Proces gorenja ili tinjanja duhana: značajke i šteta

Temperaturni prag za sagorijevanje drva raznih vrsta

Ovisno o strukturi i gustoći drva, kao i o količini i karakteristikama smola, ovisi temperatura izgaranja drva za ogrjev, njihova kalorijska vrijednost, kao i svojstva plamena.
Ako je stablo porozno, tada će gorjeti vrlo jako i intenzivno, ali neće dati visoke temperature izgaranja - maksimalni pokazatelj je 500 ℃. Ali gušće drvo, poput graba, jasena ili bukve, gori na temperaturi od oko 1000 ℃. Temperatura gorenja je nešto niža za brezu (oko 800 ℃), kao i za hrast i ariš (900 ℃). Ako govorimo o vrstama poput smreke i bora, one svijetle na otprilike 620-630 ℃.

Učinak grijanja drva za ogrjev: tablica glavnih vrsta

Uzimajući u obzir različite vrste drva, na kraju možete primijetiti neke razlike: neke od njih gore vrlo jarko i savršeno, dok postoji jaka toplina, dok druge jedva tinjaju, ne ostavljajući gotovo nikakvu toplinu iza sebe. Ovdje poanta uopće nije u njihovoj suhoći ili vlažnosti, već u njihovoj strukturi i sastavu, kao i strukturi stabla.

Međutim, vrijedi obratiti pažnju na činjenicu da se mokro stablo jako loše zapali i gori, dok ostaje velika količina pepela, što loše utječe na dimnjak, postaje jako začepljeno.

Najveću toplinsku snagu imaju hrast, bukva, breza, ariš ili grab, ali ove su vrste najisplativije i najskuplje. Stoga se koriste vrlo rijetko, a zatim u obliku strugotine ili piljevine. Najmanji prijenos topline je kod topole, johe i jasike. Postoji tablica koja prikazuje glavne stijene i njihov izlaz topline.

Tablica nekih glavnih stijena i njihov prijenos topline:

• Jasen, bukva - 87%;
• Grab - 85%;
• Hrast - 75, 70%;
• Ariš - 72%;
• Breza - 68%;
• Jela - 63%;
• Lipa - 55%;
• Bor - 52%;
• Aspen - 51%;
• Topola - 39%.

Četinari imaju nisku temperaturu izgaranja, pa ih je bolje koristiti za paljenje otvorene vatre (vatre). Međutim, borovo drvo se vrlo brzo zapali i sposobno je dugo tinjati, jer sadrži ogromnu količinu smola, pa je ova vrsta u stanju dugo zadržavati toplinu. Ali bez obzira na to, bolje je ne koristiti četinarske vrste za grijanje, jer kad izgori, stvara se puno dimnih plinova koji se talože u obliku čađe na dimnjaku i on se mora očistiti, jer se brzo začepi.

Toplinske karakteristike drva

Vrste drveta razlikuju se po gustoći, strukturi, količini i sastavu smola. Svi ovi čimbenici utječu na toplinsku vrijednost drva, temperaturu na kojoj gori i karakteristike plamena.

Drvo topole je porozno, takvo drvo za ogrjev svijetlo gori, ali pokazatelj maksimalne temperature doseže samo 500 stupnjeva. Guste vrste drva (bukva, jasen, grab), kad izgaraju, emitiraju preko 1000 stupnjeva topline. Pokazatelji breze nešto su niži - oko 800 stupnjeva. Ariš i hrast sve se jače rasplamsavaju, odajući do 900 Celzijevih stupnjeva. Ogrjev za bor i smreku gori na 620-630 stupnjeva.

Breza za ogrjev ima bolji omjer toplinske učinkovitosti i cijene - ekonomski je neisplativo grijati se sa skupljim drvima s visokim temperaturama izgaranja.

Smreka, jela i bor prikladni su za loženje vatre - ove četinjače pružaju relativno umjerenu toplinu. Ali nije preporučljivo koristiti takvo ogrjevno drvo u kotlu na kruta goriva, u peći ili kaminu - oni ne emitiraju dovoljno topline za učinkovito zagrijavanje doma i kuhanje hrane, izgaraju stvaranjem velike količine čađe.

Niskokvalitetno ogrjevno drvo smatra se gorivom od jasike, lipe, topole, vrbe i johe - porozno drvo pri sagorijevanju emitira malo topline. Joha i neke druge vrste drva tijekom izgaranja "pucaju" ugljenom, što može dovesti do požara ako se drvo koristi za loženje otvorenog kamina.

Pri odabiru također trebate obratiti pažnju na stupanj sadržaja vlage u drvu - sirovo ogrjevno gorivo gori i ostavlja više pepela.

Toplinska svojstva drva

Različite vrste drva stvaraju različite količine topline. Na primjer, suho, ostarjelo drvo stvara više topline od svježe piljenog drveta. To se pripisuje činjenici da pri početnoj kemijskoj reakciji sva toplina prelazi u isparavanje vode sa stabla. Što manje vlage ima u materijalu, to se prije može dobiti toplina. Tvrdo drvo gori dulje od mekog i naglašava više topline. Neke od najvrjednijih vrsta drvećas dobrim toplinskim parametrima su:

Međutim, drvo takvih stabala je skupo, zbog čega se industrijski otpad i sječa u većini slučajeva koriste kao gorivo.

U ovom ćete videozapisu znati kako provjeriti sadržaj vlage u drvima za ogrjev:

Korištenje drva na temelju njegovog toplinskog kapaciteta

Pri odabiru vrste ogrjevnog drva, vrijedi uzeti u obzir omjer troškova i toplinskog kapaciteta određenog drva. Kao što pokazuje praksa, najbolja opcija može se smatrati ogrjevnim drvetom od breze, u kojem su ovi pokazatelji najbolje uravnoteženi. Ako kupite skuplje ogrjevno drvo, troškovi će biti manje učinkoviti.

