El proceso de quemar o humear el tabaco: características y daños.

Umbral de temperatura para quemar madera de diversas especies.

Dependiendo de la estructura y densidad de la madera, así como de la cantidad y características de las resinas, depende la temperatura de combustión de la leña, su poder calorífico, así como las propiedades de la llama.
Si el árbol es poroso, arderá muy brillante e intensamente, pero no dará altas temperaturas de combustión; el indicador máximo es 500 ℃. Pero la madera más densa, como el carpe, el fresno o la haya, se quema a una temperatura de aproximadamente 1000 ℃. La temperatura de combustión es ligeramente más baja para el abedul (alrededor de 800 ℃), así como para el roble y el alerce (900 ℃). Si hablamos de especies como el abeto y el pino, se encienden aproximadamente a 620-630 ℃.

Rendimiento de calefacción de leña: tabla de especies principales

Teniendo en cuenta los diferentes tipos de madera, al final, se pueden notar algunas diferencias: algunas de ellas se queman de manera muy brillante y perfecta, mientras que hay un calor fuerte, mientras que otras apenas arden sin dejar casi nada de calor. El punto aquí no está en absoluto en su sequedad o humedad, sino en su estructura y composición, así como en la estructura del árbol.

Sin embargo, vale la pena prestar atención al hecho de que un árbol mojado se enciende y se quema muy mal, mientras que queda una gran cantidad de cenizas, lo que tiene un efecto negativo en la chimenea, se obstruyen fuertemente.

La mayor producción de calor se encuentra en el roble, haya, abedul, alerce o carpe, pero estas especies son las menos rentables y caras. Por lo tanto, se usan muy raramente, y luego en forma de virutas o aserrín. La transferencia de calor más baja se encuentra en álamo, aliso y álamo temblón. Hay una tabla que muestra las rocas principales y su producción de calor.

Tabla de algunas de las principales rocas y su transferencia de calor:

• Fresno, haya - 87%;
• Carpe - 85%;
• Roble - 75, 70%;
• Alerce - 72%;
• Abedul - 68%;
• Abeto - 63%;
• Tilo - 55%;
• Pino - 52%;
• Aspen - 51%;
• Álamo - 39%.

Las coníferas tienen una temperatura de combustión baja, por lo que es mejor usarlas para encender un fuego abierto (fuego). Sin embargo, la madera de pino se incendia muy rápidamente y es capaz de arder sin llama durante mucho tiempo, ya que contiene una gran cantidad de resinas, por lo que esta especie es capaz de retener el calor durante mucho tiempo. Sin embargo, es mejor no usar especies de coníferas para calentar, ya que cuando se quema, se forman muchos gases de combustión, que se depositan en forma de hollín en la chimenea y deben limpiarse, ya que se obstruye rápidamente.

Características térmicas de la madera.

Las especies de madera difieren en densidad, estructura, cantidad y composición de resinas. Todos estos factores afectan el poder calorífico de la madera, la temperatura a la que se quema y las características de la llama.

La madera de álamo es porosa, la leña arde intensamente, pero el indicador de temperatura máxima alcanza solo 500 grados. Las especies de madera densa (haya, fresno, carpe), cuando se queman, emiten más de 1000 grados de calor. Los indicadores de abedul son ligeramente más bajos, alrededor de 800 grados. El alerce y el roble se inflaman más calientes, dando hasta 900 grados centígrados. La leña de pino y abeto se quema a 620-630 grados.

La leña de abedul tiene una mejor relación de eficiencia térmica y costo: no es rentable económicamente calentar con maderas más caras con altas temperaturas de combustión.

El abeto, el abeto y el pino son adecuados para hacer fuego; estas coníferas proporcionan un calor relativamente moderado. Pero no se recomienda usar dicha leña en una caldera de combustible sólido, en una estufa o chimenea; no emiten suficiente calor para calentar eficazmente la casa y cocinar los alimentos, se queman con la formación de una gran cantidad de hollín.

Se considera que la leña de baja calidad es un combustible hecho de álamo temblón, tilo, álamo, sauce y aliso; la madera porosa emite poco calor cuando se quema. El aliso y algunos otros tipos de madera "disparan" con carbón durante la combustión, lo que puede provocar un incendio si la madera se utiliza para encender una chimenea.

Al elegir, también debe prestar atención al grado de contenido de humedad de la madera: la leña cruda se quema peor y deja más cenizas.

Propiedades térmicas de la madera

Los diferentes tipos de madera producen diferentes cantidades de calor. Por ejemplo, la madera seca y envejecida genera más calor que la madera recién aserrada. Esto se atribuye al hecho de que en la reacción química inicial, todo el calor pasa a la vaporización del agua del árbol. Cuanto menos humedad haya en el material, antes se podrá obtener calor. Las maderas duras se queman más que las blandas y enfatizan más el calor. Algunas de las especies arbóreas más valiosascon buenos parámetros térmicos son:

Sin embargo, la madera de tales árboles es cara, debido a esto, los desechos industriales y la tala se utilizan como combustible en la mayoría de los casos.

En este video, sabrá cómo verificar el contenido de humedad de la leña:

El uso de madera en función de su capacidad calorífica.

Al elegir un tipo de leña, vale la pena considerar la relación entre el costo y la capacidad calorífica de una madera en particular. Como muestra la práctica, la mejor opción puede considerarse leña de abedul, en la que estos indicadores están mejor equilibrados. Si compra leña más cara, los costos serán menos eficientes.

