Le processus de combustion ou de combustion du tabac: caractéristiques et inconvénients

Seuil de température pour brûler du bois de diverses essences

En fonction de la structure et de la densité du bois, ainsi que de la quantité et des caractéristiques des résines, la température de combustion du bois de chauffage, leur valeur calorifique ainsi que les propriétés de la flamme dépendent.
Si l'arbre est poreux, il brûlera très vivement et intensément, mais il ne donnera pas des températures de combustion élevées - l'indicateur maximum est de 500 ℃. Mais le bois plus dense, comme le charme, le frêne ou le hêtre, brûle à une température d'environ 1000 ℃. La température de combustion est légèrement inférieure pour le bouleau (environ 800 ℃), ainsi que pour le chêne et le mélèze (900 ℃). Si nous parlons d'espèces telles que l'épinette et le pin, elles s'allument à environ 620-630 ℃.

Performance de chauffage du bois de chauffage: tableau des principales essences

Compte tenu des différents types de bois, à la fin, vous pouvez remarquer certaines différences: certains brûlent très fort et parfaitement, alors qu'il y a une forte chaleur, tandis que d'autres couvent à peine, ne laissant presque pas de chaleur derrière eux. Le point ici n'est pas du tout dans leur sécheresse ou leur humidité, mais dans leur structure et composition, ainsi que dans la structure de l'arbre.

Cependant, il convient de prêter attention au fait qu'un arbre humide s'enflamme et brûle très gravement, alors qu'il reste une grande quantité de cendres, ce qui a un effet néfaste sur la cheminée, elles deviennent fortement obstruées.

La production de chaleur la plus élevée se trouve dans le chêne, le hêtre, le bouleau, le mélèze ou le charme, mais ces espèces sont les moins rentables et les plus chères. Par conséquent, ils sont très rarement utilisés, puis sous forme de copeaux ou de sciure de bois. Le transfert de chaleur le plus faible est celui du peuplier, de l'aulne et du tremble. Il y a un tableau montrant les principales roches et leur production de chaleur.

Tableau de certaines des principales roches et de leur transfert de chaleur:

• Frêne, hêtre - 87%;
• Charme - 85%;
• Chêne - 75, 70%;
• Mélèze - 72%;
• Bouleau - 68%;
• Sapin - 63%;
• Tilleul - 55%;
• Pin - 52%;
• Aspen - 51%;
• Peuplier - 39%.

Les conifères ont une température de combustion basse, il est donc préférable de les utiliser pour allumer un feu ouvert (feu). Cependant, le bois de pin s'enflamme très rapidement et est capable de brûler pendant longtemps, car il contient une énorme quantité de résines, de sorte que cette essence est capable de conserver la chaleur pendant longtemps. Mais néanmoins, il est préférable de ne pas utiliser d'essences de conifères pour le chauffage, car lorsqu'il brûle, il se forme beaucoup de gaz de combustion, qui se déposent sous forme de suie sur la cheminée et doivent être nettoyés, car ils s'encrassent rapidement.

Caractéristiques thermiques du bois

Les essences de bois diffèrent par la densité, la structure, la quantité et la composition des résines. Tous ces facteurs affectent la valeur calorifique du bois, la température à laquelle il brûle et les caractéristiques de la flamme.

Le bois de peuplier est poreux, ce bois de chauffage brûle vivement, mais l'indicateur de température maximale n'atteint que 500 degrés. Les essences de bois denses (hêtre, frêne, charme), lorsqu'elles sont brûlées, émettent plus de 1000 degrés de chaleur. Les indicateurs de bouleau sont légèrement inférieurs - environ 800 degrés. Le mélèze et le chêne flambent plus chaud, donnant jusqu'à 900 degrés Celsius. Le bois de chauffage du pin et de l'épinette brûle entre 620 et 630 degrés.

Le bois de chauffage de bouleau a le meilleur rapport efficacité thermique et coût - il est économiquement non rentable de chauffer avec des bois plus chers avec des températures de combustion élevées.

L'épinette, le sapin et le pin conviennent pour faire des incendies - ces conifères fournissent une chaleur relativement modérée. Mais il n'est pas recommandé d'utiliser un tel bois de chauffage dans une chaudière à combustible solide, dans un poêle ou une cheminée - ils n'émettent pas assez de chaleur pour chauffer efficacement la maison et cuire les aliments, brûler avec la formation d'une grande quantité de suie.

Le bois de chauffage de mauvaise qualité est considéré comme un combustible fabriqué à partir de tremble, de tilleul, de peuplier, de saule et d'aulne - le bois poreux émet peu de chaleur lorsqu'il brûle. L'aulne et certains autres types de bois «poussent» avec des charbons pendant la combustion, ce qui peut provoquer un incendie si le bois est utilisé pour allumer une cheminée à foyer ouvert.

Lors du choix, vous devez également faire attention au degré de teneur en humidité du bois - le bois de chauffage brut brûle plus mal et laisse plus de cendres.

Propriétés thermiques du bois

Différents types de bois produisent différentes quantités de chaleur. Par exemple, le bois sec et vieilli génère plus de chaleur que le bois fraîchement scié. Ceci est attribué au fait qu'à la réaction chimique initiale, toute la chaleur passe dans la vaporisation de l'eau de l'arbre. Moins il y a d'humidité dans le matériau, plus tôt la chaleur peut être obtenue. Les bois durs brûlent plus longtemps que les résineux et accentuent plus la chaleur. Certaines des espèces d'arbres les plus précieusesavec de bons paramètres thermiques sont:

Cependant, le bois de ces arbres est cher, pour cette raison, les déchets industriels et l'exploitation forestière sont utilisés comme combustible dans la plupart des cas.