Za grijanje kuće s kotlom na kruta goriva ne preporučuje se upotreba takvih vrsta drva kao smreka, bor ili jela. Činjenica je da u ovom slučaju temperatura izgaranja drva u kotlu neće biti dovoljno visoka, a na dimnjacima će se nakupiti puno čađe.

Niske vrijednosti toplinske učinkovitosti nalaze se i u drvima za ogrjev od johe, jasike, lipe i topole zbog porozne strukture. Osim toga, ponekad se joha i neke druge vrste ogrjevnih drva pucaju ugljenom tijekom procesa izgaranja. U slučaju otvorene peći, takve mikro eksplozije mogu dovesti do požara.

Vrste drva

Postoji nekoliko uzoraka koji određuju razliku u izgaranju različitih vrsta drveta. Prije svega, to je prisutnost smola - one osjetno dodaju kalorijsku vrijednost drvu. Meko drvo lakše gori zbog svoje male gustoće. Teške stijene dugo održavaju izgaranje.

Iako se gustoća drva značajno razlikuje od vrste do vrste, njihova ogrjevna vrijednost po jedinici mase gotovo je jednaka (s izuzetkom crnogoričnih smolastih vrsta). Bez obzira na to koje su vrste drveća korištene za ogrjev, vlaga je glavni čimbenik koji utječe i na proces izgaranja i na toplinske rezultate.

Poznavanje različitih vrsta drva omogućuje vam ugodno gorenje uz manju potrošnju drva za ogrjev

Popis značajki nekih vrsta drveta:

• akacija - gori polako i daje puno topline, brzo se suši, u kaminu ispušta karakterističnu pucketanje;
• Breza - brzo izgori, lako se zapali čak i kad je mokar, daje ravnomjernu i stabilnu vatru;
• bukva - visokokalorično gorivo, ostavlja malo pepela;
• hrast - visoke kalorijske vrijednosti, tijekom izgaranja odaje ugodan miris, suši se vrlo dugo;
• topola - mala toplina izgaranja;
• voćke - gorite polako i ravnomjerno;
• četinjače - mirisni dim, može pucati katran, tvoriti puno čađe.

Poznavanje osnova rukovanja drvom kao gorivom omogućuje vam ugodno gorenje s manje drva za ogrjev.

Važno je samo ne zaboraviti glavno: nekontrolirani otvoreni plamen može biti vrlo opasan za živa bića. Osim opeklina od plamena i žara, vatra može donijeti i neusporedivo više problema ako izgori u vatri.

Temperatura izgaranja i prijenos topline

Izravna je veza između temperature izgaranja drva u peći i prijenosa topline - što je plamen topliji, to više toplote emitira u prostoriju. Na količinu generirane toplinske energije utječu različite karakteristike stabla. Izračunate vrijednosti mogu se naći u referentnoj literaturi.

Treba napomenuti da su svi standardni pokazatelji izračunati u idealnim uvjetima:

• drvo je dobro osušeno;
• peć je zatvorena;
• kisik se isporučuje u točno odmjerenim dijelovima kako bi se održao proces izgaranja.

Naravno, nemoguće je stvoriti takve uvjete u kućnoj peći, pa će se osloboditi manje topline nego što pokazuju izračuni. Stoga će standardi biti korisni samo za određivanje ukupne dinamike i usporedbu karakteristika.

Mjerenje temperature izgaranja drva u kaminu može se izvesti samo pirometrom - za to nisu prikladni drugi mjerni uređaji.

Ako nemate takav uređaj, možete vizualno odrediti približne pokazatelje na temelju boje plamena. Na primjer, plamen niske temperature ima tamnocrvenu boju. Žuto svjetlo označava previsoku temperaturu dobivenu povećanjem propuha, ali u ovom slučaju više dimnjaka odmah isparava kroz dimnjak. Za peć ili kamin najprikladnija temperatura izgaranja bit će pri kojoj će boja plamena biti žuta, kao, na primjer, kod suhog brezovog drveta.

Moderne peći i kotlovi na kruto gorivo, kao i kamini zatvorenog tipa, opremljeni su sustavom kontrole dovoda zraka za podešavanje prijenosa topline i intenziteta izgaranja.

Temperatura izgaranja drva određuje brzinu prijenosa topline goriva - što je veća, to se više toplinske energije oslobađa tijekom izgaranja drva za ogrjev. U ovom slučaju, specifična vrijednost grijanja goriva ovisi o karakteristikama drva.

Pokazatelji prijenosa topline u tablici naznačeni su za ogrjevno drvo izgarano u idealnim uvjetima:

• minimalni sadržaj vlage u gorivu;
• izgaranje se odvija u zatvorenom volumenu;
• dozira se opskrba kisikom - opskrbljuje se količina potrebna za potpuno izgaranje.

Ima smisla voditi se tabličnim vrijednostima kalorijske vrijednosti samo za međusobno uspoređivanje različitih vrsta ogrjevnih drva - u stvarnim uvjetima prijenos topline goriva bit će osjetno niži.

Što je izgaranje

Izgaranje je izotermni fenomen - odnosno reakcija s ispuštanjem topline.

1. Zagrijavanje. Komad drveta mora se zagrijati vanjskim izvorom vatre do temperature paljenja. Kada se zagrije na 120-150 stupnjeva, drvo se počinje ugljičiti i stvara se ugljen sposoban za samoizgaranje. Kada se zagrije na 250-350 stupnjeva, započinje proces toplinske razgradnje u plinovite komponente (piroliza).

2. Izgaranje piroliznih plinova. Daljnje zagrijavanje dovodi do povećane toplinske razgradnje, a koncentrirani pirolizni plinovi plamte. Nakon izbijanja, paljenje postupno počinje pokrivati ​​cijelu zonu grijanja. To stvara stabilan svijetložuti plamen.