Para calentar una casa con una caldera de combustible sólido, no se recomienda utilizar tipos de madera como abeto, pino o abeto. El hecho es que, en este caso, la temperatura de combustión de la madera en la caldera no será lo suficientemente alta y se acumulará una gran cantidad de hollín en las chimeneas.

Los valores bajos de eficiencia térmica también se encuentran en la leña de aliso, álamo temblón, tilo y álamo debido a su estructura porosa. Además, a veces el aliso y algunos otros tipos de leña se disparan con carbón durante el proceso de combustión. En el caso de un horno abierto, tales microexplosiones pueden provocar incendios.

Tipos de madera

Existen varios patrones que determinan la diferencia en la combustión de diferentes tipos de madera. En primer lugar, esta es la presencia de resinas: agregan notablemente el poder calorífico de la leña. La madera blanda se quema más fácilmente debido a su baja densidad. Las rocas pesadas mantienen la combustión durante mucho tiempo.

Si bien la densidad de la madera varía significativamente de una especie a otra, su valor calorífico por unidad de masa es casi el mismo (con la excepción de las especies resinosas de coníferas). Independientemente del tipo de árboles que se utilicen para leña, la humedad es el factor principal que afecta tanto al proceso de combustión como al resultado térmico.

El conocimiento de los diferentes tipos de madera le permite quemarse cómodamente con un menor consumo de leña.

Una lista de características de algunas especies de madera:

• acacia - se quema lentamente y da mucho calor, se seca rápidamente, emite un característico crepitar en la chimenea;
• abedul - se quema rápidamente, se enciende fácilmente incluso cuando está mojado, proporciona un fuego uniforme y estable;
• haya - combustible de alto contenido calórico, deja poca ceniza;
• roble - alto poder calorífico, emite un olor agradable durante la combustión, se seca durante mucho tiempo;
• álamo - bajo calor de combustión;
• árboles frutales - arda lenta y uniformemente;
• coníferas - humo fragante, puede disparar alquitrán, formar mucho hollín.

Conocer los conceptos básicos del manejo de la madera como combustible le permite quemarse cómodamente con menos leña.

Solo es importante no olvidar lo principal: una llama abierta incontrolada puede ser muy peligrosa para los seres vivos. Además de las quemaduras de las llamas y las brasas, el fuego puede traer incomparablemente más problemas si se convierte en fuego.

Temperatura de combustión y transferencia de calor.

Existe una relación directa entre la temperatura de la leña quemada en la estufa y la transferencia de calor: cuanto más caliente es la llama, más calor emite a la habitación. La cantidad de energía térmica generada está influenciada por varias características del árbol. Los valores calculados se pueden encontrar en la literatura de referencia.

Cabe señalar que todos los indicadores estándar se calcularon en condiciones ideales:

• la madera está bien seca;
• el horno está cerrado;
• el oxígeno se suministra en porciones medidas con precisión para mantener el proceso de combustión.

Naturalmente, es imposible crear tales condiciones en una estufa doméstica, por lo que se liberará menos calor de lo que muestran los cálculos. Por lo tanto, los estándares serán útiles solo para determinar la dinámica general y la comparación de características.

La medición de la temperatura de combustión de la madera en la chimenea solo se puede realizar con un pirómetro; ningún otro dispositivo de medición es adecuado para esto.

Si no tiene un dispositivo de este tipo, puede determinar visualmente los indicadores aproximados según el color de la llama. Por ejemplo, una llama a baja temperatura tiene un color rojo oscuro. Una luz amarilla indica una temperatura demasiado alta obtenida al aumentar el tiro, pero en este caso, más calor se evapora inmediatamente a través de la chimenea. Para una estufa o chimenea, la temperatura de combustión más adecuada es a la que el color de la llama será amarillo, como, por ejemplo, con la madera de abedul seca.

Las estufas modernas y las calderas de combustible sólido, así como las chimeneas de tipo cerrado, están equipadas con un sistema de control de suministro de aire para ajustar la transferencia de calor y la intensidad de la combustión.

La temperatura de combustión de la madera determina las tasas de transferencia de calor del combustible: cuanto más alta es, más energía térmica se libera durante la combustión de la leña. En este caso, el poder calorífico específico del combustible depende de las características de la madera.

Los indicadores de transferencia de calor en la tabla están indicados para leña quemada en condiciones ideales:

• contenido mínimo de humedad en el combustible;
• la combustión tiene lugar en un volumen cerrado;
• Se dosifica el suministro de oxígeno: se suministra la cantidad necesaria para la combustión completa.

Tiene sentido centrarse en los valores tabulares del poder calorífico solo para comparar diferentes tipos de leña entre sí; en condiciones reales, la transferencia de calor del combustible será notablemente menor.

Que es la combustión

La combustión es un fenómeno isotérmico, es decir, una reacción con la liberación de calor.

1. Calentamiento. La pieza de madera debe calentarse con una fuente de fuego externa a la temperatura de ignición. Cuando se calienta a 120-150 grados, la madera comienza a carbonizarse y se forma carbón, capaz de combustión espontánea. Cuando se calienta a 250-350 grados, comienza el proceso de descomposición térmica en componentes gaseosos (pirólisis).

2. Combustión de gases de pirólisis. El calentamiento adicional conduce a una mayor descomposición térmica y los gases de pirólisis concentrados se encienden. Después del brote, la ignición comienza a cubrir gradualmente toda la zona de calentamiento. Esto produce una llama estable de color amarillo claro.

