Proses membakar atau membakar tembakau: ciri dan bahaya

Ambang suhu untuk membakar kayu pelbagai spesies

Bergantung pada struktur dan ketumpatan kayu, serta jumlah dan ciri-ciri resin, suhu pembakaran kayu bakar, nilai kalori mereka, serta sifat api bergantung.
Sekiranya pokok itu berliang, maka ia akan terbakar dengan sangat terang dan kuat, tetapi tidak akan memberikan suhu pembakaran yang tinggi - penunjuk maksimum adalah 500 ℃. Tetapi kayu yang lebih padat, seperti sinar tanduk, abu atau beech, terbakar pada suhu sekitar 1000 ℃. Suhu pembakaran sedikit lebih rendah untuk birch (sekitar 800 ℃), begitu juga oak dan larch (900 ℃). Sekiranya kita bercakap mengenai spesies seperti cemara dan pinus, maka mereka menyala pada suhu sekitar 620-630 ℃.

Prestasi pemanasan kayu api: jadual spesies utama

Dengan mempertimbangkan pelbagai jenis kayu, pada akhirnya, anda dapat melihat beberapa perbezaan: sebahagian daripadanya terbakar dengan sangat terang dan sempurna, sementara ada kehangatan yang kuat, sementara yang lain hampir tidak membara, sehingga hampir tidak ada panas. Maksudnya di sini sama sekali bukan pada kekeringan atau kelembapan mereka, tetapi pada struktur dan komposisi mereka, serta struktur pokok.

Namun, perlu diperhatikan fakta bahawa pohon basah menyala dan terbakar dengan sangat teruk, sementara sejumlah besar abu masih ada, yang memberi kesan buruk pada cerobong, mereka menjadi sangat tersumbat.

Hasil haba tertinggi terdapat pada kayu oak, beech, birch, larch atau hornbeam, tetapi spesies ini adalah yang paling tidak menguntungkan dan mahal. Oleh itu, ia jarang digunakan, dan kemudian dalam bentuk serutan atau serbuk gergaji. Pemindahan haba terendah adalah dalam poplar, alder dan aspen. Terdapat meja yang menunjukkan batuan utama dan output haba mereka.

Jadual beberapa batu utama dan pemindahan haba mereka:

• Abu, beech - 87%;
• Hornbeam - 85%;
• Oak - 75, 70%;
• Larch - 72%;
• Birch - 68%;
• Fir - 63%;
• Linden - 55%;
• Pinus - 52%;
• Aspen - 51%;
• Poplar - 39%.

Konifer mempunyai suhu pembakaran yang rendah, jadi lebih baik menggunakannya untuk menyalakan api terbuka (api). Walau bagaimanapun, kayu pinus terbakar dengan sangat cepat dan mampu membara untuk waktu yang lama, kerana ia mengandungi sejumlah besar resin, sehingga spesies ini dapat menahan panas untuk waktu yang lama. Namun demikian, lebih baik tidak menggunakan spesies konifer untuk pemanasan, karena ketika terbakar, banyak gas buang terbentuk, yang menetap dalam bentuk jelaga di cerobong dan ia mesti dibersihkan, karena cepat tersumbat.

Ciri terma kayu

Spesies kayu berbeza dalam ketumpatan, struktur, kuantiti dan komposisi resin. Semua faktor ini mempengaruhi nilai kalori kayu, suhu di mana ia terbakar, dan ciri-ciri nyalaan.

Kayu poplar berliang, kayu bakar seperti itu terbakar dengan terang, tetapi penunjuk suhu maksimum hanya mencapai 500 darjah. Spesies kayu padat (beech, abu, bebola tanduk), apabila dibakar, memancarkan panas lebih dari 1000 darjah. Petunjuk birch sedikit lebih rendah - kira-kira 800 darjah. Larch dan oak menyala lebih panas, sehingga 900 darjah celcius. Bakar kayu api pain dan spruce pada suhu 620-630 darjah.

Kayu bakar birch mempunyai nisbah kecekapan dan kos haba yang lebih baik - secara ekonomi tidak menguntungkan untuk memanaskan dengan kayu yang lebih mahal dengan suhu pembakaran yang tinggi.

Spruce, cemara dan pinus sesuai untuk membuat kebakaran - konifer ini memberikan kehangatan yang agak sederhana. Tetapi tidak digalakkan menggunakan kayu bakar seperti itu di dalam dandang bahan api pepejal, di dalam kompor atau perapian - mereka tidak mengeluarkan haba yang cukup untuk memanaskan rumah dengan berkesan dan menyiapkan makanan, terbakar dengan pembentukan sejumlah besar jelaga.

Kayu bakar berkualiti rendah dianggap sebagai bahan bakar yang terbuat dari aspen, linden, poplar, willow dan alder - kayu berliang menghasilkan sedikit panas ketika terbakar. Batu bara yang lebih tua dan beberapa jenis kayu lain "menembak" semasa pembakaran, yang boleh menyebabkan kebakaran jika kayu digunakan untuk menyalakan perapian terbuka.

Semasa memilih, anda juga harus memperhatikan tahap kandungan lembapan kayu - kayu bakar mentah membakar lebih teruk dan meninggalkan lebih banyak abu.

Sifat termal kayu

Jenis kayu yang berlainan membuat kepanasan dalam jumlah yang berbeza. Contohnya, kayu tua yang kering menghasilkan lebih banyak haba daripada kayu gergaji yang baru. Ini disebabkan oleh fakta bahawa pada tindak balas kimia awal, semua haba masuk ke pengewapan air dari pokok. Semakin sedikit kelembapan di dalam bahan, semakin cepat haba dapat diperoleh. Kayu keras membakar lebih lama daripada kayu lembut dan menekankan lebih banyak haba. Beberapa spesies pokok yang paling berhargadengan parameter terma yang baik adalah:

Walau bagaimanapun, kayu pokok seperti itu mahal, kerana ini, sisa industri dan pembalakan digunakan sebagai bahan bakar dalam kebanyakan kes.

Dalam video ini, anda akan mengetahui cara memeriksa kandungan lembapan kayu bakar:

Penggunaan kayu berdasarkan kapasiti panasnya

Apabila memilih jenis kayu bakar, perlu dipertimbangkan nisbah kos dan kapasiti haba kayu tertentu. Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, pilihan terbaik adalah kayu bakar birch, di mana petunjuk ini paling seimbang. Sekiranya anda membeli kayu bakar yang lebih mahal, kosnya akan menjadi kurang cekap.