3. Paljenje. Daljnje zagrijavanje zapalit će drvo. Temperatura paljenja u prirodnim uvjetima kreće se od 450 do 620 stupnjeva. Drvo se pali pod utjecajem vanjskog izvora toplinske energije koji osigurava zagrijavanje potrebno za oštro ubrzanje termokemijske reakcije.

Zapaljivost drvnog goriva ovisi o nizu čimbenika:

• volumetrijska težina, oblik i presjek drvenog elementa;
• stupanj vlage u drvu;
• vučna sila;
• mjesto predmeta koji treba zapaliti u odnosu na strujanje zraka (okomito ili vodoravno);
• gustoća drva (porozni materijali se lakše i brže pale od gustih, na primjer, lakše je zapaliti drvo od johe nego hrast).

Za paljenje je potrebna dobra, ali ne prekomjerna vuča - dovoljna opskrba kisikom i minimalno rasipanje toplinske energije izgaranja - potrebno je za zagrijavanje susjednih dijelova drva.

4. Izgaranje.U uvjetima blizu optimalnih, početno izbijanje piroliznih plinova ne blijedi, od paljenja proces se pretvara u stabilno izgaranje s postupnim pokrivanjem cjelokupne količine goriva. Izgaranje je podijeljeno u dvije faze - tinjajuće i plamteće izgaranje.

Prigušivanje uključuje izgaranje ugljena, čvrstog produkta procesa pirolize. Oslobađanje zapaljivih plinova je sporo i oni se ne pale zbog nedovoljne koncentracije. Plinovite tvari, kada se ohlade, kondenziraju se, stvarajući karakterističan bijeli dim. U procesu tinjanja zrak prodire duboko u drvo, zbog čega se područje pokrivanja širi. Izgaranje plamenom osigurava se izgaranjem piroliznih plinova, dok se vrući plinovi pomiču prema van.

Izgaranje se održava sve dok postoje uvjeti za požar - prisutnost neizgorjelog goriva, opskrba kisikom, održavanje potrebne razine temperature.

5. Prigušivanje. Ako jedan od uvjeta nije zadovoljen, proces izgaranja zaustavlja se i plamen se gasi.

Da biste saznali kolika je temperatura gorenja drva, upotrijebite poseban uređaj nazvan pirometar. Ostale vrste termometra nisu prikladne za ovu svrhu.

Postoje preporuke za određivanje temperature izgaranja drvnog goriva prema boji plamena. Tamnocrveni plamen ukazuje na izgaranje na niskim temperaturama, bijeli plamen označava visoke temperature zbog povećanog propuha, u kojem većina toplinske energije odlazi u dimnjak. Optimalna boja plamena je žuta, tako gori suha breza.

U kotlovima i pećima na kruta goriva, kao i u zatvorenim kaminima, moguće je prilagoditi protok zraka u kamin podešavanjem intenziteta procesa izgaranja i prijenosa topline.

Kalorična vrijednost pokazuje koliko se toplinske energije oslobađa tijekom izgaranja drva za ogrjev. Ali kruto gorivo ima još jednu karakteristiku, čije poznavanje može biti korisno u praksi - izlaz topline. Ovo je maksimalna razina temperature koja se može postići prilikom sagorijevanja drva i ovisi o svojstvima drva.

Drvo male gustoće gori laganim visokim plamenom i istodobno emitira relativno malu količinu topline, drvo iz gustih šuma karakterizira povećana proizvodnja topline pri slabom plamenu.

Potpuno i nepotpuno izgaranje: što se oslobađa kada drvo izgara

Ne može gorjeti samo drvo, već i njegovi proizvodi (iverica, vlaknasta ploča, MDF), kao i metal. Međutim, temperatura izgaranja je različita za sve proizvode. Na primjer: temperatura izgaranja čelika je 2000 stupnjeva, aluminijske folije - 350, a drvo se počinje paliti već pri 120 - 150.

Izgaranje drva na kraju stvara dim, gdje je krutina čađa. Cjelokupni sastav proizvoda izgaranja u potpunosti ovisi o sastojcima stabla. Drvo se uglavnom sastoji od najvažnijih sastojaka: vodika, dušika, kisika i ugljika.

Ako se izgori 1 kg drva, tada će se proizvodi izgaranja u plinovitom stanju osloboditi negdje između 7,5 i 8,0 kubičnih metara. U budućnosti više nisu sposobni izgarati, osim ugljičnog monoksida.

Proizvodi izgaranja drva:

• Dušik;
• Ugljični monoksid;
• Ugljični dioksid;
• Vodena para;
• Sumporov dioksid.

Izgaranje u karakteru može biti potpuno ili nepotpuno. Ali oboje se javljaju stvaranjem dima. U slučaju nepotpunog izgaranja, neki proizvodi izgaranja mogu i dalje izgarati kasnije (čađa, ugljični monoksid, ugljikovodici). Ali ako je došlo do potpunog izgaranja, proizvodi koji su nastali u budućnosti ne mogu sagorjeti (plinovi sumpora i ugljičnog dioksida, vodena para).

Opasnost od požara drva određena je zakonima njegovog toplinskog raspadanja pod utjecajem vanjskih toplinskih tokova, koji započinje na temperaturi od 110˚S.Daljnje zagrijavanje prati uklanjanje slobodne i vezane vlage iz drva. Ovaj postupak završava na temperaturi od 180 ° C, nakon čega razgradnja najmanje otpornih na toplinu komponenata započinje oslobađanjem CO 2 i H 2 O. Na temperaturi od ~ 250 ° C dolazi do pirolize drva s oslobađanjem plinoviti proizvodi: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. Razvijena plinska smjesa je zapaljiva i može se zapaliti iz izvora paljenja. Pri višim temperaturama ubrzava se termička razgradnja drva. Glavnina zapaljivih plinova, koja sadrži do 25% vodika i do 40% zapaljivih ugljikovodika, oslobađa se u temperaturnom rasponu od 350 do 450˚S.