Dans cette vidéo, vous saurez comment vérifier la teneur en humidité du bois de chauffage:

L'utilisation du bois en fonction de sa capacité thermique

Lors du choix d'un type de bois de chauffage, il convient de considérer le rapport entre le coût et la capacité thermique d'un bois particulier. Comme le montre la pratique, la meilleure option peut être considérée comme du bois de bouleau, dans lequel ces indicateurs sont le mieux équilibrés. Si vous achetez du bois de chauffage plus cher, les coûts seront moins efficaces.

Pour chauffer une maison avec une chaudière à combustible solide, il n'est pas recommandé d'utiliser des types de bois comme l'épinette, le pin ou le sapin. Le fait est que dans ce cas, la température de combustion du bois dans la chaudière ne sera pas assez élevée et beaucoup de suie s'accumule sur les cheminées.

De faibles valeurs d'efficacité thermique se retrouvent également dans le bois de chauffage d'aulne, de tremble, de tilleul et de peuplier en raison de sa structure poreuse. De plus, l'aulne et certains autres types de bois de chauffage sont parfois abattus avec des charbons pendant le processus de combustion. Dans le cas d'un four ouvert, de telles micro explosions peuvent provoquer des incendies.

Types de bois

Il existe plusieurs modèles qui déterminent la différence dans la combustion de différents types de bois. Tout d'abord, c'est la présence de résines - elles ajoutent sensiblement la valeur calorifique du bois de chauffage. Le bois tendre brûle plus facilement en raison de sa faible densité. Les roches lourdes entretiennent la combustion pendant longtemps.

Alors que la densité du bois varie considérablement d'une espèce à l'autre, leur valeur calorifique par unité de masse est presque la même (à l'exception des résineux résineux). Quels que soient les types d'arbres utilisés pour le bois de chauffage, l'humidité est le principal facteur affectant à la fois le processus de combustion et le résultat thermique.

La connaissance des différents types de bois vous permet d'obtenir une combustion confortable avec moins de consommation de bois de chauffage

Une liste des caractéristiques de certaines essences de bois:

• acacia - brûle lentement et donne beaucoup de chaleur, sèche rapidement, émet un crépitement caractéristique dans la cheminée;
• Bouleau - brûle rapidement, s'enflamme facilement même lorsqu'il est mouillé, donne un feu uniforme et stable;
• hêtre - carburant riche en calories, laisse peu de cendres;
• chêne - pouvoir calorifique élevé, dégage une odeur agréable lors de la combustion, sèche très longtemps;
• peuplier - faible chaleur de combustion;
• arbres fruitiers - brûler lentement et uniformément;
• conifères - fumée parfumée, peut tirer du goudron, former beaucoup de suie.

Connaître les bases de la manipulation du bois comme combustible vous permet de brûler confortablement avec moins de bois de chauffage.

Il est seulement important de ne pas oublier l'essentiel: une flamme nue incontrôlée peut être très dangereuse pour les êtres vivants. En plus des brûlures causées par les flammes et les braises, le feu peut apporter incomparablement plus de désastre lorsqu'il se transforme en feu.

Température de combustion et transfert de chaleur

Il existe une relation directe entre la température du bois brûlé dans le poêle et le transfert de chaleur - plus la flamme est chaude, plus elle émet de chaleur dans la pièce. La quantité de chaleur générée est influencée par diverses caractéristiques de l'arbre. Les valeurs calculées se trouvent dans la littérature de référence.

Il est à noter que tous les indicateurs standards ont été calculés dans des conditions idéales:

• le bois est bien séché;
• le four est fermé;
• l'oxygène est fourni en portions dosées avec précision pour maintenir le processus de combustion.

Naturellement, il est impossible de créer de telles conditions dans un poêle domestique, donc moins de chaleur sera dégagée que les calculs le montrent. Par conséquent, les normes ne seront utiles que pour déterminer la dynamique globale et la comparaison des caractéristiques.

La mesure de la température de combustion du bois dans la cheminée ne peut être effectuée qu'avec un pyromètre - aucun autre appareil de mesure ne convient pour cela.

Si vous ne disposez pas d'un tel appareil, vous pouvez déterminer visuellement les indicateurs approximatifs en fonction de la couleur de la flamme. Par exemple, une flamme à basse température a une couleur rouge foncé. Une lumière jaune indique une température trop élevée obtenue en augmentant le tirage, mais dans ce cas, plus de chaleur s'évapore immédiatement à travers la cheminée. Pour un poêle ou une cheminée, la température de combustion la plus appropriée est à laquelle la couleur de la flamme sera jaune, comme, par exemple, avec du bois de bouleau sec.

Les poêles modernes et les chaudières à combustible solide, ainsi que les cheminées de type fermé, sont équipés d'un système de contrôle de l'alimentation en air pour régler le transfert de chaleur et l'intensité de la combustion.

La température de combustion du bois détermine les taux de transfert de chaleur du combustible - plus elle est élevée, plus l'énergie calorifique est libérée lors de la combustion du bois de chauffage. Dans ce cas, le pouvoir calorifique spécifique du combustible dépend des caractéristiques du bois.

Les indicateurs de transfert de chaleur dans le tableau sont indiqués pour le bois de chauffage brûlé dans des conditions idéales:

• teneur minimale en humidité du carburant;
• la combustion a lieu dans un volume fermé;
• l'alimentation en oxygène est dosée - la quantité nécessaire à la combustion complète est fournie.

Il est logique de se concentrer sur les valeurs tabulaires de la valeur calorifique uniquement pour comparer différents types de bois de chauffage les uns avec les autres - dans des conditions réelles, le transfert de chaleur du combustible sera sensiblement plus faible.

Qu'est-ce que la combustion

La combustion est un phénomène isotherme, c'est-à-dire une réaction avec le dégagement de chaleur.

1. Réchauffement. Le morceau de bois doit être chauffé avec une source de feu externe à la température d'inflammation. Lorsqu'il est chauffé à 120-150 degrés, le bois commence à carboniser et du charbon se forme, capable de combustion spontanée. Lorsqu'il est chauffé à 250-350 degrés, le processus de décomposition thermique en composants gazeux (pyrolyse) commence.

