Od czego zależy temperatura spalania drewna opałowego - główne czynniki

Pomimo tego, że ogień był pomocnikiem człowieka od czasów starożytnych, kryje w sobie wiele tajemnic. Na przykład temperatura spalania drewna opałowego wynosi od 235 do 1050 stopni Celsjusza. Aby zrozumieć, dlaczego różnica w liczbach jest tak duża, musisz wiedzieć, jak działa cały proces, od rozpalania po tłumienie. I zrozum, jakie czynniki wpływają na siłę ognia.

Źródło c.pxhere.com

Charakterystyka i właściwości płomienia

Płomień jest gorącym medium gazowym i rozprzestrzenia się od dołu do góry. Dzieje się tak, ponieważ ciepłe powietrze staje się mniej gęste. Po podgrzaniu pędzi do góry i niesie ze sobą ogień. Dlatego rozpalanie ognia (pieca) zaczyna się od dołu. Ponieważ pochodnia podpalona na samej górze nie rozproszy ognia i zgaśnie.

Płomień w stanie nieważkości zachowuje się zupełnie inaczej. Ze względu na brak grawitacji rozprzestrzenia się jednocześnie we wszystkich kierunkach i dlatego ma kształt kuli. Ponadto świeci jasnoniebieskim światłem, ale tylko tak długo, jak w pobliżu jest tlen. Gdy tylko ten ostatni się wypali, ogień przechodzi w „zimną” fazę, niezauważalną dla oka. I trwa to kilka minut. A jeśli tlen zostanie doprowadzony do niewidzialnego paleniska, wznowi się jasne spalanie.

Na ziemi wysokość płomienia będzie zależeć od tego, jak gorący jest płomień drewna. Jest to bezpośrednio związane z intensywnością spalania. A fazy są rozciągnięte: od powolnego tlenia do wybuchu. Ale im większa siła ognia, tym szybciej ogień się wypala.

Źródło goodfon.ru

Płomień może zmieniać swój kolor, na co również wpływa moc. W trakcie spalania ogień przechodzi od czerwonego do fioletowego iz powrotem. Ale także paleta zależy od zanieczyszczeń w paliwie. Jeśli do płonącego paleniska wrzucimy zwykłą sól kuchenną, płomień zmieni kolor na żółty. Winny jest sód. A kwas borowy powoduje turkusowy odcień.

Dlatego, gdy drewno opałowe pali się na jasnopomarańczowo, oznacza to, że zawiera dużo soli sodowych. A niebieski kolor ognia uzyskuje się przez niepełne spalanie paliwa. To uwalnia tlenek węgla. Daje więc podobne spektrum.

Ale zdarza się, że płomień jest prawie niewidoczny. Bezbarwność ognia pojawia się po całkowitym spaleniu paliwa. Kiedy emituje tylko parę wodną i dwutlenek węgla. A te substancje są niewidoczne nawet po podgrzaniu.

Każdemu spalaniu towarzyszy dym, ponieważ tworzy się drobny aerozol. Jego cząsteczki są tak małe, że nie mają czasu osiąść na ziemi i są unoszone przez ogrzane masy powietrza. A ilość wydalania zależy od tlenu. Dzięki bardzo dużej koncentracji ogień pali się prawie bezdymnie. A jeśli ledwo się tli, rozsiewając kłęby smogu, to wskazuje na jego niedobór.

Źródło pixabay.com

Kolor zrzutu jest bezpośrednio związany z zawartością wody w paliwie. Jeśli do rozpałki wrzucisz mokre drewno lub świeżo skoszoną trawę, z komina wyleje się gęsty i biały dym. Ale kiedy zmieni kolor na czarny, oznacza to dużą ilość sadzy w paliwie. Uderzającym przykładem jest gęsty czarny smog podczas pożaru opony samochodowej.

proces spalania drewna

Aby dowiedzieć się, w jakiej temperaturze pali się drzewo, należy szczegółowo rozważyć cały proces. Od układania drewna opałowego w palenisku po całkowite wygaszenie ognia w piecu. A cała operacja odbywa się etapami.

rozgrzać się

Aby kawałek drewna mógł się zapalić, należy go podgrzać. W temperaturach od 120 do 150 stopni Celsjusza rozpoczyna się zwęglenie powierzchni. W takim przypadku pojawia się substancja już zdolna do zapłonu. Nazywają to węglem.

Zwiększenie ogrzewania do 250-350 °C sprzyja powstawaniu pirolizy. Są to składniki gazowe, które powstają podczas rozkładu termicznego. Jednocześnie górne warstwy węgla w drewnie zaczynają się już tlić. Proces odbywa się bez ognia, ale z uwolnieniem dymu.

