Процесът на изгаряне или тлеене на тютюн: характеристики и вреда

Температурен праг за изгаряне на дървесина от различни видове

В зависимост от структурата и плътността на дървесината, както и от количеството и характеристиките на смолите, зависи температурата на горене на дърва за огрев, тяхната калоричност, както и свойствата на пламъка.
Ако дървото е поресто, то ще изгори много ярко и интензивно, но няма да даде високи температури на горене - максималният показател е 500 ℃. Но по-плътното дърво, като габър, ясен или бук, изгаря при температура около 1000 ℃. Температурата на горене е малко по-ниска за бреза (около 800 ℃), както и за дъб и лиственица (900 ℃). Ако говорим за такива видове като смърч и бор, тогава те светят на около 620-630 ℃.

Изпълнение на отопление на дърва за огрев: таблица на основните видове

Разглеждайки различни видове дървесина, в крайна сметка можете да забележите някои разлики: някои от тях горят много ярко и перфектно, докато има силна топлина, докато други едва тлеет, не оставяйки почти никаква топлина след себе си. Въпросът тук изобщо не е в тяхната сухота или влага, а в тяхната структура и състав, както и в структурата на дървото.

Струва си обаче да се обърне внимание на факта, че мокрото дърво се запалва и изгаря много зле, докато остава голямо количество пепел, което има лош ефект върху комина, те се запушват силно.

Най-голяма топлинна мощност има при дъб, бук, бреза, лиственица или габър, но тези видове са най-нерентабилни и скъпи. Поради това те се използват много рядко, а след това под формата на стърготини или дървени стърготини. Най-ниският топлообмен е при топола, елша и трепетлика. Има таблица, показваща основните скали и тяхната топлинна мощност.

Таблица на някои от основните скали и техния топлообмен:

• Ясен, бук - 87%;
• Габър - 85%;
• Дъб - 75, 70%;
• Лиственица - 72%;
• Бреза - 68%;
• Ела - 63%;
• Липа - 55%;
• Бор - 52%;
• Аспен - 51%;
• Топола - 39%.

Иглолистните дървета имат ниска температура на горене, така че е по-добре да ги използвате за запалване на открит огън (огън). Въпреки това, боровата дървесина се запалва много бързо и е способна да тлее дълго време, тъй като съдържа огромно количество смоли, така че този вид е в състояние да задържа топлината за дълго време. Но въпреки това е по-добре да не се използват иглолистни видове за отопление, тъй като при изгарянето му се образуват много димни газове, които се утаяват под формата на сажди върху комина и той трябва да се почисти, тъй като бързо се запушва.

Топлинни характеристики на дървото

Дървесните видове се различават по плътност, структура, количество и състав на смолите. Всички тези фактори влияят върху калоричността на дървесината, температурата, при която тя изгаря, и характеристиките на пламъка.

Тополовото дърво е поресто, такива дърва за изгаряне ярко, но индикаторът за максимална температура достига само 500 градуса. Плътните дървесни видове (бук, ясен, габър) при изгаряне отделят над 1000 градуса топлина. Показателите за бреза са малко по-ниски - около 800 градуса. Лиственица и дъб пламват по-горещо, излъчвайки до 900 градуса по Целзий. Дървата за огрев от бор и смърч изгарят при 620-630 градуса.

Брезовите дърва за огрев имат по-добро съотношение на топлинна ефективност и цена - икономически не е изгодно да се отоплява с по-скъпи гори с високи температури на горене.

Смърчът, елата и борът са подходящи за разпалване на огън - тези иглолистни дървета осигуряват относително умерена топлина. Но не се препоръчва използването на такива дърва за огрев в котел на твърдо гориво, в печка или камина - те не отделят достатъчно топлина, за да отопляват ефективно дома и да готвят храна, изгарят с образуването на голямо количество сажди.

Нискокачествените дърва за огрев се считат за гориво, направено от трепетлика, липа, топола, върба и елша - порестото дърво отделя малко топлина при изгаряне. Елша и някои други видове дърва „изстрелват“ с въглища по време на горенето, което може да доведе до пожар, ако дървото се използва за запалване на открита камина.

Когато избирате, трябва да обърнете внимание и на степента на влага в дървесината - суровите дърва за огрев изгарят по-зле и оставят повече пепел.

Топлинни свойства на дървото

Различните видове дървесина произвеждат различни количества топлина. Например сухата, състарена дървесина генерира повече топлина от прясно нарязаната дървесина. Това се дължи на факта, че при първоначалната химическа реакция цялата топлина преминава в изпаряването на водата от дървото. Колкото по-малко влага има в материала, толкова по-бързо може да се получи топлина. Твърдите дървета горят по-дълго от иглолистните и подчертават повече топлина. Някои от най-ценните дървесни видовес добри топлинни параметри са:

Дървесината на такива дървета обаче е скъпа, поради което в повечето случаи като гориво се използват промишлени отпадъци и дървесина.

В това видео ще знаете как да проверите съдържанието на влага в дърва за огрев:

Използването на дърво въз основа на неговия топлинен капацитет

Когато избирате вид дърва за огрев, струва си да вземете предвид съотношението на разходите и топлинния капацитет на конкретно дърво. Както показва практиката, най-добрият вариант може да се счита за дърва от бреза, в които тези показатели са най-добре балансирани. Ако закупите по-скъпи дърва за огрев, разходите ще бъдат по-малко ефективни.

