Processen med att bränna eller smölla tobak: egenskaper och skada

Temperaturgräns för förbränning av trä av olika arter

Beroende på träets struktur och densitet, liksom mängden och egenskaperna hos hartser, beror förbränningstemperaturen på ved, deras värmevärde samt flammans egenskaper.
Om trädet är poröst kommer det att brinna mycket starkt och intensivt, men det ger inte höga förbränningstemperaturer - maximal indikator är 500 ℃. Men tätare trä, som hornbjälke, ask eller bok, brinner vid en temperatur på cirka 1000 ℃. Bränntemperaturen är något lägre för björk (cirka 800 ℃), liksom ek och lärk (900 ℃). Om vi ​​talar om sådana arter som gran och tall, tänds de vid cirka 620-630 ℃.

Veduppvärmning: tabell över huvudarter

Med tanke på olika träslag kan du i slutändan märka några skillnader: några av dem brinner väldigt ljust och perfekt, medan det finns en stark värme, medan andra bara knappt smyter och lämnar nästan ingen värme. Poängen här är inte alls i deras torrhet eller fukt, utan i deras struktur och sammansättning, liksom trädets struktur.

Det är dock värt att uppmärksamma det faktum att ett vått träd antänds och brinner mycket dåligt, medan en stor mängd ask kvarstår, vilket har en dålig effekt på skorstenen, de blir kraftigt igensatta.

Den högsta värmeeffekten finns i ek, bok, björk, lärk eller hornbeam, men dessa arter är de mest olönsamma och dyra. Därför används de mycket sällan, och sedan i form av spån eller sågspån. Den lägsta värmeöverföringen är i poppel, al och asp. Det finns en tabell som visar huvudstenarna och deras värmeeffekt.

Tabell över några av huvudstenarna och deras värmeöverföring:

• Ask, bok - 87%;
• Hornbeam - 85%;
• Ek - 75, 70%;
• Lärk - 72%;
• Björk - 68%;
• Gran - 63%;
• Linden - 55%;
• Tall - 52%;
• Aspen - 51%;
• Poplar - 39%.

Barrträd har låg bränntemperatur, så det är bättre att använda dem för att tända öppen eld (eld). Men pinjeträ tar eld mycket snabbt och kan smula under lång tid, eftersom det innehåller en enorm mängd hartser, så denna art kan behålla värmen under lång tid. Men ändå är det bättre att inte använda barrträd för uppvärmning, eftersom det när det brinner bildas mycket rökgaser som sätter sig i form av sot på skorstenen och det måste rengöras eftersom det snabbt täpps till.

Termiska egenskaper hos trä

Träslag skiljer sig åt i densitet, struktur, kvantitet och sammansättning av hartser. Alla dessa faktorer påverkar träets värmevärde, temperaturen vid vilken det brinner och flammans egenskaper.

Poppelträ är poröst, sådan ved brinner starkt, men indikatorn för maximal temperatur når bara 500 grader. Täta träslag (bok, aska, hornbeam) avger över 1000 grader värme när de bränns. Indikatorerna för björk är något lägre - cirka 800 grader. Lärk och ek blossar upp varmare och ger upp till 900 grader Celsius. Ved och gran brinner vid 620-630 grader.

Björkved har ett bättre förhållande mellan värmeeffektivitet och kostnad - det är ekonomiskt olönsamt att värma med dyrare ved med höga förbränningstemperaturer.

Gran, gran och tall är lämpliga för att göra bränder - dessa barrträd ger relativt måttlig värme. Men det rekommenderas inte att använda sådan ved i en fast bränslepanna, i en spis eller öppen spis - de avger inte tillräckligt med värme för att effektivt värma hemmet och laga mat, bränna ut med bildandet av en stor mängd sot.

Ved av låg kvalitet anses vara bränsle tillverkat av asp, lind, poppel, pil och or - poröst trä avger lite värme vid förbränning. Alder och några andra träslag "skjuter" med kol under förbränningen, vilket kan leda till brand om träet används för att skjuta en öppen spis.

När du väljer bör du också vara uppmärksam på träets fuktinnehåll - rå ved bränner sämre och lämnar mer aska.

Termiska egenskaper hos trä

Olika träslag ger olika mängder värme. Till exempel genererar torrt åldrat trä mer värme än nysågat trä. Detta tillskrivs det faktum att vid den första kemiska reaktionen passerar all värme i förångningen av vatten från trädet. Ju mindre fukt det finns i materialet, desto snabbare kan värmen erhållas. Lövträd brinner längre än barrved och betonar mer värme. Några av de mest värdefulla trädarternamed goda termiska parametrar är:

Träet av sådana träd är dock dyrt, därför används industriellt avfall och avverkning som bränsle i de flesta fall.

I den här videon vet du hur man kontrollerar fuktinnehållet i ved:

Användningen av trä baserat på dess värmekapacitet

När du väljer en typ av ved är det värt att överväga förhållandet mellan kostnad och värmekapacitet för ett visst trä. Som praxis visar kan det bästa alternativet betraktas som ved av björk, där dessa indikatorer är bäst balanserade. Om du köper dyrare ved blir kostnaderna mindre effektiva.

För att värma ett hus med en fastbränslepanna rekommenderas det inte att använda sådana träslag som gran, tall eller gran. Faktum är att i det här fallet kommer förbränningstemperaturen för träet i pannan inte att vara tillräckligt hög och mycket sot ackumuleras på skorstenarna.