Źródło ohniska.sk

Zapłon pirolizy

Wzrost rozkładu termicznego, który następuje przy dalszym ogrzewaniu, prowadzi do tego, że uwolniony gaz zaczyna się zapalać. W tym przypadku nacisk obejmuje rosnący obszar w postaci reakcji łańcuchowej. Pojawia się stały płomień, pomalowany na jasny żółto-pomarańczowy kolor.

Zapłon

Ale drewno zapala się, gdy nagrzewanie powierzchni osiąga temperaturę 450-620 ° C. Dokładniejsze dane będą zależeć od rodzaju drzewa. Generalnie jednak na reakcję termochemiczną (zapłon) wpływa znacznie większa liczba czynników.

Osiągnięcie wymaganej temperatury zależy od:

• kształt i ciężar objętościowy kawałka drewna;
• ilość wilgoci w nim;
• jak kłoda znajduje się w strumieniu powietrza;
• siła trakcyjna tego ostatniego;
• gęstość paliwa.

Olcha, która ma porowatą strukturę, jest znacznie łatwiejsza do rozpalenia niż mocny dąb. Okrągły dziennik zapala się gorzej niż drewno opałowe z krawędziami. To samo dotyczy większości materiału. Duże kliny są bardzo trudne do zapalenia. Również strugana faktura nie rozświetla się dobrze. A powolność procesu z mokrym drewnem tłumaczy się tym, że na odparowanie wody zużywa się dużo energii.

Źródło imgur.com

Spalanie

Przy odpowiednim przepływie tlenu i wystarczającej ilości energii cieplnej do ogrzania sąsiednich obszarów proces przechodzi w fazę stabilną. Zaangażowana jest już cała objętość paliwa, a spalanie węgla (tlące się) i wybuchy emisji pirolizy pomagają w pożarze.

Pozostałe gazy wydzielają się wolniej i praktycznie nie uczestniczą w procesie spalania. Chłodząc, kondensują się i stają się widoczne (kolor biały). A kiedy węgiel się tli, powietrze coraz bardziej wnika w środek drewna i zwiększa się zasięg spalania.

osłabienie

Proces może trwać w nieskończoność, jeśli spełnione są wszystkie warunki:

1. Nadal dostępne jest niespalone paliwo.
2. Tlen jest dostarczany w wystarczającej ilości.
3. Poziom temperatury ognia nie spada krytycznie.

Gdy tylko jeden z warunków zostanie naruszony, ogień zostanie ugaszony.

Pomiar temperatury spalania

Tylko za pomocą specjalnego sprzętu można sprawdzić, w jakim stopniu wybuchł pożar. Zwykłe termometry tutaj nie będą działać. Najdokładniejszą temperaturę w piekarniku można zmierzyć za pomocą pirometru. Ale rzemieślnicy nauczyli się używać nawet multimetru.

A w czasach starożytnych ludzie określali pożądaną temperaturę w ogniu kolorem płomienia. Jeśli obecne były czerwone odcienie, stopnie są nadal niskie. Białe widmo wskazało najwyższą temperaturę, która została wytworzona przez sztuczny przeciąg. Ale jednocześnie dosłownie cała energia cieplna wyleciała do komina w bardzo krótkim czasie. A żółty kolor ognia mówił o tym, że nadszedł czas, aby postawić kocioł na piecu.

Współczesne badania wykazały, że maksymalna temperatura paliwa stałego zależy bezpośrednio od gęstości materiału. Ten wskaźnik nazywa się mocą cieplną, a stal jest mierzona jako procent każdego rodzaju drewna.

Poniższa lista pokazuje, jak maksymalna temperatura zależy od wydajności grzewczej:

• Topola: 39% - 468 °C.
• Olcha: 46% - 552 °C.
• Osika: 51% - 612 °C.
• Sosna: 52% - 624°C.
• Lipa: 55% - 660 °C.
• Akacja: 59% - 708°C.
• Jodła: 63% - 756°C.
• Brzoza: 68% - 816°C.
• Dąb letni: 70% - 840 °C.
• Modrzew: 72% - 865°C.
• Dąb zimowy: 75% - 900 °C.
• Grab: 85% - 1020°C.
• Jesion i buk: 87% - 1044°C.

Źródło lovesvet.ru

Im więcej porów wewnątrz drewna, tym jaśniejszy i wyższy jego płomień. Ale jednocześnie pali się szybko i nie wytwarza tyle ciepła, co paliwo o dużej gęstości. Z tego powodu ten ostatni materiał ma zwiększoną moc cieplną, chociaż płomień pozostaje niewielki.

