A dohány égési vagy parázslási folyamata: jellemzők és ártalmak

Hőmérsékleti küszöb a különféle fajok fatüzeléséhez

A fa szerkezetétől és sűrűségétől, valamint a gyanták mennyiségétől és jellemzőitől függően a tűzifa égési hőmérséklete, fűtőértéke, valamint a láng tulajdonságai függenek.
Ha a fa porózus, akkor nagyon erősen és intenzíven fog égni, de nem ad magas égési hőmérsékletet - a maximális mutató 500 ℃. De a sűrűbb fa, például gyertyán, kőris vagy bükk, körülbelül 1000 ℃ hőmérsékleten ég. Az égési hőmérséklet valamivel alacsonyabb a nyír (kb. 800 ℃), valamint a tölgy és a vörösfenyő (900 ℃) esetében. Ha olyan fajokról beszélünk, mint a lucfenyő és a fenyő, akkor körülbelül 620-630 ℃ -on világítanak.

A tűzifa fűtési teljesítménye: a fő fajok táblázata

Figyelembe véve a különböző fafajtákat, végül észrevehet néhány különbséget: némelyikük nagyon fényesen és tökéletesen ég, miközben erős meleg van, míg mások csak alig parázsolnak, szinte semmilyen hőt nem hagyva maga után. A lényeg itt egyáltalán nem a szárazságukban vagy a nedvességükben van, hanem a szerkezetükben és az összetételükben, valamint a fa szerkezetében.

Érdemes azonban odafigyelni arra, hogy a nedves fa nagyon meggyullad és eléget, miközben nagy mennyiségű hamu marad, ami rossz hatással van a kéményre, erősen eltömődnek.

A legnagyobb hőtermelés a tölgy, a bükk, a nyír, a vörösfenyő vagy a gyertyán területén található, de ezek a fajok a leginkább veszteségesek és legdrágábbak. Ezért nagyon ritkán, majd forgács vagy fűrészpor formájában használják őket. A legkevesebb hőátadás nyárban, égerben és nyárban történik. Van egy táblázat, amely bemutatja a fő sziklákat és azok hőteljesítményét.

A főbb kőzetek és hőátadásuk táblázata:

• Kőris, bükk - 87%;
• Gyertyán - 85%;
• Tölgy - 75, 70%;
• Vörösfenyő - 72%;
• Nyír - 68%;
• Fenyő - 63%;
• Hárs - 55%;
• Fenyő - 52%;
• Nyárfa - 51%;
• Nyárfa - 39%.

A tűlevelűek égési hőmérséklete alacsony, ezért jobb, ha nyílt tűz (tűz) meggyújtására használják őket. A fenyőfa azonban nagyon gyorsan meggyullad és képes hosszú ideig parázsolni, mivel óriási mennyiségű gyantát tartalmaz, így ez a faj sokáig képes megtartani a hőt. De ennek ellenére jobb, ha nem használunk tűlevelű fűtést, mivel égéskor sok füstgáz képződik, amelyek korom formájában megtelepszenek a kéményen, és meg kell tisztítani, mivel gyorsan eltömődik.

A fa hőjellemzői

A fafajok különböznek a gyanták sűrűségében, szerkezetében, mennyiségében és összetételében. Mindezek a tényezők befolyásolják a fa fűtőértékét, az égési hőmérsékletet és a láng jellemzőit.

A nyárfa porózus, az ilyen tűzifa fényesen ég, de a maximális hőmérsékleti mutató csak az 500 fokot éri el. A sűrű fafajok (bükk, kőris, gyertyán) égetve 1000 fokos hőt bocsátanak ki. A nyír indikátorai valamivel alacsonyabbak - körülbelül 800 fokosak. A vörösfenyő és a tölgy forróabban lobban fel, akár 900 Celsius fokot is kiadva. A fenyő és a fenyő tűzifa 620-630 fokon ég.

A nyírfa tűzifának a legjobb a hőhatékonysága és a költségaránya - gazdaságilag nem kifizetődő drágább, magas égési hőmérsékletű fákkal fűteni.

A lucfenyő, a fenyő és a fenyő alkalmas tűzgyújtásra - ezek a tűlevelűek viszonylag mérsékelt meleget nyújtanak. De nem ajánlott ilyen tűzifát szilárd tüzelésű kazánban, kályhában vagy kandallóban használni - nem bocsátanak ki annyi hőt, hogy hatékonyan melegítsék az otthont és főzzenek ételt, nagy mennyiségű korom képződésével égjenek ki.

A gyenge minőségű tűzifát nyárból, hársból, nyárból, fűzből és égerből készített tüzelőanyagnak tekintik - a porózus fa égéskor kevés hőt bocsát ki. Az éger és néhány más fafaj égés közben szénnel "lő", ami tüzet okozhat, ha a fát nyitott kandalló tüzelésére használják.

A választás során figyeljen a fa nedvességtartalmának mértékére is - a nyers tűzifa rosszabban ég és több hamu marad.

A fa hő tulajdonságai

A különböző fafajok különböző mennyiségű hőt termelnek. Például a száraz, öregített fa több hőt termel, mint a frissen fűrészelt fa. Ez annak a ténynek tulajdonítható, hogy a kezdeti kémiai reakció során az összes hő a fáról származó víz elpárologtatásába kerül. Minél kevesebb nedvesség van az anyagban, annál hamarabb nyerhető hő. A keményfák hosszabb ideig égnek, mint a puhafák, és több hőt emelnek ki. A legértékesebb fafajok egy részejó hőparaméterekkel rendelkeznek:

Az ilyen fák fája azonban drága, emiatt az ipari hulladékot és a fakitermelést a legtöbb esetben üzemanyagként használják.