Untuk memanaskan rumah dengan dandang bahan api pepejal, tidak digalakkan menggunakan jenis kayu seperti cemara, pinus atau cemara. Faktanya adalah bahawa dalam hal ini suhu pembakaran kayu di dalam dandang tidak akan cukup tinggi, dan banyak jelaga akan terkumpul di cerobong.

Nilai kecekapan haba yang rendah juga terdapat pada kayu bakar alder, aspen, linden dan poplar kerana struktur berpori. Di samping itu, kadang-kadang alder dan beberapa jenis kayu bakar lain ditembak dengan arang batu semasa proses pembakaran. Sekiranya tungku terbuka, letupan mikro seperti itu boleh menyebabkan kebakaran.

Jenis kayu

Terdapat beberapa corak yang menentukan perbezaan pembakaran pelbagai jenis kayu. Pertama sekali, ini adalah kehadiran resin - mereka dengan ketara menambah nilai kalori kayu bakar. Kayu lembut terbakar dengan lebih mudah kerana ketumpatannya yang rendah. Batu-batu berat mengekalkan pembakaran untuk masa yang lama.

Walaupun ketumpatan kayu berbeza secara signifikan dari spesies ke spesies, nilai kalori per unit jisimnya hampir sama (kecuali spesies resin konifer). Tidak kira apa jenis pokok yang digunakan untuk kayu bakar, kelembapan adalah faktor utama yang mempengaruhi proses pembakaran dan hasil termal.

Pengetahuan mengenai pelbagai jenis kayu membolehkan anda mendapatkan pembakaran yang selesa dengan penggunaan kayu bakar yang lebih sedikit

Senarai ciri beberapa spesies kayu:

• akasia - terbakar perlahan dan memberikan banyak haba, cepat kering, mengeluarkan ciri-ciri keretakan di perapian;
• Birch - terbakar dengan cepat, mudah menyala walaupun basah, memberikan api yang sekata dan stabil;
• beech - bahan bakar berkalori tinggi, meninggalkan sedikit abu;
• ek - nilai kalori tinggi, mengeluarkan bau yang menyenangkan semasa pembakaran, mengering selama sekian lama;
• poplar - haba pembakaran yang rendah;
• pokok buah-buahan - bakar perlahan dan sekata;
• konifer - asap wangi, boleh menembak tar, membentuk banyak jelaga.

Mengetahui asas-asas mengendalikan kayu sebagai bahan bakar membolehkan anda mendapatkan pembakaran yang selesa dengan kayu bakar yang kurang.

Penting untuk tidak melupakan perkara utama: api terbuka yang tidak terkawal boleh menjadi sangat berbahaya bagi makhluk hidup. Selain melecur dari api dan bara api, kebakaran dapat mendatangkan lebih banyak masalah jika terbakar menjadi api.

Suhu pembakaran dan pemindahan haba

Terdapat hubungan langsung antara suhu kayu yang terbakar di dapur dan pemindahan haba - semakin panas api, semakin banyak panas yang dikeluarkannya ke dalam bilik. Jumlah haba yang dihasilkan dipengaruhi oleh pelbagai ciri pokok. Nilai yang dikira boleh didapati dalam literatur rujukan.

Harus diingat bahawa semua petunjuk standard dikira dalam keadaan ideal:

• kayu kering dengan baik;
• relau ditutup;
• oksigen dibekalkan dalam bahagian bermeter tepat untuk mengekalkan proses pembakaran.

Secara semula jadi, mustahil untuk mewujudkan keadaan seperti itu di dapur rumah, jadi lebih sedikit haba akan dibebaskan daripada perhitungan yang ditunjukkan. Oleh itu, standard akan berguna hanya untuk menentukan keseluruhan dinamika dan perbandingan ciri.

Pengukuran suhu pembakaran kayu di perapian hanya dapat dilakukan dengan pirometer - tidak ada alat pengukur lain yang sesuai untuk ini.

Sekiranya anda tidak mempunyai peranti seperti itu, anda dapat secara visual menentukan petunjuk berdasarkan warna nyalaan. Contohnya, api bersuhu rendah mempunyai warna merah gelap. Lampu kuning menunjukkan suhu yang terlalu tinggi yang diperoleh dengan meningkatkan draf, tetapi dalam kes ini, lebih banyak haba segera menguap melalui cerobong. Untuk dapur atau perapian, suhu pembakaran yang paling sesuai adalah warna api akan berwarna kuning, seperti, misalnya, dengan kayu birch kering.

Kompor moden dan dandang bahan api pepejal, serta perapian jenis tertutup, dilengkapi dengan sistem kawalan bekalan udara untuk menyesuaikan pemindahan haba dan intensiti pembakaran.

Suhu pembakaran kayu menentukan kadar pemindahan haba bahan bakar - semakin tinggi, semakin banyak tenaga haba dibebaskan semasa pembakaran kayu bakar. Dalam kes ini, nilai pemanasan khusus bahan bakar bergantung pada ciri-ciri kayu.

Petunjuk pemindahan haba dalam jadual ditunjukkan untuk kayu bakar yang dibakar dalam keadaan ideal:

• kandungan kelembapan minimum dalam bahan api;
• pembakaran berlaku dalam jumlah tertutup;
• bekalan oksigen diberi dos - jumlah yang diperlukan untuk pembakaran penuh dibekalkan.

Adalah masuk akal untuk memusatkan perhatian pada nilai jadual dari nilai kalori hanya untuk membandingkan pelbagai jenis kayu bakar antara satu sama lain - dalam keadaan sebenar, pemindahan haba bahan bakar akan jauh lebih rendah.

Apa itu pembakaran

Pembakaran adalah fenomena isotermal - iaitu reaksi dengan pembebasan haba.

1. Memanaskan badan. Potongan kayu mesti dipanaskan dengan sumber api luaran hingga suhu pencucuhan. Apabila dipanaskan hingga 120-150 darjah, kayu mula terisi, dan arang batu terbentuk, mampu pembakaran spontan. Apabila dipanaskan hingga 250-350 darjah, proses penguraian terma menjadi komponen gas (pirolisis) bermula.

