температура загорания древесины какая

Температура возгорания древесины

В обыденной жизни граждан пожары происходят часто. Их причиной становиться неаккуратное поведение с огнем или легко воспламеняющимися материалами. Полностью застраховать себя от чрезвычайной ситуации невозможно. Как-бы человек не старался. Но не лишним будет знать, какая температура возгорания дерева.

Материал становиться источником появления огня, например, в частных домах в печах. Его легко разжечь, но в этом стоит разобраться подробно.

Тепловые свойства древесины

Любые породы имеют особенности. Загораются они при разных температурах и отдают свое количество энергии. У каждого дерева иные показатели. Это нужно рассмотреть детальнее. Особенно людям, использующим такой природный материал в частных домах.

Детальная информация видна на видео:

Температура воспламенения пород

Для отопления жилья подходят различные виды дерева. У всех способы сгорания отличаются. Определенные дрова дают высокое пламя, у иных, низкий огонь. Естественно, теплоотдача разная. Также большое влияние оказывает количество поступающего кислорода в топку, объемный вес, процент влажности.

На температуру возгорания действует сечение дерева, порода, его плотность. Все факторы неотъемлемые.

В таблице приведены полезные данные:

Информация не обо всех породах, но понять, какая температура возгорания дерева при нагреве, можно. Есть общепринятое минимальное значение – 450 градусов. Но это зависит от многих условий.

Как ведет себя дерево при разных температурах

Если градусы повышаются, то прочность природного материала становиться меньше. При их снижении она увеличивается. Если дерево замораживается, оно становиться крепче. Температура действует сильнее на влажные дрова, чем на сухие.

Когда градусы при сырости значительно повышаются, у древесины происходит пластификация. Материал можно гнуть. Во время заморозки при влажности увеличивается хрупкость. Длительный период материал не продержится. Это приводит к раскалыванию.

Выбор дров

Здесь нужно знать некоторые нюансы. Например, бук и ясен, дают высокую температуру, но для топки обычной печи, сауны или бани они непригодны. В силу своей дороговизны.

Идеально подходят для парной дрова из березы. Для возгорания им нужна температура 816-820 градусов Цельсия.

Также хорошим выбором будет дуб и лиственница. Им нужно приблизительно столько же градусов. Если требуется разжечь костер, подходит хвоя.

Лучший выбор – сосна. Ее можно использовать и для печи. В таких деревьях большое содержание смолы. Она будет засорять дымоход, его требуется постоянно чистить. Хвойные породы подходят для таких целей в крайних случаях. Не стоит класть в топку влажные дрова. Они горят плохо и создают задымление.

Последствия разогрева дерева

Процесс, когда на участок породы воздействует наружный источник тепла и появляется огонь. Это может быть бумага, подожженная спичкой, или что-то другое. Какая температура возгорания бумаги? Бумага способна воспламеняться, если имеется источник зажигания самостоятельно, выделяя свет, тепло.

При температуре 120-150°С дерево начинает обугливаться. Образуется самовоспламе-няющийся уголь.

Когда градусы достигнут отметки 250-350°С, материал начнет термически разлагаться на составляющиеся. Поверхность дерева станет тлеть, но пламя нельзя увидеть. Появиться бурый дым. Порода уже нагрелась и готова к переходу в новую стадию.

Воспламенение

Начальный этап процесса горения, при котором термохимические реакции ускоряются. Активизируется при температуре от 460 градусов и выше.

На воспламенение влияют объем, влажность, внешний источник нагрева, тяга и другие факторы. Если порода мокрая, процесс воспламенения трудный.

Требуется дополнительная затрата энергии, чтобы испарилась вода. Также теплопроводность замедляется. Массивное округлое дерево горит хуже. Прямо-угольное с небольшим сечением – хорошо. Нестроганая поверхность дерева воспламеняется скорее в сравнении с гладкой. Также важно, чтобы поступало достаточно кислорода. Иначе ждать огня придется долго.

Самовоспламенение

Процесс возможен без влияния внешних источников. Например, определенный участок породы подвергается перегреву. Он начинает обугливаться. Древесный уголь взаимодействует с кислородом. Над поверхностью появляется горючая смесь.

Высокая температура воспламеняет образование. Тлеющий древесный уголь появляется на ворсинках досок. Чтобы избежать самовозгорания, особенно, если порода находиться возле источников огня, нужно убирать неровности. Тогда чрезвычайной ситуации не произойдет.

Продукты сгорания

В процессе газообразные частицы и твердые превращаются в дым. Их состав зависит от породы дерева. Это соединения химических элементов с кислородом.