3. Encendido. Un mayor calentamiento encenderá la madera. La temperatura de ignición en condiciones naturales varía de 450 a 620 grados. La madera se enciende bajo la influencia de una fuente externa de energía térmica, que proporciona el calentamiento necesario para una fuerte aceleración de la reacción termoquímica.

La inflamabilidad de la leña depende de varios factores:

• peso volumétrico, forma y sección de un elemento de madera;
• el grado de humedad en la madera;
• fuerza de tracción;
• la ubicación del objeto que se encenderá en relación con el flujo de aire (vertical u horizontal);
• densidad de la madera (los materiales porosos se encienden más fácilmente y más rápido que los densos, por ejemplo, es más fácil encender la madera de aliso que el de roble).

Para la ignición, se requiere una buena tracción, pero no excesiva; se requiere un suministro suficiente de oxígeno y una disipación mínima de la energía térmica de combustión; se necesita para calentar las secciones adyacentes de madera.

4. Combustión.En condiciones cercanas a las óptimas, el brote inicial de gases de pirólisis no se desvanece, desde la ignición el proceso se convierte en una combustión estable con una cobertura gradual de todo el volumen de combustible. La combustión se divide en dos fases: combustión sin llama y combustión en llamas.

La combustión lenta implica la combustión de carbón, un producto sólido del proceso de pirólisis. La liberación de gases inflamables es lenta y no se encienden debido a una concentración insuficiente. Las sustancias gaseosas, cuando se enfrían, se condensan, formando un humo blanco característico. En el proceso de combustión lenta, el aire penetra profundamente en la madera, por lo que el área de cobertura se expande. La combustión de la llama es proporcionada por la combustión de gases de pirólisis, mientras que los gases calientes se mueven hacia afuera.

La combustión se mantiene mientras existan condiciones para un incendio: la presencia de combustible no quemado, suministro de oxígeno, mantenimiento del nivel de temperatura requerido.

5. Atenuación. Si no se cumple una de las condiciones, el proceso de combustión se detiene y la llama se apaga.

Para averiguar cuál es la temperatura de combustión de la madera, use un dispositivo especial llamado pirómetro. Otros tipos de termómetros no son adecuados para este propósito.

Existen recomendaciones para determinar la temperatura de combustión del combustible de madera por el color de la llama. Las llamas de color rojo oscuro indican combustión a baja temperatura, las llamas blancas indican altas temperaturas debido a un aumento de tiro, en el que la mayor parte de la energía térmica se dirige a la chimenea. El color óptimo de la llama es el amarillo, así se quema el abedul seco.

En calderas y estufas de combustible sólido, así como en chimeneas cerradas, es posible ajustar el flujo de aire hacia la cámara de combustión ajustando la intensidad del proceso de combustión y la transferencia de calor.

El poder calorífico indica cuánta energía térmica se libera durante la combustión de leña. Pero el combustible sólido tiene otra característica, cuyo conocimiento puede ser útil en la práctica: la producción de calor. Este es el nivel máximo de temperatura que se puede alcanzar al quemar madera y depende de las propiedades de la madera.

La madera de baja densidad se quema con una llama ligera y alta y, al mismo tiempo, emite una cantidad relativamente pequeña de calor; la leña de madera densa se caracteriza por una mayor producción de calor a una llama baja.

Combustión completa e incompleta: lo que se libera cuando se quema la madera

No solo la madera se puede quemar, sino también sus productos (aglomerado, tablero de fibra, MDF), así como el metal. Sin embargo, la temperatura de combustión es diferente para todos los productos. Por ejemplo: la temperatura de combustión del acero es de 2000 grados, el papel de aluminio - 350 y la madera comienza a arder ya a 120 - 150.

La madera quemada eventualmente produce humo, donde el sólido es hollín. Toda la composición de los productos de combustión depende completamente de los componentes del árbol. La madera se compone principalmente de los componentes más importantes: hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y carbono.

Si se quema 1 kg de madera, los productos de la combustión en estado gaseoso se liberarán entre 7,5 y 8,0 metros cúbicos. En el futuro, ya no podrán quemarse, a excepción del monóxido de carbono.

Productos de combustión de madera:

• Nitrógeno;
• Monóxido de carbono;
• Dióxido de carbono;
• Vapor de agua;
• Dióxido de azufre.

El carácter ardiente puede ser completo o incompleto. Pero ambos ocurren con la formación de humo. En caso de combustión incompleta, algunos productos de la combustión aún pueden quemarse más tarde (hollín, monóxido de carbono, hidrocarburos). Pero si hubo combustión completa, entonces los productos que se formaron en el futuro no son capaces de quemarse (gases de azufre y dióxido de carbono, vapor de agua).

El riesgo de incendio de la madera está determinado por las leyes de su descomposición térmica bajo la influencia de flujos de calor externos, que comienza a una temperatura de 110 ° C.El calentamiento adicional va acompañado de la eliminación de la humedad libre y unida de la madera. Este proceso termina a una temperatura de 180 ° C, después de lo cual comienza la descomposición de los componentes menos resistentes al calor con la liberación de CO 2 y H 2 O. A una temperatura de ~ 250 ° C, se produce la pirólisis de la madera con la liberación de productos gaseosos: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. La mezcla de gas desprendida es inflamable y puede encenderse a partir de una fuente de ignición. A temperaturas más altas, se acelera la descomposición térmica de la madera. La mayor parte de los gases combustibles, que contienen hasta un 25% de hidrógeno y hasta un 40% de hidrocarburos combustibles, se liberan en el rango de temperatura de 350 a 450 ° C.

