرن ، يتم توفير الأكسجين وهناك وقود غير محترق ، تستمر عملية الاحتراق.

إذا لم يتم الحفاظ على مثل هذه الظروف ، فإن التفاعل الكيميائي الحراري ينتقل إلى المرحلة النهائية - التوهين.

عملية الاحماء

يسمى التسخين بتسخين قطعة من سطح الخشب من مصدر حرارة منفصل إلى درجة حرارة كافية للاشتعال. 120-150 درجة مئوية كافية لبدء الخشب في التفحم ببطء شديد.

في وقت لاحق ، تستمر العملية مع ظهور الفحم. عند درجة حرارة 250-350 درجة مئوية ، يبدأ الخشب ، تحت تأثير الدرجات العالية ، في التحلل بنشاط إلى مكونات.

علاوة على ذلك ، يتصاعد الدخان ، لكن لا يوجد لهب بعد ، ويبدأ دخان أبيض أو بني في الظهور. مع مزيد من التسخين ، تزداد النسبة المئوية لغازات الانحلال الحراري ويحدث وميض ، وبعد ذلك يشتعل الخشب.

إخراج الحرارة من الخشب

بالإضافة إلى القيمة الحرارية ، أي كمية الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء احتراق الوقود ، هناك أيضًا مفهوم ناتج الحرارة. هذه هي درجة الحرارة القصوى في موقد حرق الأخشاب التي يمكن أن يصل إليها اللهب في وقت الاحتراق الشديد للأخشاب. يعتمد هذا المؤشر أيضًا تمامًا على خصائص الخشب.

على وجه الخصوص ، إذا كان للخشب بنية فضفاضة ومسامية ، فإنه يحترق في درجات حرارة منخفضة نوعًا ما ، ويشكل لهبًا عاليًا ساطعًا ، ولا يعطي سوى القليل من الحرارة. لكن الخشب الكثيف ، على الرغم من اشتعاله أسوأ بكثير ، حتى مع وجود لهب ضعيف ومنخفض يعطي درجة حرارة عالية وكمية كبيرة من الطاقة الحرارية.

درجة حرارة الاشتعال للصخور المختلفة

للحصول على صورة كاملة للمعلمات الحرارية للخشب، من الأفضل معرفة الحرارة المحددة للاحتراق لكل نوع من أنواع الخشب واحذر من انتقال الحرارة لديهم. يمكن قياس هذا الأخير بمجموعة متنوعة من الكميات ، لكن ليس من الضروري الاعتماد كليًا على البيانات المجدولة ، لأنه في الواقع من غير الواقعي تحقيق الظروف المثلى للاحتراق. ومع ذلك ، فإن جدول درجة حرارة حرق الأخشاب سيساعدك على عدم الخطأ في اختيار الخشب وفقًا لخصائصه.

القيم الواردة في الجداول المختلفة لدرجات حرارة الاحتراق لمختلف أنواع الأخشاب لا تشوبها شائبة بطبيعتها وتهدف إلى تمثيل الصورة الكاملة ، لكن درجة الحرارة العملية في الفرن لن تصل أبدًا إلى هذه القيم. يمكن تفسير ذلك من خلال عاملين مشتركين وواضحين:

• لن يتم الوصول إلى أعلى درجة حرارة ، لأنه لن يكون من الممكن تجفيف الحطب بالكامل في المنزل ؛
• يستخدم الخشب مع مجموعة متنوعة من مستويات الرطوبة.

الرطوبة وشدة الاحتراق

إذا تم قطع الخشب مؤخرًا ، فإنه يحتوي على 45 إلى 65٪ رطوبة ، حسب الموسم والأنواع. مع هذا الحطب الخام ، ستكون درجة حرارة الاحتراق في الموقد منخفضة ، حيث سيتم إنفاق كمية كبيرة من الطاقة على تبخر الماء. وبالتالي ، فإن انتقال الحرارة من الحطب الخام سيكون منخفضًا جدًا.