Jedan od važnih čimbenika koji određuju opasnost od požara drva je njegova sposobnost paljenja i širenja izgaranja zagrijavanjem u zraku.

Izgaranje drva događa se u obliku vatrenog izgaranja i tinjanja. U uvjetima požara, glavna količina topline oslobađa se tijekom razdoblja plamtećeg izgaranja (do 60%) i ~ 40% - tijekom razdoblja tinjanja.

Pokazatelji opasnosti od požara za neke vrste drva prikazani su u tablici 4.

Tablica 4 - Pokazatelji opasnosti od požara različitih vrsta drva

Pokazatelji temperature opasnosti od požara drva - temperature paljenja i samozapaljenja - određeni su zakonima njegove toplinske razgradnje. Vrijednosti ovih pokazatelja za različite vrste drva, kako se može vidjeti iz tablice 2, nalaze se u prilično uskom temperaturnom rasponu.

Suho drvo svih vrsta vrlo je zapaljiv (B3) vrlo zapaljiv (G4) materijal s visokom sposobnošću stvaranja dima (D3). Što se tiče toksičnosti proizvoda izgaranja, drvo spada u skupinu vrlo opasnih materijala (T3). Linearna brzina širenja plamena po površini je 1-10 mm / s. Ova brzina značajno ovisi o brojnim čimbenicima: vrstama drveta, njegovom sadržaju vlage, veličini padajućeg toplinskog toka, orijentaciji goruće površine. Brzina tinjanja također nije konstantna vrijednost - za različite vrste drva ona se kreće od 0,6 do 1,0 mm / min.

U građevinarstvu se široko koriste završni materijali na bazi drveta: iverice, vlaknaste ploče, drvene ploče, letvice, šperploča. Svi ovi materijali su zapaljivi. Modificirane ploče, letvice, šperploča. Svi ovi materijali su zapaljivi. Modifikacija drva polimerima, u pravilu, povećava opasnost od požara.

Tablica 5 prikazuje svojstva zapaljivosti nekih građevinskih materijala na bazi drveta.

Tablica 5 - Zapaljivost drvnih materijala

Plamen se proširio po površini drva

Eksperimentalna ispitivanja širenja plamena po površini drvnih materijala korištenjem različitih ispitnih metoda pokazala su da ne samo uvjeti vanjske izloženosti toplini, već i vrsta drveta utječu na karakteristike širenja plamena.

Utjecaj drvnih vrsta može se donekle pratiti kod razmatranja vrijednosti takozvanog indeksa širenja plamena (FLI).

IRP prema GOST 12.1.044-89 složeni je pokazatelj, jer prilikom izračunavanja, pored brzine širenja plamena u pojedinim dijelovima površine uzorka i ograničenja udaljenosti širenja, koristi i podatke o maksimalnoj temperaturi ispuha dimni plinovi i vrijeme dolaska do njega. Materijali s IRP≤20 nazivaju se plamenom koji se sporo širi, s IRP˃20 - plamenom koji se brzo širi. Sve vrste drveta pripadaju potonjoj skupini materijala. Njihov indeks premašuje 55.

Tablica 4 prikazuje vrijednosti IRI za neobrađene uzorke drva debljine 19-25 mm.

Iako većina vrsta drva pripada trećoj, najopasnijoj klasi s obzirom na sposobnost širenja plamena po površini stropnih konstrukcija tijekom požara, neke crnogorične vrste, kako slijedi iz tablice 6., imaju niže vrijednosti IRI i pripadaju 2. klasi.

Tablica 6. - Vrijednost IRP i klasa prema sposobnosti širenja plamena

Povećanje toplinskog toka na površini drva uzrokuje značajno povećanje brzine širenja plamena. Završetak postupka moguć je ako toplinski tok iz vlastitog plamena postane manje od kritičnog za dani materijal.

Ispitivanja završnih građevinskih materijala na bazi drveta u uvjetima koji simuliraju razvoj stvarnog požara pokazali su prilično visoke stope širenja plamena duž njih (tablica 7).

Tablica 7 - Brzina širenja plamena preko obloga na bazi drveta

Sposobnost stvaranja dima i toksičnost proizvoda izgaranja drva

Otpuštanje otrovnih dimova dominantna je opasnost od požara. Očituje se toksičnim i nadražujućim učinkom proizvoda izgaranja, kao i pogoršanjem vidljivosti u zadimljenom okolišu. Smanjena vidljivost otežava evakuaciju ljudi iz opasne zone, što zauzvrat povećava rizik od trovanja proizvodima izgaranja. Situaciju u požaru dodatno komplicira činjenica da se dimni plinovi brzo šire u svemiru i prodiru u prostorije daleko od izvora požara. Koncentracija ispuštenog dima i njegova priroda ovise o strukturnim značajkama i kemijskom sastavu zapaljivog materijala, uvjetima izgaranja.

Više od 200 spojeva - proizvoda nepotpunog izgaranja - pronađeno je u dimnim plinovima koji nastaju izgaranjem drva. Maksimalna vrijednost optičke gustoće tijekom izgaranja svake od vrsta drveta složeno ovisi o gustoći vanjskog toplinskog toka. Koeficijent stvaranja dima tijekom razgradnje i tinjajućeg izgaranja različitih vrsta drva ovisi o gustoći vanjskog protoka topline (slika 14).

1 - smreka; 2 - bor u blizini Moskve; 3 - bor thongkaribe; 4 - ilim karagach; 5 - bagremov keolai; 6 - kesten; 7 - bagrem; 8- eukaliptusov bacdan.