За отопление на къща с котел на твърдо гориво не се препоръчва използването на такива видове дървесина като смърч, бор или ела. Факт е, че в този случай температурата на горене на дървесината в котела няма да бъде достатъчно висока и много сажди ще се натрупват върху комини.

Ниска топлинна ефективност и при дърва за огрев от елша, трепетлика, липа и топола поради порестата си структура. Освен това понякога елша и някои други видове дърва за огрев се изстрелват с въглища по време на процеса на горене. В случай на отворена пещ, такива микро експлозии могат да доведат до пожари.

Видове дървесина

Има няколко модела, които определят разликата в изгарянето на различни видове дървесина. На първо място, това е наличието на смоли - те забележимо добавят калоричността на дърва за огрев. Меката дървесина гори по-лесно поради ниската си плътност. Тежките скали поддържат горенето дълго време.

Докато плътността на дървесината варира значително при отделните видове, тяхната калоричност на единица маса е почти еднаква (с изключение на иглолистните смолисти видове). Независимо от това какви видове дървета са били използвани за дърва за огрев, влажността е основният фактор, влияещ както върху процеса на горене, така и върху топлинния резултат.

Познаването на различни видове дървесина ви позволява да получите комфортно изгаряне с по-малък разход на дърва

Списък на характеристиките на някои дървесни видове:

• акация - изгаря бавно и дава много топлина, бързо изсъхва, отделя характерно пращене в камината;
• Бреза - изгаря бързо, лесно се запалва дори когато е мокър, дава равномерен и стабилен огън;
• бук - висококалорично гориво, оставя малко пепел;
• дъб - висока калоричност, излъчва приятна миризма по време на горене, изсъхва много дълго време;
• топола - ниска топлина на горене;
• плодови дървета - изгаряйте бавно и равномерно;
• иглолистни дървета - ароматен дим, може да изстрелва катран, да образува много сажди.

Познаването на основите на боравене с дървесината като гориво ви позволява да се чувствате комфортно с по-малко дърва за огрев.

Важно е само да не забравяте основното: неконтролираният открит пламък може да бъде много опасен за живите същества. В допълнение към изгаряния от пламъци и жар, огънят може да донесе несравнимо повече бедствие, когато изгори в огън.

Температура на горене и пренос на топлина

Има пряка връзка между температурата на изгаряне на дърва в печката и преноса на топлина - колкото по-горещ е пламъкът, толкова повече топлина излъчва в стаята. Количеството генерирана топлинна енергия се влияе от различни характеристики на дървото. Изчислените стойности могат да бъдат намерени в справочната литература.

Трябва да се отбележи, че всички стандартни показатели са изчислени при идеални условия:

• дървото е добре изсушено;
• пещта е затворена;
• кислородът се подава на точно измерени порции, за да поддържа процеса на горене.

Естествено е невъзможно да се създадат такива условия в домашна печка, така че ще се отдели по-малко топлина, отколкото показват изчисленията. Следователно стандартите ще бъдат полезни само за определяне на общата динамика и сравняване на характеристиките.

Измерването на температурата на горене на дърва в камината може да се извърши само с пирометър - за това не са подходящи други измервателни устройства.

Ако нямате такова устройство, можете визуално да определите приблизителните показатели въз основа на цвета на пламъка. Например пламъкът с ниска температура има тъмночервен цвят. Жълтата светлина показва твърде висока температура, получена чрез увеличаване на течението, но в този случай повече топлина веднага се изпарява през комина. За печка или камина най-подходящата температура на горене ще бъде, при която цветът на пламъка ще бъде жълт, както например при сухата брезова дървесина.

Съвременните печки и котли на твърдо гориво, както и камини от затворен тип, са оборудвани със система за контрол на подаването на въздух за регулиране на топлопреминаването и интензивността на горенето.

Температурата на горене на дървесината определя степента на топлопреминаване на горивото - колкото по-висока е тя, толкова повече топлинна енергия се отделя по време на горенето на дърва за огрев. В този случай специфичната отоплителна стойност на горивото зависи от характеристиките на дървото.

Индикаторите за топлопреминаване в таблицата са посочени за дърва за изгаряне при идеални условия:

• минимално съдържание на влага в горивото;
• изгарянето става в затворен обем;
• подава се кислород - доставя се количеството, което е необходимо за пълно изгаряне.

Има смисъл да се съсредоточите върху табличните стойности на калоричността само за сравняване на различни видове дърва за огрев помежду си - в реални условия топлопредаването на горивото ще бъде значително по-ниско.

Какво е горенето

Изгарянето е изотермично явление - тоест реакция с отделянето на топлина.

1. Подгряване. Парчето дърво трябва да се нагрее с външен източник на огън до температурата на запалване. При нагряване до 120-150 градуса дървото започва да се овъглява и се образуват въглища, способни на самозапалване. При нагряване до 250-350 градуса започва процесът на термично разлагане в газообразни компоненти (пиролиза).

