Tabako deginimo ar rūkymo procesas: ypatybės ir žala

Temperatūros riba deginant įvairių rūšių medieną

Atsižvelgiant į medienos struktūrą ir tankį, taip pat iš dervų kiekio ir savybių, priklauso malkų degimo temperatūra, jų kaloringumas, taip pat liepsnos savybės.
Jei medis yra akytas, jis degs labai ryškiai ir intensyviai, tačiau neduos aukštos degimo temperatūros - maksimalus rodiklis yra 500 ℃. Tankesnė mediena, tokia kaip ragas, uosis ar bukas, dega maždaug 1000 ℃ temperatūroje. Degimo temperatūra yra šiek tiek žemesnė beržams (apie 800 ℃), taip pat ąžuolams ir maumedžiams (900 ℃). Jei mes kalbame apie tokias rūšis kaip eglė ir pušis, tada jos užsidega apie 620–630 ℃.

Malkų šildymo charakteristikos: pagrindinių rūšių lentelė

Atsižvelgiant į skirtingas medienos rūšis, galų gale galite pastebėti keletą skirtumų: kai kurie iš jų labai ryškiai ir puikiai dega, tuo tarpu yra stipri šiluma, o kiti tiesiog vos rūksta, nepalikdami beveik jokio šilumos. Čia esmė visai ne dėl jų sausumo ar drėgmės, o dėl struktūros ir sudėties, taip pat medžio struktūros.

Tačiau verta atkreipti dėmesį į tai, kad šlapias medis labai smarkiai užsidega ir dega, o lieka didelis pelenų kiekis, kuris blogai veikia kaminą, tačiau jie labai užsikemša.

Didžiausia šiluminė galia yra ąžuolo, buko, beržo, maumedžio ar širšių, tačiau šios rūšys yra nepelningiausios ir brangiausios. Todėl jie naudojami labai retai, o paskui - drožlių ar pjuvenų pavidalu. Mažiausias šilumos perdavimas yra tuopose, alksnyje ir drebulėse. Yra lentelė, kurioje parodytos pagrindinės uolienos ir jų šiluminė galia.

Kai kurių pagrindinių uolienų ir jų šilumos perdavimo lentelė:

• Uosis, bukas - 87%;
• Ragas - 85%;
• Ąžuolas - 75, 70%;
• Maumedis - 72%;
• Beržas - 68%;
• Eglė - 63%;
• Liepa - 55%;
• Pušis - 52%;
• Drebulė - 51%;
• Tuopos - 39%.

Spygliuočių degimo temperatūra yra žema, todėl geriau juos naudoti atvirai laužui (ugniai) uždegti. Tačiau pušies mediena užsidega labai greitai ir gali ilgai rūkti, nes joje yra didžiulis dervų kiekis, todėl ši rūšis sugeba ilgai išlaikyti šilumą. Tačiau nepaisant to, spygliuočių rūšių šildymui geriau nenaudoti, nes jai degant susidaro daug dūmų dujų, kurios ant kamino nusėda suodžių pavidalu ir turi būti išvalytos, nes greitai užsikemša.

Šiluminės medienos charakteristikos

Medienos rūšys skiriasi dervų tankiu, struktūra, kiekiu ir sudėtimi. Visi šie veiksniai turi įtakos medienos kaloringumui, temperatūrai, prie kurios ji dega, ir liepsnos savybėms.

Tuopos mediena yra akyta, tokios malkos ryškiai dega, tačiau maksimalios temperatūros indikatorius siekia tik 500 laipsnių. Tankios medienos rūšys (bukas, uosis, ragas), sudegusios, išskiria virš 1000 laipsnių šilumos. Beržo rodikliai yra šiek tiek žemesni - apie 800 laipsnių. Maumedis ir ąžuolas įsiplieskia karščiau, išleidžiant iki 900 laipsnių šilumos. Pušies ir eglės malkos dega 620–630 laipsnių temperatūroje.

Beržo malkos pasižymi geresniu šilumos efektyvumo ir sąnaudų santykiu - ekonomiškai nenaudinga šildyti brangesnėmis, aukštomis degimo temperatūromis.

Eglė, eglė ir pušis tinka kūrenti ugnį - šie spygliuočiai suteikia palyginti vidutinę šilumą. Bet nerekomenduojama tokių malkų naudoti kietojo kuro katile, krosnyje ar židinyje - jos neišskiria pakankamai šilumos, kad efektyviai šildytų namus ir gamintų maistą, perdegtų susidarius dideliam suodžių kiekiui.

Nekokybiškomis malkomis laikomas kuras iš drebulės, liepų, tuopos, gluosnio ir alksnio - porėta mediena degdama išskiria mažai šilumos. Alksnis ir kai kurios kitos medienos rūšys degdami „šaudo“ anglis, kurios gali sukelti gaisrą, jei mediena naudojama atviram židiniui kūrenti.

Renkantis taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į medienos drėgmės laipsnį - žalios malkos blogiau dega ir palieka daugiau pelenų.

Šiluminės medienos savybės

Skirtingos medienos rūšys gamina skirtingą šilumos kiekį. Pavyzdžiui, sausa, sendinta mediena sukuria daugiau šilumos nei ką tik pjauta mediena. Tai siejama su tuo, kad vykstant pradinei cheminei reakcijai visa šiluma pereina į vandens garavimą iš medžio. Kuo mažiau drėgmės yra medžiagoje, tuo greičiau galima gauti šilumos. Kietmedžiai dega ilgiau nei spygliuočiai medžiai ir pabrėžia daugiau šilumos. Vienos vertingiausių medžių rūšiųgerų šiluminių parametrų yra:

Tačiau tokių medžių mediena yra brangi, todėl daugeliu atvejų kaip kuras naudojamas pramoninės atliekos ir medienos ruoša.

Šiame vaizdo įraše sužinosite, kaip patikrinti malkų drėgmę:

Medienos naudojimas atsižvelgiant į jo šiluminę galią

Renkantis malkų rūšį, verta atsižvelgti į tam tikros medienos kainos ir šilumos talpos santykį. Kaip rodo praktika, geriausias variantas yra beržo malkos, kuriose šie rodikliai yra geriausiai subalansuoti. Jei perkate brangesnes malkas, išlaidos bus ne tokios efektyvios.