2. Pembakaran gas pirolisis. Pemanasan selanjutnya menyebabkan penguraian terma meningkat, dan gas pirolisis pekat menyala. Selepas wabak, pencucuhan secara beransur-ansur mula meliputi seluruh zon pemanasan. Ini menghasilkan api kuning muda yang stabil.

3. Pencucuhan. Pemanasan selanjutnya akan menyalakan kayu. Suhu pencucuhan dalam keadaan semula jadi antara 450 hingga 620 darjah. Kayu menyala di bawah pengaruh sumber haba luaran, yang menyediakan pemanasan yang diperlukan untuk pecutan tajam tindak balas termokimia.

Mudah terbakar bahan bakar kayu bergantung kepada beberapa faktor:

• berat volumetrik, bentuk dan bahagian elemen kayu;
• tahap kelembapan di kayu;
• daya tarikan;
• lokasi objek yang akan dinyalakan berbanding dengan aliran udara (menegak atau mendatar);
• ketumpatan kayu (bahan berliang menyala lebih mudah dan lebih cepat daripada yang padat, misalnya, lebih mudah menyalakan kayu alder daripada kayu oak).

Untuk pencucuhan, daya tarikan yang baik tetapi tidak berlebihan diperlukan - bekalan oksigen yang mencukupi dan pelesapan minimum tenaga haba pembakaran diperlukan - diperlukan untuk memanaskan bahagian kayu yang berdekatan.

4. Pembakaran.Dalam keadaan hampir optimum, pecahnya gas pirolisis awal tidak pudar, dari pencucuhan prosesnya berubah menjadi pembakaran stabil dengan liputan secara beransur-ansur dari keseluruhan isi padu bahan bakar. Pembakaran terbahagi kepada dua fasa - pembakaran membara dan menyala.

Pembakaran membara melibatkan pembakaran arang batu, produk pepejal dari proses pirolisis. Pembebasan gas mudah terbakar lambat dan tidak menyala kerana kepekatan yang tidak mencukupi. Bahan gas, apabila disejukkan, mengembun, membentuk ciri khas asap putih. Dalam proses membara, udara menembus jauh ke dalam kayu, sehingga kawasan liputannya mengembang. Pembakaran api disediakan oleh pembakaran gas pirolisis, sementara gas panas bergerak ke luar.

Pembakaran dikekalkan selagi ada syarat untuk kebakaran - adanya bahan bakar yang tidak terbakar, bekalan oksigen, menjaga tingkat suhu yang diperlukan.

5. Pelemahan. Sekiranya salah satu syarat tidak dipenuhi, proses pembakaran berhenti dan nyala api padam.

Untuk mengetahui berapa suhu pembakaran kayu, gunakan alat khas yang disebut pirometer. Jenis termometer lain tidak sesuai untuk tujuan ini.

Terdapat cadangan untuk menentukan suhu pembakaran bahan bakar kayu mengikut warna nyalaan. Api merah gelap menunjukkan pembakaran suhu rendah, api putih menunjukkan suhu tinggi kerana peningkatan draf, di mana sebahagian besar tenaga panas masuk ke cerobong. Warna api yang optimum berwarna kuning, begini birch kering terbakar.

Dalam dandang dan kompor bahan api pepejal, serta di perapian tertutup, adalah mungkin untuk mengatur aliran udara ke dalam kotak api dengan menyesuaikan intensitas proses pembakaran dan pemindahan haba.

Nilai kalori menunjukkan berapa banyak tenaga haba yang dibebaskan semasa pembakaran kayu bakar. Tetapi bahan api pepejal mempunyai ciri lain, pengetahuan yang berguna dalam praktiknya - output haba. Ini adalah tahap suhu maksimum yang dapat dicapai ketika membakar kayu dan bergantung pada sifat kayu.

Kayu berketumpatan rendah terbakar dengan api yang tinggi dan pada masa yang sama memancarkan jumlah haba yang agak kecil; kayu bakar kayu padat dicirikan oleh peningkatan pengeluaran haba pada api yang rendah.

Pembakaran lengkap dan tidak lengkap: apa yang dilepaskan semasa kayu terbakar

Bukan sahaja kayu dapat membakar, tetapi juga produknya (papan serpai, papan serat, MDF), dan juga logam. Walau bagaimanapun, suhu pembakaran berbeza untuk semua produk. Contohnya: suhu pembakaran keluli adalah 2000 darjah, aluminium foil - 350, dan kayu mula menyala sudah pada suhu 120 - 150.

Kayu bakar akhirnya menghasilkan asap, di mana pepejal itu jelaga. Keseluruhan komposisi produk pembakaran bergantung sepenuhnya pada unsur pokok. Kayu terdiri terutamanya dari unsur-unsur terpenting: hidrogen, nitrogen, oksigen dan karbon.

Sekiranya 1 kg kayu dibakar, maka hasil pembakaran dalam keadaan gas akan dilepaskan di suatu tempat antara 7.5 - 8.0 meter padu. Pada masa akan datang, mereka tidak lagi mampu membakar, kecuali karbon monoksida.

Produk pembakaran kayu:

• Nitrogen;
• Karbon monoksida;
• Karbon dioksida;
• Wap air;
• Sulfur dioksida.

Membakar watak boleh lengkap atau tidak lengkap. Tetapi kedua-duanya berlaku dengan pembentukan asap. Sekiranya pembakaran tidak lengkap, beberapa produk pembakaran masih boleh terbakar kemudian (jelaga, karbon monoksida, hidrokarbon). Tetapi jika terdapat pembakaran yang lengkap, maka produk yang terbentuk di masa depan tidak mampu membakar (gas sulfur dan karbon dioksida, wap air).

Bahaya kebakaran kayu ditentukan oleh undang-undang penguraian termalnya di bawah pengaruh fluks haba luaran, yang bermula pada suhu 110˚С.Pemanasan selanjutnya disertai dengan penyingkiran kelembapan bebas dan terikat dari kayu. Proses ini berakhir pada suhu 180˚C, selepas itu penguraian komponen paling tahan panas bermula dengan pembebasan CO 2 dan H 2 O. Pada suhu ~ 250˚C, pirolisis kayu berlaku dengan pembebasan produk gas: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. Campuran gas yang dihasilkan mudah terbakar dan boleh menyala dari sumber pencucuhan. Pada suhu yang lebih tinggi, penguraian termal kayu dipercepat. Sebilangan besar gas yang mudah terbakar, mengandungi hingga 25% hidrogen dan hingga 40% hidrokarbon mudah terbakar, dilepaskan dalam julat suhu dari 350 hingga 450˚С.