2. Combustion des gaz de pyrolyse. Un chauffage supplémentaire conduit à une décomposition thermique accrue et les gaz de pyrolyse concentrés s'enflamment. Après l'épidémie, l'allumage commence progressivement à couvrir toute la zone de chauffage. Cela produit une flamme jaune clair stable.

3. Allumage. Un chauffage supplémentaire enflammera le bois. La température d'inflammation dans des conditions naturelles varie de 450 à 620 degrés. Le bois s'enflamme sous l'influence d'une source externe d'énergie thermique, qui fournit le chauffage nécessaire à une forte accélération de la réaction thermochimique.

L'inflammabilité du bois de feu dépend d'un certain nombre de facteurs:

• poids volumétrique, forme et section d'un élément en bois;
• le degré d'humidité du bois;
• force de traction;
• l'emplacement de l'objet à allumer par rapport au flux d'air (vertical ou horizontal);
• densité du bois (les matériaux poreux s'enflamment plus facilement et plus rapidement que les matériaux denses, par exemple, il est plus facile d'allumer le bois d'aulne que le chêne).

Pour l'allumage, une bonne traction, mais pas excessive, est nécessaire - un apport suffisant en oxygène et une dissipation minimale de l'énergie thermique de combustion sont nécessaires - il est nécessaire de réchauffer les sections de bois adjacentes.

4. Combustion.Dans des conditions proches de l'optimum, le déclenchement initial des gaz de pyrolyse ne s'estompe pas, dès l'allumage le processus se transforme en combustion stable avec une couverture progressive de tout le volume de carburant. La combustion est divisée en deux phases - combustion couvante et enflammée.

La combustion lente implique la combustion du charbon, un produit solide du processus de pyrolyse. Le dégagement de gaz inflammables est lent et ils ne s'enflamment pas en raison d'une concentration insuffisante. Les substances gazeuses, lorsqu'elles sont refroidies, se condensent, formant une fumée blanche caractéristique. Au cours du processus de combustion, l'air pénètre profondément dans le bois, ce qui élargit la zone de couverture. La combustion de la flamme est assurée par la combustion des gaz de pyrolyse, les gaz chauds se déplaçant vers l'extérieur.

La combustion est maintenue tant qu'il existe des conditions d'incendie - présence de carburant non brûlé, alimentation en oxygène, maintien du niveau de température requis.

5. Atténuation. Si l'une des conditions n'est pas remplie, le processus de combustion s'arrête et la flamme s'éteint.

Pour connaître la température de combustion du bois, utilisez un appareil spécial appelé pyromètre. D'autres types de thermomètres ne conviennent pas à cet effet.

Il existe des recommandations pour déterminer la température de combustion du bois de chauffage par la couleur de la flamme. Les flammes rouge foncé indiquent une combustion à basse température, les flammes blanches indiquent des températures élevées dues à un tirage accru, dans lequel la majeure partie de l'énergie thermique entre dans la cheminée. La couleur optimale de la flamme est le jaune, c'est ainsi que le bouleau sec brûle.

Dans les chaudières et poêles à combustible solide, ainsi que dans les foyers fermés, il est possible d'ajuster le débit d'air dans la chambre de combustion en ajustant l'intensité du processus de combustion et le transfert de chaleur.

La valeur calorifique indique la quantité d'énergie thermique libérée lors de la combustion du bois de chauffage. Mais le combustible solide a une autre caractéristique, dont la connaissance peut être utile dans la pratique: la production de chaleur. C'est le niveau de température maximum qui peut être atteint lors de la combustion du bois et dépend des propriétés du bois.

Le bois de faible densité brûle avec une flamme légère et élevée et émet en même temps une quantité de chaleur relativement faible; le bois de chauffage dense se caractérise par une production de chaleur accrue à faible flamme.

Combustion complète et incomplète: ce qui se dégage lorsque le bois brûle

Non seulement le bois peut brûler, mais aussi ses produits (panneaux de particules, panneaux de fibres de bois, MDF), ainsi que le métal. Cependant, la température de combustion est différente pour tous les produits. Par exemple: la température de combustion de l'acier est de 2000 degrés, du papier d'aluminium - 350, et le bois commence à s'enflammer déjà à 120-150.

La combustion du bois produit finalement de la fumée, dont le solide est de la suie. Toute la composition des produits de combustion dépend entièrement des constituants de l'arbre. Le bois est principalement composé des constituants les plus importants: l'hydrogène, l'azote, l'oxygène et le carbone.

Si 1 kg de bois est brûlé, les produits de la combustion à l'état gazeux seront libérés entre 7,5 et 8,0 mètres cubes. À l'avenir, ils ne sont plus capables de brûler, à l'exception du monoxyde de carbone.

Produits de combustion du bois:

• Azote;
• Monoxyde de carbone;
• Gaz carbonique;
• Vapeur d'eau;
• Le dioxyde de soufre.

La gravure du personnage peut être complète ou incomplète. Mais les deux se produisent avec la formation de fumée. En cas de combustion incomplète, certains produits de combustion peuvent encore brûler plus tard (suie, monoxyde de carbone, hydrocarbures). Mais s'il y avait une combustion complète, les produits qui se sont formés à l'avenir ne sont pas capables de brûler (gaz sulfureux et dioxyde de carbone, vapeur d'eau).

Le risque d'incendie du bois est déterminé par les lois de sa décomposition thermique sous l'influence des flux de chaleur externes, qui commencent à une température de 110 ° C.Un chauffage supplémentaire s'accompagne de l'élimination de l'humidité libre et liée du bois. Ce processus se termine à une température de 180 ° C, après quoi la décomposition des composants les moins résistants à la chaleur commence par le dégagement de CO 2 et de H 2 O. À une température de ~ 250 ° C, la pyrolyse du bois se produit avec la libération de produits gazeux: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. Le mélange gazeux dégagé est inflammable et peut s'enflammer à partir d'une source d'inflammation. À des températures plus élevées, la décomposition thermique du bois est accélérée. La majeure partie des gaz combustibles, contenant jusqu'à 25% d'hydrogène et jusqu'à 40% d'hydrocarbures combustibles, est libérée dans la plage de température de 350 à 450 ° C.