Namo šildymui kietojo kuro katilu nerekomenduojama naudoti tokių medienos rūšių kaip eglė, pušis ar eglė. Faktas yra tai, kad šiuo atveju katile esančios medienos degimo temperatūra nebus pakankamai aukšta, o ant kaminų kaupsis daug suodžių.

Žemos šilumos efektyvumo vertės dėl porėtos struktūros yra ir alksnio, drebulės, liepų ir tuopų malkose. Be to, degimo proceso metu kartais anglis šaudoma alksniu ir kai kuriomis kitomis malkomis. Atviros krosnies atveju tokie mikro sprogimai gali sukelti gaisrus.

Medienos rūšys

Yra keletas modelių, lemiančių skirtingų medienos rūšių degimo skirtumą. Visų pirma, tai yra dervos - jos pastebimai prideda malkų kaloringumą. Minkšta mediena dėl mažo tankio lengviau dega. Sunkios uolienos ilgą laiką palaiko degimą.

Nors medienos tankis įvairiose rūšyse labai skiriasi, jų kaloringumas masės vienetui yra beveik vienodas (išskyrus spygliuočių dervų rūšis). Nepaisant to, kokio tipo medžiai buvo naudojami malkoms, drėgmė yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos degimo procesui ir šiluminiam rezultatui.

Žinios apie skirtingas medienos rūšis leidžia patogiai deginti sunaudojant mažiau malkų

Kai kurių medienos rūšių savybių sąrašas:

• akacijos - dega lėtai ir suteikia daug šilumos, greitai džiūsta, židinyje skleidžia būdingą traškesį;
• beržas - greitai perdega, lengvai užsidega net ir šlapias, suteikia tolygų ir stabilų ugnį;
• bukas - kaloringas kuras, palieka mažai pelenų;
• ąžuolas - didelė kaloringumas, degimo metu skleidžia malonų kvapą, džiūsta labai ilgai;
• tuopa - maža degimo šiluma;
• vaisių medžiai - dega lėtai ir tolygiai;
• spygliuočiai - kvapnūs dūmai, gali šaudyti derva, susidaryti daug suodžių.

Žinant pagrindus, kaip tvarkyti medieną kaip kurą, galima patogiau deginti su mažiau malkų.

Svarbu tik nepamiršti pagrindinio: nekontroliuojama atvira liepsna gali būti labai pavojinga gyvoms būtybėms. Be liepsnų ir žarijų nudegimų, ugnis gali pridaryti nepalyginamai daugiau rūpesčių, jei ji įsidegs į ugnį.

Degimo temperatūra ir šilumos perdavimas

Tarp krosnyje degančios medienos temperatūros ir šilumos perdavimo yra tiesioginis ryšys - kuo karščiau liepsna, tuo daugiau šilumos ji skleidžia į kambarį. Sukurtos šilumos energijos kiekį įtakoja įvairios medžio savybės. Apskaičiuotas vertes galite rasti informacinėje literatūroje.

Reikėtų pažymėti, kad visi standartiniai rodikliai buvo apskaičiuoti idealiomis sąlygomis:

• mediena gerai išdžiovinta;
• krosnis uždaryta;
• deguonis tiekiamas tiksliai dozuojamomis dalimis, kad būtų palaikomas degimo procesas.

Natūralu, kad tokių sąlygų namų krosnyje sukurti neįmanoma, todėl šilumos išsiskirs mažiau, nei rodo skaičiavimai. Todėl standartai bus naudingi tik nustatant bendrą dinamiką ir palyginant charakteristikas.

Medienos degimo temperatūrą židinyje matuoti galima tik naudojant pirometrą - jokie kiti matavimo prietaisai tam netinka.

Jei neturite tokio prietaiso, galite apytiksliai rodiklius nustatyti pagal liepsnos spalvą. Pavyzdžiui, žemos temperatūros liepsna turi tamsiai raudoną spalvą. Geltona lemputė rodo per aukštą temperatūrą, gautą padidinus grimzlę, tačiau šiuo atveju daugiau dūmų iš karto išgaruoja per kaminą. Krosnelei ar židiniui tinkamiausia degimo temperatūra yra tokia, kad liepsnos spalva bus geltona, kaip, pavyzdžiui, sausoje beržo medienoje.

Šiuolaikinėse krosnyse ir kietojo kuro katiluose, taip pat uždaro tipo židiniuose yra oro tiekimo valdymo sistema, skirta šilumos perdavimo ir degimo intensyvumui reguliuoti.

Medienos degimo temperatūra lemia kuro šilumos perdavimo spartą - kuo ji didesnė, tuo daugiau šilumos energijos išsiskiria degant medienai. Šiuo atveju specifinė kuro šildymo vertė priklauso nuo medienos savybių.

Šilumos perdavimo rodikliai lentelėje nurodyti malkoms, deginamoms idealiomis sąlygomis:

• minimalus drėgmės kiekis degaluose;
• degimas vyksta uždarame tūryje;
• dozuojamas deguonies tiekimas - tiekiamas kiekis, reikalingas visiškam degimui.

Tikslinga vadovautis kaloringumo lentelių vertėmis tik norint palyginti skirtingų rūšių malkas tarpusavyje - realiomis sąlygomis kuro šilumos perdavimas bus pastebimai mažesnis.

Kas yra degimas

Degimas yra izoterminis reiškinys - tai yra reakcija su šilumos išsiskyrimu.

1. Apšilimas. Medžio gabalas turi būti kaitinamas išoriniu ugnies šaltiniu iki užsidegimo temperatūros. Kaitinant iki 120–150 laipsnių, mediena pradeda anglėti, susidaro anglis, galinti savaiminį degimą. Kaitinant iki 250-350 laipsnių, prasideda terminio skaidymo į dujinius komponentus (pirolizės) procesas.

2. Pirolizės dujų deginimas. Tolesnis kaitinimas lemia didesnį terminį skaidymą, o koncentruotos pirolizės dujos užsidega. Po protrūkio uždegimas palaipsniui pradeda dengti visą šildymo zoną. Tai sukuria stabilią šviesiai geltoną liepsną.