Salah satu faktor penting yang menentukan bahaya kebakaran kayu adalah kemampuannya menyalakan dan menyebarkan pembakaran ketika dipanaskan di udara.

Pembakaran kayu berlaku dalam bentuk pembakaran dan pembakaran yang berapi. Dalam keadaan kebakaran, jumlah haba utama dilepaskan dalam tempoh pembakaran menyala (hingga 60%) dan ~ 40% - dalam tempoh pembusukan.

Petunjuk bahaya kebakaran untuk beberapa jenis kayu ditunjukkan dalam Jadual 4.

Jadual 4 - Petunjuk bahaya kebakaran pelbagai jenis kayu

Petunjuk suhu bahaya kebakaran kayu - suhu pencucuhan dan penyalaan diri - ditentukan oleh undang-undang penguraian termalnya. Nilai penunjuk ini untuk pelbagai jenis kayu, seperti yang dapat dilihat dari Jadual 2, berada dalam julat suhu yang agak sempit.

Kayu kering dari semua spesies adalah bahan mudah terbakar (B3) yang sangat mudah terbakar (G4) dengan kemampuan menghasilkan asap tinggi (D3). Dari segi ketoksikan produk pembakaran, kayu tergolong dalam kumpulan bahan yang sangat berbahaya (T3). Halaju linear penyebaran api di permukaan adalah 1-10 mm / s. Kelajuan ini sangat bergantung pada beberapa faktor: spesies kayu, kandungan kelembapannya, besarnya fluks panas yang jatuh, orientasi permukaan pembakaran. Kadar pembakaran juga bukan nilai tetap - untuk pelbagai jenis kayu, harganya berkisar antara 0,6 hingga 1,0 mm / min.

Dalam pembinaan, bahan penamat berasaskan kayu banyak digunakan: papan serpai, papan gentian, panel kayu, bilah, papan lapis. Semua bahan ini mudah terbakar. Panel yang diubah suai, slat, papan lapis. Semua bahan ini mudah terbakar. Pengubahsuaian kayu dengan polimer, sebagai peraturan, meningkatkan bahaya kebakarannya.

Jadual 5 menunjukkan ciri mudah terbakar beberapa bahan binaan berasaskan kayu.

Jadual 5 - Mudah terbakar bahan kayu

Api menyebar di permukaan kayu

Kajian eksperimen penyebaran api di permukaan bahan kayu menggunakan kaedah ujian yang berbeza menunjukkan bahawa bukan sahaja keadaan pendedahan haba luaran, tetapi juga jenis kayu mempengaruhi ciri-ciri penyebaran api.

Pengaruh spesies kayu dapat dikesan sampai batas tertentu ketika mempertimbangkan nilai yang disebut indeks penyebaran api (FLI).

IRP menurut GOST 12.1.044-89 adalah petunjuk yang kompleks, kerana ketika menghitungnya, selain kecepatan perambatan api di bahagian individu permukaan sampel dan jarak perambatan yang membatasi, ia juga menggunakan data mengenai suhu maksimum ekzos gas serombong dan masa untuk mencapainya. Bahan dengan IRP≤20 diklasifikasikan sebagai api yang perlahan menyebarkan, dengan IRP˃20 - sebagai api yang cepat merebak. Semua jenis kayu tergolong dalam kumpulan bahan yang terakhir. Indeks mereka melebihi 55.

Jadual 4 menunjukkan nilai IRI untuk sampel kayu yang tidak dirawat dengan ketebalan 19-25 mm.

Walaupun kebanyakan jenis kayu tergolong dalam kelas ke-3, yang paling berbahaya, dari segi kemampuan mereka menyebarkan api ke permukaan struktur siling semasa kebakaran, beberapa spesies konifer, seperti berikut dari Jadual 6, mempunyai nilai yang lebih rendah IRI dan tergolong dalam kelas ke-2.

Jadual 6 - Nilai dan kelas IRP mengikut kemampuan menyebarkan api

Peningkatan fluks haba ke permukaan kayu menyebabkan peningkatan ketara dalam kecepatan penyebaran api. Penamatan proses adalah mungkin jika fluks haba dari api sendiri menjadi kurang kritikal bagi bahan tertentu.

Ujian bahan bangunan penamat berasaskan kayu dalam keadaan yang mensimulasikan pengembangan api nyata menunjukkan kadar penyebaran api yang agak tinggi di sepanjang mereka (jadual 7).

Jadual 7 - Kecepatan penyebaran api ke atas pelapis berasaskan kayu

Keupayaan menjana asap dan ketoksikan produk pembakaran kayu

Pelepasan asap toksik adalah bahaya kebakaran yang dominan. Ia menampakkan diri dalam kesan toksik dan menjengkelkan dari produk pembakaran, serta kemerosotan penglihatan di persekitaran berasap. Penglihatan yang berkurang menjadikan sukar untuk mengusir orang dari zon bahaya, yang seterusnya meningkatkan risiko keracunan oleh produk pembakaran. Keadaan dalam kebakaran semakin rumit oleh fakta bahawa gas buang cepat menyebar di ruang angkasa dan meresap ke dalam bilik yang jauh dari sumber kebakaran. Kepekatan asap yang dipancarkan dan sifatnya bergantung pada ciri struktur dan komposisi kimia bahan yang mudah terbakar, keadaan pembakaran.

Lebih daripada 200 sebatian - produk pembakaran tidak lengkap - telah dijumpai dalam gas serombong yang terbentuk semasa pembakaran kayu. Nilai maksimum ketumpatan optik semasa pembakaran setiap jenis kayu bergantung pada cara yang kompleks pada ketumpatan fluks haba luaran. Pekali pengeluaran asap semasa pembusukan dan pembakaran yang membara dari pelbagai jenis kayu bergantung kepada ketumpatan aliran haba luaran (Rajah 14).

1 - cemara; 2 - pain berhampiran Moscow; 3 - pain thongkaribe; 4 - ilim karagach; 5 - akasia keolai; 6 - buah berangan; 7 - akasia; 8- eucalyptus bacdan.

Rajah 14 - Ciri penghasilan asap.