Uno de los factores importantes que determinan el riesgo de incendio de la madera es su capacidad para encender y propagar la combustión cuando se calienta en el aire.

La quema de madera se produce en forma de combustión ardiente y sin llama. En condiciones de incendio, la principal cantidad de calor se libera durante el período de combustión en llamas (hasta un 60%) y ~ 40%, durante el período de descomposición.

Los indicadores de peligro de incendio para algunos tipos de madera se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4 - Indicadores de peligro de incendio de varios tipos de madera

Los indicadores de temperatura del peligro de incendio de la madera, la temperatura de ignición y autoignición, están determinados por las leyes de su descomposición térmica. Los valores de estos indicadores para diferentes tipos de madera, como puede verse en la Tabla 2, se encuentran en un rango de temperatura bastante estrecho.

La madera seca de todas las especies es un material altamente inflamable (B3) altamente combustible (G4) con una alta capacidad de generación de humo (D3). En cuanto a la toxicidad de los productos de combustión, la madera pertenece al grupo de materiales altamente peligrosos (T3). La velocidad lineal de propagación de la llama sobre la superficie es de 1 a 10 mm / s. Esta velocidad depende significativamente de varios factores: la especie de madera, su contenido de humedad, el valor del flujo de calor descendente, la orientación de la superficie de combustión. La tasa de combustión lenta tampoco es un valor constante; para varios tipos de madera, varía de 0,6 a 1,0 mm / min.

En la construcción, los materiales de acabado a base de madera se utilizan ampliamente: tableros de partículas, tableros de fibra, paneles de madera, listones, madera contrachapada. Todos estos materiales son inflamables. Paneles modificados, listones, madera contrachapada. Todos estos materiales son inflamables. La modificación de la madera con polímeros, por regla general, aumenta su riesgo de incendio.

La Tabla 5 muestra las características de inflamabilidad de algunos materiales de construcción a base de madera.

Tabla 5 - Inflamabilidad de los materiales de madera

La llama se extendió sobre la superficie de la madera.

Los estudios experimentales de propagación de llamas sobre la superficie de materiales de madera utilizando diferentes métodos de prueba han demostrado que no solo las condiciones de exposición térmica externa, sino también el tipo de madera afectan las características de propagación de llamas.

La influencia de las especies de madera se puede rastrear hasta cierto punto cuando se consideran los valores del llamado índice de propagación de la llama (FLI).

IRP según GOST 12.1.044-89 es un indicador complejo, ya que al calcularlo, además de la velocidad de propagación de la llama en secciones individuales de la superficie de la muestra y la distancia de propagación límite, también utiliza datos sobre la temperatura máxima de escape gases de combustión y el tiempo para alcanzarlos. Los materiales con IRP≤20 se denominan llama de propagación lenta, con IRP˃20 - llama de propagación rápida. Todos los tipos de madera pertenecen al último grupo de materiales. Su índice supera los 55.

La Tabla 4 muestra los valores de IRI para muestras de madera sin tratar con un espesor de 19-25 mm.

Aunque la mayoría de los tipos de madera pertenecen a la tercera clase, la más peligrosa, en términos de su capacidad para extender una llama sobre la superficie de las estructuras del techo durante un incendio, algunas muestras de especies de coníferas, como se muestra a continuación en la Tabla 6, tienen valores más bajos. Del IRI y pertenecen a la clase 2.

Tabla 6 - Valor y clase de PIR según la capacidad de propagación de la llama

Un aumento en el flujo de calor a la superficie de la madera provoca un aumento significativo en la velocidad de propagación de la llama. La terminación del proceso es posible si el flujo de calor de su propia llama se vuelve menos crítico para un material dado.

Las pruebas de materiales de construcción de acabado a base de madera en condiciones que simulaban el desarrollo de un incendio real mostraron tasas bastante altas de propagación de llamas a lo largo de ellos (tabla 7).

Tabla 7 - Velocidad de propagación de la llama sobre revestimientos a base de madera

Capacidad de generación de humo y toxicidad de los productos de combustión de la madera.

La liberación de humos tóxicos es el riesgo de incendio dominante. Se manifiesta en el efecto tóxico e irritante de los productos de combustión, así como en el deterioro de la visibilidad en un ambiente con humo. La visibilidad reducida dificulta la evacuación de personas de la zona de peligro, lo que, a su vez, aumenta el riesgo de intoxicación por productos de combustión. La situación en un incendio se complica aún más por el hecho de que los gases de combustión se esparcen rápidamente en el espacio y penetran en habitaciones alejadas de la fuente del incendio. La concentración del humo emitido y su naturaleza dependen de las características estructurales y la composición química del material combustible, las condiciones de combustión.

Se han encontrado más de 200 compuestos, productos de combustión incompleta, en los gases de combustión formados durante la combustión de la madera. El valor máximo de densidad óptica durante la combustión de cada uno de los tipos de madera depende de manera compleja de la densidad del flujo de calor externo. El coeficiente de producción de humo durante la descomposición y la combustión sin llama de diferentes tipos de madera depende de la densidad del flujo de calor externo (Figura 14).

1 - abeto 2 - pino cerca de Moscú; 3 - pino thongkaribe; 4 - karagach ilimitado; 5 - acacia keolai; 6 - castaño; 7 - acacia; 8- eucalipto bacdan.

Figura 14 - Características de la generación de humo.