Slika 14 - Karakteristike stvaranja dima.

Sličan ekstremni karakter krivulja za ovisnost indeksa toksičnosti proizvoda izgaranja drva o gustoći vanjskog toplinskog toka (slika 15). U načinu tinjajućeg izgaranja drva smreke, prinos CO je 70-240 puta veći od prinosa CO tijekom plamenskog izgaranja.

U režimu tinjanja u temperaturnom rasponu od 450-550 ° C, sve se vrste drva pokazuju vrlo opasne u pogledu toksičnosti proizvoda izgaranja i pripadaju skupini T3. Povećanjem intenziteta toplinskog učinka do 60-65 kW / m 2 (što odgovara temperaturi od 700-750 ˚S), prema toksičnosti proizvoda izgaranja, drvo različitih vrsta prelazi u skupinu umjereno opasni materijali T2.

1- lipa; 2 - breza; 3 - ilim karagach; 4 - hrast; 5 - jasika; 6 - bor; 7 - smreka.

Slika 15 - Toksičnost produkata izgaranja od temperature izloženosti toplini.

Kada drvo gori, dolazi do prilično intenzivnog stvaranja dima. Najveća količina dima ispušta se pri sagorijevanju drvnih materijala u režimu tinjanja (tablica 8).

Tablica 8 - Kapacitet drvnih materijala koji stvaraju dim prilikom ispitivanja u režimu tinjanja

4 Mjere zaštite od požara u gradnji drvenih zgrada

Temperatura izgaranja drva već je kratko spomenuta u našoj publikaciji o "", a danas ćemo se pozabaviti ovim pitanjem.

Svi smo navikli vjerovati da gorivo samo po sebi gori. I premda je izgaranje bez toga nemoguće, plin koji gori izbacuje tijekom izgaranja zapravo je zapaljen.Istina, da bi drvo počelo emitirati dovoljnu količinu ovog plina za paljenje, treba mu visoka temperatura. A ta je temperatura različita za različite vrste drva i za različite uvjete. Struktura, gustoća, vlažnost i druge značajke utječu na brzinu i količinu ispuštenog plina, jer se neke vrste drva brzo rasplamsaju, daju puno topline i svjetlosti, dok se druge vrlo teško zapaliti i emitiraju puno manje topline mi bi željeli. To postaje vrlo važno kada, a posebno pri odabiru materijala za potpalu. Tablica u nastavku prikazuje temperature izgaranja nekih uobičajenih vrsta drveta.

Radi pravednosti, treba napomenuti da su Celzijevi stupnjevi navedeni u tablici dati za idealne uvjete (zatvoreni prostor, suho drvo i kontrolirana opskrba kisikom u optimalnim količinama za izgaranje), koji se postižu samo u kotlovima, ali ne i u požaru napravljen usred čistine. No, unatoč tome, podaci iz tablice sasvim su prikladni kao vodič.

Što je viša temperatura izgaranja odabrane vrste drveća, to je potrebno više toplote da upije prije nego što zapaljivi plin počne iz nje izlaziti.

Za paljenje je bolje koristiti stijene s niskom temperaturom izgaranja, a stijene s visokom temperaturom izgaranja kao glavno ogrjevno drvo. Inače možete naići na dvije vrste problema:

• Temperatura gorenja odabranog drva viša je od temperature koju generira vaše. Zbog toga se gorivo jednostavno neće zapaliti ili će mu trebati dodatna obrada, priprema i priprema.
• Temperatura izgaranja odabranog drveta je niska i kao rezultat toga stvara se nedovoljna toplina. Iz tog razloga možda ćete morati promijeniti vrstu dok sagorijevate gorivo ili više drva.

Iz podataka u tablici možemo zaključiti da je temperatura izgaranja topole dobra za paljenje, jer počet će aktivno gorjeti već na 468 Celzijevih stupnjeva, dok će se, na primjer, bor morati zagrijati na 624 stupnja. Ako nema ništa pri ruci, osim hrasta, da biste ga zapalili, morat ćete se puno znojiti da biste povisili temperaturu gorenja na 840-900 stupnjeva, a tek onda dodajte hrastove trupce. Niska temperatura izgaranja čini topolu dobrim za potpalu, ali je bolje ne koristiti je kao glavno gorivo zbog niske izlazne topline, naznačene u drugom stupcu tablice. Za ovu ulogu puno su pogodniji bor, breza ili isti hrast. Te stijene proizvode više plina, a time i više svjetlosti i topline.

Ne vidim puno smisla pamtiti vrijednosti svih stupaca tablice. mnogo je lakše koristiti ga kao referentnu točku za izgradnju vlastitih karata vrsta drveća, uzimajući u obzir posebnosti flore vaše regije. Jednostavan slijed poput "prvo sagorimo stijenu X, a zatim pređemo na stijenu Y" u tri ili četiri koraka puno je lakše zapamtiti i koristiti na terenu. Ako na terenu nemate izbora, a pri ruci vam je samo jedna vrsta drveta, morat ćete raditi s njim, ali ako izbor još postoji, bolje je da to napravite svjesno i namjerno. I premda je temperatura izgaranja navedena u tablici karakteristična samo za idealne uvjete, kad smo već kod njih, vrijedi spomenuti i dva čimbenika koji izravno utječu na temperaturu izgaranja: vlažnost i područje dodira.

Čimbenici koji utječu na temperaturu izgaranja

Temperatura izgaranja drva u peći ne ovisi samo o vrsti drva. Značajni čimbenici su također sadržaj vlage u drvu i vučna sila koja je posljedica dizajna grijaće jedinice.

Utjecaj vlage

U svježe rezanom drvu sadržaj vlage doseže od 45 do 65%, u prosjeku - oko 55%.Temperatura izgaranja takvog drva za ogrjev neće porasti na maksimalne vrijednosti, jer će toplinska energija ići za isparavanje vlage. Sukladno tome, smanjuje se prijenos topline goriva.