Låga värmeeffektivitetsvärden finns också i ved, asp, lind och poppelved på grund av dess porösa struktur. Dessutom skjuts eld och vissa andra typer av ved med kol under förbränningsprocessen. När det gäller en öppen ugn kan sådana mikroexplosioner leda till bränder.

Typer av trä

Det finns flera mönster som bestämmer skillnaden i förbränning av olika träslag. Först och främst är detta närvaron av hartser - de lägger märkbart värdet av ved till. Mjukt trä brinner lättare på grund av dess låga densitet. Tunga stenar upprätthåller förbränningen under lång tid.

Medan densiteten hos trä varierar avsevärt från art till art, är deras värmevärde per massenhet nästan densamma (med undantag för barrträdslag). Oavsett vilken typ av träd som användes för ved är fuktighet den viktigaste faktorn som påverkar både förbränningsprocessen och det termiska resultatet.

Kunskap om olika träslag gör att du kan bränna dig bekvämt med mindre vedförbrukning

En lista med funktioner för vissa träslag:

• akacia - brinner långsamt och ger mycket värme, torkar snabbt, avger ett karakteristiskt knakande i eldstaden;
• björkträd - brinner ut snabbt, tänds lätt även när det är vått, ger en jämn och stabil eld;
• bok - bränsle med högt kaloriinnehåll, lämnar lite aska;
• ek - högt värmevärde, avger en behaglig lukt under förbränningen, torkar under mycket lång tid;
• poppel - låg förbränningsvärme;
• fruktträd - bränn långsamt och jämnt;
• barrträd - doftande rök, kan skjuta tjära, bilda mycket sot.

Att känna till grunderna för att hantera trä som bränsle gör att du blir bekväm att bränna med mindre ved.

Det är bara viktigt att inte glömma det viktigaste: en okontrollerad öppen låga kan vara mycket farlig för levande varelser. Förutom brännskador från flammor och glöd, kan eld ge ojämförligt mer problem om det brinner i en eld.

Förbränningstemperatur och värmeöverföring

Det finns ett direkt samband mellan temperaturen på brinnande ved i kaminen och värmeöverföringen - ju varmare flammen desto mer värme släpper den ut i rummet. Mängden genererad värmeenergi påverkas av trädets olika egenskaper. De beräknade värdena finns i referenslitteraturen.

Det bör noteras att alla standardindikatorer beräknades under ideala förhållanden:

• träet är väl torkat;
• ugnen är stängd;
• syre tillförs i exakt uppmätta delar för att upprätthålla förbränningsprocessen.

Naturligtvis är det omöjligt att skapa sådana förhållanden i en hushållspanna, så mindre värme släpps ut än beräkningarna visar. Därför kommer standarderna att vara användbara endast för att bestämma den övergripande dynamiken och jämförelsen av egenskaper.

Mätningen av förbränningstemperaturen för ved i eldstaden kan endast utföras med en pyrometer - inga andra mätanordningar är lämpliga för detta.

Om du inte har en sådan enhet kan du visuellt bestämma de ungefärliga indikatorerna baserat på flammans färg. Till exempel har en låga temperaturflamma en mörkröd färg. Ett gult ljus indikerar för hög temperatur som erhålls genom att öka dragningen, men i detta fall avdunstar mer värme omedelbart genom skorstenen. För en spis eller öppen spis är den mest lämpliga förbränningstemperaturen vid vilken flammans färg blir gul, som till exempel med torr björkträ.

Moderna spisar och fasta bränslepannor, liksom stängda eldstäder, är utrustade med ett lufttillförselsystem för justering av värmeöverföring och förbränningsintensitet.

Vedens förbränningstemperatur bestämmer bränslets värmeöverföringshastigheter - ju högre det är, desto mer frigörs värmeenergi under förbränningen av ved. I detta fall beror det specifika värmevärdet för bränslet på träets egenskaper.

Värmeöverföringsindikatorer i tabellen anges för vedeldad under ideala förhållanden:

• minimalt fuktinnehåll i bränslet;
• förbränningen sker i en sluten volym;
• syrgasförsörjningen doseras - den mängd som är nödvändig för full förbränning levereras.

Det är vettigt att bara fokusera på värdena för värmevärdet för att jämföra olika typer av ved med varandra - under verkliga förhållanden blir bränslets värmeöverföring märkbart lägre.

Vad är förbränning?

Förbränning är ett isotermiskt fenomen - det vill säga en reaktion med frisättning av värme.

1. Uppvärmning. Trästycket måste värmas med en extern eldkälla till antändningstemperaturen. Vid uppvärmning till 120-150 grader börjar träet förkolna och kol bildas som kan spontan förbränning. Vid uppvärmning till 250-350 grader startar processen med termisk nedbrytning i gasformiga komponenter (pyrolys).

2. Förbränning av pyrolysgaser. Ytterligare uppvärmning leder till ökad termisk nedbrytning och de koncentrerade pyrolysgaserna blossar upp. Efter utbrottet börjar tändningen gradvis täcka hela uppvärmningszonen. Detta ger en stabil ljusgul eld.

3. Tändning. Ytterligare uppvärmning kommer att antända träet. Tändningstemperaturen under naturliga förhållanden varierar från 450 till 620 grader. Trä antänds under påverkan av en extern källa för termisk energi, vilket ger den uppvärmning som krävs för en kraftig acceleration av den termokemiska reaktionen.