Un carácter extremo similar de las curvas para la dependencia del índice de toxicidad de los productos de combustión de la madera de la densidad del flujo de calor externo (Figura 15). En el modo de combustión sin llama de madera de abeto, el rendimiento de CO es 70-240 veces mayor que el rendimiento de CO durante la combustión de llama.

En el modo de combustión lenta en el rango de temperatura de 450-550 ° C, todos los tipos de madera se manifiestan como altamente peligrosos en términos de toxicidad de los productos de combustión y pertenecen al grupo T3. Con un aumento en la intensidad del efecto térmico hasta 60-65 kW / m2 (que corresponde a una temperatura de 700-750) С), de acuerdo con la toxicidad de los productos de combustión, la madera de diferentes tipos pasa al grupo de moderadamente materiales peligrosos T2.

1- tilo; 2 - abedul; 3 - karagach ilimitado; 4 - roble; 5 - álamo temblón; 6 - pino; 7 - abeto.

Figura 15 - Toxicidad de los productos de combustión por temperatura de exposición al calor.

Cuando la madera se quema, se produce una formación de humo bastante intensa. La mayor cantidad de humo se emite cuando se queman materiales de madera en el modo de combustión lenta (tabla 8).

Tabla 8 - Capacidad de generación de humo de los materiales de madera cuando se prueban en el modo de combustión lenta

4 Medidas de seguridad contra incendios en la construcción de edificios de madera.

La temperatura de combustión de la madera ya se ha mencionado brevemente en nuestra publicación sobre "", y hoy profundizaremos en este tema.

Todos estamos acostumbrados a creer que el combustible mismo se está quemando. Y aunque la combustión es imposible sin él, el gas liberado por el combustible durante la combustión en realidad se enciende.Es cierto que para que la madera comience a emitir una cantidad suficiente de este gas para la ignición, necesita una temperatura alta. Y esta temperatura es diferente para diferentes tipos de madera y para diferentes condiciones. La estructura, densidad, humedad y otras características afectan la velocidad y la cantidad de gas liberado, porque algunos tipos de madera se encienden rápidamente, dan mucho calor y luz, mientras que otros son muy difíciles de encender y emiten mucho menos calor que nos gustaria. Esto se vuelve muy importante cuando, y especialmente al elegir materiales para encender. La siguiente tabla muestra las temperaturas de combustión de algunos tipos comunes de madera.

Para ser justos, cabe señalar que los grados Celsius indicados en la tabla se dan para condiciones ideales (espacio cerrado, uso de madera seca y suministro de oxígeno controlado en volúmenes óptimos para la combustión), que se logran solo en calderas, pero no en un incendio. hecho en medio del claro. Pero, a pesar de esto, como guía, los datos de la tabla son bastante adecuados.

Cuanto más alta sea la temperatura de combustión de la especie de árbol elegida, más calor necesitará absorber antes de que comience a desprenderse gas inflamable.

Para leña, es mejor utilizar rocas con una temperatura de combustión baja y rocas con una temperatura de combustión alta como leña principal. De lo contrario, puede encontrarse con dos tipos de problemas:

• La temperatura de combustión de la madera seleccionada es superior a la temperatura generada por la suya. Debido a esto, el combustible simplemente no se encenderá o requerirá procesamiento, preparación y preparación adicionales.
• La temperatura de combustión de la madera seleccionada es baja y, como resultado, se genera un calor insuficiente. Por esta razón, es posible que deba cambiar la especie a medida que quema combustible o más madera.

A partir de los datos de la tabla, podemos concluir que la temperatura de combustión del álamo lo convierte en una buena leña, porque comenzará a arder activamente ya a 468 grados Celsius, mientras que, por ejemplo, el pino tendrá que calentarse hasta 624 grados. Si no hay nada a mano excepto roble, entonces para encenderlo, tendrá que sudar mucho para elevar la temperatura de combustión a 840-900 grados, y solo entonces agregar troncos de roble. La baja temperatura de combustión hace que el álamo sea una buena leña, pero es mejor no utilizarlo como combustible principal debido a su bajo rendimiento calorífico, indicado en la segunda columna de la tabla. Para este papel, el pino, el abedul o el mismo roble son mucho más adecuados. Estas rocas producen más gas, por lo tanto, más luz y calor.

No veo mucho sentido en recordar los valores de todas las columnas de la tabla. es mucho más fácil utilizarlo como guía para crear sus propios mapas de especies de árboles, teniendo en cuenta las peculiaridades de la flora de su región. Una secuencia simple como "primero quemamos la roca X, luego cambiamos a la roca Y" en tres o cuatro pasos es mucho más fácil de recordar y usar en el campo. Si no tiene una opción en el campo, y solo tiene un tipo de madera a mano, tendrá que trabajar con ella, pero si todavía hay una opción, es mejor hacerlo de manera consciente y deliberada. Y aunque la temperatura de combustión indicada en la tabla es característica solo para condiciones ideales, hablando de ellas, también cabe mencionar dos factores que inciden directamente en la temperatura de combustión: la humedad y la zona de contacto.

Factores que afectan la temperatura de combustión

La temperatura de combustión de la leña en la estufa depende no solo del tipo de leña. El contenido de humedad de la madera y la fuerza de tracción, que se debe al diseño de la unidad de calefacción, también son factores importantes.

Influencia de la humedad

En madera recién cortada, el contenido de humedad alcanza de 45 a 65%, en promedio, alrededor del 55%.La temperatura de combustión de dicha leña no se elevará a valores máximos, ya que la energía térmica irá a evaporar la humedad. En consecuencia, se reduce la transferencia de calor del combustible.