Karakter melengkung yang serupa untuk pergantungan indeks ketoksikan produk pembakaran kayu pada ketumpatan fluks haba luaran (Rajah 15). Dalam mod pembakaran kayu cemara yang membara, hasil CO 70-240 kali lebih tinggi daripada hasil CO semasa pembakaran api.

Dalam mod membara dalam julat suhu 450-550 ° C, semua jenis kayu menunjukkan diri mereka sangat berbahaya dari segi ketoksikan produk pembakaran dan tergolong dalam kumpulan T3. Dengan peningkatan intensiti kesan haba hingga 60-65 kW / m2 (yang sesuai dengan suhu 700-750) С), menurut ketoksikan produk pembakaran, kayu dari pelbagai jenis masuk ke dalam kumpulan secara sederhana bahan berbahaya T2.

1- linden; 2 - birch; 3 - ilim karagach; 4 - oak; 5 - aspen; 6 - pain; 7 - cemara.

Gambar 15 - Ketoksikan produk pembakaran dari suhu pendedahan haba.

Apabila kayu terbakar, pembentukan asap yang agak kuat berlaku. Jumlah asap terbesar dikeluarkan ketika membakar bahan kayu dalam mod pembakaran (jadual 8).

Jadual 8 - Kapasiti penghasil asap bahan kayu semasa diuji dalam mod membara

4 Langkah keselamatan kebakaran dalam pembinaan bangunan kayu

Suhu pembakaran kayu telah disebutkan secara ringkas dalam penerbitan kami mengenai "", dan hari ini kami akan menyelidiki masalah ini.

Kita semua terbiasa mempercayai bahawa bahan bakar itu sendiri terbakar. Dan walaupun pembakaran tidak mungkin tanpanya, sebenarnya gas yang dikeluarkan oleh bahan bakar semasa pembakaran menyala.Benar, agar kayu mula mengeluarkan gas yang mencukupi untuk pencucuhan, ia memerlukan suhu tinggi. Dan suhu ini berbeza untuk pelbagai jenis kayu dan untuk keadaan yang berbeza. Struktur, ketumpatan, kelembapan dan ciri-ciri lain mempengaruhi kelajuan dan jumlah gas yang dibebaskan, kerana beberapa jenis kayu cepat menyala, memberi banyak haba dan cahaya, sementara yang lain sangat sukar dinyalakan, dan mereka mengeluarkan lebih sedikit haba daripada Kami ingin. Ini menjadi sangat penting ketika, dan terutama ketika memilih bahan untuk menyalakan. Jadual di bawah menunjukkan suhu pembakaran beberapa jenis kayu biasa.

Secara adil, perlu diperhatikan bahawa darjah Celsius yang ditunjukkan dalam jadual diberikan untuk keadaan ideal (ruang tertutup, kayu kering yang digunakan dan bekalan oksigen terkawal dalam jumlah yang optimum untuk pembakaran), yang dicapai hanya dalam dandang, tetapi tidak dalam api dibuat di tengah penjelasan. Tetapi, walaupun ini, sebagai panduan, data dalam jadual cukup sesuai.

Semakin tinggi suhu pembakaran spesies pokok pilihan anda, semakin banyak haba yang diperlukan untuk menyerap sebelum gas mudah terbakar mula berkembang darinya.

Untuk menyalakan, lebih baik menggunakan batu dengan suhu pembakaran rendah, dan batu dengan suhu pembakaran yang tinggi sebagai kayu bakar utama. Jika tidak, anda mungkin menghadapi dua jenis masalah:

• Suhu pembakaran kayu yang dipilih lebih tinggi daripada suhu yang dihasilkan oleh anda. Oleh kerana itu, bahan bakar tidak akan menyala, atau memerlukan proses, penyediaan dan penyediaan tambahan.
• Suhu pembakaran kayu yang dipilih rendah, dan akibatnya, haba tidak mencukupi dihasilkan. Atas sebab ini, anda mungkin perlu menukar spesies semasa anda membakar bahan bakar atau lebih banyak kayu.

Dari data dalam jadual, kita dapat menyimpulkan bahawa suhu pembakaran poplar menjadikannya pembakaran yang baik, kerana ia akan mula membakar secara aktif pada suhu 468 darjah celcius, sementara, misalnya, pinus perlu memanaskan badan hingga 624 darjah. Sekiranya tidak ada apa-apa di tangan kecuali kayu oak, maka untuk menyalakannya, anda harus banyak berkeringat untuk menaikkan suhu pembakaran hingga 840-900 darjah, dan hanya kemudian menambah kayu oak. Suhu pembakaran yang rendah menjadikan poplar dinyalakan dengan baik, tetapi lebih baik tidak menggunakannya sebagai bahan bakar utama kerana output panasnya yang rendah, ditunjukkan pada lajur kedua jadual. Untuk peranan ini, pinus, birch, atau oak yang sama lebih sesuai. Batuan ini menghasilkan lebih banyak gas, oleh itu lebih banyak cahaya dan panas.

Saya tidak banyak mengingati nilai semua lajur jadual. adalah lebih mudah untuk menggunakannya sebagai garis panduan untuk membuat carta spesies pokok anda sendiri, dengan mengambil kira keanehan flora di wilayah anda. Urutan ringkas seperti "pertama kita membakar batu X, kemudian beralih ke batu Y" dalam tiga atau empat langkah jauh lebih mudah untuk diingat dan digunakan di lapangan. Sekiranya anda tidak mempunyai pilihan di ladang, dan anda hanya mempunyai satu jenis kayu, anda harus mengusahakannya, tetapi jika masih ada pilihan, lebih baik membuatnya secara sedar dan sengaja. Walaupun suhu pembakaran yang ditunjukkan dalam jadual adalah ciri khas untuk keadaan yang ideal sahaja, perlu diperhatikan dua faktor yang secara langsung mempengaruhi suhu pembakaran: kelembapan dan kawasan hubungan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu pembakaran

Suhu pembakaran kayu di dalam tungku tidak hanya bergantung pada jenis kayu. Kandungan kelembapan kayu dan daya tarikan, yang disebabkan oleh reka bentuk unit pemanasan, juga merupakan faktor penting.

Pengaruh kelembapan

Kayu yang baru dipotong mempunyai kadar kelembapan 45 hingga 65%, rata-rata sekitar 55%.Suhu pembakaran kayu bakar seperti itu tidak akan meningkat ke nilai maksimum, kerana tenaga haba akan menguap kelembapan. Oleh itu, pemindahan haba bahan api dikurangkan.