Brännbarheten hos träbränsle beror på ett antal faktorer:

• volymvikt, form och sektion av ett träelement;
• graden av fukt i träet;
• dragkraft;
• platsen för föremålet som ska antändas i förhållande till luftflödet (vertikalt eller horisontellt);
• densitet av trä (porösa material tänds lättare och snabbare än täta, till exempel är det lättare att tända alträ än ek).

För antändning krävs god men inte alltför stor dragkraft - en tillräcklig syretillförsel och en minimal avledning av förbränningsvärmeenergin krävs - det behövs för att värma upp intilliggande träsnitt.

4. Förbränning.Under optimala förhållanden bleknar det initiala utbrottet av pyrolysgaser, från antändning förvandlas processen till stabil förbränning med en gradvis täckning av hela volymen bränsle. Förbränningen är uppdelad i två faser - smältning och flammande förbränning.

Smältning innebär förbränning av kol, en fast produkt av pyrolysprocessen. Utsläpp av brandfarliga gaser är långsam och de antänds inte på grund av otillräcklig koncentration. Gasformiga ämnen kondenseras när de kyls och bildar en karakteristisk vit rök. Under smältningsprocessen tränger luft djupt in i träet, varigenom täckningsområdet expanderar. Flamförbränning tillhandahålls genom förbränning av pyrolysgaser, medan de heta gaserna rör sig utåt.

Förbränningen bibehålls så länge det finns förutsättningar för brand - närvaron av oförbränt bränsle, syretillförsel, bibehållande av den önskade temperaturnivån.

5. Dämpning. Om något av villkoren inte är uppfyllt stannar förbränningsprocessen och lågan slocknar.

För att ta reda på vad som är vedens förbränningstemperatur, använd en speciell anordning som kallas pyrometer. Andra typer av termometrar är inte lämpliga för detta ändamål.

Det finns rekommendationer för att bestämma förbränningstemperaturen för träbränsle utifrån flammans färg. Mörkröda lågor indikerar låg temperaturförbränning, vita lågor indikerar höga temperaturer på grund av ökat drag, där det mesta av värmeenergin går in i skorstenen. Flammans optimala färg är gul, så torr björk brinner.

I pannor och spisar med fast bränsle såväl som i slutna eldstäder är det möjligt att justera luftflödet till eldstaden genom att justera förbränningsprocessens intensitet och värmeöverföring.

Värmevärdet anger hur mycket värmeenergi som frigörs vid förbränning av ved. Men fast bränsle har en annan egenskap, kunskap om vilken kan vara användbar i praktiken - värmeeffekt. Detta är den maximala temperaturnivån som kan uppnås vid vedförbränning och beror på träets egenskaper.

Trä med låg densitet brinner med en lätt hög flamma och avger samtidigt en relativt liten mängd värme. Tät ved kännetecknas av ökad värmeproduktion vid låg låga.

Ras	Värmekapacitet,% (100% - maximalt)	Temperatur, ° C
Bok, ask	87	1044
Avenbok	85	1020
Vinterek	75	900
Lärkträd	72	865
Sommar ek	70	840
björkträd	68	816
Gran	63	756
Akacia	59	708
Lind	55	660
Tall	52	624
Asp	51	612
Al	46	552
Poppel	39	468

Komplett och ofullständig förbränning: vad frigörs när ved brinner

Inte bara trä kan brinna utan även dess produkter (spånskiva, fiberplatta, MDF) samt metall. Förbränningstemperaturen är dock olika för alla produkter. Till exempel: förbränningstemperaturen för stål är 2000 grader, aluminiumfolie - 350 och trä börjar antändas redan vid 120-150.

Brinnande trä producerar så småningom rök, där det fasta materialet är sot. Hela sammansättningen av förbränningsprodukter beror helt på trädets beståndsdelar. Trä består huvudsakligen av de viktigaste beståndsdelarna: väte, kväve, syre och kol.

Om 1 kg trä bränns släpps förbränningsprodukterna i gasform någonstans mellan 7,5 och 8,0 kubikmeter. I framtiden kan de inte längre brinna, förutom kolmonoxid.

Träförbränningsprodukter:

• Kväve;
• Kolmonoxid;
• Koldioxid;
• Vattenånga;
• Svaveldioxid.

Karaktärsbränning kan vara fullständig eller ofullständig. Men båda uppstår vid bildandet av rök. Vid ofullständig förbränning kan vissa förbränningsprodukter fortfarande brinna senare (sot, kolmonoxid, kolväten). Men om det fanns fullständig förbränning kan de produkter som bildades i framtiden inte förbrännas (svavel- och koldioxidgaser, vattenånga).

Brandrisken för trä bestäms av lagarna för dess termiska nedbrytning under påverkan av yttre värmeflöden, som börjar vid en temperatur av 110˚С.Ytterligare uppvärmning åtföljs av avlägsnande av fri och bunden fukt från träet. Denna process slutar vid en temperatur av 180 ° C, varefter sönderdelningen av de minst värmebeständiga komponenterna börjar med frisättningen av CO 2 och H2O. Vid en temperatur av ~ 250 ° C sker träpyrolys med frisättningen av gasformiga produkter: CO, CH2, H2, CO2, H20. Den utvecklade gasblandningen är brandfarlig och kan antändas från en antändningskälla. Vid högre temperaturer accelereras den termiska nedbrytningen av trä. Huvuddelen av brännbara gaser, innehållande upp till 25% väte och upp till 40% brännbara kolväten, frigörs i temperaturområdet från 350 till 450˚С.