Para liberar la cantidad requerida de calor durante la combustión de la madera, se utilizan tres formas:

• casi el doble de leña recién cortada se utiliza para calentar habitaciones y cocinar (esto se traduce en un aumento de los costos de combustible y la necesidad de un mantenimiento frecuente de la chimenea y los conductos de gas, en los que se depositará una gran cantidad de hollín);
• la leña recién cortada se seca previamente (los troncos se aserran, se dividen en troncos, que se apilan debajo de un dosel; se necesitan entre 1 y 1,5 años para que se sequen de forma natural hasta un 20% de humedad);
• se compra leña seca (los costos financieros se compensan con la alta transferencia de calor del combustible).

El poder calorífico de la leña de abedul recién cortada es bastante elevado. El combustible de fresno recién cortado, carpe y otras maderas duras también es adecuado para su uso.

Al limitar el suministro de oxígeno al horno, bajamos la temperatura de combustión de la madera y reducimos la transferencia de calor del combustible. La duración de la combustión del inserto de combustible se puede aumentar cerrando la compuerta de la unidad de caldera o estufa, pero el ahorro de combustible se convierte en una baja eficiencia de combustión debido a condiciones no óptimas.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (calor)

El carbono y el hidrógeno se queman cuando se suministra oxígeno (lado izquierdo de la ecuación), lo que genera calor, agua y dióxido de carbono (lado derecho de la ecuación).

Para que la madera seca se queme a temperatura máxima, el volumen de aire que ingresa a la cámara de combustión debe alcanzar el 130% del volumen requerido para el proceso de combustión. Cuando los amortiguadores cortan el flujo de aire, se forma una gran cantidad de monóxido de carbono, y la razón de esto es la falta de oxígeno. El monóxido de carbono (carbono no quemado) entra en la chimenea, mientras que la temperatura en la cámara de combustión desciende y la transferencia de calor de la madera disminuye.

Un enfoque económico cuando se usa una caldera de combustible sólido sobre madera es instalar un acumulador de calor, que almacenará el exceso de calor generado durante la combustión del combustible en el modo óptimo, con buena tracción.

Con las estufas de leña, no se puede ahorrar combustible de esta manera, ya que calientan directamente el aire. El cuerpo de una estufa de ladrillo macizo es capaz de acumular una parte relativamente pequeña de energía térmica, mientras que en las estufas de metal, el exceso de calor va directamente a la chimenea.

Si abre el soplador y aumenta el empuje en el horno, aumentará la intensidad de la combustión y la transferencia de calor del combustible, pero también aumentará la pérdida de calor. Con una combustión lenta de la madera, la cantidad de monóxido de carbono aumenta y la transferencia de calor disminuye.

Si ingresa una cantidad insuficiente de oxígeno al horno, la intensidad y la temperatura de la combustión de la madera disminuyen y, al mismo tiempo, su transferencia de calor disminuye. Algunas personas prefieren cubrir el ventilador en la estufa para extender el tiempo de combustión de un marcador, pero como resultado, el combustible se quema con menor eficiencia.

Si se quema leña en una chimenea abierta, el oxígeno fluye libremente hacia la cámara de combustión. En este caso, el tiro depende principalmente de las características de la chimenea.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (energía térmica).

Esto significa que cuando hay oxígeno disponible, se produce la combustión de hidrógeno y carbono, lo que genera energía térmica, vapor de agua y dióxido de carbono.

Para la temperatura máxima de combustión del combustible seco, aproximadamente el 130% del oxígeno requerido para la combustión debe ingresar al horno.Cuando se cierran las aletas de entrada, se genera un exceso de monóxido de carbono debido a la falta de oxígeno. Dicho carbón no quemado se escapa hacia la chimenea, pero dentro del horno la temperatura de combustión desciende y la transferencia de calor del combustible disminuye.

Las calderas modernas de combustible sólido a menudo están equipadas con acumuladores de calor especiales. Estos dispositivos acumulan una cantidad excesiva de energía térmica generada durante la combustión del combustible, siempre que exista una buena tracción y una alta eficiencia. De esta forma puede ahorrar combustible.

En el caso de las estufas de leña, no hay tantas oportunidades para ahorrar leña, ya que inmediatamente liberan calor al aire. La estufa en sí es capaz de retener solo una pequeña cantidad de calor, pero la estufa de hierro no es capaz de esto en absoluto: el exceso de calor ingresa inmediatamente a la chimenea.

Entonces, con un aumento en el empuje en el horno, es posible lograr un aumento en la intensidad de la combustión del combustible y su transferencia de calor. Sin embargo, en este caso, la pérdida de calor aumenta significativamente. Si asegura la combustión lenta de la madera en la estufa, entonces su transferencia de calor será menor y la cantidad de monóxido de carbono será mayor.

Tenga en cuenta que la eficiencia de un generador de calor afecta directamente la eficiencia de la quema de madera. Entonces, una caldera de combustible sólido tiene una eficiencia del 80% y una estufa, solo el 40%, y su diseño y material son importantes.

La temperatura alcanzada en la primera etapa de combustión espontánea es significativamente más alta que el mismo indicador para el período de combustión sin llama de los productos de descomposición. En la etapa inicial, se forma una capa delgada de carbón solo en la superficie de la madera, y al principio no se quema, a pesar de que está en un estado al rojo vivo.

El hecho es que en esta etapa, casi todo el oxígeno se consume para mantener la llama y tiene acceso limitado a otros productos de combustión. El carbón comienza a descomponerse solo desde el momento en que la etapa de combustión ardiente se completa por completo.