2. Изгаряне на пиролизни газове. По-нататъшното нагряване води до повишено термично разлагане и концентрираните пиролизни газове пламват. След огнището запалването постепенно започва да обхваща цялата зона на нагряване. Това води до стабилен светложълт пламък.

3. Запалване. По-нататъшното нагряване ще запали дървото. Температурата на запалване в естествени условия варира от 450 до 620 градуса. Дървесината се запалва под въздействието на външен източник на топлинна енергия, който осигурява нагряването, необходимо за рязко ускоряване на термохимичната реакция.

Запалимостта на дървесното гориво зависи от редица фактори:

• обемно тегло, форма и разрез на дървен елемент;
• степента на влага в дървото;
• тягова сила;
• местоположението на обекта, който трябва да се запали, спрямо въздушния поток (вертикален или хоризонтален);
• плътност на дървото (порестите материали се запалват по-лесно и по-бързо от плътните, например по-лесно е да се запали елхово дърво, отколкото дъб).

За запалване е необходимо добро, но не прекомерно сцепление - необходимо е достатъчно количество кислород и минимално разсейване на топлинната енергия на изгаряне - необходимо е за затопляне на съседни участъци от дървесината.

4. Изгаряне.При условия, близки до оптималните, първоначалното огнище на пиролизни газове не избледнява, от запалването процесът се превръща в стабилно изгаряне с постепенно покриване на целия обем гориво. Изгарянето е разделено на две фази - тлеещо и пламтящо горене.

Тлеенето включва изгаряне на въглища, твърд продукт от процеса на пиролиза. Отделянето на запалими газове е бавно и те не се запалват поради недостатъчна концентрация. При охлаждане газообразните вещества се кондензират, образувайки характерен бял дим. В процеса на тлеене въздухът прониква дълбоко в дървото, поради което зоната на покритие се разширява. Изгарянето с пламък се осигурява от изгарянето на пиролизните газове, докато горещите газове се движат навън.

Изгарянето се поддържа, докато има условия за пожар - наличие на неизгоряло гориво, подаване на кислород, поддържане на необходимото ниво на температурата.

5. Затихване. Ако едно от условията не е изпълнено, процесът на горене спира и пламъкът изгасва.

За да разберете каква е температурата на горене на дървото, използвайте специално устройство, наречено пирометър. Други видове термометри не са подходящи за тази цел.

Има препоръки за определяне на температурата на горене на дървесното гориво по цвета на пламъка. Тъмночервените пламъци показват изгаряне при ниска температура, белите пламъци показват високи температури поради увеличеното течение, при което по-голямата част от топлинната енергия отива в комина. Оптималният цвят на пламъка е жълт, така изгаря сухата бреза.

В котлите и печките на твърдо гориво, както и в затворените камини е възможно да се регулира притока на въздух в камината чрез регулиране на интензивността на горивния процес и преноса на топлина.

Калоричната стойност показва колко топлинна енергия се отделя при изгарянето на дърва за огрев. Но твърдото гориво има и друга характеристика, познаването на която може да бъде полезно на практика - топлинната мощност. Това е максималното ниво на температура, което може да бъде достигнато при изгаряне на дърва и зависи от свойствата на дървото.

Дървесината с ниска плътност гори с лек силен пламък и в същото време излъчва относително малко количество топлина; дървените дърва за огрев се характеризират с повишено производство на топлина при слаб пламък.

Пълно и непълно изгаряне: какво се отделя, когато дървото изгори

Не само дървото може да изгори, но и неговите продукти (ПДЧ, ПДЧ, MDF), както и метал. Температурата на горене обаче е различна за всички продукти. Например: температурата на горене на стоманата е 2000 градуса, алуминиевото фолио - 350, а дървото започва да се възпламенява при 120 - 150.

Изгарянето на дърва в крайна сметка произвежда дим, където твърдото вещество е сажди. Целият състав на продуктите от горенето зависи изцяло от съставките на дървото. Дървесината се състои главно от най-важните съставки: водород, азот, кислород и въглерод.

Ако се изгорят 1 кг дървесина, тогава продуктите от горенето в газообразно състояние ще се отделят някъде между 7,5 и 8,0 кубически метра. В бъдеще те вече не са в състояние да горят, с изключение на въглеродния окис.

Продукти за изгаряне на дървесина:

• Азот;
• Въглероден окис;
• Въглероден двуокис;
• Водна пара;
• Серен диоксид.

Изгарянето на характера може да бъде пълно или непълно. Но и двете се появяват с образуването на дим. В случай на непълно изгаряне, някои продукти от изгарянето все още могат да изгорят по-късно (сажди, въглероден окис, въглеводороди). Но ако е имало пълно изгаряне, продуктите, които са се образували в бъдеще, не са способни да изгарят (газове сяра и въглероден диоксид, водни пари).

Опасността от пожар на дървесината се определя от законите за нейното термично разлагане под въздействието на външни топлинни потоци, което започва при температура 110˚С.По-нататъшното нагряване се придружава от отстраняване на свободната и свързана влага от дървото. Този процес завършва при температура от 180 ° C, след което разграждането на най-малко топлоустойчивите компоненти започва с отделянето на CO 2 и H 2 O. При температура от ~ 250 ° C се получава пиролиза на дървесината с отделянето на газообразни продукти: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. Разработената газова смес е запалима и може да се запали от източник на запалване. При по-високи температури термичното разлагане на дървесината се ускорява. Основната част от горими газове, съдържащи до 25% водород и до 40% горими въглеводороди, се отделят в температурния диапазон от 350 до 450˚С.