En av de viktigaste faktorerna som avgör brandrisken för trä är dess förmåga att antända och sprida förbränning vid uppvärmning i luft.

Brinnande trä förekommer i form av eldig förbränning och smältning. Under brandförhållanden frigörs den huvudsakliga värmemängden under den flammande förbränningsperioden (upp till 60%) och ~ 40% - under sönderfallstiden.

Brandriskindikatorer för vissa träslag visas i tabell 4.

Tabell 4 - Indikatorer för brandrisk för olika träslag

Temperaturindikatorer för brandfaren i trä - antändningstemperaturen och självantändningen - bestäms av lagarna för dess termiska nedbrytning. Värdena på dessa indikatorer för olika träslag, vilket framgår av tabell 2, ligger i ett ganska smalt temperaturintervall.

Torr ved av alla arter är ett mycket brandfarligt (B3) mycket brännbart (G4) material med hög rökgenererande förmåga (D3). När det gäller förbränningsprodukternas toxicitet hör trä till gruppen av mycket farliga material (T3). Den linjära hastigheten för flamspridning över ytan är 1-10 mm / s. Denna hastighet beror väsentligt på ett antal faktorer: träslag, dess fuktinnehåll, värdet på det fallande värmeflödet, orienteringen på den brinnande ytan. Smälthastigheten är inte heller ett konstant värde - för olika träslag varierar den från 0,6 till 1,0 mm / min.

I konstruktionen används träbaserade efterbehandlingsmaterial i stor utsträckning: spånskivor, fiberplattor, träpaneler, lameller, plywood. Alla dessa material är brandfarliga. Modifierade paneler, lameller, plywood. Alla dessa material är brandfarliga. Modifiering av trä med polymerer ökar som regel dess brandrisk.

Tabell 5 visar brännbarhetsegenskaperna hos vissa träbaserade byggmaterial.

Tabell 5 - Brännbarhet hos trämaterial

Flamma sprids över träytan

Experimentella studier av flamutbredning över ytan av trämaterial med användning av olika testmetoder har visat att inte bara förhållandena för extern termisk exponering utan även träslag påverkar egenskaperna för flamförökning.

Träslagens påverkan kan spåras till viss del när man tar hänsyn till värdena för det så kallade flamspridningsindexet (FLI).

IRP enligt GOST 12.1.044-89 är en komplex indikator, eftersom den, förutom flamförökningens hastighet i enskilda sektioner av provytan och det begränsande utbredningsavståndet, också använder data om den maximala avgastemperaturen rökgaser och tiden att nå den. Material med IRP≤20 kallas långsamt spridande låga, med IRP˃20 - till snabbt spridande eld. Alla träslag hör till den senare gruppen av material. Deras index överstiger 55.

Tabell 4 visar IRI-värdena för obehandlade träprover med en tjocklek av 19-25 mm.

Även om de flesta träslag hör till den tredje, den farligaste klassen när det gäller deras förmåga att sprida en flamma över ytan på takkonstruktioner under en brand, har vissa prover av barrträd, enligt tabell 6, lägre Av IRI och tillhör klass 2.

Tabell 6 - IRP-värde och klass enligt förmågan att sprida lågan

Typ av trä	Flamspridningsklass
Rött ceder
Gul ceder
Gran vit
Silvergran
Vit furu
Pine Lodgepole
Lärkträd

En ökning av värmeflöde till träytan orsakar en signifikant ökning av flamförökningens hastighet. Avslutningen av processen är möjlig om värmeflödet från sin egen flamma blir mindre än kritiskt för ett givet material.

Tester av träbaserade efterbehandlade byggmaterial under förhållanden som simulerade utvecklingen av en verklig eld visade ganska höga flamförökning längs dem (tabell 7).

Tabell 7 - Flamhastighet spridd över träbaserade beklädnader

Rökgenererande förmåga och toxicitet hos träförbränningsprodukter

Utsläpp av giftiga ångor är den dominerande brandrisken. Det manifesterar sig i den giftiga och irriterande effekten av förbränningsprodukter, liksom i försämringen av synligheten i en rökig miljö. Minskad sikt gör det svårt att evakuera människor från riskzonen, vilket i sin tur ökar risken för förgiftning av förbränningsprodukter. Situationen vid en brand kompliceras ytterligare av det faktum att rökgaser snabbt sprider sig i rymden och tränger in i rum långt från eldkällan. Koncentrationen av utsläppt rök och dess natur beror på de strukturella egenskaperna och den kemiska sammansättningen av det brännbara materialet, förbränningsförhållandena.

Mer än 200 föreningar - produkter med ofullständig förbränning - har hittats i rökgaserna som bildas under förbränningen av trä. Det maximala värdet för optisk densitet vid förbränning av var och en av träslagarna beror på ett komplext sätt på densiteten hos det yttre värmeflödet. Rökproduktionskoefficienten vid sönderdelning och smältande förbränning av olika träslag beror på densiteten hos det yttre värmeflödet (Figur 14).

1 - gran; 2 - tall nära Moskva; 3 - tallkaribe tall; 4 - ilim karagach; 5 - akacia keolai; 6 - kastanj; 7 - akacia; 8- eucalyptus bacdan.