Продуктами горения являются:

Перечисленные продукты гореть в дальнейшем не могут. Кроме одного исключения. Им является окись углерода. Твердые частицы дыма – это сажа. Состав продуктов зависит от условий горения. Оно может быть полным, и нет.

Если воздуха мало, появляется едкий дым. Он очень опасен для человека. Часто его вдыхание в больших количествах приводит к летальному исходу.

Фазы горения

В процессе их две – пламенная и тления. В первом случае выделяется большое количество продуктов с высокой температурой. У пламени интенсивное излучение. Огонь распространяется быстро и площадь пожара стремительно увеличивается. Если происходит ЧС, спасатели ликвидируют первую фазу горения.

Тлеют твердые продукты – угли. Выделение пиролизных газов происходит медленно. Огня из-за слабой концентрации нет. Эти продукты охлаждаются, появляется густой дым белого цвета.

Две фазы горения тесно взаимосвязаны. Они продолжаются пока есть топливо, кислород, нужная температура. Если одного элемента будет не хватать, пламя прекратиться.

Детальная информация видна на видео:

Эффективность горения древесины

В процессе сжигания породы происходит выделение тепловой энергии. С ее помощью обогревается здание. Эффективность горения зависит от температуры дерева в печи.

На это влияют несколько факторов:

Это основные показатели эффективности горения данного природного топлива. На них требуется обращать особое внимание. В зависимости от вида дерева, его используют для приготовления шашлыка на мангале, обогрева, других нужд. Рассмотрим подробнее.

Влажность и интенсивность горения

Если дерево срубили не очень давно, оно будет сырым. На это также влияет пора года. Влаги в нем содержится 45-65%. Интенсивность горения, к примеру, в камине, будет низкой. Огню понадобиться тратить энергию, чтобы испарить воду. Теплоотдача при этом станет невысокой.

Есть способы, которые помогут добыть нужное количество энергии:

Только срубленную породу не стоит использовать для отопления, кроме березы. В сыром виде пригоден граб и ясен.

Влияние тяги в печке

За ней надо внимательно следить. Иначе дерево нормально гореть не будет. Тяга направляет выделяемые вещества с потоками воздуха к системе вытяжки. Чтобы ее проверить, нужно разжечь бумагу в печи с открытой дверцей и заслонкой на дымоходе. Если ее нет – это плохо.

Узнать, отсутствует ли тяга, можно по таким признакам:

На тягу влияют факторы:

Для улучшения тяги следует использовать дефлектор, флюгер и шибер. А проверять его хорошо осиной.

Возможен ли пожар в бане

Такие чрезвычайные происшествия не редкость. По статистике, объятия сауны пламенем связаны с дымоходом. Требуется производить его регулярные чистки. Пожар случается, если в нем много сажи.

Причиной возгорания в бане также становиться неисправная электропроводка. Иногда сама печь. Бывает, что люди нарушают правила безопасности и происходит пожар. Важно, из какого материала сделано помещение. Он должен хорошо изолировать.

Детальная информация видна на видео:

Пожарная безопасность при работе с деревом

Природный материал легко охватывает пламя. Любой неосторожный поступок может повлечь неприятную или опасную ситуацию. Температуры возгорания древесины разные. Это зависит от породы. Но, они не слишком большие.

Для соблюдения безопасности, требуется делать следующее:

Это поможет обезопасить себя при работе с деревом.

Выводы

Зная, при каких температурных условиях случается воспламенение топлива, получиться избежать многих неприятностей. Плюс, легче будет подобрать материал для отопления дома с помощью печи или камина. Но требуется соблюдать правила безопасности, работая с деревянным материалом.

Источник

Практическое значение температуры самовоспламенения как показателя пожарной опасности. От каких факторов зависит температура самовоспламенения?

Какая температура возгорания дерева?

Тяжело повстречать подобного человека, который не сталкивался в жизни с горением древесины. Большинство людей хотя бы раз ходили в походы, которые не обходятся без разведения костра. Некоторые имеют очень большой опыт в растопке домовых и печей для бани. Большинство хоть один раз в жизни пробовало выжигать по дереву специализированным прибором или увеличительным стеклом.

Но не все люди задавались вопросом о том, при какой температуре воспламенение дерева появляется возможность. Есть ли разница между температурой возгорания различных пород дерева? Читателю представляется уникальная возможность углубиться в данные вопросы и получить много ценной информации.

Как человек освоил огонь?

Огонь был известен еще людям, жившим в каменном веке. Люди абсолютно не всегда могли собственными силами добывать огонь. Первое знакомство человека с процессом горения, согласно мнению ученых, случилось эмпирическим путем. Огонь, добытый из лесного пожара или отвоеванный у смежного племени, оберегался как очень дорогостоящее, что было у людей.