Ebben a videóban megtudhatja, hogyan ellenőrizhető a tűzifa nedvességtartalma:

A fa hőkapacitása alapján történő felhasználása

A tűzifa típusának kiválasztásakor érdemes figyelembe venni egy adott fa költségének és hőteljesítményének arányát. Amint a gyakorlat azt mutatja, a legjobb megoldás lehet a nyírfa tűzifa, amelyben ezek a mutatók a legjobban egyensúlyban vannak. Ha drágább tűzifát vásárol, a költségek kevésbé hatékonyak lesznek.

Szilárd tüzelésű kazánnal történő ház fűtéséhez nem ajánlott olyan fafajtákat használni, mint luc, fenyő vagy fenyő. Az a tény, hogy ebben az esetben a kazánban lévő fa égési hőmérséklete nem lesz elég magas, és sok korom halmozódik fel a kéményeken.

Alacsony hőhatékonysági értékek vannak éger, nyár, hárs és nyár tűzifában is, porózus szerkezete miatt. Ezenkívül az égési folyamat során időnként éger és néhány más típusú tűzifát szénnel lőnek. Nyitott kemence esetén az ilyen mikrorobbanások tüzet okozhatnak.

Fafajok

Többféle minta határozza meg a különbözõ fafajok égésének különbségét. Először is ez a gyanták jelenléte - érezhetően hozzáadják a tűzifa fűtőértékét. A puha fa alacsony sűrűsége miatt könnyebben ég. A nehéz kőzetek sokáig fenntartják az égést.

Míg a fa sűrűsége fajonként jelentősen változik, az egységnyi tömegre eső fűtőértékük közel azonos (a tűlevelű gyantás fajok kivételével). Függetlenül attól, hogy milyen típusú fákat használtak tűzifának, a páratartalom a fő tényező, amely befolyásolja mind az égési folyamatot, mind a hőeredményt.

A különféle fafajok ismerete lehetővé teszi, hogy kisebb tűzifafogyasztás mellett kényelmes égést érjen el

Néhány fafaj jellemzőinek felsorolása:

• akác - lassan ég és sok hőt ad, gyorsan szárad, jellegzetes ropogást bocsát ki a kandallóban;
• Nyír - gyorsan kiég, nedves állapotban is könnyen meggyullad, egyenletes és stabil tüzet ad;
• bükkfa - magas kalóriatartalmú üzemanyag, kevés hamu marad;
• tölgy - magas fűtőérték, égés közben kellemes illatot bocsát ki, nagyon sokáig szárad;
• nyárfa - alacsony égési hő;
• gyümölcsfák - égjen lassan és egyenletesen;
• tűlevelűek - illatos füst, lőhet kátrányt, sok koromot képezhet.

A fa üzemanyagként történő kezelésének alapjainak ismerete lehetővé teszi, hogy kevesebb tűzifával kényelmesen égessen.

Csak az a fontos, hogy ne felejtsük el a fő dolgot: az ellenőrizetlen nyílt láng nagyon veszélyes lehet az élőlényekre. A lángoktól és a paráztól származó égések mellett a tűz összehasonlíthatatlanul több katasztrófát okozhat, ha tűzbe ég.

Égési hőmérséklet és hőátadás

Közvetlen kapcsolat van a kályhában égő fa hőmérséklete és a hőátadás között - minél forróbb a láng, annál több hőt bocsát ki a helyiségbe. A keletkező hő mennyiségét a fa különféle jellemzői befolyásolják. A számított értékek megtalálhatók a szakirodalomban.

Meg kell jegyezni, hogy az összes standard mutatót ideális körülmények között számították ki:

• a fa jól szárad;
• a kemence zárva van;
• az oxigént pontosan adagolt adagokban adagolják az égési folyamat fenntartása érdekében.

Természetesen lehetetlen ilyen körülményeket létrehozni egy házi tűzhelyben, így kevesebb hő szabadul fel, mint azt a számítások mutatják. Ezért a szabványok csak az általános dinamika meghatározásához és a jellemzők összehasonlításához használhatók.

A kandallóban található fa égési hőmérsékletének mérését csak pirométerrel lehet elvégezni - erre más mérőeszköz nem alkalmas.

Ha nincs ilyen készüléke, akkor vizuálisan meghatározhatja a hozzávetőleges mutatókat a láng színe alapján. Például az alacsony hőmérsékletű láng sötétvörös színű. A sárga fény a huzat növelésével kapott túl magas hőmérsékletet jelzi, de ebben az esetben a kéményen keresztül azonnal több hő párolog el. Kályha vagy kandalló esetében az a legalkalmasabb égési hőmérséklet, amelynél a láng színe sárga lesz, mint például a száraz nyírfa esetében.

A modern kályhák és szilárd tüzelésű kazánok, valamint a zárt típusú kandallók levegőellátó rendszerrel vannak felszerelve a hőátadás és az égés intenzitásának beállítására.

A fa égési hőmérséklete határozza meg az üzemanyag hőátadási sebességét - minél magasabb, annál több hőenergia szabadul fel a tűzifa égése során. Ebben az esetben az üzemanyag fajlagos fűtési értéke a fa jellemzőitől függ.

A táblázat hőátadási mutatói ideális körülmények között elégetett tűzifákra vonatkoznak:

• minimális nedvességtartalom az üzemanyagban;
• az égés zárt térfogatban történik;
• oxigénellátás adagolva van - a teljes égéshez szükséges mennyiség biztosított.

Csak akkor érdemes a fűtőérték táblázatos értékeire koncentrálni, hogy összehasonlítsuk a különböző típusú tűzifákat egymással - valós körülmények között az üzemanyag hőátadása észrevehetően alacsonyabb lesz.

Mi az égés

Az égés izotermikus jelenség - vagyis reakció a hő felszabadulásával.

1. Bemelegítés. A fadarabot külső tűzforrással kell felmelegíteni a gyulladási hőmérsékletre. 120-150 fokos hőmérsékletre hevülve a fa elkezd elszenesedni, és szén keletkezik, amely képes spontán égésre. 250-350 fokos hőmérsékletre történő felmelegedéskor megindul a hőbomlás folyékony komponensekké (pirolízis).