Untuk melepaskan jumlah haba yang diperlukan semasa pembakaran kayu, tiga cara digunakan:

• kayu bakar yang baru dipotong digunakan dua kali lebih banyak untuk pemanasan bilik dan memasak (ini mengakibatkan kenaikan kos bahan bakar dan keperluan penyelenggaraan saluran cerobong dan gas yang kerap, di mana sejumlah besar jelaga akan menetap);
• kayu bakar yang baru dipotong kering terlebih dahulu (balak digergaji, dibelah menjadi kayu balak, yang disusun di bawah kanopi - memerlukan 1-1.5 tahun untuk pengeringan semula jadi hingga 20% kelembapan);
• kayu bakar kering dibeli (kos kewangan dikompensasikan oleh pemindahan haba bahan api yang tinggi).

Nilai kalori kayu bakar birch yang baru dipotong cukup tinggi. Bahan bakar dari abu segar, balok tanduk dan kayu keras lain juga sesuai digunakan.

Dengan menghadkan bekalan oksigen ke tungku, kita menurunkan suhu pembakaran kayu dan mengurangkan pemindahan haba bahan bakar. Durasi pembakaran sisipan bahan bakar dapat ditingkatkan dengan menutup peredam unit dandang dan kompor, tetapi ekonomi bahan bakar berubah menjadi kecekapan pembakaran yang rendah kerana keadaan yang kurang optimum.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (panas)

Karbon dan hidrogen dibakar ketika oksigen dibekalkan (sebelah kiri persamaan), mengakibatkan panas, air, dan karbon dioksida (sebelah kanan persamaan).

Agar kayu kering dapat terbakar pada suhu maksimum, isipadu udara yang memasuki ruang pembakaran mesti mencapai 130% daripada jumlah yang diperlukan untuk proses pembakaran. Apabila aliran udara disekat oleh kepak, sejumlah besar karbon monoksida terbentuk, dan alasannya adalah kekurangan oksigen. Karbon monoksida (karbon tidak terbakar) masuk ke cerobong, sementara suhu di ruang pembakaran turun dan pemindahan haba kayu menurun.

Pendekatan ekonomik ketika menggunakan dandang bahan api pepejal pada kayu adalah memasang penumpuk haba, yang akan menyimpan lebihan haba yang dihasilkan semasa pembakaran bahan bakar dalam mod yang optimum, dengan daya tarikan yang baik.

Dengan dapur pembakar kayu, ia tidak akan berfungsi untuk menjimatkan bahan bakar dengan cara ini, kerana mereka langsung memanaskan udara. Tubuh kompor bata besar mampu mengumpulkan sebahagian tenaga haba yang agak kecil, sementara di dapur logam, haba berlebihan masuk terus ke cerobong.

Sekiranya anda membuka blower dan meningkatkan daya tuju di dalam relau, intensiti pembakaran dan pemindahan haba bahan api akan meningkat, tetapi kehilangan haba juga akan meningkat. Dengan pembakaran kayu yang perlahan, jumlah karbon monoksida meningkat dan pemindahan haba berkurang.

Sekiranya jumlah oksigen yang tidak mencukupi memasuki tungku, intensiti dan suhu pembakaran kayu berkurang, dan pada masa yang sama pemindahan habanya berkurang. Sebilangan orang lebih suka menutupi peniup di dalam kompor untuk memperpanjang masa pembakaran satu penanda buku, tetapi akibatnya, bahan bakar membakar dengan kecekapan yang lebih rendah.

Sekiranya kayu bakar dibakar di perapian terbuka, maka oksigen mengalir dengan bebas ke dalam kotak api. Dalam kes ini, draf bergantung terutamanya pada ciri cerobong.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (tenaga haba).

Ini bermaksud apabila oksigen tersedia, pembakaran hidrogen dan karbon berlaku, yang menghasilkan tenaga haba, wap air dan karbon dioksida.

Untuk suhu maksimum pembakaran bahan bakar kering, kira-kira 130% oksigen yang diperlukan untuk pembakaran mesti memasuki tungku.Apabila penutup masuk ditutup, kelebihan karbon monoksida dihasilkan kerana kekurangan oksigen. Karbon yang tidak terbakar itu keluar ke cerobong, tetapi di dalam tungku suhu pembakaran turun dan pemindahan haba bahan bakar menurun.

Dandang bahan api pepejal moden sering dilengkapi dengan penumpuk haba khas. Peranti ini mengumpulkan tenaga haba yang berlebihan yang dihasilkan semasa pembakaran bahan api, dengan syarat daya tarikan yang baik dan kecekapan tinggi. Dengan cara ini anda dapat menjimatkan bahan bakar.

Dalam kes tungku pembakar kayu, tidak banyak peluang untuk menyelamatkan kayu bakar, kerana mereka segera melepaskan haba ke udara. Kompor itu sendiri hanya mampu menahan sedikit haba, tetapi tungku besi sama sekali tidak mampu - haba yang berlebihan dari itu langsung masuk ke cerobong.

Oleh itu, dengan peningkatan daya tuju dalam tungku, adalah mungkin untuk mencapai peningkatan intensiti pembakaran bahan bakar dan pemindahan habanya. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, kehilangan haba meningkat dengan ketara. Sekiranya anda memastikan pembakaran kayu yang perlahan di dalam dapur, maka pemindahan haba mereka akan lebih sedikit, dan jumlah karbon monoksida akan lebih banyak.

Harap maklum bahawa kecekapan penjana haba secara langsung mempengaruhi kecekapan membakar kayu. Oleh itu, dandang bahan api pepejal mempunyai kecekapan 80%, dan dapur - hanya 40%, dan reka bentuk dan bahannya penting.

Suhu yang dicapai pada tahap pertama pembakaran spontan jauh lebih tinggi daripada petunjuk yang sama untuk tempoh pembakaran produk penguraian tanpa api. Pada peringkat awal, lapisan arang batu tipis terbentuk hanya di permukaan kayu, dan pada mulanya ia tidak terbakar, walaupun pada hakikatnya ia berada dalam keadaan panas-merah.