Figur 14 - Kännetecken för rökgenerering.

En liknande extrem karaktär hos kurvorna för beroendet av toxicitetsindex för träförbränningsprodukter av densiteten hos det yttre värmeflödet (Figur 15). I läget för smältande förbränning av granved är CO-utbytet 70-240 gånger högre än CO-utbytet under flamförbränning.

I smolningsläget i temperaturområdet 450-550 ° C manifesterar sig alla träslag som mycket farliga när det gäller förbränningsprodukternas toxicitet och tillhör T3-gruppen. Med en ökning av intensiteten av den termiska effekten upp till 60-65 kW / m2 (vilket motsvarar en temperatur på 700-750) С), enligt förbränningsprodukternas toxicitet, passerar trä av olika slag i gruppen med måttligt farliga ämnen T2.

1- lind; 2 - björk; 3 - ilim karagach; 4 - ek; 5 - asp; 6 - tall; 7 - gran.

Figur 15 - Förbränningsprodukters toxicitet från värmeexponeringstemperatur.

När trä brinner uppstår en ganska intensiv rökbildning. Den största mängden rök släpps ut vid förbränning av trämaterial i smolningsläge (tabell 8).

Tabell 8 - Trämaterialets rökgenererande kapacitet vid testning i smolningsläge

4 Brandskyddsåtgärder vid konstruktion av träbyggnader

Förbränningstemperaturen för trä har redan nämnts kort i vår publikation om "", och idag kommer vi att gräva i denna fråga.

Vi är alla vana att tro att själva bränslet brinner. Och även om förbränning är omöjlig utan den, antänds faktiskt den gas som frigörs av bränslet under förbränningen.Det är sant att för att träet ska börja avge en tillräcklig mängd av denna gas för antändning, behöver den en hög temperatur. Och denna temperatur skiljer sig åt för olika träslag och för olika förhållanden. Strukturen, densiteten, luftfuktigheten och andra funktioner påverkar hastigheten och mängden gas som släpps ut, eftersom vissa träslag snabbt blossar upp, ger mycket värme och ljus, medan andra är mycket svåra att antända och de avger mycket mindre värme än vi skulle vilja. Detta blir mycket viktigt när, och särskilt när man väljer material för tändning. Tabellen nedan visar förbränningstemperaturerna för vissa vanliga träslag.

För att vara rättvis bör det noteras att Celsius-graderna som anges i tabellen ges för idealiska förhållanden (sluten yta, torrt trä som används och kontrollerad syretillförsel i optimala volymer för förbränning), som endast uppnås i pannor men inte i en eld gjord mitt i röjningen. Men trots detta, som en guide, är uppgifterna i tabellen ganska lämpliga.

Ju högre förbränningstemperatur för din valda trädart, desto mer värme behöver den absorbera innan brandfarlig gas börjar utvecklas från den.

För tändning är det bättre att använda stenar med låg förbränningstemperatur och stenar med hög förbränningstemperatur som huvudved. Annars kan du stöta på två typer av problem:

• Bränntemperaturen för det valda träet är högre än den temperatur som genereras av din. På grund av detta kommer bränslet helt enkelt inte att antändas eller kommer att kräva ytterligare bearbetning, beredning och beredning.
• Förbränningstemperaturen för det valda träet är låg och som ett resultat genereras otillräcklig värme. Av denna anledning kan du behöva byta art när du bränner bränsle eller mer ved.

Från data i tabellen kan vi dra slutsatsen att förbränningstemperaturen för poppel gör det till en bra tändning, för det kommer att börja brinna aktivt redan vid 468 grader Celsius, medan exempelvis tall måste värmas upp till 624 grader. Om det inte finns något till hands förutom ek, för att antända det, måste du svettas mycket för att höja bränntemperaturen till 840-900 grader, och först därefter lägga till ekbjälkar. Den låga förbränningstemperaturen gör poppel till en bra tändning, men det är bättre att inte använda det som huvudbränsle på grund av dess låga värmeeffekt, vilket anges i den andra kolumnen i tabellen. För denna roll passar tall, björk eller samma ek mycket bättre. Dessa stenar producerar mer gas, därmed mer ljus och värme.

Jag ser inte mycket poäng i att komma ihåg värdena för alla tabellkolumner. det är mycket lättare att använda den som en guide för att bygga dina egna diagram över trädarter, med hänsyn till de särdrag som floraen i din region har. En enkel sekvens som ”först bränner vi sten X, byter sedan till sten Y” i tre eller fyra steg är mycket lättare att komma ihåg och använda i fältet. Om du inte har ett val inom fältet och du bara har en träslag till hands måste du arbeta med det, men om det fortfarande finns ett val är det bättre att göra det medvetet och medvetet. Och även om förbränningstemperaturen som anges i tabellen endast är karakteristisk för idealiska förhållanden är det värt att nämna två faktorer som direkt påverkar förbränningstemperaturen: fuktighet och kontaktyta.

Faktorer som påverkar förbränningstemperaturen

Bränntemperaturen på ved i kaminen beror inte bara på träslag. Träets fuktinnehåll och dragkraft, som beror på värmeenhetens design, är också viktiga faktorer.

Påverkan av fukt

I nyklippt trä når fukthalten i genomsnitt 45 till 65% - cirka 55%.Förbränningstemperaturen för sådan ved kommer inte att stiga till maximala värden, eftersom värmeenergin kommer att avdunsta fukt. Följaktligen reduceras bränslets värmeöverföring.