2. Pirolízisgázok égése. A további melegítés fokozott hőbomláshoz vezet, és a koncentrált pirolízisgázok fellángolnak. A kitörés után a gyújtás fokozatosan elkezdi lefedni a teljes fűtési zónát. Ez stabil világossárga lángot eredményez.

3. Gyújtás. A további melegítés meggyújtja a fát. A gyulladási hőmérséklet természetes körülmények között 450-620 fok között mozog. A fa külső hőforrás hatására meggyullad, amely biztosítja a hőt a termokémiai reakció gyors felgyorsulásához.

A fatüzelőanyagok gyúlékonysága számos tényezőtől függ:

• a faelem térfogata, alakja és szakasza;
• a fa nedvességének mértéke;
• vonóerő;
• a gyújtandó tárgy helye a légáramhoz képest (függőleges vagy vízszintes);
• a fa sűrűsége (a porózus anyagok könnyebben és gyorsabban gyulladnak meg, mint a sűrűek, például az égerfát könnyebb meggyújtani, mint a tölgyet).

A gyújtáshoz jó, de nem túlzott tapadás szükséges - elegendő oxigénellátás és az égés hőenergiájának minimális elvezetése szükséges - a szomszédos fadarabok felmelegedéséhez szükséges.

4. Égés.Az optimálishoz közeli körülmények között a pirolízisgázok kezdeti kitörése nem halványul el, a gyújtástól kezdve a folyamat stabil égéssé válik, az üzemanyag teljes térfogatának fokozatos lefedésével. Az égés két szakaszra oszlik - parázsló és lángoló égés.

A parázslás a szén, a pirolízis folyamat szilárd termékének elégetésével jár. A gyúlékony gázok felszabadulása lassú, és az elégtelen koncentráció miatt nem gyulladnak meg. A gáznemű anyagok lehűlve kondenzálódnak, jellegzetes fehér füstöt képezve. A parázslás során a levegő mélyen behatol a fába, ennek következtében a lefedettség területe kitágul. A láng égését a pirolízis gázok égése biztosítja, a forró gázok kifelé haladva.

Az égést addig kell fenntartani, amíg fennállnak a tűz körülményei - elégetlen üzemanyag jelenléte, oxigénellátás, a szükséges hőmérsékleti szint fenntartása.

5. Csillapítás. Ha az egyik feltétel nem teljesül, az égési folyamat leáll és a láng kialszik.

Hogy megtudja, mi a fa égési hőmérséklete, használjon speciális eszközt, amelyet pirométernek neveznek. Más típusú hőmérők nem alkalmasak erre a célra.

Vannak ajánlások a fatüzelőanyagok égési hőmérsékletének a láng színe alapján történő meghatározására. A sötétvörös lángok alacsony hőmérsékletű égést, a fehér lángok a megnövekedett huzat miatt magas hőmérsékletet jeleznek, amelyben a hőenergia nagy része a kéménybe kerül. A láng optimális színe a sárga, így ég a száraz nyír.

Szilárd tüzelésű kazánokban és kályhákban, valamint zárt kandallókban lehetőség van az égési folyamat intenzitásának és a hőátadásnak a beállításával a tűztérbe áramló levegőt.

A fűtőérték jelzi, hogy mennyi hőenergia szabadul fel a tűzifa égése során. De a szilárd tüzelőanyagnak van még egy jellemzője, amelynek ismerete hasznos lehet a gyakorlatban - a hőteljesítmény. Ez a fa égetésénél elérhető maximális hőmérsékleti szint, amely a fa tulajdonságaitól függ.

A kis sűrűségű fa könnyű, magas lánggal ég, és viszonylag kis mennyiségű hőt bocsát ki; a sűrű fa tűzifát alacsony lángon fokozott hőtermelés jellemzi.

Teljes és hiányos égés: mi szabadul fel, ha a fa ég

Nemcsak fa éghet, hanem termékei (forgácslap, farostlemez, MDF), valamint fém is. Az égési hőmérséklet azonban minden terméknél eltérő. Például: az acél égési hőmérséklete 2000 fok, az alumíniumfólia - 350, a fa pedig már 120 - 150 fokon kezd gyulladni.

A fa elégetése végül füstöt eredményez, ahol a szilárd anyag korom. Az égéstermékek teljes összetétele teljes mértékben a fa alkotóelemeitől függ. A fa főleg a legfontosabb alkotóelemekből áll: hidrogén, nitrogén, oxigén és szén.

Ha 1 kg fát égetnek el, akkor a gáz halmazállapotú égéstermékek 7,5-8,0 köbméter között szabadulnak fel. A jövőben a szén-monoxid kivételével már nem képesek égni.

Fa égéstermékei:

• Nitrogén;
• Szén-monoxid;
• Szén-dioxid;
• Vízpára;
• A kén-dioxid.

A karakterben való égés lehet teljes vagy hiányos. De mindkettő a füst képződésével fordul elő. Hiányos égés esetén egyes égéstermékek később is éghetnek (korom, szén-monoxid, szénhidrogének). De ha teljes égés történt, akkor a jövőben keletkezett termékek nem képesek égni (kén- és szén-dioxid-gázok, vízgőz).

A fa tűzveszélyét a hőbomlás törvényei határozzák meg a külső hőáramok hatására, amely 110˚С hőmérsékleten kezdődik.A további melegítés a szabad és megkötött nedvesség eltávolításával jár együtt. Ez a folyamat 180 ° C hőmérsékleten fejeződik be, majd a legkevésbé hőálló alkotórészek bomlása CO 2 és H 2 O felszabadulásával kezdődik. ~ 250 ° C hőmérsékleten a fa pirolízise a gáznemű termékek: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. A képződött gázelegy gyúlékony és gyújtóforrásból meggyulladhat. Magasabb hőmérsékleten a fa termikus bomlása felgyorsul. Az éghető gázok nagy része, amely legfeljebb 25% hidrogént és legfeljebb 40% éghető szénhidrogént tartalmaz, 350–450˚С hőmérsékleti tartományban szabadul fel.