La temperatura de ignición del material de madera, que garantiza el mantenimiento de una combustión estable, para la mayoría de las variedades es de 250 a 300 grados.

Un buen ejemplo de tal disposición son las vigas y el revestimiento del techo. Como resultado, su calentamiento mutuo es inevitable con un aumento simultáneo del empuje de aire en direcciones longitudinales.

Todo lo anterior obliga a los constructores a tomar medidas especiales para proteger las estructuras de madera de los efectos de los fuegos abiertos.

Temperatura del fuego en un fuego de leña

Para una buena llama, se necesita aire, durante la combustión, se produce una reacción química y se produce materia orgánica, contenido en la madera se convierte en vapor y dióxido de carbono, desprendiendo calor.

La leña preparada a partir de diferentes tipos de madera se quema de manera diferente. Algunos arden rápida y brillantemente, otros dejan mucha ceniza, y arden tediosamente y durante mucho tiempo, otros se queman durante mucho tiempo y sus carbones dan mucho calor.

La temperatura más alta la da la leña de haya y carpe, hasta mil grados centígrados. El álamo da la temperatura más baja, ni siquiera la mitad del calor de este último. El aliso, álamo temblón, pino, tilo, acacia, abeto, abedul, roble, alerce se quema más fuerte que el álamo.

La temperatura de combustión está influenciada no solo por la especie de madera, sino también por la disponibilidad de acceso al oxígeno, el diseño del horno. Por ejemplo, en una gran estufa de piedra, la leña se quema rápidamente, pero la estufa percibe su calor y puede dárselo al ambiente durante mucho tiempo. Por el contrario, una estufa pequeña: una estufa de barriga no retiene el calor y lo entrega inmediatamente a la habitación.

¿Qué es el proceso de combustión?

Una reacción isotérmica en la que se libera una cierta cantidad de energía térmica se llama combustión. Esta reacción pasa por varias etapas sucesivas.

En la primera etapa, la madera se calienta mediante una fuente de fuego externa hasta el punto de ignición. A medida que se calienta a 120-150 ℃, la madera se convierte en carbón vegetal, que es capaz de combustión espontánea.Al alcanzar una temperatura de 250-350 ℃, comienzan a desarrollarse gases inflamables; este proceso se llama pirólisis. Al mismo tiempo, la capa superior de madera arde sin llama, que se acompaña de humo blanco o marrón: estos son gases de pirólisis mezclados con vapor de agua.

En la segunda etapa, como resultado del calentamiento, los gases de pirólisis se encienden con una llama amarilla clara. Se extiende gradualmente por toda el área de la madera, sin dejar de calentar la madera.

La siguiente etapa se caracteriza por la ignición de la madera. Como regla general, para esto, debe calentarse a 450-620 ℃. Para que la madera se encienda, se necesita una fuente externa de calor, que será lo suficientemente intensa como para calentar rápidamente la madera y acelerar la reacción.

Además, factores como:

• tracción;
• contenido de humedad de la madera;
• sección y forma de la leña, así como su número en una sola pestaña;
• estructura de madera: la leña suelta se quema más rápido que la madera densa;
• ubicación del árbol en relación con el flujo de aire, horizontal o verticalmente.

Aclaremos algunos puntos. Dado que la madera húmeda, cuando se quema, primero evapora el exceso de líquido, se enciende y arde mucho peor que la madera seca. La forma también importa: los troncos acanalados y dentados se encienden con mayor facilidad y rapidez que los lisos y redondos.

El tiro en la chimenea debe ser suficiente para asegurar el flujo de oxígeno y disipar la energía térmica dentro de la cámara de combustión a todos los objetos en ella, pero no apagar el fuego.

La cuarta etapa de la reacción termoquímica es un proceso de combustión estable, que, después del estallido de los gases de pirólisis, cubre todo el combustible del horno. La combustión tiene lugar en dos fases: arder y arder con una llama.

En el proceso de combustión lenta, el carbón formado como resultado de las quemaduras de pirólisis, mientras que los gases se liberan con bastante lentitud y no pueden encenderse debido a su baja concentración. Los gases de condensación producen humo blanco a medida que se enfrían. Cuando la madera arde sin llama, el oxígeno fresco penetra gradualmente en el interior, lo que conduce a una mayor propagación de la reacción a todos los demás combustibles. La llama surge de la combustión de los gases de pirólisis, que se mueven verticalmente hacia la salida.

Mientras se mantenga la temperatura requerida dentro del horno, se suministre oxígeno y haya combustible sin quemar, el proceso de combustión continúa.

Si estas condiciones no se mantienen, la reacción termoquímica pasa a la etapa final: la atenuación.

Proceso de calentamiento

Calentar se denomina calentar una pieza de madera desde una fuente de calor separada a una temperatura suficiente para la ignición. 120-150 ° C es suficiente para que la madera comience a carbonizarse muy lentamente.

Posteriormente, el proceso continúa con la aparición del carbón. A una temperatura de 250-350 ° C, la madera, bajo la influencia de altos grados, comienza a descomponerse activamente en componentes.

Además, arde, pero aún no hay llama, y ​​comienza a aparecer humo blanco o marrón. Con un calentamiento adicional, el porcentaje de gases de pirólisis aumenta y se produce un destello, después de lo cual la madera se enciende.

Salida de calor de la madera

Además del poder calorífico, es decir, la cantidad de energía térmica liberada durante la combustión del combustible, también existe el concepto de producción de calor. Esta es la temperatura máxima en una estufa de leña que puede alcanzar una llama en el momento de la quema intensiva de leña. Este indicador también depende completamente de las características de la madera.