3. Uždegimas. Tolesnis kaitinimas uždegs medieną. Užsidegimo temperatūra natūraliomis sąlygomis svyruoja nuo 450 iki 620 laipsnių. Mediena užsidega veikiama išorinio šilumos energijos šaltinio, kuris suteikia šildymą, reikalingą staigiam termocheminės reakcijos pagreitėjimui.

Medienos kuro degumas priklauso nuo daugelio veiksnių:

• medžio elemento tūrinis svoris, forma ir pjūvis;
• drėgmės laipsnis medienoje;
• traukos jėga;
• uždegimo objekto vieta, palyginti su oro srautu (vertikali arba horizontali);
• medienos tankis (akytos medžiagos užsidega lengviau ir greičiau nei tankios, pavyzdžiui, alksnį lengviau apšviesti nei ąžuolą).

Uždegimui reikalinga gera, bet ne per didelė trauka - reikalingas pakankamas deguonies kiekis ir minimalus šilumos degimo energijos išsiskyrimas - jo reikia pašildyti gretimoms medienos dalims.

4. Degimas.Esant artimoms optimalioms sąlygoms, pradinis pirolizės dujų protrūkis neišnyksta, nuo uždegimo procesas virsta stabiliu degimu, palaipsniui padengiant visą kuro kiekį. Degimas yra padalintas į dvi fazes - degantį ir degantį degimą.

Rūkant susidaro anglis, kietas pirolizės proceso produktas. Degios dujos išsiskiria lėtai ir jos neužsidega dėl nepakankamos koncentracijos. Dujinės medžiagos, atvėsusios, kondensuojasi ir susidaro būdingi balti dūmai. Rūkymo metu oras prasiskverbia giliai į medieną, dėl to išsiplečia aprėpties zona. Liepsnos deginimas užtikrinamas deginant pirolizės dujas, o karštos dujos juda į išorę.

Degimas palaikomas tol, kol yra gaisro sąlygų - nesudeginto kuro buvimas, deguonies tiekimas, palaikant reikiamą temperatūros lygį.

5. Slopinimas. Jei nesilaikoma vienos iš sąlygų, degimo procesas sustoja ir liepsna užgęsta.

Norėdami sužinoti, kokia yra medienos degimo temperatūra, naudokite specialų prietaisą, vadinamą pirometru. Šiam tikslui netinka kitų tipų termometrai.

Yra rekomendacijų nustatyti medienos kuro degimo temperatūrą pagal liepsnos spalvą. Tamsiai raudonos liepsnos rodo degimą žemoje temperatūroje, baltos liepsnos rodo aukštą temperatūrą dėl padidėjusios grimzlės, kai didžioji šilumos energijos dalis patenka į kaminą. Optimaliausia liepsnos spalva yra geltona, taip dega sausas beržas.

Kietojo kuro katiluose ir krosnyse, taip pat uždaruose židiniuose galima reguliuoti oro srautą į pakurą, reguliuojant degimo proceso intensyvumą ir šilumos perdavimą.

Kaloringumas nurodo, kiek šilumos energijos išsiskiria degant malkoms. Bet kietasis kuras turi dar vieną charakteristiką, kurios žinojimas gali būti naudingas praktikoje - šilumos išeiga. Tai yra maksimalus temperatūros lygis, kurį galima pasiekti deginant medieną, ir priklauso nuo medienos savybių.

Mažo tankio mediena dega lengvai ir lengvai liepsnodama ir tuo pačiu metu išskiria santykinai nedidelį šilumos kiekį; tankioms medienos malkoms būdinga padidėjusi šilumos gamyba esant silpnai liepsnai.

Visiškas ir neišsamus degimas: kas išsiskiria degant medienai

Degti gali ne tik mediena, bet ir jos gaminiai (medžio drožlių plokštės, medienos plaušo plokštės, MDF), taip pat metalas. Tačiau degimo temperatūra visiems produktams yra skirtinga. Pavyzdžiui: plieno degimo temperatūra yra 2000 laipsnių, aliuminio folijos - 350, o mediena pradeda degti jau esant 120 - 150.

Degant medienai galiausiai susidaro dūmai, kur kieta medžiaga yra suodžiai. Visa degimo produktų sudėtis visiškai priklauso nuo medžio sudedamųjų dalių. Mediena daugiausia susideda iš svarbiausių sudedamųjų dalių: vandenilio, azoto, deguonies ir anglies.

Jei sudeginama 1 kg medienos, degimo produktai dujinėje būsenoje išsiskirs kažkur tarp 7,5–8,0 kubinių metrų. Ateityje jie nebegali degti, išskyrus anglies monoksidą.

Medienos degimo produktai:

• Azotas;
• Smalkės;
• Anglies dvideginis;
• Vandens garai;
• Sieros dioksidas.

Deginimas charakteriu gali būti visiškas arba neišsamus. Bet abu jie atsiranda susidarant dūmams. Nepilnai degant, kai kurie degimo produktai vis tiek gali degti vėliau (suodžiai, anglies monoksidas, angliavandeniliai). Bet jei buvo visas degimas, tai produktai, kurie susidarė ateityje, negali degti (sieros ir anglies dioksido dujos, vandens garai).

Medienos gaisro pavojų nustato jos terminio skaidymo dėsniai, veikiami išorinių šilumos srautų, kurie prasideda 110˚С temperatūroje.Tolesnį kaitinimą lydi laisva ir surišta drėgmė iš medienos. Šis procesas baigiasi 180˚C temperatūroje, o po to prasideda mažiausiai karščiui atsparių komponentų skilimas išsiskiriant CO 2 ir H 2 O. ~ 250˚C temperatūroje medienos pirolizė įvyksta išsiskiriant dujiniai produktai: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. Išsiskyręs dujų mišinys yra degus ir gali užsidegti iš uždegimo šaltinio. Aukštesnėje temperatūroje pagreitėja terminis medienos skaidymas. Didžioji dalis degiųjų dujų, kuriose yra iki 25% vandenilio ir iki 40% degiųjų angliavandenilių, išsiskiria nuo 350 iki 450˚С temperatūros.