Един от важните фактори, определящи пожарната опасност на дървесината, е способността й да се възпламенява и да разпространява горенето при нагряване на въздух.

Изгарянето на дърва се случва под формата на огнено горене и тлеене. При условия на пожар основното количество топлина се отделя по време на пламтящото горене (до 60%) и ~ 40% - по време на тлеещия период.

Показателите за опасност от пожар за някои видове дървесина са показани в таблица 4.

Таблица 4 - Индикатори за опасност от пожар на различни видове дървесина

Температурните показатели на пожарната опасност на дървесината - температурата на запалване и самозапалване - се определят от законите за неговото термично разлагане. Стойностите на тези показатели за различните видове дървесина, както се вижда от таблица 2, са в доста тесен температурен диапазон.

Сухата дървесина от всички видове е силно запалим (B3), силно запалим (G4) материал с висока способност за генериране на дим (D3). По отношение на токсичността на продуктите от горенето дървесината принадлежи към групата на силно опасните материали (Т3). Линейната скорост на разпространение на пламъка по повърхността е 1-10 mm / s. Тази скорост зависи значително от редица фактори: дървесни видове, съдържанието на влага, големината на падащия топлинен поток, ориентацията на изгарящата повърхност. Скоростта на тлеене също не е постоянна стойност - за различните видове дървесина тя варира от 0,6 до 1,0 mm / min.

В строителството широко се използват довършителни материали на дървесна основа: ПДЧ, плочи от дървесни влакна, дървени панели, летви, шперплат. Всички тези материали са запалими. Модифицирани панели, ламели, шперплат. Всички тези материали са запалими. Модифицирането на дървесината с полимери, като правило, увеличава опасността от пожар.

Таблица 5 показва характеристиките на запалимост на някои строителни материали на дървесна основа.

Таблица 5 - Запалимост на дървесните материали

Пламък се разпростира върху дървесната повърхност

Експериментални проучвания на разпространението на пламъка по повърхността на дървесните материали, използващи различни методи за изпитване, показват, че не само условията на външно излагане на топлина, но и видът на дървесината влияят върху характеристиките на разпространението на пламъка.

Влиянието на дървесните видове може да бъде проследено до известна степен при разглеждане на стойностите на така наречения индекс на разпространение на пламъка (FLI).

IRP съгласно GOST 12.1.044-89 е сложен индикатор, тъй като при изчисляването му, освен скоростта на разпространение на пламъка в отделни участъци от повърхността на пробата и ограничаващото разстояние на разпространение, той използва и данни за максималната температура на отработените газове димни газове и времето за достигане до тях. Материалите с IRP≤20 се наричат ​​бавно разпространяващ се пламък, а IRP˃20 - за бързо разпространяващ се пламък. Всички видове дървесина принадлежат към последната група материали. Индексът им надвишава 55.

Таблица 4 показва стойностите на IRI за необработени дървесни проби с дебелина 19-25 mm.

Въпреки че повечето видове дървесина принадлежат към третия, най-опасния клас по отношение на способността им да разпространяват пламък по повърхността на таванните конструкции по време на пожар, някои иглолистни видове, както следва от таблица 6, имат по-ниски стойности на IRI и принадлежат към 2-ри клас.

Таблица 6 - Стойност и клас на IRP според способността за разпространение на пламъка

Увеличаването на топлинния поток към повърхността на дървото причинява значително увеличаване на скоростта на разпространение на пламъка. Прекратяването на процеса е възможно, ако топлинният поток от собствения му пламък стане по-малък от критичния за даден материал.

Тестовете на довършителни строителни материали на дървесна основа при условия, симулиращи развитието на истински пожар, показаха доста високи темпове на разпространение на пламъка по тях (таблица 7).

Таблица 7 - Скорост на разпространение на пламъка върху облицовки на дървесна основа

Способност за генериране на дим и токсичност на продуктите от горенето на дървесина

Отделянето на токсични изпарения е доминиращата опасност от пожар. Проявява се в токсичния и дразнещ ефект на продуктите от горенето, както и в влошаването на видимостта в задимена среда. Намалената видимост затруднява евакуацията на хората от опасната зона, което от своя страна увеличава риска от отравяне с продукти от горенето. Ситуацията при пожар се усложнява допълнително от факта, че димните газове бързо се разпространяват в пространството и проникват в помещения, далеч от източника на пожара. Концентрацията на отделяния дим и неговото естество зависят от структурните особености и химичния състав на горимия материал, условията на горене.

Повече от 200 съединения - продукти от непълно изгаряне - са открити в димните газове, образувани при изгарянето на дървесината. Максималната стойност на оптичната плътност по време на горенето на всеки от видовете дървесина зависи по сложен начин от плътността на външния топлинен поток. Коефициентът на образуване на дим по време на разлагане и тлеещо горене на различни видове дървесина зависи от плътността на външния топлинен поток (Фигура 14).

1 - смърч; 2 - бор в близост до Москва; 3 - бор от тонкарибе; 4 - ilim karagach; 5 - акация кеолай; 6 - кестен; 7 - акация; 8- евкалипт бакан.