Az egyik fontos tényező, amely meghatározza a fa tűzveszélyességét, az a képesség, hogy levegőben melegítve meggyullad és elterjeszti az égést.

Az égő fa tüzes égés és parázslás formájában fordul elő. Tűzviszonyok között a fő hőmennyiség a lángoló égés időszakában szabadul fel (legfeljebb 60%) és ~ 40% - a bomlási időszak alatt.

Egyes fafajták tűzveszélyességi mutatóit a 4. táblázat mutatja.

4. táblázat - Különböző fafajok tűzveszélyességi mutatói

A fa tűzveszélyének hőmérsékleti mutatóit - a gyulladás és az öngyulladás hőmérsékletét - a hőbomlás törvényei határozzák meg. Ezeknek a mutatóknak az értékei a különböző fafajták esetében, amint az a 2. táblázatból is látható, meglehetősen szűk hőmérsékleti tartományban vannak.

Valamennyi faj száraz fája nagyon gyúlékony (B3) nagyon éghető (G4) anyag, nagy füstgeneráló képességgel (D3). Az égéstermékek toxicitása szerint a fa a rendkívül veszélyes anyagok csoportjába tartozik (T3). A láng terjedésének lineáris sebessége a felületen 1-10 mm / s. Ez a sebesség jelentősen függ számos tényezőtől: fafajtól, nedvességtartalmától, a lehulló hőáram értékétől, az égő felület tájolásától. A parázslás mértéke szintén nem állandó érték - különféle fafajok esetében 0,6 és 1,0 mm / perc között mozog.

Az építőiparban széles körben használják a fa alapú befejező anyagokat: forgácslapokat, farostlemezeket, fa paneleket, léceket, rétegelt lemezeket. Mindezek az anyagok tűzveszélyesek. Módosított panelek, lécek, rétegelt lemez. Mindezek az anyagok tűzveszélyesek. A fa polimerekkel történő módosítása általában növeli a tűzveszélyt.

Az 5. táblázat néhány faalapú építőanyag gyúlékonysági jellemzőit mutatja.

5. táblázat - A faanyagok gyúlékonysága

A láng átterjedt a fa felületén

A faanyagok felületén a láng terjedésének különböző vizsgálati módszerekkel végzett kísérleti vizsgálatai azt mutatták, hogy nemcsak a külső hőhatás feltételei, hanem a fafajta is befolyásolja a láng terjedésének jellemzőit.

A fafajok hatása bizonyos mértékig nyomon követhető, ha figyelembe vesszük az úgynevezett lángterjedési index (FLI) értékeit.

A GOST 12.1.044-89 szerint az IRP összetett mutató, mivel ennek kiszámításán túl a láng terjedési sebessége a minta felületének egyes szakaszain és a korlátozó terjedési távolság mellett a kipufogógáz maximális hőmérsékletére vonatkozó adatokat is felhasználja füstgázok és az elérésük ideje. Azokat az anyagokat, amelyek IRP≤20, lassan terjedő lángnak nevezzük, IRP˃20 - gyorsan terjedő lángnak. Minden fafaj az utóbbi anyagcsoportba tartozik. Indexük meghaladja az 55-öt.

A 4. táblázat a 19-25 mm vastag kezeletlen faanyagok IRI-értékeit mutatja.

Bár a legtöbb fafaj a 3. kategóriába tartozik, a tűz szempontjából a legveszélyesebb osztály, mivel képesek lángot teríteni a mennyezet szerkezete felszínén, néhány tűlevelű faj alacsonyabb az IRI és a 2. osztályba tartoznak.

6. táblázat - IRP-érték és osztály a láng terjesztésének képessége szerint

A fa felületére érkező hőáram növekedése jelentősen megnöveli a láng terjedési sebességét. A folyamat befejezése akkor lehetséges, ha a saját lángjából származó hőáram kisebb lesz, mint egy adott anyag szempontjából kritikus.

A faalapú befejező építőanyagok tesztjei a valódi tűz kialakulását szimuláló körülmények között meglehetősen magas lángterjedési sebességet mutattak ezek mentén (7. táblázat).

7. táblázat - A láng terjedésének sebessége fa alapú burkolatokon

A fa égéstermékeinek füstképző képessége és toxicitása

A mérgező füstök felszabadulása a domináns tűzveszély. Megjelenik az égéstermékek mérgező és irritáló hatásában, valamint a láthatóság romlásában füstös környezetben. A látási viszonyok csökkenése megnehezíti az emberek evakuálását a veszélyzónából, ami viszont növeli az égéstermékekkel való mérgezés kockázatát. A tűz helyzetét tovább bonyolítja az a tény, hogy a füstgázok gyorsan terjednek az űrben, és behatolnak a tűz forrásától távol eső helyiségekbe. A kibocsátott füst koncentrációja és jellege függ az éghető anyag szerkezeti jellemzőitől és kémiai összetételétől, az égési körülményektől.

A fa égése során keletkező füstgázokban több mint 200 vegyületet - a nem teljes égés termékét - találtak. Az egyes fafajok égés közbeni optikai sűrűségének maximális értéke komplex módon függ a külső hőáram sűrűségétől. A különböző fafajok bomlása és parázsló égése során a füstképződés együtthatója a külső hőáram sűrűségétől függ (14. ábra).

1 - lucfenyő; 2 - fenyő Moszkva közelében; 3 - thongkaribe fenyő; 4 - ilim karagach; 5 - akác keolai; 6 - gesztenye; 7 - akác; 8- eukaliptusz bacdan.

14. ábra - A füstképződés jellemzői.

A görbék hasonló szélsőséges jellege a fa égéstermékeinek toxicitási indexének a külső hőáram sűrűségétől való függésétől (15. ábra). A fenyőfa parázsló égési módjában a CO-hozam 70-240-szer nagyobb, mint a lángégetés során keletkező CO-hozam.