För att frigöra den erforderliga värmemängden under förbränningen av trä används tre sätt:

• nästan dubbelt så mycket nyklippt ved används för uppvärmning av rum och matlagning (detta innebär en ökning av bränslekostnaderna och behovet av frekvent underhåll av skorstenen och gaskanalerna, där en stor mängd sot kommer att sätta sig);
• nyklippt ved är förtorkat (stockar sågas, delas i stockar, som staplas under en baldakin - det tar 1-1,5 år för naturlig torkning upp till 20% fukt);
• köps torr ved (ekonomiska kostnader kompenseras av den höga värmeöverföringen av bränslet).

Värmevärdet för nyklippt ved av björk är ganska högt. Bränsle från nyklippt ask, hornbeam och annat lövträ är också lämpligt för användning.

Träslag	Tall	björkträd	Gran	Asp	Al	Aska
Värmevärde för nyklippt trä (fuktinnehåll cirka 50%), kW m3	1900	2371	1667	1835	1972	2550
Värmevärde för halvtorr ved (luftfuktighet 30%), kW m3	2071	2579	1817	1995	2148	2774
Värmevärde på trä som har stått under en kapell i minst 1 år (fuktinnehåll 20%), kW m3	2166	2716	1902	2117	2244	2907

Genom att begränsa tillförseln av syre till ugnen sänker vi träets förbränningstemperatur och minskar bränslets värmeöverföring. Varaktigheten för förbränningen av bränsleinsatsen kan ökas genom att stänga spjället på pannan eller ugnen, men bränsleekonomin blir låg förbränningseffektivitet på grund av icke-optimala förhållanden.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (värme)

Kol och väte förbränns när syre tillförs (ekvationens vänstra sida), vilket resulterar i värme, vatten och koldioxid (höger sida av ekvationen).

För att torrt trä ska brinna vid maximal temperatur måste luftvolymen som kommer in i förbränningskammaren nå 130% av den volym som krävs för förbränningsprocessen. När luftflödet stängs av av spjällen bildas en stor mängd kolmonoxid och orsaken till detta är syrebrist. Kolmonoxid (oförbränt kol) går in i skorstenen medan temperaturen i förbränningskammaren sjunker och träets värmeöverföring minskar.

Ett ekonomiskt tillvägagångssätt när man använder en fastbränslepanna på trä är att installera en värmeackumulator som lagrar överskottsvärmen som genereras under bränsleförbränningen i optimalt läge med god dragkraft.

Med vedeldade spisar kan du inte spara bränsle på det här sättet, eftersom de värmer upp luften direkt. Kroppen hos en massiv tegelugn kan samla en relativt liten del av termisk energi, medan överskottsvärme i metallugnar går direkt in i skorstenen.

Om du öppnar fläkten och ökar dragkraften i ugnen ökar förbränningsintensiteten och värmeöverföringen av bränslet, men värmeförlusten ökar också. Vid långsam förbränning av trä ökar mängden kolmonoxid och värmeöverföringen minskar.

Om en otillräcklig mängd syre tränger in i ugnen minskar träförbränningens intensitet och temperatur samtidigt som dess värmeöverföring minskar. Vissa människor föredrar att täcka fläkten i kaminen för att förlänga bränntiden för ett bokmärke, men som ett resultat brinner bränslet med lägre effektivitet.

Om ved bränns i en öppen spis, flyter syre fritt in i eldstaden. I det här fallet beror utkastet huvudsakligen på skorstenens egenskaper.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (värmeenergi).

Detta innebär att när syre är tillgängligt sker förbränning av väte och kol, vilket resulterar i värmeenergi, vattenånga och koldioxid.

För maximal förbränningstemperatur för torrt bränsle måste cirka 130% av syret som krävs för förbränning komma in i ugnen.När inloppsklaffarna är stängda genereras överskott av kolmonoxid på grund av syrebrist. Sådant oförbränt kol rymmer ut i skorstenen, men inuti ugnen sjunker förbränningstemperaturen och bränslets värmeöverföring minskar.

Moderna fastbränslepannor är ofta utrustade med speciella värmeackumulatorer. Dessa enheter ackumulerar en för stor mängd termisk energi som genereras under förbränningen av bränsle, förutsatt att det finns god dragkraft och hög effektivitet. På detta sätt kan du spara bränsle.

När det gäller vedeldade spisar finns det inte så många möjligheter att spara ved, eftersom de omedelbart släpper ut värme i luften. Kaminen i sig kan behålla endast en liten mängd värme, men järnugnen kan inte alls - överskott av värme från den går omedelbart in i skorstenen.

Så med en ökning av dragkraften i ugnen är det möjligt att uppnå en ökning av intensiteten av bränsleförbränning och dess värmeöverföring. I detta fall ökar dock värmeförlusten avsevärt. Om du säkerställer långsam förbränning av ved i kaminen blir värmeöverföringen mindre och mängden kolmonoxid blir mer.

Observera att effektiviteten hos en värmegenerator direkt påverkar effektiviteten för att bränna ved. Så en fastbränslepanna har 80% effektivitet och en spis - bara 40%, och dess design och material betyder.

Temperaturen som uppnås vid det första steget av spontan förbränning är signifikant högre än samma indikator för den flamlösa perioden av förbränning av sönderdelningsprodukter. I det inledande skedet bildas ett tunt kolskikt endast på träytan och först brinner det inte trots att det är i glödande tillstånd.