Фигура 14 - Характеристики на образуването на дим.

Подобен екстремен характер на кривите за зависимостта на индекса на токсичност на продуктите от горенето на дървесина от плътността на външния топлинен поток (Фигура 15). В режим на тлеещо горене на смърчова дървесина добивът на CO е 70-240 пъти по-висок от добива на CO при горенето с пламък.

В режим на тлеене в температурния диапазон от 450-550 ° C всички видове дървесина се проявяват като силно опасни по отношение на токсичността на продуктите от горенето и принадлежат към групата Т3. С увеличаване на интензивността на топлинния ефект до 60-65 kW / m2 (което съответства на температура 700-750) С), според токсичността на продуктите от горенето, дървесината от различни видове преминава в групата на умерено умерено опасни материали T2.

1- липа; 2 - бреза; 3 - ilim karagach; 4 - дъб; 5 - трепетлика; 6 - бор; 7 - смърч.

Фигура 15 - Токсичност на продуктите от горенето от температурата на излагане на топлина.

Когато дървото изгаря, се получава доста интензивно образуване на дим. Най-голямо количество дим се отделя при изгаряне на дървесни материали в режим на тлеене (таблица 8).

Таблица 8 - Капацитет за генериране на дим от дървесни материали при изпитване в режим на тлеене

4 Мерки за пожарна безопасност при изграждането на дървени сгради

Температурата на горене на дървесината вече беше спомената накратко в нашата публикация за "" и днес ще се задълбочим в този въпрос.

Всички сме свикнали да вярваме, че самото гориво гори. И въпреки че горенето е невъзможно без него, газът, отделен от горивото по време на горенето, всъщност се възпламенява.Вярно е, че за да започне дървото да отделя достатъчно количество от този газ за запалване, то се нуждае от висока температура. И тази температура е различна за различните видове дървесина и при различни условия. Структурата, плътността, влажността и други характеристики влияят на скоростта и количеството отделен газ, тъй като някои видове дървесина бързо пламват, дават много топлина и светлина, докато други са много трудни за запалване и отделят много по-малко топлина от бихме желали. Това става много важно, когато и особено при избора на материали за подпалване. Таблицата по-долу показва температурите на горене на някои често срещани видове дървесина.

По справедливост трябва да се отбележи, че градусите по Целзий, посочени в таблицата, са дадени за идеални условия (затворено пространство, използвана суха дървесина и контролирано подаване на кислород в оптимални обеми за изгаряне), които се постигат само в котли, но не и при пожар направен в средата на поляната. Но въпреки това, като ориентир, данните в таблицата са напълно подходящи.

Колкото по-висока е температурата на горене на избрания от вас дървесен вид, толкова повече топлина трябва да поеме, преди запалимият газ да започне да се отделя от него.

За разпалване е по-добре да се използват скали с ниска температура на горене и скали с висока температура като основни дърва за огрев. В противен случай може да срещнете два вида проблеми:

• Температурата на горене на избраната дървесина е по-висока от температурата, генерирана от вашата. Поради това горивото просто няма да се запали или ще изисква допълнителна обработка, подготовка и подготовка.
• Температурата на горене на избраната дървесина е ниска и в резултат на това се генерира недостатъчна топлина. Поради тази причина може да се наложи да смените вида, когато изгаряте гориво или повече дърва.

От данните в таблицата можем да заключим, че температурата на горене на тополата я прави добър подпалващ, тъй като ще започне да гори активно вече при 468 градуса по Целзий, докато например борът ще трябва да се затопли до 624 градуса. Ако няма нищо под ръка, освен дъб, тогава, за да го запалите, ще трябва да се потите много, за да повишите температурата на горене до 840-900 градуса и едва след това да добавите дъбови трупи. Ниската температура на горене прави тополата добър подпалвач, но е по-добре да не се използва като основно гориво поради ниската топлинна мощност, посочена във втората колона на таблицата. За тази роля борът, брезата или същият дъб са много по-подходящи. Тези скали произвеждат повече газ, а оттам и повече светлина и топлина.

Не виждам много смисъл да си спомням стойностите на всички колони в таблицата. много по-лесно е да го използвате като ръководство за изграждане на собствени карти на дървесни видове, като се вземат предвид характеристиките на флората във вашия регион. Една проста последователност като „първо изгаряме скала X, след това превключваме на скала Y“ в три или четири стъпки е много по-лесна за запомняне и използване в полето. Ако нямате избор на полето и имате само един вид дърво под ръка, ще трябва да работите с него, но ако все пак има избор, по-добре е да го направите съзнателно и умишлено. И въпреки че температурата на горене, посочена в таблицата, е характерна само за идеални условия, като говорим за тях, струва си да се споменат и два фактора, които пряко влияят върху температурата на горене: влажност и контактна площ.

Фактори, влияещи върху температурата на горене

Температурата на горене на дърва в печката зависи не само от вида дървесина. Значителни фактори са също така съдържанието на влага в дървесината и тяговата сила, която се дължи на конструкцията на отоплителния блок.