Parázsló üzemmódban a 450-550 ° C hőmérsékleti tartományban minden fafaj az égéstermékek toxicitása szempontjából rendkívül veszélyesnek nyilvánul, és a T3 csoportba tartozik. A hőhatás intenzitásának növekedésével 60-65 kW / m2-ig (ami 700-750 hőmérsékletnek felel meg) С), az égéstermékek toxicitása szerint a különböző típusú fa a közepesen mérsékelt csoportba kerül veszélyes anyagok T2.

1- hárs; 2 - nyír; 3 - ilim karagach; 4 - tölgy; 5 - nyárfa; 6 - fenyő; 7 - lucfenyő.

15. ábra - Az égéstermékek toxicitása a hőhatás hőmérsékletétől.

A fa égésekor meglehetősen intenzív füstképződés lép fel. A legnagyobb mennyiségű füst akkor keletkezik, ha faanyagokat égetnek parázs módban (8. táblázat).

8. táblázat - A faanyagok füstképző képessége parázslási módban tesztelve

4 Tűzvédelmi intézkedések faépületek építésénél

A fa égési hőmérsékletét már röviden megemlítettük a "" című kiadványunkban, és ma elmélyülünk ebben a kérdésben.

Mindannyian megszoktuk azt hinni, hogy maga az üzemanyag ég. És bár az égés nélküle lehetetlen, valójában az üzemanyag által az égés során felszabaduló gáz meggyullad.Igaz, ahhoz, hogy a fa elegendő mennyiségű gázt kezdjen kibocsátani a gyújtáshoz, magas hőmérsékletre van szüksége. És ez a hőmérséklet különbözik a különböző fafajok és a különböző körülmények között. A szerkezet, sűrűség, páratartalom és egyéb jellemzők befolyásolják a felszabaduló gáz sebességét és mennyiségét, mert egyes fafajok gyorsan fellángolnak, sok hőt és fényt adnak, míg másokat nagyon nehéz meggyújtani, és sokkal kevesebb hőt bocsátanak ki, mint szeretnénk. Ez akkor válik nagyon fontossá, amikor különösen a gyújtóanyagokat választják. Az alábbi táblázat néhány gyakori fafaj égési hőmérsékletét mutatja.

A méltányosság kedvéért meg kell jegyezni, hogy a táblázatban feltüntetett Celsius-fokokat ideális körülményekre (zárt tér, felhasznált száraz fa és ellenőrzött oxigénellátás optimális mennyiségben égéshez) adják meg, amelyeket csak kazánokban, de tűz esetén nem lehet elérni. a tisztás közepén készült. De ennek ellenére útmutatóként a táblázat adatai meglehetősen megfelelőek.

Minél magasabb az égési hőmérséklet a választott fafajon, annál több hőt kell elnyelnie, mielőtt gyúlékony gáz fejlődni kezdene belőle.

A gyújtáshoz jobb, ha alacsony égési hőmérsékletű kőzeteket, és fő tűzifaként magas hőmérsékletű kőzeteket használunk. Ellenkező esetben kétféle problémába ütközhet:

• A kiválasztott fa égési hőmérséklete magasabb, mint az öné. Emiatt az üzemanyag egyszerűen nem gyullad meg, vagy további feldolgozást, előkészítést és előkészítést igényel.
• A kiválasztott fa égési hőmérséklete alacsony, ennek következtében elégtelen hő keletkezik. Emiatt szükség lehet a faj megváltoztatására, miközben üzemanyagot vagy több fát éget.

A táblázat adatai alapján arra következtethetünk, hogy a nyár égési hőmérséklete jó gyújtássá teszi, mert már 468 Celsius-fokon kezd aktívan égni, miközben például a fenyőt 624 fokig kell melegíteni. Ha nincs kéznél semmi, kivéve a tölgyet, akkor annak meggyújtásához sokat kell izzadni, hogy az égési hőmérséklet 840–900 fokosra emelkedjen, és csak ezután tölgyfa rönköket kell hozzáadni. Az alacsony égési hőmérséklet miatt a nyár jó gyújtású, de jobb, ha nem használja fő tüzelőanyagként, mivel alacsony a hőteljesítménye, amelyet a táblázat második oszlopa jelez. Ehhez a szerephez a fenyő, a nyírfa vagy ugyanaz a tölgy sokkal jobban megfelel. Ezek a kőzetek több gázt, így több fényt és hőt termelnek.

Nem sok értelmét látom a táblázat összes oszlopának értékére emlékezni. sokkal könnyebb használni útmutatóként a fafajok saját térképének összeállításához, figyelembe véve a régió flórájának sajátosságait. Egy olyan egyszerű sorrend, mint „először égetünk X kőzetet, majd váltunk Y kőzetre” három vagy négy lépésben, sokkal könnyebben megjegyezhető és használható a terepen. Ha nincs választási lehetőség a területen, és csak egy fafajta van kéznél, akkor együtt kell dolgoznia vele, de ha még mindig van választás, akkor jobb, ha tudatosan és szándékosan választja. És bár a táblázatban feltüntetett égési hőmérséklet csak ideális körülményekre jellemző, ezekről szólva érdemes két tényezőt is megemlíteni, amelyek közvetlenül befolyásolják az égési hőmérsékletet: a páratartalmat és az érintkezési területet.

Az égési hőmérsékletet befolyásoló tényezők

A kályhában a fa égési hőmérséklete nemcsak a fafajtától függ. Lényeges tényezők a fa nedvességtartalma és a tapadási erő is, ami a fűtőegység kialakításának köszönhető.

A nedvesség hatása

A frissen vágott fa nedvességtartalma átlagosan 45-65% - kb. 55%.Az ilyen tűzifa égési hőmérséklete nem emelkedik a maximális értékre, mivel a hőenergia elpárolog a nedvességtől. Ennek megfelelően csökken az üzemanyag hőátadása.