Vienas iš svarbių veiksnių, lemiančių medienos gaisro pavojų, yra jos gebėjimas užsidegti ir paskleisti degimą kaitinant ore.

Deganti mediena vyksta ugningai degant ir rūkstant. Gaisro sąlygomis pagrindinis šilumos kiekis išsiskiria liepsnojančio degimo laikotarpiu (iki 60%) ir ~ 40% - rūkymo laikotarpiu.

Kai kurių rūšių medienos gaisro pavojaus rodikliai pateikti 4 lentelėje.

4 lentelė. Įvairių medienos rūšių gaisro pavojaus rodikliai

Medienos gaisro pavojaus temperatūros rodiklius - užsidegimo ir savaiminio užsidegimo temperatūrą - nustato jo terminio skaidymo dėsniai. Šių rodiklių reikšmės skirtingoms medienos rūšims, kaip matyti iš 2 lentelės, yra gana siaurame temperatūros intervale.

Visų rūšių sausa mediena yra labai degi (B3) labai degi (G4) medžiaga, pasižyminti dideliu dūmų generavimo gebėjimu (D3). Pagal degimo produktų toksiškumą mediena priklauso labai pavojingų medžiagų grupei (T3). Linijinis liepsnos plitimo per paviršių greitis yra 1-10 mm / s. Šis greitis labai priklauso nuo daugelio veiksnių: medienos rūšių, jos drėgmės kiekio, krentančio šilumos srauto dydžio, degančio paviršiaus orientacijos. Rūkymo greitis taip pat nėra pastovi vertė - skirtingų medienos rūšių ji svyruoja nuo 0,6 iki 1,0 mm / min.

Statyboje plačiai naudojamos medžio apdailos medžiagos: medžio drožlių plokštės, medienos plaušų plokštės, medžio plokštės, lentjuostės, fanera. Visos šios medžiagos yra degios. Modifikuotos plokštės, lentjuostės, fanera. Visos šios medžiagos yra degios. Medienos modifikavimas polimerais paprastai padidina gaisro pavojų.

5 lentelėje parodytos kai kurių medinių statybinių medžiagų degumo charakteristikos.

5 lentelė. Medienos medžiagų degumas

Liepsna pasklido po medienos paviršių

Eksperimentiniai liepsnos plitimo medienos medžiagų paviršiuje tyrimai, naudojant skirtingus bandymo metodus, parodė, kad liepsnos plitimo ypatybes veikia ne tik išorinio šilumos poveikio sąlygos, bet ir medienos rūšis.

Medienos rūšių įtaką tam tikru mastu galima atsekti, atsižvelgiant į vadinamojo liepsnos plitimo indekso (FLI) reikšmes.

IRP pagal GOST 12.1.044-89 yra sudėtingas rodiklis, nes jį apskaičiuojant, be liepsnos sklidimo greičio atskirose mėginio paviršiaus dalyse ir ribojančio sklidimo atstumo, taip pat naudojami duomenys apie maksimalią išmetamųjų dujų temperatūrą dūmų dujos ir laikas joms pasiekti. Medžiagos, kurių IRP≤20, vadinamos lėtai plintančia liepsna, o IRP˃20 - greitai plintančia liepsna. Visos medienos rūšys priklauso pastarajai medžiagų grupei. Jų indeksas viršija 55.

4 lentelėje pateiktos neapdorotų medienos pavyzdžių, kurių storis 19-25 mm, IRI vertės.

Nors dauguma medienos rūšių priklauso 3-ajai, pavojingiausiai klasei pagal gebėjimą gaisro metu paskleisti liepsną per lubų konstrukcijų paviršių, kai kurių spygliuočių rūšių, kaip nurodyta 6 lentelėje, vertės IRI ir priklauso 2 klasei.

6 lentelė - IRP vertė ir klasė pagal galimybę paskleisti liepsną

Padidėjęs šilumos srautas į medienos paviršių žymiai padidina liepsnos plitimo greitį. Procesą nutraukti galima, jei šilumos srautas iš savo liepsnos tampa mažesnis nei kritinis tam tikrai medžiagai.

Medienos apdailos statybinių medžiagų bandymai sąlygomis, imituojančiomis tikro gaisro išsivystymą, parodė gana aukštą liepsnos plitimo greitį palei juos (7 lentelė).

7 lentelė. Liepsnos plitimo ant medžio dangų greitis

Medienos degimo produktų dūmų generavimo gebėjimas ir toksiškumas

Nuodingų garų išsiskyrimas yra pagrindinis gaisro pavojus. Tai pasireiškia toksišku ir dirginančiu degimo produktų poveikiu, taip pat pablogėjusiu matomumu dūminėje aplinkoje. Dėl suprastėjusio matomumo sunku evakuoti žmones iš pavojingos zonos, o tai savo ruožtu padidina apsinuodijimo degimo produktais riziką. Gaisro situaciją dar labiau apsunkina tai, kad išmetamosios dujos greitai plinta erdvėje ir prasiskverbia į patalpas, esančias toli nuo gaisro šaltinio. Išskiriamų dūmų koncentracija ir jų pobūdis priklauso nuo degiųjų medžiagų konstrukcinių savybių ir cheminės sudėties, degimo sąlygų.

Deginant medieną susidariusiose išmetamosiose dujose rasta daugiau nei 200 junginių - nevisiško degimo produktų. Maksimali optinio tankio vertė deginant kiekvieną iš medienos rūšių kompleksiškai priklauso nuo išorinio šilumos srauto tankio. Dūmų susidarymo koeficientas skaidant ir deginant įvairių rūšių medieną priklauso nuo išorinio šilumos srauto tankio (14 pav.).

1 - eglė; 2 - pušis prie Maskvos; 3 - pušinė karūna 4 - ilim karagach; 5 - akacijos keolai; 6 - kaštonas; 7 - akacija; 8- eukalipto bakdanas.

14 paveikslas - dūmų susidarymo charakteristikos.