Влияние на влагата

В прясно отсечената дървесина съдържанието на влага достига от 45 до 65%, средно - около 55%.Температурата на горене на такива дърва за огрев няма да се повиши до максимални стойности, тъй като топлинната енергия ще отиде за изпаряване на влагата. Съответно топлообменът на горивото се намалява.

За да се отдели необходимото количество топлина по време на изгарянето на дърва, се използват три начина:

• почти два пъти повече прясно нарязани дърва за огрев се използват за отопление на помещения и готвене (това се изразява в увеличаване на разходите за гориво и необходимостта от честа поддръжка на комина и газопроводите, в които ще се утаи голямо количество сажди);
• прясно нарязаните дърва за огрев се изсушават предварително (трупите се изрязват, разделят на трупи, които се подреждат под навес - отнема 1-1,5 години за естествено изсушаване до 20% влага);
• закупуват се сухи дърва за огрев (финансовите разходи се компенсират от високия топлообмен на горивото).

Калоричността на прясно нарязаните брезови дърва за огрев е доста висока. Горивото от прясно нарязана пепел, габър и други твърди дървета също е подходящо за използване.

Чрез ограничаване на подаването на кислород към пещта, ние понижаваме температурата на горене на дървото и намаляваме топлопредаването на горивото. Продължителността на изгарянето на горивната вложка може да се увеличи чрез затваряне на амортисьора на котелния блок или печката, но икономията на гориво се превръща в ниска ефективност на изгаряне поради неоптимални условия.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (топлина)

Въглеродът и водородът се изгарят при подаване на кислород (лявата страна на уравнението), което води до топлина, вода и въглероден диоксид (дясната страна на уравнението).

За да изгори сухо дърво при максимална температура, обемът на въздуха, който влиза в горивната камера, трябва да достигне 130% от обема, необходим за горивния процес. Когато въздушният поток се спира от амортисьорите, се образува голямо количество въглероден окис и причината за това е липсата на кислород. Въглеродният окис (неизгорен въглерод) отива в комина, докато температурата в горивната камера спада и топлопредаването на дървесината намалява.

Икономичен подход при използване на котел на твърдо гориво на дърва е инсталирането на акумулатор на топлина, който ще съхранява излишната топлина, генерирана по време на изгарянето на горивото, в оптимален режим, с добро сцепление.

С печките на дърва няма да можете да спестите гориво по този начин, тъй като те директно загряват въздуха. Тялото на масивна тухлена печка е в състояние да акумулира относително малка част от топлинната енергия, докато в металните печки излишната топлина отива директно в комина.

Ако отворите вентилатора и увеличите тягата в пещта, интензивността на изгаряне и пренос на топлина на горивото ще се увеличи, но топлинните загуби също ще се увеличат. При бавно изгаряне на дървесината количеството въглероден окис се увеличава и топлопреносът намалява.

Ако в пещта попадне недостатъчно количество кислород, интензивността и температурата на изгарянето на дървесината намаляват, а в същото време нейният топлообмен намалява. Някои хора предпочитат да покрият вентилатора в печката, за да удължат времето на горене на една отметка, но в резултат горивото гори с по-ниска ефективност.

Ако дърва за огрев се изгарят в открита камина, тогава кислородът свободно тече в камината. В този случай тягата зависи главно от характеристиките на комина.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (топлинна енергия).

Това означава, че когато е наличен кислород, се получава изгаряне на водород и въглерод, което води до топлинна енергия, водни пари и въглероден диоксид.

За максималната температура на горене на сухо гориво, около 130% от кислорода, необходим за горенето, трябва да влезе в пещта.Когато входните капаци са затворени, се образува излишен въглероден окис поради липса на кислород. Такъв неизгорен въглерод изтича в комина, но вътре в пещта температурата на горене пада и топлинният пренос на горивото намалява.

Съвременните котли на твърдо гориво много често са оборудвани със специални топлинни акумулатори. Тези устройства акумулират прекомерно количество топлинна енергия, генерирана по време на изгарянето на горивото, при условие че има добро сцепление и висока ефективност. По този начин можете да спестите гориво.

При печките на дърва няма толкова много възможности за спестяване на дърва за огрев, тъй като те незабавно отделят топлина във въздуха. Самата печка е способна да задържа само малко количество топлина, но желязната печка изобщо не е способна - от нея излишната топлина веднага отива в комина.

Така че, с увеличаване на тягата в пещта, е възможно да се постигне увеличаване на интензивността на изгарянето на горивото и неговия топлообмен. В този случай обаче загубата на топлина се увеличава значително. Ако осигурите бавното изгаряне на дърва в печката, тогава техният топлообмен ще бъде по-малък и количеството въглероден окис ще бъде повече.

Моля, обърнете внимание, че ефективността на топлинен генератор пряко влияе върху ефективността на изгарянето на дърва. Така че, котелът на твърдо гориво може да се похвали с 80% ефективност, а печката - само 40%, а дизайнът и материалът му имат значение.

Температурата, достигната на първия етап на самозапалване, е значително по-висока от същия показател за безпламен период на изгаряне на продуктите от разлагането. В началния етап тънък слой въглища се образува само на повърхността на дървесината и в началото тя не изгаря, въпреки факта, че е в нажежено състояние.