L'un des facteurs importants qui déterminent le risque d'incendie du bois est sa capacité à s'enflammer et à propager la combustion lorsqu'il est chauffé à l'air.

Le bois brûlant se produit sous forme de combustion ardente et de combustion lente. Dans des conditions d'incendie, la principale quantité de chaleur est libérée pendant la période de combustion enflammée (jusqu'à 60%) et ~ 40% - pendant la période de décomposition.

Les indicateurs de risque d'incendie pour certains types de bois sont présentés dans le tableau 4.

Tableau 4 - Indicateurs de risque d'incendie de divers types de bois

Les indicateurs de température du risque d'incendie du bois - la température d'inflammation et d'auto-inflammation - sont déterminés par les lois de sa décomposition thermique. Les valeurs de ces indicateurs pour différents types de bois, comme le montre le tableau 2, se situent dans une plage de température assez étroite.

Le bois sec de toutes les essences est un matériau hautement inflammable (B3) hautement combustible (G4) avec une capacité élevée de génération de fumée (D3). Selon la toxicité des produits de combustion, le bois appartient au groupe des matières hautement dangereuses (T3). La vitesse linéaire de propagation de la flamme sur la surface est de 1 à 10 mm / s. Cette vitesse dépend de manière significative d'un certain nombre de facteurs: l'essence du bois, sa teneur en humidité, la valeur du flux thermique décroissant, l'orientation de la surface de combustion. Le taux de combustion lente n'est pas non plus une valeur constante - pour différents types de bois, il varie de 0,6 à 1,0 mm / min.

Dans la construction, les matériaux de finition à base de bois sont largement utilisés: panneaux de particules, panneaux de fibres de bois, panneaux de bois, lattes, contreplaqué. Tous ces matériaux sont inflammables. Panneaux modifiés, lattes, contreplaqué. Tous ces matériaux sont inflammables. La modification du bois avec des polymères, en règle générale, augmente son risque d'incendie.

Le tableau 5 présente les caractéristiques d'inflammabilité de certains matériaux de construction à base de bois.

Tableau 5 - Inflammabilité des matériaux en bois

La flamme se propage sur la surface du bois

Des études expérimentales de propagation de la flamme à la surface des matériaux en bois utilisant différentes méthodes d'essai ont montré que non seulement les conditions d'exposition à la chaleur externe, mais aussi le type de bois affectent les caractéristiques de propagation de la flamme.

L'influence des essences de bois peut être retracée dans une certaine mesure en considérant les valeurs de ce que l'on appelle l'indice de propagation des flammes (FLI).

L'IRP selon GOST 12.1.044-89 est un indicateur complexe, car lors de son calcul, en plus de la vitesse de propagation de la flamme dans des sections individuelles de la surface de l'échantillon et de la distance de propagation limite, il utilise également des données sur la température maximale des gaz d'échappement. les gaz de combustion et le temps de l'atteindre. Les matériaux avec IRP≤20 sont appelés flamme à propagation lente, avec IRP˃20 - à flamme à propagation rapide. Tous les types de bois appartiennent à ce dernier groupe de matériaux. Leur indice dépasse 55.

Le tableau 4 montre les valeurs IRI pour des échantillons de bois non traités d'une épaisseur de 19 à 25 mm.

Bien que la plupart des types de bois appartiennent à la 3ème classe, la plus dangereuse, en termes de capacité à propager une flamme sur la surface des structures de plafond lors d'un incendie, certaines espèces de conifères, comme suit du tableau 6, ont des valeurs inférieures de l'IRI et appartiennent à la 2e classe.

Tableau 6 - Valeur IRP et classe en fonction de la capacité à propager la flamme

Une augmentation du flux de chaleur à la surface du bois entraîne une augmentation significative de la vitesse de propagation de la flamme. La fin du processus est possible si le flux de chaleur de sa propre flamme devient moins que critique pour un matériau donné.

Des essais de matériaux de finition à base de bois dans des conditions simulant le développement d'un feu réel ont montré des taux de propagation de la flamme assez élevés le long de ceux-ci (tableau 7).

Tableau 7 - Vitesse de propagation de la flamme sur les revêtements à base de bois

Capacité de génération de fumée et toxicité des produits de combustion du bois

Le rejet de fumées toxiques est le principal risque d'incendie. Elle se manifeste par l'effet toxique et irritant des produits de combustion, ainsi que par la détérioration de la visibilité dans un environnement enfumé. La visibilité réduite rend difficile l'évacuation des personnes de la zone de danger, ce qui, à son tour, augmente le risque d'empoisonnement par les produits de combustion. La situation en cas d'incendie est encore compliquée par le fait que les gaz de combustion se propagent rapidement dans l'espace et pénètrent dans des pièces éloignées de la source de l'incendie. La concentration de fumée émise et sa nature dépendent des caractéristiques structurelles et de la composition chimique du matériau combustible, des conditions de combustion.

Plus de 200 composés - produits de combustion incomplète - ont été trouvés dans les gaz de combustion formés lors de la combustion du bois. La valeur maximale de la densité optique lors de la combustion de chacun des types de bois dépend de manière complexe de la densité du flux thermique externe. Le coefficient de production de fumée lors de la décomposition et de la combustion couvante de différents types de bois dépend de la densité du flux de chaleur externe (Figure 14).

1 - épicéa; 2 - pin près de Moscou; 3 - pin thongkaribe; 4 - ilim karagach; 5 - acacia keolai; 6 - châtaigne; 7 - acacia; 8- bacdan d'eucalyptus.

Figure 14 - Caractéristiques de la génération de fumée.