Kucharze, którzy często gotują mięso na otwartym ogniu, nauczyli się sprawdzać gotowość ognia bez sprzętu AGD. Temperaturę spalania węgla drzewnego w grillu można sprawdzić ręcznie. Ale to tylko przybliżone liczby. Aby to zrobić, musisz trzymać rękę nad powierzchnią węgli w odległości 10 cm od nich.

Liczba sekund, które może wytrzymać dłoń, powie o przybliżonej temperaturze:

• 5 - oznacza w grillu mniej niż 150 ° C;
• 4 - mówią o 200 ° C;
• 3 - pokaże, że ostrość rozgrzała się do 260°C;
• 2 - powiedzą, że jest około 290 ° C;
• 1 oznacza, że kocioł jest gotowy do przyjęcia mięsa, a temperatura przekracza 350°C.

Źródło grillandjoy.ru

Od czego może zależeć temperatura?

Ale gęstość (gatunki) drewna nie jest jedynym momentem, który determinuje stopień spalania drewna opałowego. Rozważ dwa główne czynniki, które znacząco wpływają na wzrost wymiany ciepła.

Wilgotność

Świeżo przetarte drzewo ma średnią wilgotność 55%. Jeśli taki pień zostanie natychmiast pocięty na drewno opałowe i natychmiast wrzucony do pieca, wówczas większość uwolnionej energii cieplnej przejdzie na odparowanie wilgoci. Dlatego przenoszenie ciepła takiego paliwa jest znacznie zaniżone, a temperatura spalania drewna w piecu zbyt późno osiągnie swoje maksymalne wartości.

Jeśli nie ma innego paliwa, do ogrzania pomieszczenia w zimie trzeba będzie wydać dwa razy więcej drewna opałowego. Jednak nadmierne wydatki na świeżo wycięte paliwo to nie jedyna strata w gospodarce. Zastosowanie surowca zwiększa wydzielanie sadzy podczas spalania. Oznacza to, że będziesz musiał częściej serwisować komin i być może na mrozie. W przeciwnym razie produkcja ciepła w piecu spadnie do minimum.

Źródło agronom.guru

Aby nie popaść w koszty finansowe, pilnie kupując suche drewno opałowe, należy wcześniej zająć się przygotowaniem paliwa. Jednocześnie należy pamiętać, że posiekane kłody muszą leżeć pod baldachimem przez co najmniej rok. Tylko w tym przypadku ich wilgotność spadnie do 20%.

Poniższa tabela pozwoli porównać wartość opałową drewna opałowego o wilgotności 50% z drewnem, które przez rok leżało w stosie pod dachem.

Dopływ powietrza

Możesz zmniejszyć przenoszenie ciepła drewna opałowego, jeśli ograniczysz dopływ tlenu do paleniska. Oczywiście temperatura spalania brzozowego drewna opałowego w piecu wyraźnie spadnie. Stanie się tak, jeśli naciśniesz amortyzator odpowiedzialny za przyczepność. Jednocześnie wydłuża się czas spalania drewna i oszczędza się paliwo.

Źródło ytimg.com

Do tego przyzwyczaiło się wielu właścicieli domów na ogrzewaniu piecowym. Ale spadek wymiany ciepła wpływa na ciepło w pomieszczeniu. Wtedy klapa otwiera się na awarię w celu pilnego podniesienia temperatury spalania paliwa. A nadmiar powietrza jest konsekwencją tego, że dosłownie całe ciepło trafia do komina.

Dlatego podczas rozpalania paleniska, empirycznie, znajduje się położenie przepustnicy, przy której tlen dostaje się do paleniska w odpowiedniej ilości, aby zapewnić optymalne spalanie paliwa. Ale problem braku powietrza lub jego nadmiaru nie jest jedynym. Jeśli do dmuchawy doprowadzone jest zbyt zimne powietrze, prowadzi to do tego, że odbiera ona część ciepła.

Rozwiązaniem może być ułożenie specjalnego kanału, w którym tlen wchodzący do pieca będzie nagrzewany ze ścian paleniska.

Podsumowanie

Podsumowując, można zrozumieć, że aby osiągnąć maksymalny transfer ciepła ze spalonego drewna opałowego, konieczne jest:

• Wybierz drewno o najwyższej gęstości.
• Przygotuj drewno opałowe z wyprzedzeniem, piłując pnie i tnąc kłody.
• Zmniejsz wilgotność drewna, przechowując je w stosach pod baldachimem przez co najmniej rok.
• Podczas palenia w piecu należy dostarczyć tlen do ognia w wymaganej ilości, starając się nie przekroczyć wymaganego progu.

Spełnienie wszystkich określonych warunków zagwarantuje, że temperatura spalania drewna osiągnie swoją maksymalną wartość, ale nie zniknie w kominie. Przy rozsądnym podejściu cały transfer ciepła pozostanie w salonie i optymalnie go ogrzeje.