Panašus kraštinių kreivių pobūdis, atsižvelgiant į medienos degimo produktų toksiškumo indekso priklausomybę nuo išorinio šilumos srauto tankio (15 pav.). Rūkstant eglės medienos deginimo režimui, CO išeiga yra 70–240 kartų didesnė nei CO išeiga degant liepsna.

Rūkant 450–550 ° C temperatūros režimu, visos medienos rūšys yra labai pavojingos degimo produktų toksiškumo požiūriu ir priklauso T3 grupei. Padidėjus šiluminio efekto intensyvumui iki 60-65 kW / m2 (tai atitinka 700-750 temperatūrą) С), atsižvelgiant į degimo produktų toksiškumą, skirtingų rūšių mediena patenka į vidutiniškai vidutinio sunkumo grupę. pavojingos medžiagos T2.

1- liepa; 2 - beržas; 3 - ilim karagach; 4 - ąžuolas; 5 - drebulė; 6 - pušis; 7 - eglė.

15 paveikslas. Degimo produktų toksiškumas nuo šilumos poveikio temperatūros.

Degant medienai susidaro gana intensyvus dūmų susidarymas. Didžiausias dūmų kiekis išsiskiria deginant medienos medžiagas rūkymo režimu (8 lentelė).

8 lentelė. Medienos medžiagų dūmų susidarymo pajėgumas, bandant rūkymo režimu

4 Priešgaisrinės saugos priemonės statant medinius pastatus

Medienos degimo temperatūra jau buvo trumpai paminėta mūsų leidinyje apie "", o šiandien mes gilinsimės į šį klausimą.

Visi esame įpratę manyti, kad pats kuras dega. Ir nors degimas be jo neįmanomas, degimo metu degalų išsiskiriančios dujos iš tikrųjų užsidega.Tiesa, norint, kad mediena pradėtų išskirti pakankamą kiekį šių dujų uždegimui, jai reikalinga aukšta temperatūra. Ši temperatūra skiriasi skirtingoms medienos rūšims ir skirtingoms sąlygoms. Struktūra, tankis, drėgmė ir kitos savybės daro įtaką išsiskiriančių dujų greičiui ir kiekiui, nes kai kurios medienos rūšys greitai įsiliepsnoja, suteikia daug šilumos ir šviesos, o kitos yra labai sunkiai uždegamos ir išskiria daug mažiau šilumos nei mes norėtume. Tai tampa labai svarbu, kai, ypač renkantis medžiagas uždegimui. Žemiau esančioje lentelėje parodyta kai kurių įprastų medienos rūšių degimo temperatūra.

Teisingumo dėlei verta paminėti, kad lentelėje nurodyti Celsijaus laipsniai pateikiami idealioms sąlygoms (uždara erdvė, naudojama sausa mediena ir kontroliuojamas deguonies tiekimas optimaliais degimo kiekiais), kurios pasiekiamos tik katiluose, bet ne gaisro metu padaryta viduryje kliringo. Nepaisant to, lentelėje pateikti duomenys yra gana tinkami.

Kuo aukštesnė jūsų pasirinktos medžių rūšies degimo temperatūra, tuo daugiau šilumos ji turi sugerti, kol iš jos pradės vystytis degios dujos.

Užkūrimui geriau naudoti uolienas su žema degimo temperatūra, o uolas su aukšta degimo temperatūra kaip pagrindines malkas. Priešingu atveju galite susidurti su dviejų tipų problemomis:

• Pasirinktos medienos degimo temperatūra yra aukštesnė nei jūsų sukurta. Dėl to kuras tiesiog neuždegs arba reikės papildomai apdoroti, paruošti ir paruošti.
• Pasirinktos medienos degimo temperatūra yra žema, todėl susidaro nepakankama šiluma. Dėl šios priežasties jums gali tekti pakeisti rūšį deginant kurą ar daugiau medienos.

Iš lentelėje pateiktų duomenų galime daryti išvadą, kad tuopos degimo temperatūra daro ją gera, nes jis pradės aktyviai degti jau esant 468 laipsniams šilumos, o, pavyzdžiui, pušį teks sušildyti iki 624 laipsnių. Jei po ranka nėra nieko, išskyrus ąžuolą, tada, norėdami jį uždegti, turėsite daug prakaituoti, kad pakeltumėte degimo temperatūrą iki 840–900 laipsnių, ir tik tada pridėkite ąžuolo rąstų. Dėl žemos degimo temperatūros tuopa yra gera pakurstė, tačiau geriau nenaudoti jos kaip pagrindinio kuro, nes jos šiluma yra maža, nurodyta antrame lentelės stulpelyje. Šiam vaidmeniui daug geriau tinka pušis, beržas ar tas pats ąžuolas. Šios uolienos gamina daugiau dujų, taigi ir daugiau šviesos bei šilumos.

Nematau daug prasmės prisiminti visų lentelių stulpelių reikšmes. daug lengviau naudoti jį kaip vadovą kuriant savo medžių rūšių diagramas, atsižvelgiant į jūsų regiono floros ypatumus. Tokią paprastą seką kaip „pirmiausia mes sudeginame uolą X, tada pereiname prie uolos Y“ trimis ar keturiais žingsniais, daug lengviau prisiminti ir naudoti lauke. Jei neturite pasirinkimo šioje srityje, o po ranka turite tik vieną medienos rūšį, turėsite su ja dirbti, tačiau jei vis dar yra pasirinkimas, geriau tai padaryti sąmoningai ir apgalvotai. Ir nors lentelėje nurodyta degimo temperatūra būdinga tik idealioms sąlygoms, kalbant apie jas, taip pat verta paminėti du veiksnius, kurie tiesiogiai veikia degimo temperatūrą: drėgmę ir kontaktinį plotą.

Veiksniai, turintys įtakos degimo temperatūrai

Medienos degimo temperatūra krosnyje priklauso ne tik nuo medienos rūšies. Svarbūs veiksniai taip pat yra medienos drėgmės kiekis ir traukos jėga, kurią lemia šilumos mazgo konstrukcija.

Drėgmės įtaka

Šviežiai pjautoje medienoje drėgmės kiekis siekia nuo 45 iki 65%, vidutiniškai - apie 55%.Tokių malkų degimo temperatūra nepakils iki didžiausių verčių, nes šilumos energija išgarins drėgmę. Atitinkamai sumažėja kuro šilumos perdavimas.