Факт е, че на този етап почти целият кислород се изразходва за поддържане на пламъка и има ограничен достъп до други продукти на горенето. Въглищата започват да се разлагат едва от момента, когато етапът на горещо изгаряне е напълно завършен.

Температурата на запалване на дървения материал, която осигурява поддържането на стабилно горене, за повечето сортове е 250-300 градуса.

Добър пример за такова подреждане са гредите и покривната покривка. В резултат на това тяхното взаимно нагряване е неизбежно с едновременно увеличаване на въздушната тяга в надлъжни посоки.

Всичко по-горе принуждава строителите да предприемат специални мерки за защита на дървените конструкции от въздействието на открит огън.

Температура на пожар при пожар в дърва

За добър пламък е необходим въздух, по време на горенето се получава химическа реакция и органични вещества, съдържащи се в дървото се превръщат в пара и въглероден диоксид, отделяйки топлина.

Дърва за огрев, приготвени от различни видове дърва, изгарят по различен начин. Някои изгарят бързо и ярко, други оставят много пепел и горят досадно и продължително, трети изгарят дълго време и въглищата им дават много топлина.

Най-високата температура се дава от дърва за огрев от бук и габър - до хиляда градуса по Целзий. Тополата дава най-ниската температура, дори половината от топлината на последната. Елша, трепетлика, бор, липа, акация, ела, бреза, дъб, лиственица изгаря по-силно от топола.

Температурата на горене се влияе не само от дървесните видове, но и от наличието на достъп до кислород, дизайна на пещта. Например в голяма каменна печка дърва за огрев бързо изгарят, но печката възприема топлината им и може да я отдаде на околната среда за дълго време. Напротив, малка печка - котлон не задържа топлината, веднага я дава на стаята.

Какъв е процесът на горене

Изотермична реакция, при която се отделя определено количество топлинна енергия, се нарича горене. Тази реакция преминава през няколко последователни етапа.

На първия етап дървото се загрява от външен източник на огън до точката на запалване. Тъй като се загрява до 120-150 ℃, дървесината се превръща във въглен, който е способен на самозапалване.При достигане на температура от 250-350 ℃, запалимите газове започват да се отделят - този процес се нарича пиролиза. В същото време горният слой от дърво тлее, което е придружено от бял или кафяв дим - това са смесени пиролизни газове с водна пара.

На втория етап, в резултат на нагряването, пиролизните газове се запалват със светложълт пламък. Постепенно се разпространява по цялата площ на дървесината, като продължава да загрява дървото.

Следващият етап се характеризира с запалване на дървото. Като правило, за това той трябва да се загрее до 450-620 ℃. За да може дървото да се възпламени, е необходим външен източник на топлина, който ще бъде достатъчно интензивен, за да нагрее бързо дървото и да ускори реакцията.

В допълнение, фактори като:

• сцепление;
• съдържание на влага в дървото;
• сечение и форма на дърва за огрев, както и техния брой в един раздел;
• дървесна структура - рохките дърва изгарят по-бързо от гъстата дървесина;
• разположение на дървото спрямо въздушния поток - хоризонтално или вертикално.

Нека изясним някои моменти. Тъй като влажната дървесина при изгаряне преди всичко изпарява излишната течност, тя се запалва и гори много по-зле от сухата дървесина. Формата също има значение - оребрените и назъбени трупи се запалват по-лесно и по-бързо от гладките и кръгли.

Тягата в комина трябва да е достатъчна, за да осигури притока на кислород и да разсее топлинната енергия вътре в горивната камера към всички предмети в нея, но да не издухва огъня.

Четвъртият етап на термохимичната реакция е стабилен процес на горене, който след избухването на пиролизните газове покрива цялото гориво в пещта. Изгарянето протича в две фази - тлеене и изгаряне с пламък.

В процеса на тлеене въглищата, образувани в резултат на пиролиза, изгарят, докато газовете се отделят доста бавно и не могат да се възпламенят поради ниската си концентрация. Кондензиращите газове образуват бял дим, докато се охлаждат. Когато дървото тлее, свежият кислород постепенно прониква вътре, което води до по-нататъшно разпространение на реакцията към всички останали горива. Пламъкът възниква от изгарянето на пиролизни газове, които се движат вертикално към изхода.

Докато в пещта се поддържа необходимата температура, подава се кислород и има неизгоряло гориво, процесът на горене продължава.

Ако тези условия не се поддържат, тогава термохимичната реакция преминава в последния етап - затихване.

Процес на загряване

Нагряването се нарича нагряване на парче дървена повърхност от отделен източник на топлина до температура, достатъчна за запалване. 120-150 ° C е достатъчно, за да започне овъгляването на дървото много бавно.

По-късно процесът продължава с появата на въглища. При температура 250-350 ° C дървото под въздействието на високи градуси активно започва да се разлага на компоненти.

Освен това тлее, но все още няма пламък и започва да се появява бял или кафяв дим. При по-нататъшно нагряване процентът на пиролизните газове се увеличава и възниква светкавица, след което дървото се запалва.

Топлоотдаване на дървесина

В допълнение към калоричността, т.е. количеството топлинна енергия, отделяно при изгарянето на горивото, съществува и концепцията за топлинна мощност. Това е максималната температура в печката на дърва, която пламъкът може да достигне по време на интензивно изгаряне на дърва. Този показател също напълно зависи от характеристиките на дървото.