هناك عدة طرق لتحقيق درجة الحرارة المثلى في الموقد وإطلاق كمية كافية من الطاقة الحرارية للتدفئة:

• احرق ضعف كمية الوقود في المرة الواحدة لتدفئة المنزل أو طهي الطعام. هذا النهج محفوف بتكاليف مادية كبيرة وتراكم متزايد للسخام والمكثفات على جدران المدخنة وفي الممرات.
• تُنشر الأخشاب الخام وتُقطع إلى كتل صغيرة وتوضع تحت مظلة حتى تجف. كقاعدة عامة ، يفقد الحطب ما يصل إلى 20٪ من الرطوبة خلال 1-1.5 سنة.
• يمكن شراء الحطب بالفعل بعد تجفيفه جيدًا. على الرغم من أنها أغلى ثمناً إلى حد ما ، إلا أن نقل الحرارة منها أكبر بكثير.

في الوقت نفسه ، فإن حطب البتولا الخام له قيمة عالية من السعرات الحرارية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جذوع الأشجار الخام من شعاع البوق والرماد وأنواع أخرى من الخشب مع الخشب الكثيف مناسبة للاستخدام.

المراحل الرئيسية لاحتراق الخشب

يمكن تمثيل احتراق المواد الخشبية على مرحلتين متتاليتين. في المرحلة الأولى ، يتم حرق منتجات التحلل في شكل غازي ، مصحوبًا بتكوين لهب ساطع.

المرحلة الثانية من هذه العملية هي الاحتراق اللاحق للفحم المتكون في المرحلة الأولية.

إن التأثير الحاسم على مقاومة الهيكل الخشبي للحريق (منزل خاص ، على سبيل المثال) يتم من خلال المرحلة الأولى من هذه المراحل ، والتي يتم خلالها تهيئة الظروف المثلى للحفاظ على انتشار الاحتراق.

على الرغم من الوقت المحدود ، فإن هذه العملية مصحوبة بإطلاق كمية كبيرة من الحرارة.

لفترة من الوقت ، تستمر هاتان العمليتان في وقت واحد تقريبًا ، وبعد ذلك يتوقف إطلاق الغازات ، ويستمر الفحم فقط في الاحتراق. في هذه الحالة ، يتم تحديد معدل احتراق الجزء الأكبر من المواد الخشبية للمبنى من خلال العوامل التالية:

• الوزن الحجمي للهيكل بأكمله ؛
• محتوى الرطوبة لمواد البناء الأصلية ؛
• درجة الحرارة المحيطة
• نسبة المساحات الحرة إلى الحجم الذي يشغله الخشب.

مادة الخشب الأكثر كثافة في الهيكل (البلوط ، على سبيل المثال) تحترق بشكل أبطأ من نفس الحور الرجراج ، وهو ما يفسره الاختلاف في التوصيل الحراري.

عند اشتعال الخشب الذي يحتوي على نسبة عالية من الرطوبة ، يتم إنفاق قدر معين من الحرارة على تبخر الرطوبة. نتيجة لذلك ، يتم إنفاق طاقة حرارية أقل على تحلل المادة. بطبيعة الحال ، فإن الخشب الجاف ، مع مراعاة كل ما سبق ، يحترق بشكل أسرع.

تدابير وقائية بناءة

يتم تزويد تدابير مثبطات الحريق فيما يتعلق بمعظم المنازل الخشبية والمباني الأخرى بحلول التصميم المناسبة ، وكذلك بسبب معالجتها بكواشف كيميائية خاصة (مثبطات الحريق).

يتم تحقيق حماية هذا النوع من خلال زيادة كتلة العناصر الفردية ، باستثناء الحواف المدببة والأجزاء البارزة بقوة ("الحواف الحادة") ، باستخدام عناصر خشبية خالية من الفراغات.

كما تستخدم مواد العزل المقاومة للحرارة ، والحماية من الحرائق لأسطح الهياكل الخشبية ذات الطلاء الخاص. تستخدم الطلاءات الواقية على شكل ألواح من الأسمنت الأسبستي (الجبس) وجص يصل سمكها إلى 1.5 سم.

بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تقليل مؤشر القابلية للاشتعال ، يقلل التصميم عن عمد من عدد الهياكل ذات العناصر الخشبية المتوازية والفراغات بينها.

تتضمن الإجراءات الإضافية لمواجهة انتشار الحريق الامتثال للمعايير الخاصة بتشكيل فواصل الحرائق.

يمكن أن يضاف إلى ذلك انهيار المباني ذات الأقسام الخاصة والترتيب المقابل لفتحات الجدران (النوافذ والأبواب) والأسقف المقاومة للحريق. كل هذه الإجراءات تجعل من الممكن تقوية الهيكل من حيث قدرته على مقاومة انتشار الحريق.