Kad deginant medieną išsiskirtų reikiamas šilumos kiekis, naudojami trys būdai:

• beveik dvigubai daugiau šviežiai supjaustytų malkų sunaudojama patalpų šildymui ir maisto ruošimui (tai reiškia, kad padidėja kuro sąnaudos ir reikia dažnai prižiūrėti kaminą ir dujotiekius, kuriuose nusėda didelis suodžių kiekis);
• ką tik nupjautos malkos iš anksto džiovinamos (rąstai pjaustomi, suskaidomi į rąstus, kurie sukraunami po stogeliu - natūraliam džiovinimui iki 20% drėgmės reikia 1–1,5 metų);
• perkamos sausos malkos (finansines išlaidas kompensuoja didelis kuro šilumos perdavimas).

Šviežiai nupjautų beržinių malkų kaloringumas yra gana didelis. Taip pat tinka naudoti šviežiai nupjautų pelenų, ragų ir kitų kietmedžių kuras.

Ribodami deguonies tiekimą į krosnį, mes sumažiname medienos degimo temperatūrą ir sumažiname kuro šilumos perdavimą. Kuro įdėklo degimo trukmę galima pailginti uždarius katilo bloko ar viryklės sklendę, tačiau degalų ekonomija dėl neoptimalių sąlygų virsta mažu degimo efektyvumu.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (šiluma)

Anglis ir vandenilis deginami, kai tiekiamas deguonis (kairė lygties pusė), todėl gaunama šiluma, vanduo ir anglies dioksidas (dešinė lygties pusė).

Kad sausa mediena degtų maksimalioje temperatūroje, į degimo kamerą patenkančio oro tūris turi siekti 130% degimo procesui reikalingo tūrio. Kai oro srautą uždaro sklendės, susidaro didelis anglies monoksido kiekis, kurio priežastis yra deguonies trūkumas. Anglies monoksidas (nesudegusi anglis) patenka į kaminą, o degimo kameroje temperatūra nukrenta, o medienos šilumos perdavimas sumažėja.

Ekonomiškas būdas naudoti kietojo kuro katilą ant medienos yra sumontuoti šilumos akumuliatorių, kuris optimaliai palaikys perteklinę šilumą, susidarantį deginant degalus, gerai sukibus.

Naudojant malkomis kūrenamas krosnis, tokiu būdu taupyti degalus neveiks, nes jos tiesiogiai šildo orą. Masyvios plytų krosnies korpusas sugeba sukaupti palyginti nedidelę šilumos energijos dalį, o metalinėse krosnyse šilumos perteklius patenka tiesiai į kaminą.

Jei atidarysite orapūtę ir padidinsite krosnies trauką, padidės degimo intensyvumas ir kuro šilumos perdavimas, tačiau padidės ir šilumos nuostoliai. Lėtai degant medienai, padidėja anglies monoksido kiekis ir sumažėja šilumos perdavimas.

Jei į krosnį patenka nepakankamas deguonies kiekis, tada medienos degimo intensyvumas ir temperatūra sumažėja, o kartu sumažėja ir šilumos perdavimas. Kai kurie žmonės nori uždengti orapūtę viryklėje, kad pailgintų vienos žymės degimo laiką, tačiau dėl to kuras degina mažesniu efektyvumu.

Jei malkos kūrenamos atvirame židinyje, deguonis laisvai teka į pakurą. Šiuo atveju grimzlė daugiausia priklauso nuo kamino savybių.

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

Tai reiškia, kad kai yra deguonies, vyksta vandenilio ir anglies degimas, dėl kurio susidaro šilumos energija, vandens garai ir anglies dioksidas.

Norint pasiekti maksimalią sauso kuro degimo temperatūrą, į krosnį turi patekti apie 130% degimui reikalingo deguonies.Kai įleidimo angos uždaromos, dėl deguonies trūkumo susidaro anglies monoksido perteklius. Tokia nesudegusi anglis patenka į kaminą, tačiau krosnies viduje krenta degimo temperatūra ir mažėja kuro šilumos perdavimas.

Šiuolaikiniuose kietojo kuro katiluose labai dažnai įrengiami specialūs šilumos akumuliatoriai. Šie įtaisai kaupia per didelį šilumos energijos kiekį, susidarantį deginant kurą, su sąlyga, kad būtų gera sukibimo jėga ir didelis efektyvumas. Tokiu būdu galite sutaupyti degalų.

Malkomis kūrenamų krosnių atveju nėra tiek daug galimybių taupyti malkas, nes jos iškart išskiria šilumą į orą. Pati viryklė sugeba išlaikyti tik nedidelį šilumos kiekį, tačiau geležinė krosnis to visiškai nepajėgia - iš jos šilumos perteklius iškart patenka į kaminą.

Taigi, padidėjus traukai krosnyje, galima pasiekti kuro degimo intensyvumo ir jo šilumos perdavimo padidėjimą. Tačiau šiuo atveju šilumos nuostoliai žymiai padidėja. Jei užtikrinsite lėtą medienos degimą krosnyje, tada jų šilumos perdavimas bus mažesnis, o anglies monoksido kiekis bus didesnis.

Atkreipkite dėmesį, kad šilumos generatoriaus efektyvumas tiesiogiai veikia medienos deginimo efektyvumą. Taigi kietojo kuro katilas pasižymi 80% efektyvumu, o viryklė - tik 40%, o jo konstrukcija ir medžiaga yra svarbūs.

Pirmojo savaiminio degimo etapo metu pasiekta temperatūra yra žymiai aukštesnė už tą patį rodiklį beprasmiškiems skilimo produktų degimo periodams. Pradiniame etape plonas anglies sluoksnis susidaro tik ant medienos paviršiaus, ir iš pradžių jis nedega, nepaisant to, kad jis yra raudonai įkaitęs.

Faktas yra tas, kad šiame etape beveik visas deguonis sunaudojamas liepsnai palaikyti ir turi ribotą prieigą prie kitų degimo produktų. Anglis pradeda irti tik nuo to momento, kai ugninis degimo etapas yra visiškai baigtas.