Faktum är att i detta skede förbrukas nästan allt syre för att upprätthålla lågan och har begränsad tillgång till andra förbränningsprodukter. Kol börjar sönderdelas från det ögonblick då steget av eldig förbränning är fullständigt avslutat.

Trämaterialets antändningstemperatur, som säkerställer en stabil förbränning, för de flesta sorter är 250-300 grader.

Ett bra exempel på ett sådant arrangemang är takbjälkar och takmantel. Som ett resultat är deras ömsesidiga uppvärmning oundviklig med en samtidig ökning av luftkraft i längdriktningar.

Alla ovanstående tvingar byggare att vidta särskilda åtgärder för att skydda träkonstruktioner från effekterna av öppna bränder.

Brandtemperatur i en ved

För en bra flamma behövs luft, under förbränning sker en kemisk reaktion och organiskt material inträffar, i trä omvandlas till ånga och koldioxid och avger värme.

Ved tillagad av olika träslag bränner olika. Vissa brinner snabbt och starkt, andra lämnar mycket aska och bränner tråkigt och länge, andra brinner ut länge och deras kol ger mycket värme.

Den högsta temperaturen ges av bok och vedbjälke - upp till tusen grader Celsius. Poplar ger den lägsta temperaturen, inte ens hälften av den senare. Alder, asp, tall, lind, akacia, gran, björk, ek, lärk brinner starkare än poppel.

Förbränningstemperaturen påverkas inte bara av träslag utan också av tillgången till syre, ugnens design. Till exempel, i en stor stenugn brinner ved snabbt, men kaminen uppfattar deras värme och kan ge den till miljön under lång tid. Tvärtom, en liten spis - en kammare håller inte värmen och ger den omedelbart till rummet.

Vad är förbränningsprocessen?

En isotermisk reaktion där en viss mängd termisk energi frigörs kallas förbränning. Denna reaktion går igenom flera på varandra följande steg.

I det första steget värms träet av en extern eldkälla till antändningspunkten. När det värms upp till 120-150 turns förvandlas träet till kol, som kan spontan förbränning.När de når en temperatur på 250-350 ℃ börjar brandfarliga gaser utvecklas - denna process kallas pyrolys. Samtidigt smälter det övre skiktet av trä, som åtföljs av vit eller brun rök - dessa är blandade pyrolysgaser med vattenånga.

I det andra steget antänds pyrolysgaserna som ett resultat av uppvärmningen med en ljusgul låga. Det sprider sig gradvis till hela träområdet och fortsätter att värma träet.

Nästa steg kännetecknas av antändningen av träet. Som regel måste den värmas upp till 450-620 ℃. För att träet ska kunna antändas behövs en extern värmekälla som är tillräckligt intensiv för att snabbt värma träet och påskynda reaktionen.

Dessutom har faktorer som:

• dragning;
• fuktinnehåll i trä;
• ved och form på ved samt deras nummer i en flik;
• träkonstruktion - löst ved brinner snabbare än tätt trä;
• placering av trädet i förhållande till luftflödet - horisontellt eller vertikalt.

Låt oss klargöra några punkter. Eftersom fuktigt trä avdunstar överflödig vätska först, när det brinner, antänds det och brinner mycket sämre än torrt trä. Form spelar också roll - ribbade och tandade stockar antänds lättare och snabbare än släta och runda.

Dragan i skorstenen måste vara tillräcklig för att säkerställa syreflödet och sprida termisk energi inuti eldstaden till alla föremål i den, men inte blåsa ut elden.

Det fjärde steget i den termokemiska reaktionen är en stabil förbränningsprocess, som efter utbrottet av pyrolysgaser täcker allt bränsle i ugnen. Förbränningen äger rum i två faser - smälter och brinner med en låga.

Under smältning brinner kolet som bildas som ett resultat av pyrolys, medan gaserna släpps ut ganska långsamt och inte kan antändas på grund av sin låga koncentration. Kondenserande gaser producerar vit rök när de svalnar. När träet smälter tränger gradvis in färskt syre inuti, vilket leder till en ytterligare spridning av reaktionen till alla andra bränslen. Flamman uppstår genom förbränning av pyrolysgaser som rör sig vertikalt mot utgången.

Så länge den önskade temperaturen bibehålls inne i ugnen, syre tillförs och det finns oförbränt bränsle, fortsätter förbränningsprocessen.

Om dessa förhållanden inte upprätthålls, övergår den termokemiska reaktionen till det sista steget - dämpning.

Uppvärmningsprocess

Uppvärmning kallas för uppvärmning av en träytan från en separat värmekälla till en temperatur som är tillräcklig för antändning. 120-150 ° C räcker för att träet ska börja kolas mycket långsamt.

Senare fortsätter processen med kol. Vid en temperatur på 250-350 ° C börjar trä, under påverkan av höga grader, aktivt att sönderdelas i komponenter.

Vidare luktar det, men det finns ingen eld ännu, och vit eller brun rök börjar dyka upp. Vid ytterligare uppvärmning ökar andelen pyrolysgaser och en blixt uppstår, varefter träet tänds.