Da bi se oslobodila potrebna količina topline tijekom izgaranja drva, koriste se tri načina:

• gotovo dva puta više svježe rezanog drva za ogrjev koristi se za grijanje prostorija i kuhanje (to rezultira povećanjem troškova goriva i potrebom za čestim održavanjem dimnjaka i plinskih kanala, u kojima će se taložiti velika količina čađe);
• svježe rezano ogrjevno drvo prethodno se osuši (trupci se pile, dijele na trupce, koji se slažu pod nadstrešnicom - potrebno je 1-1,5 godina za prirodno sušenje do 20% vlage);
• kupuje se suho ogrjevno drvo (financijski troškovi nadoknađeni su velikim prijenosom topline goriva).

Kalorična vrijednost svježe posječenog ogrjevnog drveta od breze prilično je visoka. Gorivo od svježe rezanog jasena, graba i drugog tvrdog drveta također je prikladno za upotrebu.

Ograničavanjem dovoda kisika u peć smanjujemo temperaturu izgaranja drva i smanjujemo prijenos topline goriva. Trajanje izgaranja umetka za gorivo može se povećati zatvaranjem zaklopke kotlovske jedinice ili peći, ali se potrošnja goriva pretvara u nisku učinkovitost sagorijevanja zbog neoptimalnih uvjeta.

S 2N2 2O2 = SO2 2N2O Q (toplina)

Ugljik i vodik izgaraju se pri dovodu kisika (lijeva strana jednadžbe), što rezultira toplinom, vodom i ugljičnim dioksidom (desna strana jednadžbe).

Da bi suho drvo gorjelo na maksimalnoj temperaturi, količina zraka koji ulazi u komoru za izgaranje mora doseći 130% volumena potrebnog za proces izgaranja. Kada se prigušivačima zaustavi protok zraka, stvara se velika količina ugljičnog monoksida, a razlog tome je nedostatak kisika. Ugljični monoksid (neizgorjeli ugljik) odlazi u dimnjak, dok temperatura u komori za izgaranje pada, a prijenos topline drva se smanjuje.

Ekonomičan pristup korištenju kotla na kruto gorivo na drvu je ugradnja akumulatora topline koji će višak topline stvorene tijekom izgaranja goriva pohraniti u optimalnom načinu rada, uz dobru vuču.

Štednjacima na drva na ovaj način ne možete uštedjeti gorivo jer oni izravno zagrijavaju zrak. Tijelo masivne peći od opeke sposobno je akumulirati relativno mali dio toplinske energije, dok u metalnim pećima višak topline ide izravno u dimnjak.

Ako otvorite puhalicu i povećate potisak u peći, povećat će se intenzitet izgaranja i prijenosa topline goriva, ali će se povećati i gubici topline. Polaganim izgaranjem drva povećava se količina ugljičnog monoksida, a smanjuje se prijenos topline.

Ako u peć uđe nedovoljna količina kisika, smanjuje se intenzitet i temperatura izgaranja drva, a istovremeno se smanjuje i njegov prijenos topline. Neki radije pokrivaju puhalo u peći kako bi produljili vrijeme gorenja jedne oznake, ali kao rezultat toga gorivo gori s manjom učinkovitošću.

Ako drva za ogrjev izgaraju u otvorenom kaminu, tada kisik slobodno teče u kamin. U ovom slučaju, nacrt uglavnom ovisi o karakteristikama dimnjaka.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (toplinska energija).

To znači da kada je dostupan kisik dolazi do izgaranja vodika i ugljika što rezultira toplinskom energijom, vodenom parom i ugljičnim dioksidom.

Za maksimalnu temperaturu izgaranja suhog goriva, oko 130% kisika potrebnog za izgaranje mora ući u peć.Kad su ulazne zaklopke zatvorene, stvara se višak ugljičnog monoksida zbog nedostatka kisika. Takav neizgoreni ugljik izlazi u dimnjak, ali unutar peći temperatura izgaranja pada i prijenos topline goriva se smanjuje.

Suvremeni kotlovi na kruta goriva vrlo su često opremljeni posebnim akumulatorima topline. Ovi uređaji akumuliraju prekomjernu količinu toplinske energije koja nastaje tijekom izgaranja goriva, pod uvjetom da postoji dobra vuča i visoka učinkovitost. Na ovaj način možete uštedjeti gorivo.

U slučaju peći na drva, nema toliko mogućnosti za uštedu drva za ogrjev, jer oni odmah ispuštaju toplinu u zrak. Štednjak je sam sposoban zadržati samo malu količinu topline, ali željezna peć to uopće nije sposobna - višak topline iz njega odmah odlazi u dimnjak.

Dakle, s povećanjem potiska u peći, moguće je postići povećanje intenziteta izgaranja goriva i njegovog prijenosa topline. Međutim, u ovom se slučaju gubitak topline značajno povećava. Ako osigurate sporo izgaranje drva u peći, tada će njihov prijenos topline biti manji, a količina ugljičnog monoksida veća.

Napominjemo da učinkovitost generatora topline izravno utječe na učinkovitost sagorijevanja drva. Dakle, kotao na kruto gorivo može se pohvaliti s 80% učinkovitosti, a štednjak - samo 40%, a njegov dizajn i materijal su važni.

Temperatura postignuta u prvoj fazi spontanog izgaranja znatno je viša od istog pokazatelja za neplameno razdoblje izgaranja produkata razgradnje. U početnoj fazi tanki sloj ugljena stvara se samo na površini drva i isprva ne izgara, usprkos činjenici da je u usijanom stanju.