Medienos medžiagos užsidegimo temperatūra, užtikrinanti stabilų degimą, daugumai veislių yra 250–300 laipsnių.

Geras tokio išdėstymo pavyzdys yra gegnės ir stogo apvalkalas. Todėl neišvengiamas jų abipusis kaitinimas, tuo pačiu padidinant oro trauką išilginėmis kryptimis.

Visi aukščiau išvardinti elementai verčia statybininkus imtis specialių priemonių apsaugoti medines konstrukcijas nuo atviros ugnies padarinių.

Gaisro temperatūra malkoje

Kad ugnis būtų gera, degimo metu reikalingas oras, atsiranda cheminė reakcija ir organinės medžiagos, medienos yra paverčiamas garais ir anglies dioksidu, išskiriant šilumą.

Iš skirtingų rūšių medienos paruošta malkos dega skirtingai. Vieni dega greitai ir ryškiai, kiti palieka daug pelenų, o vargina ilgai ir ilgai, kiti ilgai dega, o jų anglys suteikia daug šilumos.

Aukščiausią temperatūrą suteikia buko ir rago malkos - iki tūkstančio laipsnių šilumos. Tuopoje yra žemiausia temperatūra, net ne pusė pastarosios šilumos. Alksnis, drebulė, pušis, liepa, akacijos, eglė, beržas, ąžuolas, maumedis dega stipriau nei tuopa.

Degimo temperatūrai įtakos turi ne tik medienos rūšys, bet ir galimybė naudotis deguonimi, krosnies konstrukcija. Pavyzdžiui, didelėje akmeninėje krosnyje malkos greitai dega, tačiau krosnis suvokia jų šilumą ir ilgą laiką gali ją atiduoti aplinkai. Priešingai, maža viryklė - puodų viryklė neišlaiko šilumos, ją iškart atiduoda į kambarį.

Koks yra degimo procesas

Izoterminė reakcija, kurios metu išsiskiria tam tikras šilumos kiekis, vadinama degimu. Ši reakcija praeina kelis iš eilės einančius etapus.

Pirmajame etape mediena kaitinama išoriniu ugnies šaltiniu iki užsidegimo. Kaitinant iki 120–150 ℃, mediena virsta anglimi, kuri gali savaime degti.Pasiekus 250-350 ℃ temperatūrą, pradeda degti dujos - šis procesas vadinamas pirolize. Tuo pačiu metu viršutinis medienos sluoksnis dega, kurį lydi balti arba rudi dūmai - tai yra mišrios pirolizės dujos su vandens garais.

Antrame etape dėl kaitinimo pirolizės dujos užsidega šviesiai geltona liepsna. Jis palaipsniui plinta visame medienos plote, toliau kaitindamas medieną.

Kitas etapas būdingas medienos uždegimu. Paprastai tai turi sušilti iki 450-620 ℃. Kad mediena užsidegtų, reikalingas išorinis šilumos šaltinis, kuris bus pakankamai intensyvus, kad greitai medieną sušildytų ir pagreitintų reakciją.

Be to, tokie veiksniai kaip:

• trauka;
• medienos drėgmė;
• malkų pjūvis ir forma, taip pat jų skaičius viename skirtuke;
• medienos struktūra - birios malkos dega greičiau nei tankios medienos;
• medžio išdėstymas oro srauto atžvilgiu - horizontaliai arba vertikaliai.

Patikslinkime keletą punktų. Kadangi drėgna mediena, degdama, pirmiausia išgarina skysčio perteklių, ji užsidega ir dega daug blogiau nei sausa mediena. Svarbu ir forma - briaunoti ir dantyti rąstai užsidega lengviau ir greičiau nei lygūs ir apvalūs.

Kamino grimzlė turi būti pakankama, kad būtų užtikrintas deguonies srautas ir išsklaidyta šiluminė energija krosnies viduje visiems joje esantiems daiktams, bet neužpūstas gaisras.

Ketvirtasis termocheminės reakcijos etapas yra stabilus degimo procesas, kuris, prasidėjus pirolizės dujoms, apima visus krosnyje esančius degalus. Degimas vyksta dviem fazėmis - rūkymas ir deginimas liepsna.

Rūkant, pirolizės metu susidariusios akmens anglys dega, o dujos išsiskiria gana lėtai ir negali užsidegti dėl mažos jų koncentracijos. Kondensuojamosios dujos, atvėsdamos, sukelia baltus dūmus. Kai mediena smilksta, šviežias deguonis pamažu prasiskverbia į vidų, o tai lemia tolesnę reakcijos plitimą į visus kitus degalus. Liepsna kyla degant pirolizės dujoms, kurios juda vertikaliai link išėjimo.

Kol krosnies viduje palaikoma reikiama temperatūra, tiekiamas deguonis ir yra nesudegusio kuro, degimo procesas tęsiasi.

Jei tokios sąlygos nėra palaikomos, termocheminė reakcija pereina į paskutinį etapą - susilpnėjimą.

Atšilimo procesas

Šildymas vadinamas medžio paviršiaus gabalo šildymu nuo atskiro šilumos šaltinio iki temperatūros, pakankamos uždegimui. 120–150 ° C pakanka, kad mediena pradėtų anglėti labai lėtai.

Vėliau procesas tęsiasi pasirodžius anglims. 250-350 ° C temperatūroje mediena, veikiama aukštų laipsnių, aktyviai pradeda skaidytis į komponentus.

Toliau ji smilksta, bet liepsnos dar nėra, ir pradeda rodytis balti arba rudi dūmai. Toliau kaitinant, padidėja pirolizės dujų procentas ir įvyksta žybsnis, po kurio mediena užsidega.

Medienos šiluminė galia

Be kaloringumo, tai yra, šilumos energijos kiekio, išsiskiriančio deginant kurą, yra ir šilumos išleidimo sąvoka. Tai yra maksimali temperatūra malkinėje krosnyje, kurią liepsna gali pasiekti intensyvaus medienos degimo metu. Šis rodiklis taip pat visiškai priklauso nuo medienos savybių.