Faktanya ialah pada tahap ini, hampir semua oksigen digunakan untuk mengekalkan nyalaan dan mempunyai akses terhad kepada produk pembakaran lain. Arang batu mula terurai hanya dari saat tahap pembakaran berapi selesai sepenuhnya.

Suhu pencucuhan bahan kayu, yang memastikan pemeliharaan pembakaran stabil, untuk kebanyakan varietas adalah 250-300 darjah.

Contoh yang baik dari susunan seperti itu adalah kasau dan selubung atap. Akibatnya, pemanasan bersama mereka tidak dapat dielakkan dengan peningkatan serentakan udara secara serentak ke arah membujur.

Semua perkara di atas memaksa pembangun mengambil langkah khas untuk melindungi struktur kayu daripada kesan kebakaran terbuka.

Suhu api dalam api kayu api

Untuk api yang baik, udara diperlukan, semasa pembakaran, tindak balas kimia dan bahan organik berlaku, terkandung dalam kayu diubah menjadi wap dan karbon dioksida, mengeluarkan haba.

Kayu bakar disediakan dari pelbagai jenis kayu bakar dengan cara yang berbeza. Sebahagiannya terbakar dengan cepat dan terang, yang lain meninggalkan banyak abu, dan membakar dengan cepat dan untuk waktu yang lama, yang lain terbakar untuk waktu yang lama dan bara mereka memberi banyak haba.

Suhu tertinggi diberikan oleh kayu bakar beech dan hornbeam - hingga seribu darjah Celsius. Poplar memberikan suhu terendah, bahkan tidak separuh panas yang terakhir. Luka bakar lebih tua, aspen, pinus, linden, akasia, cemara, birch, oak, larch lebih kuat daripada poplar.

Suhu pembakaran tidak hanya dipengaruhi oleh spesies kayu, tetapi juga oleh ketersediaan akses kepada oksigen, reka bentuk tungku. Contohnya, di dalam tungku batu besar, kayu bakar terbakar dengan cepat, tetapi kompor merasakan panasnya dan dapat memberikannya kepada persekitaran untuk waktu yang lama. Sebaliknya, kompor kecil - tungku periuk tidak menahan panas, segera memberikannya ke bilik.

Apakah proses pembakaran

Reaksi isotermal di mana sejumlah tenaga haba dibebaskan disebut pembakaran. Reaksi ini melalui beberapa peringkat berturut-turut.

Pada peringkat pertama, kayu dipanaskan oleh sumber api luaran hingga menyala. Memanaskan hingga 120-150 ℃, kayu berubah menjadi arang, yang mampu pembakaran spontan.Setelah mencapai suhu 250-350 ℃, gas mudah terbakar mula berkembang - proses ini disebut pirolisis. Pada masa yang sama, lapisan atas pembakar kayu, yang disertai dengan asap putih atau coklat - ini adalah gas pirolisis campuran dengan wap air.

Pada tahap kedua, sebagai hasil pemanasan, gas pirolisis menyala dengan api kuning muda. Secara beransur-ansur merebak ke seluruh kawasan kayu, terus memanaskan kayu.

Tahap seterusnya dicirikan oleh pencucuhan kayu. Sebagai peraturan, untuk ini, ia mesti memanaskan hingga 450-620 ℃. Agar kayu menyala, sumber haba luaran diperlukan, yang akan cukup kuat untuk memanaskan kayu dengan cepat dan mempercepat tindak balas.

Di samping itu, faktor seperti:

• daya tarikan;
• kandungan lembapan kayu;
• bahagian dan bentuk kayu bakar, serta bilangannya dalam satu tab;
• struktur kayu - kayu bakar longgar membakar lebih cepat daripada kayu padat;
• penempatan pokok relatif terhadap aliran udara - secara mendatar atau menegak.

Mari jelaskan beberapa perkara. Oleh kerana kayu lembap, ketika membakar, pertama-tama menguap lebihan cecair, ia menyala dan membakar jauh lebih buruk daripada kayu kering. Bentuknya juga penting - kayu bergaris dan bergerigi menyala lebih mudah dan cepat daripada yang licin dan bulat.

Draf di cerobong asap harus cukup untuk memastikan aliran oksigen dan membuang tenaga haba di dalam kotak api ke semua objek di dalamnya, tetapi tidak memadamkan api.

Tahap keempat tindak balas termokimia adalah proses pembakaran yang stabil, yang, setelah pecahnya gas pirolisis, meliputi semua bahan bakar di dalam tungku. Pembakaran berlaku dalam dua fasa - membakar dan membakar dengan api.

Dalam proses membara, arang batu terbentuk akibat pirolisis terbakar, sementara gas dilepaskan agak perlahan dan tidak dapat menyala kerana kepekatannya yang rendah. Gas pemeluwapan menghasilkan asap putih semasa ia sejuk. Apabila kayu membara, oksigen segar secara beransur-ansur menembus ke dalam, yang menyebabkan penyebaran reaksi lebih jauh ke semua bahan bakar lain. Api timbul dari pembakaran gas pirolisis, yang bergerak secara menegak ke arah pintu keluar.

Selama suhu yang diperlukan dipertahankan di dalam tungku, oksigen dibekalkan dan ada bahan bakar yang tidak terbakar, proses pembakaran berlanjutan.

Sekiranya keadaan ini tidak dipelihara, maka tindak balas termokimia memasuki tahap akhir - pelemahan.

Proses pemanasan

Pemanasan disebut pemanasan sekeping permukaan kayu dari sumber haba yang terpisah ke suhu yang mencukupi untuk pencucuhan. 120-150 ° C sudah cukup untuk kayu mula mengecas dengan perlahan.

Kemudian, proses itu diteruskan dengan munculnya arang batu. Pada suhu 250-350 ° C, kayu, di bawah pengaruh darjah tinggi, secara aktif mula terurai menjadi komponen.

Lebih jauh lagi, ia membara, tetapi belum ada api, dan asap putih atau coklat mula muncul. Dengan pemanasan selanjutnya, peratusan gas pirolisis meningkat dan kilatan berlaku, selepas itu kayu menyala.

Hasil haba kayu

Sebagai tambahan kepada nilai kalori, iaitu jumlah tenaga haba yang dibebaskan semasa pembakaran bahan bakar, terdapat juga konsep output haba. Ini adalah suhu maksimum dalam kompor pembakar kayu yang dapat dicapai oleh api pada saat pembakaran kayu intensif. Penunjuk ini juga bergantung sepenuhnya pada ciri-ciri kayu.