Un caractère extrême similaire des courbes de dépendance de l'indice de toxicité des produits de combustion du bois sur la densité du flux de chaleur externe (figure 15). Dans le mode de combustion à combustion lente du bois d'épicéa, le rendement en CO est 70 à 240 fois plus élevé que le rendement en CO lors de la combustion à la flamme.

En mode de combustion lente dans la plage de température 450-550 ° C, tous les types de bois se manifestent comme hautement dangereux en termes de toxicité des produits de combustion et appartiennent au groupe T3. Avec une augmentation de l'intensité de l'effet thermique jusqu'à 60-65 kW / m2 (ce qui correspond à une température de 700-750) С), en fonction de la toxicité des produits de combustion, le bois de différents types passe dans le groupe des modérément matières dangereuses T2.

1- tilleul; 2 - bouleau; 3 - ilim karagach; 4 - chêne; 5 - tremble; 6 - pin; 7 - épicéa.

Figure 15 - Toxicité des produits de combustion à partir de la température d'exposition à la chaleur.

Lorsque le bois brûle, une formation de fumée assez intense se produit. La plus grande quantité de fumée est émise lors de la combustion de matériaux en bois en mode de combustion lente (tableau 8).

Tableau 8 - Capacité de génération de fumée des matériaux en bois lorsqu'ils sont testés en mode de combustion lente

4 Mesures de sécurité incendie dans la construction de bâtiments en bois

La température de combustion du bois a déjà été brièvement mentionnée dans notre publication sur "", et aujourd'hui nous nous pencherons sur cette question.

Nous sommes tous habitués à croire que le carburant lui-même brûle. Et bien que la combustion soit impossible sans elle, en fait le gaz libéré par le carburant lors de la combustion s'enflamme.Certes, pour que le bois commence à émettre une quantité suffisante de ce gaz pour l'allumage, il a besoin d'une température élevée. Et cette température est différente pour différents types de bois et pour différentes conditions. La structure, la densité, l'humidité et d'autres caractéristiques affectent la vitesse et la quantité de gaz libérés, car certains types de bois s'enflamment rapidement, donnent beaucoup de chaleur et de lumière, tandis que d'autres sont très difficiles à enflammer et émettent beaucoup moins de chaleur que nous voudrions. Cela devient très important lorsque, et surtout lors du choix des matériaux pour le bois d'allumage. Le tableau ci-dessous montre les températures de combustion de certaines essences de bois courantes.

En toute honnêteté, il convient de noter que les degrés Celsius indiqués dans le tableau sont donnés pour des conditions idéales (espace clos, bois sec utilisé et alimentation en oxygène contrôlée dans des volumes optimaux pour la combustion), qui ne sont atteintes que dans les chaudières, mais pas dans un incendie. fait au milieu de la clairière. Mais, malgré cela, à titre indicatif, les données du tableau sont tout à fait appropriées.

Plus la température de combustion de votre espèce d'arbre choisie est élevée, plus elle devra absorber de chaleur avant que des gaz inflammables ne commencent à se dégager de celle-ci.

Pour l'allumage, il est préférable d'utiliser des roches à basse température de combustion et des roches à haute température comme bois de chauffage principal. Sinon, vous risquez de rencontrer deux types de problèmes:

• La température de combustion du bois sélectionné est supérieure à la température générée par le vôtre. Pour cette raison, le carburant ne s'enflammera tout simplement pas ou nécessitera un traitement, une préparation et une préparation supplémentaires.
• La température de combustion du bois sélectionné est basse et, par conséquent, une chaleur insuffisante est générée. Pour cette raison, vous devrez peut-être changer d'essence lorsque vous brûlez du combustible ou plus de bois.

À partir des données du tableau, nous pouvons conclure que la température de combustion du peuplier en fait un bon bois d'allumage, car il commencera à brûler activement déjà à 468 degrés Celsius, alors que, par exemple, le pin devra être réchauffé à 624 degrés. S'il n'y a rien à portée de main sauf le chêne, alors pour l'allumer, vous devrez beaucoup transpirer pour augmenter la température de combustion à 840-900 degrés, et ensuite seulement ajouter des bûches de chêne. La basse température de combustion fait du peuplier un bon bois d'allumage, mais il vaut mieux ne pas l'utiliser comme combustible principal en raison de sa faible puissance calorifique, indiquée dans la deuxième colonne du tableau. Pour ce rôle, le pin, le bouleau ou le même chêne sont bien mieux adaptés. Ces roches produisent plus de gaz, donc plus de lumière et de chaleur.

Je ne vois pas l'intérêt de se souvenir des valeurs de toutes les colonnes du tableau. il est beaucoup plus facile de l'utiliser comme guide pour construire vos propres cartes d'espèces d'arbres, en tenant compte des particularités de la flore de votre région. Une séquence simple comme «d'abord on brûle du rock X, puis on passe au rock Y» en trois ou quatre étapes est beaucoup plus facile à retenir et à utiliser sur le terrain. Si vous n'avez pas le choix sur le terrain, et que vous n'avez qu'un seul type de bois à portée de main, vous devrez travailler avec, mais s'il y a encore un choix, il vaut mieux le faire consciemment et délibérément. Et bien que la température de combustion indiquée dans le tableau ne soit caractéristique que pour des conditions idéales, en parlant d'eux, il convient également de mentionner deux facteurs qui affectent directement la température de combustion: l'humidité et la zone de contact.

Facteurs affectant la température de combustion

La température de combustion du bois dans le poêle ne dépend pas seulement du type de bois. Les facteurs importants sont également la teneur en humidité du bois et la force de traction, qui est due à la conception de l'unité de chauffage.

Influence de l'humidité

Dans le bois fraîchement coupé, la teneur en humidité atteint en moyenne 45 à 65% - environ 55%.La température de combustion de ce bois de chauffage n'atteindra pas les valeurs maximales, car l'énergie thermique ira pour évaporer l'humidité. En conséquence, le transfert de chaleur du carburant est réduit.