A fa elégetése során a szükséges hőmennyiség felszabadításához három módszert alkalmaznak:

• csaknem kétszer annyi frissen vágott tűzifát használnak fel a helyiségek fűtésére és a főzésre (ez megnöveli az üzemanyagköltségeket, és szükségessé teszi a kémény és a gázcsatornák gyakori karbantartását, amelyben nagy mennyiségű korom leülepszik);
• a frissen vágott tűzifát előszárítják (a rönköket fűrészelik, hasábokra hasítják, amelyeket lombkorona alá raknak - a természetes szárításhoz 1-1,5 év szükséges, legfeljebb 20% nedvességig);
• száraz tűzifát vásárolnak (a pénzügyi költségeket kompenzálja az üzemanyag magas hőátadása).

A frissen vágott nyírfa tűzifa fűtőértéke meglehetősen magas. A frissen vágott hamu, gyertyán és más keményfák tüzelőanyagai szintén alkalmasak felhasználásra.

A kemence oxigénellátásának korlátozásával csökkentjük a fa égési hőmérsékletét és csökkentjük az üzemanyag hőátadását. Az üzemanyag-betét égésének időtartama növelhető a kazánegység vagy a kályha csappantyújának bezárásával, de az üzemanyag-takarékosság az optimális körülmények miatt alacsony égési hatékonysággá válik.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (hő)

A szén és a hidrogén elégetése oxigénellátás esetén történik (az egyenlet bal oldala), így hő, víz és szén-dioxid keletkezik (az egyenlet jobb oldala).

Ahhoz, hogy a száraz fa maximális hőmérsékleten éghessen el, az égéstérbe jutó levegő mennyiségének el kell érnie az égési folyamathoz szükséges térfogat 130% -át. Amikor a légáramot a szárnyak blokkolják, nagy mennyiségű szén-monoxid képződik, ennek oka az oxigénhiány. Szén-monoxid (elégetlen szén) kerül a kéménybe, miközben az égéstér hőmérséklete csökken és a tűzifa hőátadása csökken.

Gazdaságos megközelítés, ha szilárd tüzelésű kazánt fán használnak, olyan hő-akkumulátor telepítése, amely optimális üzemmódban, jó tapadással tárolja az üzemanyag elégetése során keletkező felesleges hőt.

A fatüzelésű kályhák használatával így nem lehet üzemanyagot spórolni, mivel ezek közvetlenül melegítik a levegőt. A hatalmas tégla kályha teste képes felmelegíteni a hőenergia viszonylag kis részét, míg a fémkályhákban a felesleges hő közvetlenül a kéménybe kerül.

Ha kinyitja a ventilátort, és növeli a kemence tolóerejét, az égés intenzitása és az üzemanyag hőátadása nő, de a hőveszteség is növekszik. A fa lassú égése esetén a szén-monoxid mennyisége nő, a hőátadás pedig csökken.

Ha elégtelen mennyiségű oxigén jut be a kemencébe, akkor a fa égésének intenzitása és hőmérséklete csökken, ugyanakkor hőátadása csökken. Vannak, akik inkább a ventilátort a kályhába borítják, hogy meghosszabbítsák egy könyvjelző égési idejét, de ennek eredményeként az üzemanyag alacsonyabb hatékonysággal ég.

Ha a tűzifát nyitott kandallóban égetik el, akkor az oxigén szabadon áramlik a kandallóba. Ebben az esetben a huzat elsősorban a kémény jellemzőitől függ.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (hőenergia).

Ez azt jelenti, hogy ha oxigén áll rendelkezésre, akkor hidrogén és szén égése következik be, ami hőenergiát, vízgőzt és szén-dioxidot eredményez.

A száraz tüzelőanyag maximális égési hőmérsékletének eléréséhez az égéshez szükséges oxigén körülbelül 130% -ának be kell jutnia a kemencébe.Amikor a bemeneti szárnyak zárva vannak, oxigénhiány miatt felesleges szén-monoxid keletkezik. Az ilyen fel nem égett szén a kéménybe távozik, de a kemence belsejében az égési hőmérséklet csökken és az üzemanyag hőátadása csökken.

A modern szilárd tüzelésű kazánok nagyon gyakran speciális hőakkumulátorokkal vannak felszerelve. Ezek az eszközök túlzott mennyiségű hőenergiát halmoznak fel az üzemanyag elégetése során, feltéve, hogy jó tapadású és nagy hatásfokú. Így takaríthat meg üzemanyagot.

A fatüzelésű kályhák esetében nincs annyi lehetőség a tűzifa megtakarítására, mivel ezek azonnal hőt engednek a levegőbe. Maga a kályha csak kis mennyiségű hőt képes visszatartani, de a vaskályha erre egyáltalán nem képes - a felesleges hő azonnal belemegy a kéménybe.

Tehát a kemence tolóerejének növekedésével elérhető az üzemanyag égésének intenzitásának és hőátadásának növekedése. Ebben az esetben azonban a hőveszteség jelentősen megnő. Ha biztosítja a fa lassú égését a kályhában, akkor a hőátadásuk kisebb lesz, és a szén-monoxid mennyisége nagyobb lesz.

Felhívjuk figyelmét, hogy a hőgenerátor hatékonysága közvetlenül befolyásolja a fa elégetésének hatékonyságát. Tehát a szilárd tüzelésű kazán 80% -os hatékonysággal, a tűzhely pedig csak 40% -kal büszkélkedhet, és annak kialakítása és anyaga számít.

A spontán égés első szakaszában elért hőmérséklet észrevehetően magasabb, mint a bomlástermékek láng nélküli égési periódusának ugyanazon mutatója. A kezdeti szakaszban egy vékony szénréteg csak a fa felületén képződik, és először nem ég, annak ellenére, hogy vöröses forró állapotban van.

Az a tény, hogy ebben a szakaszban szinte az összes oxigént elfogyasztják a láng fenntartása érdekében, és korlátozott a hozzáférése más égéstermékekhez. A szén csak attól a pillanattól kezd bomlani, amikor a tüzes égési szakasz teljesen befejeződött.