Värmeeffekt av trä

Förutom värmevärdet, det vill säga mängden värmeenergi som frigörs under bränsleförbränningen, finns det också begreppet värmeeffekt. Detta är den maximala temperaturen i en vedspis som en låga kan nå vid intensiv vedeldning. Denna indikator beror också helt på träets egenskaper.

I synnerhet, om träet har en lös och porös struktur, brinner det vid ganska låga temperaturer, bildar en ljus hög flamma och ger ganska lite värme. Men tätt trä, även om det blossar upp mycket värre, även med en svag och låg eld, ger en hög temperatur och en stor mängd termisk energi.

Tändtemperatur för olika bergarter

För att få en fullständig bild av träets termiska parametrar, är det bättre att lära sig den specifika förbränningsvärmen för varje träslag och vara medveten om deras värmeöverföring. Det senare kan mätas i en mängd olika kvantiteter, men det är inte nödvändigt att helt förlita sig på tabelldata, eftersom det i verkligheten är orealistiskt att uppnå optimala förhållanden för förbränning. Men den vedeldade temperaturtabellen hjälper dig att inte misstas med valet av trä beroende på dess egenskaper.

Värdena som ges i de olika tabellerna för förbränningstemperaturen för olika träslag är felfria och är avsedda att representera hela bilden, men den praktiska temperaturen i ugnen når aldrig sådana värden. Detta kan förklaras med två vanliga och tydliga faktorer:

• den högsta temperaturen kommer inte att uppnås, eftersom det inte går att torka ved helt hemma;
• trä används med en mängd olika fuktnivåer.

Luftfuktighet och förbränningsintensitet

Om virket nyligen avverkades innehåller det från 45 till 65% fukt beroende på säsong och art. Med sådant rå ved kommer förbränningstemperaturen i eldstaden att vara låg, eftersom en stor mängd energi kommer att spenderas på avdunstning av vatten. Följaktligen blir värmeöverföringen från rå ved ganska låg.

Det finns flera sätt att uppnå den optimala temperaturen i eldstaden och släppa ut en tillräcklig mängd värmeenergi för att värma upp:

• Bränn dubbelt så mycket bränsle åt gången för att värma huset eller laga mat. Detta tillvägagångssätt är beläget med betydande materialkostnader och ökad ackumulering av sot och kondens på skorstenens väggar och i gångarna.
• Rå vedar sågas, hackas i små vedar och placeras under en baldakin för att torka. Som regel tappar ved upp till 20% fukt på 1-1,5 år.
• Ved kan köpas redan väl torkad. Även om de är något dyrare är värmeöverföringen från dem mycket större.

Samtidigt har rå björkved ett ganska högt värmevärde. Dessutom är rå vedar från hornbeam, ask och andra träslag med tätt trä lämpliga för användning.

De viktigaste stadierna av träförbränning

Förbränning av trämaterial kan representeras som två successiva steg. I det första steget bränns nedbrytningsprodukterna i gasform, vilket åtföljs av bildandet av en ljus låga.

Det andra steget i denna process är den flamlösa efterförbränning av kolet som bildades i det inledande skedet.

Det avgörande inflytandet på en träkonstruktions brandmotstånd (till exempel ett privat hus) utövas av de första av dessa steg, under vilka optimala förhållanden skapas för att upprätthålla förbränningens förökning.

Trots den begränsade tiden åtföljs denna process av frisättning av en betydande mängd värme.

Under ett tag fortsätter båda dessa processer nästan samtidigt, varefter utsläppet av gaser stannar och endast kol fortsätter att brinna. Dessutom bestäms hastigheten med vilken huvuddelen av byggnadens trämaterial bränns ut av följande faktorer:

• volymvikt för hela strukturen;
• fuktinnehåll i det ursprungliga byggmaterialet;
• omgivningstemperatur;
• förhållandet mellan lediga utrymmen och volymen som används av trä.

Ett trämaterial som har en tätare struktur (till exempel ek) brinner långsammare än samma asp, vilket förklaras av skillnaden i deras värmeledningsförmåga.

När trä med hög fukthalt antänds spenderas en viss mängd värme på fuktindunstning. Som ett resultat spenderas mindre termisk energi på nedbrytning av materialet. Naturligtvis brinner torrt trä, med hänsyn till allt ovanstående, mycket snabbare.

Konstruktiva skyddsåtgärder

Brandhämmande åtgärder i förhållande till de flesta trähus och andra strukturer är försedda med lämpliga designlösningar, liksom på grund av deras behandling med speciella kemiska reagenser (brandskyddsmedel).

Skyddet av denna typ uppnås genom att öka massan av enskilda element, med undantag av spetsiga kanter och starkt utskjutande delar ("skarpa kanter"), med träelement som saknar hålrum.

Värmebeständigt isoleringsmaterial används också, brandskydd på ytor av träkonstruktioner med speciella beläggningar. Skyddsbeläggningar används i form av asbestcement (gips) arkämnen och gips upp till 1,5 centimeter tjocka.

Dessutom minskar designen medvetet antalet strukturer med parallella träelement och hålrum mellan dem för att minska antändbarhetsindexet.

Ytterligare åtgärder för att motverka spridning av eld kräver överensstämmelse med normerna för bildandet av brandavbrott.

Till detta kan läggas fördelningen av byggnader med speciella skiljeväggar och motsvarande arrangemang av väggöppningar (fönster och dörrar) och brandsäkra tak. Alla dessa åtgärder gör det möjligt att stärka strukturen när det gäller dess förmåga att motstå spridning av eld.