Afin de dégager la quantité de chaleur requise lors de la combustion du bois, trois moyens sont utilisés:

• presque deux fois plus de bois de chauffage fraîchement coupé est utilisé pour chauffer les pièces et la cuisine (cela se traduit par une augmentation des coûts de carburant et la nécessité d'un entretien fréquent de la cheminée et des conduits de gaz, dans lesquels une grande quantité de suie se déposera);
• le bois de chauffage fraîchement coupé est pré-séché (les bûches sont sciées, divisées en bûches, qui sont empilées sous un auvent - il faut 1 à 1,5 an pour un séchage naturel jusqu'à 20% d'humidité);
• du bois de chauffage sec est acheté (les coûts financiers sont compensés par le transfert de chaleur élevé du combustible).

Le pouvoir calorifique du bois de chauffage de bouleau fraîchement coupé est assez élevé. Le combustible provenant de cendres fraîchement coupées, de charme et d'autres bois durs peut également être utilisé.

En limitant l'apport d'oxygène au four, nous abaissons la température de combustion du bois et réduisons le transfert de chaleur du combustible. La durée de la combustion de l'insert de combustible peut être augmentée en fermant le registre de la chaudière ou du poêle, mais l'économie de carburant se transforme en une faible efficacité de combustion en raison de conditions non optimales.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (chaleur)

Le carbone et l'hydrogène sont brûlés lorsque l'oxygène est fourni (côté gauche de l'équation), ce qui entraîne de la chaleur, de l'eau et du dioxyde de carbone (côté droit de l'équation).

Pour que le bois sec brûle à la température maximale, le volume d'air qui entre dans la chambre de combustion doit atteindre 130% du volume requis pour le processus de combustion. Lorsque le flux d'air est coupé par les amortisseurs, une grande quantité de monoxyde de carbone se forme, et la raison en est un manque d'oxygène. Le monoxyde de carbone (carbone non brûlé) entre dans la cheminée, tandis que la température dans la chambre de combustion baisse et que le transfert de chaleur du bois diminue.

Une approche économique lors de l'utilisation d'une chaudière à combustible solide sur bois consiste à installer un accumulateur de chaleur, qui stockera l'excès de chaleur généré lors de la combustion du combustible dans le mode optimal, avec une bonne traction.

Avec les poêles à bois, vous ne pouvez pas économiser de carburant de cette manière, car ils chauffent directement l'air. Le corps d'un poêle en brique massif est capable d'accumuler une part relativement petite d'énergie thermique, tandis que dans les poêles métalliques, l'excès de chaleur va directement dans la cheminée.

Si vous ouvrez le ventilateur et augmentez la poussée dans le four, l'intensité de la combustion et le transfert de chaleur du combustible augmenteront, mais la perte de chaleur augmentera également. Avec une combustion lente du bois, la quantité de monoxyde de carbone augmente et le transfert de chaleur diminue.

Si une quantité insuffisante d'oxygène pénètre dans le four, l'intensité et la température de la combustion du bois diminuent et, en même temps, son transfert de chaleur diminue. Certaines personnes préfèrent couvrir le ventilateur dans le poêle afin de prolonger la durée de combustion d'un signet, mais en conséquence, le carburant brûle avec une efficacité moindre.

Si du bois de chauffage est brûlé dans une cheminée à foyer ouvert, l'oxygène s'écoule librement dans la chambre de combustion. Dans ce cas, le tirage dépend principalement des caractéristiques de la cheminée.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (énergie thermique).

Cela signifie que lorsque l'oxygène est disponible, la combustion d'hydrogène et de carbone se produit, ce qui se traduit par de l'énergie thermique, de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone.

Pour la température de combustion maximale du combustible sec, environ 130% de l'oxygène nécessaire à la combustion doit entrer dans le four.Lorsque les volets d'entrée sont fermés, un excès de monoxyde de carbone est généré en raison du manque d'oxygène. Un tel carbone imbrûlé s'échappe dans la cheminée, mais à l'intérieur du four, la température de combustion baisse et le transfert de chaleur du combustible diminue.

Les chaudières à combustible solide modernes sont très souvent équipées d'accumulateurs de chaleur spéciaux. Ces dispositifs accumulent une quantité excessive d'énergie thermique générée lors de la combustion du carburant, à condition qu'il y ait une bonne traction et un rendement élevé. De cette façon, vous pouvez économiser du carburant.

Dans le cas des poêles à bois, il n'y a pas tellement de possibilités d'économiser du bois de chauffage, car ils libèrent immédiatement de la chaleur dans l'air. Le poêle lui-même est capable de ne retenir qu'une petite quantité de chaleur, mais le poêle en fer n'est pas du tout capable de le faire - l'excès de chaleur qui en découle va immédiatement dans la cheminée.

Ainsi, avec une augmentation de la poussée dans le four, il est possible d'obtenir une augmentation de l'intensité de la combustion du combustible et de son transfert de chaleur. Cependant, dans ce cas, la perte de chaleur augmente considérablement. Si vous assurez une combustion lente du bois dans le poêle, leur transfert de chaleur sera moindre et la quantité de monoxyde de carbone sera plus élevée.

Veuillez noter que l'efficacité d'un générateur de chaleur affecte directement l'efficacité de la combustion du bois. Ainsi, une chaudière à combustible solide offre une efficacité de 80% et un poêle - seulement 40%, et sa conception et son matériau comptent.

La température atteinte au premier stade de la combustion spontanée est significativement plus élevée que le même indicateur de la période sans flamme de combustion des produits de décomposition. Au stade initial, une fine couche de charbon se forme uniquement à la surface du bois et au début, elle ne brûle pas, malgré le fait qu'elle soit à l'état rouge.

Le fait est qu'à ce stade, presque tout l'oxygène est consommé pour maintenir la flamme et a un accès limité aux autres produits de combustion. Le charbon ne commence à se décomposer qu'à partir du moment où l'étape de la combustion ardente est complètement terminée.