A fa égési hőmérséklete, amely biztosítja a stabil égés fenntartását, a legtöbb fajtához 250-300 fok.

Az ilyen elrendezés jó példája a szarufák és a tető burkolata. Ennek eredményeként kölcsönös felmelegedésük elkerülhetetlen a léghajtás hosszirányú egyidejű növekedésével.

A fentiek mindegyike arra kényszeríti az építőket, hogy tegyenek különleges intézkedéseket a faépítmények megvédésére a nyílt tűz hatásaitól.

A tűz hőmérséklete a tűzifán

A jó lánghoz levegőre van szükség, égés közben kémiai reakció és szerves anyagok fordulnak elő, a fa tartalmaz gőzzé és szén-dioxiddá alakulva, hőt leadva.

A különböző típusú fákból készített tűzifa másképp ég. Egyesek gyorsan és fényesen égnek, mások sok hamut hagynak, fárasztóan és sokáig égnek, mások sokáig égnek, szénük pedig sok hőt ad.

A legmagasabb hőmérsékletet a bükk és a gyertyán tűzifa adja - akár ezer Celsius fokig. A nyár adja a legalacsonyabb hőmérsékletet, még az utóbbi hő felét sem. Éger, nyár, fenyő, hárs, akác, fenyő, nyír, tölgy, vörösfenyő erősebben ég, mint a nyár.

Az égési hőmérsékletet nemcsak a fafajok, hanem az oxigénhez való hozzáférés, a kemence kialakítása is befolyásolja. Például egy nagy kőkályhában a tűzifa gyorsan ég, de a kályha érzékeli a hőjüket, és sokáig át tudja adni a környezetnek. Éppen ellenkezőleg, egy kis tűzhely - egy fazékkályha nem tartja vissza a hőt, azonnal a szobába adja.

Mi az égési folyamat

Izotermikus reakciót, amelyben bizonyos mennyiségű hőenergia felszabadul, égésnek nevezünk. Ez a reakció több egymást követő szakaszon megy keresztül.

Az első szakaszban a fát egy külső tűzforrás melegíti fel gyulladásig. Ahogy felmelegszik 120-150 ℃-ra, a fa szénné válik, amely képes öngyulladásra.A 250-350 ℃ hőmérséklet elérése után gyúlékony gázok kezdenek fejlődni - ezt a folyamatot pirolízisnek nevezik. Ugyanakkor a fa felső rétege szappanosodik, amelyet fehér vagy barna füst kísér - ezek kevert pirolízisgázak vízgőzzel.

A második szakaszban a melegítés eredményeként a pirolízisgázok halványsárga lánggal meggyulladnak. Fokozatosan terjed a fa teljes területén, folytatva a fa melegítését.

A következő fázist a fa meggyújtása jellemzi. Általános szabály, hogy ehhez 450-620 ℃-ig kell felmelegednie. A fa meggyulladásához külső hőforrásra van szükség, amely elég intenzív ahhoz, hogy gyorsan felmelegítse a fát és felgyorsítsa a reakciót.

Ezen felül olyan tényezők, mint:

• vontatás;
• a fa nedvességtartalma;
• a tűzifa szakasza és alakja, valamint számuk egy fülön;
• fa szerkezete - a laza tűzifa gyorsabban ég, mint a sűrű fa;
• a fa elhelyezése a légáramhoz képest - vízszintesen vagy függőlegesen.

Tisztázzunk néhány pontot. Mivel a nedves fa égéskor mindenekelőtt elpárologtatja a felesleges folyadékot, sokkal rosszabban gyullad meg és ég, mint a száraz fa. Az alak is számít - a bordázott és fogazott rönkök könnyebben és gyorsabban gyulladnak meg, mint a sima és kerekek.

A kéményben lévő huzatnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy biztosítsa az oxigén áramlását, és a tűztér belsejében lévő hőenergiát elvezesse a benne lévő összes tárgyra, de ne fújja ki a tüzet.

A termokémiai reakció negyedik szakasza stabil égési folyamat, amely a pirolízisgázok kitörése után a kemencében található összes üzemanyagot lefedi. Az égés két fázisban zajlik - parázsló és lánggal égő.

A parázslás során a pirolízis eredményeként képződött szén megég, miközben a gázok meglehetősen lassan szabadulnak fel, és alacsony koncentrációjuk miatt nem tudnak meggyulladni. A kondenzációs gázok hűlés közben fehér füstöt képeznek. Amikor a fa megpárol, a friss oxigén fokozatosan hatol befelé, ami a reakció további elterjedéséhez vezet az összes többi üzemanyaghoz. A láng a pirolízisgázok égéséből származik, amelyek függőlegesen mozognak a kijárat felé.

Amíg a kemence belsejében fenntartják a kívánt hőmérsékletet, oxigént táplálnak és égetlen üzemanyag van, az égési folyamat folytatódik.

Ha ezeket a körülményeket nem tartják fenn, akkor a termokémiai reakció átjut az utolsó szakaszba - csillapítás.

Bemelegítési folyamat

A fűtést úgy hívják, hogy egy fadarab egy külön hőforrástól a gyújtáshoz elegendő hőmérsékletre hevül. 120-150 ° C elegendő ahhoz, hogy a fa nagyon lassan kezdjen elszenesedni.

Később a folyamat a szén megjelenésével folytatódik. 250-350 ° C hőmérsékleten a fa magas fokok hatására aktívan elkezdi bomlani alkatrészekre.

Tovább szagol, de még nincs láng, és fehér vagy barna füst kezd megjelenni. További melegítéssel a pirolízisgázok százalékos aránya növekszik, és villámlás következik be, amely után a fa meggyullad.

Fa hőtermelése

A fűtőértéken, vagyis az üzemanyag elégetése során felszabaduló hőenergia mennyiségén kívül van még a hőteljesítmény fogalma is. Ez a fatüzelésű kályha maximális hőmérséklete, amelyet az intenzív fatüzelés idején elérhet a láng. Ez a mutató teljesen függ a fa jellemzőitől is.