Visų pirma, jei mediena turi laisvą ir porėtą struktūrą, ji dega gana žemoje temperatūroje, formuodama ryškią aukštą liepsną ir duoda gana mažai šilumos. Tačiau tanki mediena, nors ir silpniau įsiliepsnoja, net ir esant silpnai ir mažai liepsna suteikia aukštą temperatūrą ir daug šilumos energijos.

Įvairių uolienų užsidegimo temperatūra

Norėdami gauti išsamų medienos šiluminių parametrų vaizdą, geriau sužinoti kiekvienos rūšies medienos specifinę degimo šilumą ir žinoti apie jų šilumos perdavimą. Pastarasis gali būti matuojamas labai įvairiais kiekiais, tačiau nebūtina visiškai pasikliauti lentelių duomenimis, nes iš tikrųjų nerealu pasiekti optimalias degimo sąlygas. Tačiau medienos degimo temperatūros lentelė padės neklysti pasirinkus medieną pagal jos savybes.

Įvairiose lentelėse pateiktos įvairių medienos rūšių degimo temperatūrų vertės yra nepriekaištingo pobūdžio ir skirtos atspindėti bendrą vaizdą, tačiau praktinė temperatūra orkaitėje niekada nepasieks tokių verčių. Tai galima paaiškinti dviem bendrais ir aiškiais veiksniais:

• aukščiausia temperatūra nebus pasiekta, nes namuose nebus įmanoma visiškai išdžiovinti malkų;
• mediena naudojama esant įvairiausiam drėgmės lygiui.

Drėgmė ir degimo intensyvumas

Jei mediena buvo neseniai iškirsta, tai joje yra nuo 45 iki 65% drėgmės, priklausomai nuo sezono ir rūšies. Naudojant tokias žalias malkas, židinio degimo temperatūra bus žema, nes didelis energijos kiekis bus išleistas vandens garavimui. Vadinasi, šilumos perdavimas iš žalių malkų bus gana mažas.

Yra keli būdai, kaip pasiekti optimalią židinio temperatūrą ir išleisti pakankamai šilumos energijos, kad sušiltų:

• Vienu metu sudeginkite dvigubai daugiau degalų, kad pašildytumėte namus ar virtumėte maistą. Šis požiūris yra susijęs su didelėmis materialinėmis sąnaudomis ir padidėjusiu suodžių ir kondensato kaupimu ant kamino sienų ir praėjimuose.
• Neapdoroti rąstai pjaustomi, susmulkinami į mažus rąstus ir dedami po baldakimu džiūti. Paprastai malkos per 1-1,5 metų praranda iki 20% drėgmės.
• Malkų galima įsigyti jau gerai išdžiovintų. Nors jie yra šiek tiek brangesni, šilumos perdavimas iš jų yra daug didesnis.

Tuo pačiu metu žalios beržo malkos turi gana aukštą kaloringumą. Be to, tinkami naudoti neapdoroti rąstų, pelenų ir kitų rūšių medienos rąstai su tankia mediena.

Pagrindiniai medienos degimo etapai

Medienos deginimas gali būti pateikiamas kaip du vienas po kito einantys etapai. Pirmajame etape skilimo produktai sudeginami dujine forma, o kartu susidaro ryški liepsna.

Antrasis šio proceso etapas yra nedegus anglies perdegimas, susidarantis pradiniame etape.

Lemiamą įtaką medinės konstrukcijos (pavyzdžiui, privataus namo) atsparumui ugniai daro pirmasis iš šių etapų, kurio metu susidaro optimalios sąlygos palaikyti degimo plitimą.

Nepaisant riboto laiko, šį procesą lydi didelis šilumos kiekis.

Kurį laiką abu šie procesai vyksta beveik vienu metu, po to dujų išsiskyrimas sustoja ir toliau degina tik anglis. Be to, pagrindinės medienos medžiagos sudegimo greitį lemia šie veiksniai:

• visos konstrukcijos tūrinis svoris;
• originalios statybinės medžiagos drėgmės kiekis;
• aplinkos temperatūra;
• laisvų erdvių ir medienos užimamo tūrio santykis.

Tankesnės struktūros medienos medžiaga (pavyzdžiui, ąžuolas) dega lėčiau nei ta pati drebulė, o tai paaiškinama jų šilumos laidumo skirtumu.

Uždegus medieną su dideliu drėgmės kiekiu, tam tikras šilumos kiekis išleidžiamas drėgmės išgaravimui. Todėl medžiagos skaidymui išleidžiama mažiau šiluminės energijos. Natūralu, kad sausa mediena, atsižvelgiant į visa tai, kas išdėstyta pirmiau, dega daug greičiau.

Konstruktyvios apsaugos priemonės

Priešgaisrinės priemonės, susijusios su daugeliu medinių namų ir kitų pastatų, pateikiamos su tinkamais projektiniais sprendimais, taip pat dėl ​​jų apdorojimo specialiais cheminiais reagentais (antipirenais).

Šio tipo apsauga realizuojama didinant atskirų elementų, išskyrus smailius kraštus ir stipriai išsikišusias dalis („aštrius kraštus“), masę, naudojant tuščiavidurius medienos elementus.

Taip pat naudojamos karščiui atsparios izoliacinės medžiagos, medinių konstrukcijų paviršių apsauga nuo gaisro specialiomis dangomis. Apsauginės dangos naudojamos kaip asbestcemenčio (gipso) lakštų ruošiniai ir iki 1,5 centimetro storio tinkas.

Be to, siekiant sumažinti degumo indeksą, dizainas sąmoningai sumažina konstrukcijų, turinčių lygiagrečius medienos elementus ir tarp jų esančias tuštumas, skaičių.

Papildomos priemonės, skirtos kovoti su ugnies plitimu, reikalauja laikytis ugnies pertraukų formavimo normų.

Prie to galima pridėti pastatų su specialiomis pertvaromis suskirstymą ir atitinkamą sienų angų (langų ir durų) bei ugniai atsparių stogų išdėstymą. Visos šios priemonės leidžia sustiprinti struktūrą atsižvelgiant į jos gebėjimą atsispirti ugnies plitimui.