La température d'inflammation du matériau en bois, qui assure le maintien d'une combustion stable, pour la plupart des variétés est de 250 à 300 degrés.

Les chevrons et le revêtement de toit sont un bon exemple d'un tel agencement. En conséquence, leur échauffement mutuel est inévitable avec une augmentation simultanée de la poussée d'air dans les directions longitudinales.

Tout ce qui précède oblige les constructeurs à prendre des mesures spéciales pour protéger les structures en bois des effets des feux à ciel ouvert.

Température du feu dans un feu de bois

Pour une bonne flamme, il faut de l'air, lors de la combustion, une réaction chimique et des matières organiques se produisent, contenu dans le bois est converti en vapeur et en dioxyde de carbone, dégageant de la chaleur.

Le bois de chauffage préparé à partir de différents types de bois brûle différemment. Certains brûlent rapidement et brillamment, d'autres laissent beaucoup de cendres et brûlent fastidieusement et pendant longtemps, d'autres brûlent pendant longtemps et leurs charbons donnent beaucoup de chaleur.

La température la plus élevée est donnée par le bois de hêtre et de charme - jusqu'à mille degrés Celsius. Le peuplier donne la température la plus basse, pas même la moitié de la chaleur de ce dernier. L'aulne, le tremble, le pin, le tilleul, l'acacia, le sapin, le bouleau, le chêne, le mélèze brûlent plus fort que le peuplier.

La température de combustion est influencée non seulement par les essences de bois, mais aussi par la disponibilité de l'accès à l'oxygène, la conception du four. Par exemple, dans un grand poêle en pierre, le bois de chauffage brûle rapidement, mais le poêle perçoit sa chaleur et peut la transmettre à l'environnement pendant longtemps. Au contraire, un petit poêle - un poêle à souder ne retient pas la chaleur, la donnant immédiatement à la pièce.

Quel est le processus de combustion

Une réaction isotherme dans laquelle une certaine quantité d'énergie thermique est libérée est appelée combustion. Cette réaction passe par plusieurs étapes successives.

Dans la première étape, le bois est chauffé par une source de feu externe jusqu'au point d'allumage. En chauffant jusqu'à 120-150 ℃, le bois se transforme en charbon de bois, qui est capable de combustion spontanée.En atteignant une température de 250-350 ℃, des gaz inflammables commencent à se dégager - ce processus est appelé pyrolyse. Dans le même temps, la couche supérieure du bois couve, qui s'accompagne de fumée blanche ou brune - ce sont des gaz de pyrolyse mélangés avec de la vapeur d'eau.

Au deuxième stade, à la suite du chauffage, les gaz de pyrolyse s'allument avec une flamme jaune clair. Il se propage progressivement sur toute la surface du bois, continuant à chauffer le bois.

L'étape suivante est caractérisée par l'allumage du bois. En règle générale, pour cela, il doit se réchauffer à 450-620 ℃. Pour que le bois s'enflamme, une source de chaleur externe est nécessaire, qui sera suffisamment intense pour chauffer rapidement le bois et accélérer la réaction.

En outre, des facteurs tels que:

• traction;
• teneur en humidité du bois;
• section et forme du bois de chauffage, ainsi que leur numéro dans un onglet;
• structure en bois - le bois de chauffage en vrac brûle plus rapidement que le bois dense;
• placement de l'arbre par rapport au flux d'air - horizontalement ou verticalement.

Clarifions certains points. Puisque le bois humide, lors de la combustion, évapore tout d'abord l'excès de liquide, il s'enflamme et brûle beaucoup plus que le bois sec. La forme compte également - les bûches nervurées et dentelées s'enflamment plus facilement et plus rapidement que les bûches lisses et rondes.

Le tirage dans la cheminée doit être suffisant pour assurer le flux d'oxygène et dissiper l'énergie thermique à l'intérieur de la chambre de combustion vers tous les objets qui s'y trouvent, mais pas pour éteindre le feu.

La quatrième étape de la réaction thermochimique est un processus de combustion stable, qui, après le déclenchement des gaz de pyrolyse, couvre tout le combustible dans le four. La combustion se déroule en deux phases: combustion et combustion avec une flamme.

Dans le processus de combustion lente, le charbon formé à la suite de la pyrolyse brûle, tandis que les gaz sont libérés assez lentement et ne peuvent pas s'enflammer en raison de leur faible concentration. Les gaz de condensation produisent de la fumée blanche en refroidissant. Lorsque le bois couve, de l'oxygène frais pénètre progressivement à l'intérieur, ce qui conduit à une propagation supplémentaire de la réaction à tous les autres combustibles. La flamme provient de la combustion des gaz de pyrolyse, qui se déplacent verticalement vers la sortie.

Tant que la température requise est maintenue à l'intérieur du four, l'oxygène est fourni et il y a du combustible non brûlé, le processus de combustion se poursuit.

Si ces conditions ne sont pas maintenues, la réaction thermochimique passe à l'étape finale - l'atténuation.

Processus de réchauffement

Le chauffage est appelé chauffer un morceau de bois à partir d'une source de chaleur séparée à une température suffisante pour l'inflammation. 120-150 ° C suffisent pour que le bois commence à carboniser très lentement.

Plus tard, le processus se poursuit avec l'apparition du charbon. À une température de 250 à 350 ° C, le bois, sous l'influence de degrés élevés, commence activement à se décomposer en composants.

De plus, il couve, mais il n'y a pas encore de flamme et une fumée blanche ou brune commence à apparaître. Avec un chauffage supplémentaire, le pourcentage de gaz de pyrolyse augmente et un flash se produit, après quoi le bois s'enflamme.