Činjenica je da se u ovoj fazi gotovo sav kisik troši za održavanje plamena i ima ograničen pristup ostalim proizvodima izgaranja. Ugljen se počinje raspadati tek od trenutka kada je faza vatrenog izgaranja potpuno završena.

Temperatura paljenja drvnog materijala, koja osigurava održavanje stabilnog izgaranja, za većinu sorti iznosi 250-300 stupnjeva.

Dobar primjer takvog rasporeda su rogovi i obloga krova. Kao rezultat, njihovo međusobno zagrijavanje je neizbježno uz istodobno povećanje potiska zraka u uzdužnim smjerovima.

Sve navedeno prisiljava graditelje da poduzmu posebne mjere za zaštitu drvenih konstrukcija od utjecaja otvorenih požara.

Temperatura požara u požaru drva za ogrjev

Za dobar plamen potreban je zrak, tijekom izgaranja dolazi do kemijske reakcije i organskih tvari, Sadržan u drvu pretvara se u paru i ugljični dioksid, odajući toplinu.

Ogrjevno drvo pripremljeno od različitih vrsta drva gori različito. Neki izgaraju brzo i vedro, drugi ostavljaju puno pepela i dosadno i dugo izgaraju, treći izgaraju dugo i ugljen im daje puno topline.

Najvišu temperaturu daju ogrjevna drva od bukve i graba - do tisuću Celzijevih stupnjeva. Topola daje najnižu temperaturu, čak ni polovinu topline potonje. Joha, jasika, bor, lipa, bagrem, jela, breza, hrast, ariš opekline jače od topole.

Na temperaturu izgaranja ne utječu samo vrste drva, već i dostupnost pristupa kisiku, dizajn peći. Na primjer, u velikoj kamenoj peći drva za ogrjev brzo izgaraju, ali peć percipira njihovu toplinu i može je dugo davati okolišu. Naprotiv, mali štednjak - pećnica ne zadržava toplinu, odmah je daje u sobu.

Što je postupak izgaranja

Izotermna reakcija u kojoj se oslobađa određena količina toplinske energije naziva se izgaranjem. Ova reakcija prolazi kroz nekoliko uzastopnih faza.

U prvoj fazi drvo se zagrijava vanjskim izvorom vatre do mjesta paljenja. Kako se zagrijava do 120-150 ℃, drvo se pretvara u drveni ugljen koji je sposoban za samoizgaranje.Po postizanju temperature od 250-350 ℃, zapaljivi plinovi počinju evoluirati - taj se proces naziva piroliza. Istodobno, gornji sloj drva tinja, što je popraćeno bijelim ili smeđim dimom - to su miješani pirolizni plinovi s vodenom parom.

U drugoj fazi, kao rezultat zagrijavanja, pirolizni plinovi se pale svijetlo žutim plamenom. Postupno se širi na cijelo područje drva, nastavljajući zagrijavati drvo.

Sljedeću fazu karakterizira paljenje drva. U pravilu se za to mora zagrijati na 450-620 ℃. Da bi se drvo moglo zapaliti, potreban je vanjski izvor topline koji će biti dovoljno intenzivan da brzo zagrije drvo i ubrza reakciju.

Uz to, čimbenici kao što su:

• vuča;
• sadržaj vlage u drvu;
• presjek i oblik drva za ogrjev, kao i njihov broj u jednoj kartici;
• struktura drveta - labavo drvo za ogrjev gori brže od gustog drveta;
• postavljanje stabla u odnosu na strujanje zraka - vodoravno ili okomito.

Razjasnimo neke točke. Budući da vlažno drvo pri gorenju prije svega isparava višak tekućine, ono se puno gore i gori od suhog drveta. Važan je i oblik - rebrasti i nazubljeni trupci se lakše i brže pale od glatkih i okruglih.

Propuh u dimnjaku mora biti dovoljan da osigura protok kisika i rasipa toplinsku energiju unutar ložišta na sve predmete u njemu, ali ne i puhanje vatre.

Četvrti stupanj termokemijske reakcije je stabilan proces izgaranja koji nakon izbijanja piroliznih plinova pokriva svo gorivo u peći. Izgaranje se odvija u dvije faze - tinjanje i izgaranje plamenom.

U procesu tinjanja ugljen koji nastaje kao rezultat pirolize sagorijeva, dok se plinovi ispuštaju prilično sporo i ne mogu se zapaliti zbog svoje niske koncentracije. Kondenzacijski plinovi stvaraju bijeli dim dok se hlade. Kad drvo tinja, svježi kisik postupno prodire unutra, što dovodi do daljnjeg širenja reakcije na sva ostala goriva. Plamen nastaje izgaranjem piroliznih plinova koji se okomito kreću prema izlazu.

Sve dok se unutar peći održava potrebna temperatura, opskrbljuje kisikom i ima neizgorjelog goriva, postupak izgaranja se nastavlja.

Ako se ti uvjeti ne održe, tada termokemijska reakcija prelazi u završnu fazu - slabljenje.

Postupak zagrijavanja

Zagrijavanjem se naziva zagrijavanje komada drvene površine od zasebnog izvora topline do temperature dovoljne za paljenje. Dovoljno je 120-150 ° C da drvo počne polako da se ugljenjuje.

Kasnije se proces nastavlja pojavom ugljena. Na temperaturi od 250-350 ° C, drvo se pod utjecajem visokih stupnjeva aktivno počinje raspadati u komponente.

Nadalje, tinja, ali još nema plamena i počinje se pojavljivati ​​bijeli ili smeđi dim. Daljnjim zagrijavanjem povećava se postotak piroliznih plinova i dolazi do bljeska, nakon čega se drvo zapali.

Izlazna toplina drva

Uz toplinsku vrijednost, odnosno količinu toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva, postoji i koncept izlazne topline. To je maksimalna temperatura u peći na drva koju plamen može doseći u vrijeme intenzivnog gorenja drva. Ovaj pokazatelj također u potpunosti ovisi o karakteristikama drveta.