Khususnya, jika kayu mempunyai struktur yang longgar dan berpori, kayu itu terbakar pada suhu yang agak rendah, membentuk api tinggi yang terang, dan memberikan sedikit panas. Tetapi kayu yang padat, walaupun menyala jauh lebih buruk, walaupun dengan api yang lemah dan rendah, memberikan suhu tinggi dan sejumlah besar tenaga haba.

Suhu pencucuhan pelbagai batu

Untuk mendapatkan gambaran lengkap mengenai parameter termal kayu, lebih baik mempelajari haba tentu pembakaran setiap jenis kayu dan menyedari pemindahan haba mereka. Yang terakhir dapat diukur dalam berbagai jumlah, tetapi tidak perlu bergantung sepenuhnya pada data tabel, kerana pada kenyataannya tidak realistik untuk mencapai keadaan optimum untuk pembakaran. Walau bagaimanapun, jadual suhu pembakaran kayu akan membantu anda untuk tidak tersilap memilih kayu mengikut sifatnya.

Nilai-nilai yang diberikan dalam pelbagai jadual untuk suhu pembakaran pelbagai spesies kayu tidak sempurna dan dimaksudkan untuk menggambarkan keseluruhan gambar, tetapi suhu praktikal di dalam oven tidak akan pernah mencapai nilai tersebut. Ini dapat dijelaskan oleh 2 faktor umum dan jelas:

• suhu tertinggi tidak akan dapat dicapai, kerana tidak boleh mengeringkan kayu bakar sepenuhnya di rumah;
• kayu digunakan dengan pelbagai tahap kelembapan.

Kelembapan dan intensiti pembakaran

Sekiranya kayu baru-baru ini ditebang, maka ia mengandungi 45 hingga 65% kelembapan, bergantung pada musim dan spesiesnya. Dengan kayu bakar mentah seperti itu, suhu pembakaran di perapian akan rendah, kerana sejumlah besar tenaga akan dibelanjakan untuk penyejatan air. Oleh itu, pemindahan haba dari kayu bakar mentah akan agak rendah.

Terdapat beberapa cara untuk mencapai suhu optimum di perapian dan mengeluarkan tenaga haba yang mencukupi untuk memanaskan badan:

• Bakar bahan bakar dua kali lebih banyak pada satu masa untuk memanaskan rumah atau memasak makanan. Pendekatan ini penuh dengan biaya material yang signifikan dan peningkatan pengumpulan jelaga dan kondensat di dinding cerobong dan di lorong.
• Kayu balak digergaji, dicincang menjadi balak kecil dan diletakkan di bawah kanopi hingga kering. Sebagai peraturan, kayu bakar kehilangan kelembapan hingga 20% dalam 1-1,5 tahun.
• Kayu bakar boleh dibeli sudah kering. Walaupun harganya agak mahal, pemindahan haba dari mereka jauh lebih besar.

Pada masa yang sama, kayu bakar birch mentah mempunyai nilai kalori yang cukup tinggi. Di samping itu, kayu mentah dari balok tanduk, abu dan jenis kayu lain dengan kayu padat sesuai digunakan.

Tahap utama pembakaran kayu

Pembakaran bahan kayu dapat ditunjukkan sebagai dua tahap berturut-turut. Pada peringkat pertama, produk penguraian dibakar dalam bentuk gas, yang disertai dengan pembentukan nyalaan yang terang.

Tahap kedua proses ini adalah pembakaran arang batu yang terbentuk pada tahap awal.

Pengaruh yang menentukan terhadap ketahanan api dari struktur kayu (misalnya rumah persendirian) diberikan pada tahap pertama ini, di mana keadaan optimum diciptakan untuk mengekalkan penyebaran pembakaran.

Walaupun masa terhad, proses ini disertai dengan pembebasan sejumlah besar haba.

Untuk sementara waktu, kedua-dua proses ini berjalan hampir serentak, selepas itu pembebasan gas berhenti, dan hanya arang batu yang terus membakar. Pada masa yang sama, kadar di mana sebahagian besar bahan kayu bangunan terbakar ditentukan oleh faktor-faktor berikut:

• berat volumetrik keseluruhan struktur;
• kandungan lembapan bahan binaan asal;
• suhu ambien;
• nisbah ruang bebas dengan isipadu yang dihuni oleh kayu.

Bahan kayu yang lebih padat dalam struktur (contohnya oak) membakar lebih perlahan daripada aspen yang sama, yang dijelaskan oleh perbezaan kekonduksian terma mereka.

Apabila kayu dengan kandungan lembapan tinggi dinyalakan, sejumlah haba dibelanjakan untuk penyejatan kelembapan. Hasilnya, tenaga haba yang lebih sedikit dibelanjakan untuk penguraian bahan. Secara semula jadi, kayu kering, dengan mengambil kira semua perkara di atas, terbakar lebih cepat.

Langkah perlindungan konstruktif

Langkah-langkah tahan api yang berkaitan dengan kebanyakan rumah kayu dan bangunan lain disediakan dengan penyelesaian reka bentuk yang sesuai, dan juga kerana perlakuannya dengan reagen kimia khas (tahan api).

Perlindungan jenis ini direalisasikan dengan meningkatkan jisim elemen individu, dengan pengecualian tepi runcing dan bahagian yang sangat menonjol ("tajam tepi"), menggunakan elemen kayu tanpa ruang.

Bahan penebat tahan panas juga digunakan, perlindungan kebakaran permukaan struktur kayu dengan lapisan khas. Lapisan pelindung digunakan dalam bentuk kepingan asbestos-simen (gipsum) dan lapisan plaster setebal 1.5 sentimeter.

Di samping itu, untuk mengurangkan indeks mudah terbakar, reka bentuk sengaja mengurangkan bilangan struktur dengan unsur kayu selari dan lompang di antara mereka.

Langkah-langkah tambahan untuk mengatasi penyebaran api memerlukan pematuhan dengan norma-norma untuk pembentukan pemadam kebakaran.

Untuk ini dapat ditambahkan kerusakan bangunan dengan partisi khas dan susunan bukaan dinding yang sesuai (tingkap dan pintu) dan atap tahan api. Semua langkah ini memungkinkan untuk memperkuat struktur dari segi kemampuannya menahan penyebaran api.