Production de chaleur du bois

Outre la valeur calorifique, c'est-à-dire la quantité d'énergie thermique libérée lors de la combustion du carburant, il existe également le concept de production de chaleur. Il s'agit de la température maximale dans un poêle à bois qu'une flamme peut atteindre lors d'une combustion intensive du bois. Cet indicateur dépend également entièrement des caractéristiques du bois.

En particulier, si le bois a une structure lâche et poreuse, il brûle à des températures plutôt basses, formant une flamme vive et élevée, et donne assez peu de chaleur. Mais le bois dense, bien qu'il s'enflamme bien pire, même avec une flamme faible et faible donne une température élevée et une grande quantité d'énergie thermique.

Température d'inflammation de diverses roches

Pour obtenir une image complète des paramètres thermiques du bois, il vaut mieux connaître la chaleur de combustion spécifique de chaque type de bois et soyez conscient de leur transfert de chaleur. Ce dernier peut être mesuré dans une grande variété de quantités, mais il n'est pas nécessaire de se fier entièrement à des données tabulaires, car en réalité il est irréaliste d'obtenir des conditions optimales de combustion. Cependant, le tableau des températures de combustion du bois vous aidera à ne pas vous tromper sur le choix du bois en fonction de ses propriétés.

Les valeurs données dans les différents tableaux pour les températures de combustion de diverses essences de bois sont de nature irréprochable et sont destinées à représenter une vue d'ensemble, mais la température pratique dans le four n'atteindra jamais de telles valeurs. Cela peut s'expliquer par 2 facteurs communs et clairs:

• la température la plus élevée ne sera pas atteinte, car il ne sera pas possible de sécher complètement le bois de chauffage à la maison;
• le bois est utilisé avec une grande variété de niveaux d'humidité.

Humidité et intensité de la combustion

Si le bois a été abattu récemment, il contient de 45 à 65% d'humidité, selon la saison et l'essence. Avec un tel bois de chauffage brut, la température de combustion dans la cheminée sera basse, car une grande quantité d'énergie sera dépensée pour l'évaporation de l'eau. Par conséquent, le transfert de chaleur du bois de chauffage brut sera assez faible.

Il existe plusieurs façons d'atteindre la température optimale dans le foyer et de libérer une quantité suffisante d'énergie thermique pour se réchauffer:

• Brûlez deux fois plus de combustible à la fois pour chauffer la maison ou cuire les aliments. Cette approche est lourde de coûts de matériaux importants et d'une accumulation accrue de suie et de condensat sur les parois de la cheminée et dans les passages.
• Les grumes brutes sont sciées, coupées en petites bûches et placées sous un auvent pour sécher. En règle générale, le bois de chauffage perd jusqu'à 20% d'humidité en 1 à 1,5 ans.
• Le bois de chauffage peut être acheté déjà bien séché. Bien qu'ils soient un peu plus chers, le transfert de chaleur à partir d'eux est beaucoup plus important.

Dans le même temps, le bois de chauffage de bouleau brut a une valeur calorifique assez élevée. De plus, les bûches brutes de charme, de frêne et d'autres types de bois à bois dense conviennent à l'utilisation.

Les principales étapes de la combustion du bois

La combustion du bois peut être représentée en deux étapes successives. Au premier stade, les produits de décomposition sont brûlés sous forme gazeuse, ce qui s'accompagne de la formation d'une flamme brillante.

La deuxième étape de ce processus est la postcombustion sans flamme du charbon formé au stade initial.

L'influence décisive sur la résistance au feu d'une structure en bois (une maison privée, par exemple) est exercée par la première de ces étapes, au cours de laquelle des conditions optimales sont créées pour maintenir la propagation de la combustion.

Malgré le temps limité, ce processus s'accompagne de la libération d'une quantité importante de chaleur.

Pendant un certain temps, ces deux processus se déroulent presque simultanément, après quoi le dégagement de gaz s'arrête et seul le charbon continue de brûler. Dans le même temps, la vitesse à laquelle la majeure partie du bois du bâtiment brûle est déterminée par les facteurs suivants:

• poids volumétrique de l'ensemble de la structure;
• teneur en humidité du matériau de construction d'origine;
• température ambiante;
• le rapport des espaces libres au volume occupé par le bois.

Un bois de structure plus dense (le chêne par exemple) brûle plus lentement que le même tremble, ce qui s'explique par la différence de conductivité thermique.

Lorsque le bois à haute teneur en humidité est enflammé, une certaine quantité de chaleur est dépensée pour l'évaporation de l'humidité. En conséquence, moins d'énergie thermique est dépensée pour la décomposition du matériau. Naturellement, le bois sec, compte tenu de tout ce qui précède, brûle beaucoup plus rapidement.

Mesures de protection constructives

Les mesures ignifuges relatives à la plupart des maisons en bois et autres bâtiments sont fournies avec des solutions de conception appropriées, ainsi qu'en raison de leur traitement avec des réactifs chimiques spéciaux (ignifuges).

La protection de ce type est réalisée en augmentant la masse des éléments individuels, à l'exception des arêtes pointues et des parties fortement saillantes («arêtes vives»), en utilisant des éléments en bois dépourvus de vides.

Des matériaux isolants résistants à la chaleur sont également utilisés, une protection contre le feu des surfaces des structures en bois avec des revêtements spéciaux. Les revêtements protecteurs sont utilisés sous forme d'ébauches de feuilles d'amiante-ciment (gypse) et de plâtre jusqu'à 1,5 cm d'épaisseur.

De plus, afin de réduire l'indice d'inflammabilité, la conception réduit délibérément le nombre de structures avec des éléments en bois parallèles et des vides entre eux.

Des mesures supplémentaires pour contrer la propagation du feu nécessitent le respect des normes pour la formation de coupe-feu.

À cela s'ajoute la décomposition des bâtiments avec des cloisons spéciales et la disposition correspondante des ouvertures murales (fenêtres et portes) et des toits coupe-feu. Toutes ces mesures permettent de renforcer la structure en ce qui concerne sa capacité à résister à la propagation du feu.