Konkretno, ako drvo ima labavu i poroznu strukturu, gori na prilično niskim temperaturama, tvoreći sjajni visoki plamen i daje prilično malo topline. Ali gusto drvo, iako se puno gore rasplamsava, čak i uz slab i slab plamen, daje visoku temperaturu i veliku količinu toplinske energije.

Temperatura paljenja raznih stijena

Da biste dobili cjelovitu sliku o toplinskim parametrima drva, bolje je naučiti specifičnu toplinu izgaranja svake vrste drveta i budite svjesni njihovog prijenosa topline. Potonje se mogu mjeriti u najrazličitijim količinama, ali nije potrebno u potpunosti se oslanjati na tablične podatke, jer je u stvarnosti nerealno postići optimalne uvjete za izgaranje. Međutim, tablica temperature drva za izgaranje pomoći će vam da se ne pogriješite s odabirom drva prema njegovim svojstvima.

Vrijednosti dane u raznim tablicama za temperature gorenja različitih vrsta drveta imaju besprijekornu prirodu i imaju za cilj predstaviti cjelokupnu sliku, ali praktična temperatura u pećnici nikada neće doseći takve vrijednosti. To se može objasniti s dva uobičajena i jasna čimbenika:

• najviša temperatura neće biti postignuta, jer neće biti moguće potpuno osušiti ogrjev kod kuće;
• drvo se koristi s raznim razinama vlage.

Vlaga i intenzitet izgaranja

Ako je drvo nedavno posječeno, tada sadrži od 45 do 65% vlage, ovisno o sezoni i vrsti. S takvim sirovim drvom za ogrjev temperatura izgaranja u kaminu bit će niska, jer će se velika količina energije trošiti na isparavanje vode. Posljedično, prijenos topline iz sirovog drva za ogrjev bit će prilično nizak.

Postoji nekoliko načina za postizanje optimalne temperature u kaminu i oslobađanje dovoljne količine toplinske energije za zagrijavanje:

• Istodobno sagorijevajte dvostruko više goriva za grijanje kuće ili kuhanje hrane. Ovaj pristup opterećen je značajnim materijalnim troškovima i povećanim nakupljanjem čađe i kondenzata na zidovima dimnjaka i u prolazima.
• Sirovi trupci se pilje, sjeckaju na male trupce i stavljaju pod nadstrešnicu da se osuše. U pravilu, ogrjevno drvo gubi do 20% vlage u 1-1,5 godina.
• Drva za ogrjev mogu se kupiti već dobro osušena. Iako su nešto skuplji, prijenos topline od njih je puno veći.

Istodobno, sirova breza za ogrjev ima prilično visoku kalorijsku vrijednost. Osim toga, sirovi trupci od graba, jasena i drugih vrsta drveta s gustim drvetom prikladni su za upotrebu.

Glavne faze izgaranja drva

Izgaranje drvnog materijala može se predstaviti kao dvije uzastopne faze. U prvoj fazi, proizvodi razgradnje izgaraju u plinovitom obliku, što je popraćeno stvaranjem svijetlog plamena.

Druga faza ovog postupka je besplameno dogorijevanje ugljena stvorenog u početnoj fazi.

Odlučujući utjecaj na vatrootpornost drvene konstrukcije (na primjer privatne kuće) ima prva od ovih faza, tijekom kojih se stvaraju optimalni uvjeti za održavanje širenja izgaranja.

Unatoč ograničenom vremenu, ovaj proces prati oslobađanje značajne količine topline.

Neko vrijeme se oba ova procesa odvijaju gotovo istodobno, nakon čega se ispuštanje plinova zaustavlja, a samo ugljen nastavlja gorjeti. Štoviše, brzina izgaranja glavnine drvnog materijala u zgradi određena je sljedećim čimbenicima:

• volumetrijska težina cijele strukture;
• sadržaj vlage u izvornom građevinskom materijalu;
• sobna temperatura;
• omjer slobodnih prostora i zapremine koju zauzima drvo.

Drveni materijal gušće strukture (hrast, na primjer) gori sporije od iste jasike, što se objašnjava razlikom u njihovoj toplinskoj vodljivosti.

Kada se zapali drvo s visokim udjelom vlage, određena količina topline troši se na isparavanje vlage. Kao rezultat, manje se toplinske energije troši na razgradnju materijala. Prirodno, suho drvo, uzimajući u obzir sve navedeno, gori puno brže.

Konstruktivne zaštitne mjere

Protupožarne mjere u odnosu na većinu drvenih kuća i ostalih zgrada dobivaju se odgovarajućim projektnim rješenjima, kao i zbog obrade posebnim kemijskim reagensima (usporivači vatre).

Zaštita ove vrste ostvaruje se povećanjem mase pojedinih elemenata, osim šiljastih rubova i snažno izbočenih dijelova ("oštri rubovi"), uporabom drvenih elemenata bez šupljina.

Također se koriste izolacijski materijali otporni na toplinu, protivpožarna zaštita površina drvenih konstrukcija posebnim premazima. Zaštitni premazi koriste se u obliku azbestno-cementnih (gipsanih) limova i gipsa debljine do 1,5 centimetara.

Osim toga, kako bi se smanjio indeks zapaljivosti, dizajn namjerno smanjuje broj konstrukcija s paralelnim drvenim elementima i praznine između njih.

Dodatne mjere za suzbijanje širenja vatre zahtijevaju poštivanje normi za stvaranje vatrenih prekida.

Tome se može dodati raščlamba zgrada s posebnim pregradama i odgovarajući raspored zidnih otvora (prozori i vrata) i vatrootpornih krovova. Sve ove mjere omogućuju jačanje konstrukcije u smislu njene sposobnosti da se odupre širenju vatre.