En particular, si la madera tiene una estructura suelta y porosa, se quema a temperaturas bastante bajas, formando una llama alta y brillante y da muy poco calor. Pero la madera densa, aunque arde mucho peor, incluso con una llama débil y baja, da una temperatura alta y una gran cantidad de energía térmica.

Temperatura de ignición de varias rocas.

Para obtener una imagen completa de los parámetros térmicos de la madera., es mejor conocer el calor específico de combustión de cada tipo de madera y tenga en cuenta su transferencia de calor. Este último se puede medir en una amplia variedad de cantidades, pero no es necesario depender completamente de los datos tabulares, ya que en realidad no es realista lograr las condiciones óptimas para la combustión. Sin embargo, la tabla de temperatura de leña te ayudará a no confundirte con la elección de la madera según sus propiedades.

Los valores dados en las diversas tablas para las temperaturas de combustión de diversas especies de madera son de naturaleza impecable y están destinados a representar la imagen completa, pero la temperatura práctica en el horno nunca alcanzará tales valores. Esto se puede explicar por 2 factores comunes y claros:

• no se alcanzará la temperatura más alta, porque no será posible secar completamente la leña en casa;
• la madera se utiliza con una amplia variedad de niveles de humedad.

Intensidad de la humedad y de la combustión

Si la madera fue talada recientemente, entonces contiene de 45 a 65% de humedad, dependiendo de la temporada y la especie. Con tal leña cruda, la temperatura de combustión en la chimenea será baja, ya que se gastará una gran cantidad de energía en la evaporación del agua. En consecuencia, la transferencia de calor de la madera en bruto será bastante baja.

Hay varias formas de lograr la temperatura óptima en la chimenea y liberar una cantidad suficiente de energía térmica para calentar:

• Queme el doble de combustible a la vez para calentar la casa o cocinar alimentos. Este enfoque está plagado de importantes costos de material y una mayor acumulación de hollín y condensado en las paredes de la chimenea y en los pasajes.
• Los troncos en bruto se aserran, se cortan en pequeños troncos y se colocan debajo de un dosel para que se sequen. Como regla general, la leña pierde hasta un 20% de humedad en 1-1,5 años.
• La leña se puede comprar ya bien seca. Aunque son algo más caras, la transferencia de calor desde ellas es mucho mayor.

Al mismo tiempo, la leña de abedul crudo tiene un poder calorífico bastante alto. Además, los troncos en bruto de carpe, fresno y otros tipos de madera con madera densa son adecuados para su uso.

Las principales etapas de la combustión de la madera.

La combustión de material de madera se puede representar como dos etapas sucesivas. En la primera etapa, los productos de descomposición se queman en forma gaseosa, lo que se acompaña de la formación de una llama brillante.

La segunda etapa de este proceso es la postcombustión sin llama del carbón formado en la etapa inicial.

La influencia decisiva en la resistencia al fuego de una estructura de madera (una casa particular, por ejemplo) la ejerce la primera de estas etapas, durante la cual se crean las condiciones óptimas para mantener la propagación de la combustión.

A pesar del tiempo limitado, este proceso va acompañado de la liberación de una cantidad significativa de calor.

Durante un tiempo, ambos procesos proceden casi simultáneamente, después de lo cual se detiene la liberación de gases y solo el carbón continúa ardiendo. En este caso, la velocidad a la que se quema la mayor parte del material de madera del edificio está determinada por los siguientes factores:

• peso volumétrico de toda la estructura;
• contenido de humedad del material de construcción original;
• temperatura ambiente;
• la relación entre los espacios libres y el volumen ocupado por la madera.

Un material de madera que tiene una estructura más densa (el roble, por ejemplo) se quema más lentamente que el mismo álamo temblón, lo que se explica por la diferencia en su conductividad térmica.

Cuando se enciende madera con un alto contenido de humedad, se gasta una cierta cantidad de calor en la evaporación de la humedad. Como resultado, se gasta menos energía térmica en la descomposición del material. Naturalmente, la madera seca, teniendo en cuenta todo lo anterior, se quema mucho más rápido.

Medidas de protección constructiva

Las medidas ignífugas en relación con la mayoría de las casas de madera y otros edificios cuentan con soluciones de diseño adecuadas, así como debido a su tratamiento con reactivos químicos especiales (retardadores de fuego).

La protección de este tipo se realiza aumentando la masa de los elementos individuales, con la excepción de los bordes puntiagudos y las partes que sobresalen fuertemente ("bordes afilados"), utilizando elementos de madera desprovistos de huecos.

También se utilizan materiales de aislamiento resistentes al calor, protección contra incendios de las superficies de estructuras de madera con revestimientos especiales. Los recubrimientos protectores se utilizan en forma de láminas en bruto de fibrocemento (yeso) y yeso de hasta 1,5 centímetros de espesor.

Además, para reducir el índice de inflamabilidad, el diseño reduce deliberadamente el número de estructuras con elementos de madera paralelos y huecos entre ellos.

Las medidas adicionales para contrarrestar la propagación del fuego requieren el cumplimiento de las normas para la formación de cortafuegos.

A esto se le puede sumar el desglose de edificios con tabiques especiales y la correspondiente disposición de aberturas de muros (ventanas y puertas) y cubiertas ignífugas. Todas estas medidas permiten fortalecer la estructura en términos de su capacidad para resistir la propagación del fuego.