Különösen, ha a fa laza és porózus szerkezetű, meglehetősen alacsony hőmérsékleten ég, erősen magas lángot képez, és meglehetősen kevés hőt ad. De a sűrű fa, bár gyengébb és alacsony lánggal is sokkal rosszabbul lobban, magas hőmérsékletet és nagy mennyiségű hőenergiát eredményez.

Különböző kőzetek gyulladási hőmérséklete

Ahhoz, hogy teljes képet kapjunk a fa hőparamétereiről, jobb megismerni az egyes fafajok fajlagos égési hőjét és legyen tisztában hőátadásukkal. Ez utóbbi sokféle mennyiségben mérhető, de nem szükséges teljesen táblázatos adatokra támaszkodni, mivel a valóságban irreális az optimális égési feltételek elérése. A fatüzelés hőmérsékleti táblázata azonban segít abban, hogy ne tévedjen a fa tulajdonságainak megfelelő megválasztásával.

A különféle táblázatokban a különféle fafajok égési hőmérsékleteire megadott értékek hibátlanok, és a teljes képet akarják képviselni, de a kemencében a gyakorlati hőmérséklet soha nem fogja elérni ezeket az értékeket. Ez 2 általános és egyértelmű tényezővel magyarázható:

• a legmagasabb hőmérsékletet nem érik el, mert a tűzifát otthon nem lehet teljesen megszárítani;
• a fát sokféle nedvességtartalommal használják.

Páratartalom és égési intenzitás

Ha a fát nemrégiben vágták ki, akkor az évszaktól és fajtól függően 45-65% nedvességet tartalmaz. Ilyen nyers tűzifa esetén a kandalló égési hőmérséklete alacsony lesz, mivel nagy mennyiségű energiát fordítanak a víz elpárologtatására. Következésképpen a nyers fából származó hőátadás meglehetősen alacsony lesz.

Számos módon lehet elérni az optimális hőmérsékletet a kandallóban, és elegendő mennyiségű hőenergiát szabadítani a felmelegedéshez:

• Egyszerre kétszer annyi üzemanyagot éget el a ház fűtéséhez vagy az étel főzéséhez. Ez a megközelítés jelentős anyagköltségekkel és a korom és a kondenzátum fokozott felhalmozódásával jár a kémény falain és az átjárókban.
• A nyers rönköket fűrészeljük, apró rönkekké aprítjuk, és az ernyő alá tesszük száradni. A tűzifa általában 1-1,5 év alatt akár 20% nedvességet is elveszít.
• A tűzifa már jól megszárítva megvásárolható. Bár valamivel drágábbak, a hőátadás tőlük sokkal nagyobb.

Ugyanakkor a nyers nyírfa tűzifának meglehetősen magas a fűtőértéke. Ezenkívül a gyertyánból, a kőrisből és más sűrű faanyagból származó nyers rönkök is alkalmasak.

A fa égésének fő szakaszai

A faanyag elégetése két egymást követő szakaszként ábrázolható. Az első szakaszban a bomlástermékeket gáz halmazállapotú formában égetik el, amelyhez fényes láng képződése társul.

Ennek a folyamatnak a második szakasza a kezdeti szakaszban képződött szén lángmentes utánégetése.

A faszerkezetek (például egy magánház) tűzállóságának döntő befolyását az első ilyen szakasz gyakorolja, amelynek során optimális körülmények jönnek létre az égés terjedésének fenntartása érdekében.

A korlátozott idő ellenére ez a folyamat jelentős mennyiségű hő felszabadulásával jár.

Egy ideig mindkét folyamat szinte egyszerre megy végbe, ezt követően a gázok felszabadulása leáll, és csak a szén ég tovább. Ebben az esetben az épület faanyagának nagy részének kiégési sebességét a következő tényezők határozzák meg:

• a teljes szerkezet térfogatsúlya;
• az eredeti építőanyag nedvességtartalma;
• környezeti hőmérséklet;
• a szabad terek és a fa által elfoglalt térfogat aránya.

A szerkezetében sűrűbb faanyag (például tölgy) lassabban ég, mint ugyanaz a nyár, ami a hővezető képességük különbségével magyarázható.

A magas nedvességtartalmú fa meggyulladásakor bizonyos mennyiségű hőt fordítanak a nedvesség elpárologtatására. Ennek eredményeként kevesebb hőenergiát fordítanak az anyag lebontására. Természetesen a száraz fa, a fentieket figyelembe véve, sokkal gyorsabban ég.

Konstruktív védőintézkedések

A legtöbb faházzal és más épülettel kapcsolatos tűzgátló intézkedéseket megfelelő tervezési megoldásokkal látják el, valamint speciális kémiai reagensekkel (tűzgátlókkal) történő kezelésük miatt.

Az ilyen típusú védelem az egyes elemek tömegének növelésével valósul meg, a hegyes szélek és az erősen kiálló részek ("éles élek" kivételével), üreg nélküli faelemekkel.

Hőálló szigetelő anyagokat is használnak, a fa szerkezetek felületeinek tűzvédelme speciális bevonatokkal. A védőbevonatokat azbesztcement (gipsz) lapok és legfeljebb 1,5 centiméter vastag vakolat formájában használják.

Ezenkívül a gyúlékonysági index csökkentése érdekében a tervezés szándékosan csökkenti a párhuzamos faelemekkel és közöttük lévő üregekkel rendelkező szerkezetek számát.

A tűz terjedése elleni további intézkedések megkövetelik a tűzszakadások kialakulására vonatkozó normák betartását.

Ehhez hozzáadható a speciális válaszfalakkal rendelkező épületek lebontása, valamint a falnyílások (ablakok és ajtók) és tűzálló tetők megfelelő elrendezése. Mindezek az intézkedések lehetővé teszik a szerkezet megerősítését abban a tekintetben, hogy képes ellenállni a tűz terjedésének.