По-специално, ако дървото има хлабава и пореста структура, то изгаря при доста ниски температури, образувайки ярък силен пламък и дава доста малко топлина. Но плътното дърво, макар и да пламва много по-зле, дори при слаб и слаб пламък, дава висока температура и голямо количество топлинна енергия.

Температура на запалване на различни скали

За да получите пълна картина на топлинните параметри на дървото, по-добре е да научите специфичната топлина на горене за всеки вид дървесина и бъдете наясно с техния топлообмен. Последните могат да бъдат измерени в голямо разнообразие от количества, но не е необходимо да се разчита изцяло на таблични данни, тъй като в действителност е нереалистично да се постигнат оптимални условия за горене. Таблицата с температурата на изгаряне на дърва обаче ще ви помогне да не се объркате с избора на дърво според неговите свойства.

Стойностите, дадени в различните таблици за температурите на горене на различни дървесни видове, имат безупречен характер и имат за цел да представят цялостната картина, но практическата температура във фурната никога няма да достигне такива стойности. Това може да се обясни с 2 общи и ясни фактора:

• няма да бъде достигната най-високата температура, защото няма да е възможно напълно да изсъхне дървата за огрев у дома;
• дървото се използва с голямо разнообразие от нива на влага.

Влажност и интензивност на горенето

Ако дървесината е била наскоро отсечена, тогава тя съдържа от 45 до 65% влага, в зависимост от сезона и вида. При такива сурови дърва за огрев температурата на горене в камината ще бъде ниска, тъй като голямо количество енергия ще бъде изразходвано за изпаряване на водата. Следователно, преносът на топлина от сурови дърва за огрев ще бъде доста нисък.

Има няколко начина за постигане на оптимална температура в камината и отделяне на достатъчно количество топлинна енергия за затопляне:

• Изгаряйте два пъти повече гориво наведнъж, за да отоплявате къщата или да готвите храна. Този подход е изпълнен със значителни материални разходи и увеличено натрупване на сажди и кондензат по стените на комина и в проходите.
• Суровите трупи се нарязват, нарязват на малки трупи и се поставят под навес, за да изсъхнат. Като правило дървата за огрев губят до 20% влага за 1-1,5 години.
• Дърва за огрев можете да закупите вече добре изсушени. Въпреки че са малко по-скъпи, топлопредаването от тях е много по-голямо.

В същото време суровите брезови дърва за огрев имат доста висока калоричност. Освен това суровите трупи от габър, пепел и други видове дървесина с гъста дървесина са подходящи за използване.

Основните етапи на изгаряне на дървесината

Изгарянето на дървесен материал може да бъде представено като два последователни етапа. На първия етап продуктите от разлагането се изгарят в газообразна форма, което е придружено от образуването на ярък пламък.

Вторият етап от този процес е безпламеното доизгаряне на въглищата, образувани в началния етап.

Решаващото влияние върху огнеустойчивостта на дървена конструкция (частна къща например) оказва първият от тези етапи, по време на който се създават оптимални условия за поддържане на разпространението на горенето.

Въпреки ограниченото време, този процес е придружен от отделянето на значително количество топлина.

За известно време и двата процеса протичат почти едновременно, след което отделянето на газове спира и само въглищата продължават да горят. В същото време скоростта, с която изгаря по-голямата част от дървесния материал на сградата, се определя от следните фактори:

• обемно тегло на цялата конструкция;
• съдържание на влага в оригиналния строителен материал;
• температура на околната среда;
• съотношението на свободните пространства към обема, зает от дърво.

Дървеният материал, който е по-плътен по структура (дъб например) гори по-бавно от същата трепетлика, което се обяснява с разликата в тяхната топлопроводимост.

Когато дървото с високо съдържание на влага се запали, известно количество топлина се изразходва за изпаряване на влагата. В резултат на това се изразходва по-малко топлинна енергия за разлагане на материала. Естествено, сухото дърво, като се вземе предвид всичко по-горе, изгаря много по-бързо.

Конструктивни защитни мерки

Огнезащитните мерки по отношение на повечето дървени къщи и други сгради са снабдени с подходящи дизайнерски решения, както и поради тяхната обработка със специални химически реактиви (огнезащитни средства).

Защитата от този тип се реализира чрез увеличаване на масата на отделните елементи, с изключение на заострени ръбове и силно изпъкнали части („остри ръбове“), като се използват дървени елементи, лишени от кухини.

Използват се и топлоустойчиви изолационни материали, противопожарна защита на повърхностите на дървени конструкции със специални покрития. Защитните покрития се използват под формата на азбестоциментови (гипсови) заготовки и гипс с дебелина до 1,5 сантиметра.

Освен това, за да се намали индексът на запалимост, дизайнът умишлено намалява броя на конструкциите с паралелни дървени елементи и кухини между тях.

Допълнителните мерки за противодействие на разпространението на огън включват спазване на нормите за образуване на пожарни прекъсвания.

Към това може да се добави разбивка на сгради със специални прегради и съответното разположение на стенни отвори (прозорци и врати) и огнеупорни покриви. Всички тези мерки правят възможно укрепването на конструкцията по отношение на способността й да се противопоставя на разпространението на огън.