Через долгие годы, снова же эмпирическим путем, люди научились извлекать огонь при помощи подручных средств. Первой «зажигалкой» человека историки называют трут и кремень, которые при ударе друг о дружку давали искры. Позже человечество научилось извлекать огонь с помощью прутика, помещаемого в особое углубление в древесине. Температура возгорания дерева достигалась за счёт интенсивного вращения конца прутика в углублении. Многие ортодоксальные сообщества продолжают пользоваться такими способами и сейчас.

Гораздо позднее, в 1805 году, французский химик Жан Шансель изобрел первые спички. Открытие получило грандиозное распространение, и человек уже смело мог извлекать огонь если понадобится.

Освоение процесса горения считается решающим фактором, давшим толчок к формированию цивилизации. Кроме того, в скором будущем горение таким аргументом и остается.

Что такое процесс горения?

Горение – это процесс на рубеже физики и химии, заключающийся в преобразовании вещества в последний продукт. При этом в огромном количестве выделяется тепловая энергия. Процесс горения, в основном, сопровождается излучением света, которое называют пламенем. Также в процессе горения выделяется углекислый газ – СО2, излишек которого в непроветриваемом помещении может привести к боли головы, удушью и даже смерти.

Для нормального протекания процесса нужно выполнение ряда обязательных условий.

Самое первое, горение может быть только если есть наличие воздуха. В вакууме процесс загорания нереален.

Второе, если область, в которой происходит горение, не нагрета до температуры возгорания материала, то процесс горения закончится. К примеру, пламя погаснет, если в только что растопленную печь сразу кинуть большое полено, не дав ей нагреться на очень маленьких дровах.

Третье, если субъекты горения сырые и подчеркивают пары жидкости, а скорость горения еще невысокая, процесс также закончится.

Использование древесины исходя из ее теплоемкости

При выборе разновидности дров, стоит учитывать соотношение стоимости и теплоемкости той или иной древесины. Как показывает практика, оптимальным вариантом можно считать березовые дрова, у которых эти показатели сбалансированы лучше всего. Если закупать более дорогие дрова, затраты будут менее эффективными.

Для отопления дома твердотопливным котлом не рекомендуют использовать такие виды дерева, как ель, сосна или пихта. Дело в том, что в данном случае температура горения дров в котле будет недостаточно высокой, а на дымовых трубах будет скапливаться много сажи.

Низкие показатели теплоэффективности также и у дров из ольхи, осины, липы и тополя из-за пористой структуры. Кроме того, иногда в процессе горения ольховые и некоторые другие виды дров выстреливают углями. В случае открытой топки печи такие микро взрывы могут привести к пожарам.

При какой температуре происходит воспламенение древесины?

Пиролиз – процесс гниения древесины при большой температуре на СО2 и останки горения – происходит в три фазы.

Начальная течет при 160-260 градусах. В дереве начинают происходить необратимые изменения, заканчивающиеся возгоранием. Температура возгорания древесины колеблется в районе 200-250 градусов.

Вторая фаза пиролиза – 270-430 градусов. Начинается разложение древесины под воздействием большой температуры.

Третья фаза свойственна для разведенного костра, растопленной печи. Температура возгорания дерева по шкале Цельсия в третьей фазе составляет 440-610 градусов. При подобных условиях загорится дерево практически в любом состоянии и оставит после себя кокс.

Разнообразные породы дерева имеют различную температуру загорания. Температура возгорания сосны – дерева не самого горючего – составляет 250 градусов. Дуб загорится при температуре 235 градусов.

Температура самовоспламенения древесины

Низшая температура, до которой нужно нагреть древесину, чтобы она загорелась, называется температурой самовоспламенения.
Температура самовоспламенения древесины 250—300°. Это объясняется тем, что при нагревании из древесины выделяются легковоспламеняющиеся горючие газы (летучие продукты), а также большое количество кислорода.

В результате окислительного процесса летучих веществ с кислородом воздуха наступает самовоспламенение древесины при температурах сравнительно низких, чем у других твердых веществ (уголь, кокс и др.). Температура самовоспламенения древесины зависит также от степени ее измельчения. Чем больше измельчена древесина, тем ниже ее температура самовоспламенения. Так, например, температура самовоспламенения древесной стружки значительно ниже, чем древесных брусков. Объясняется это тем, что поверхность 1 кг стружки больше, чем 1 кг брусков. А с большей древесной поверхности выделяется при нагревании больше летучих веществ, способных к окислению и самовоспламенению.

Какие дрова горят лучше, а какие – хуже?

Прекраснее всего горят сухие дрова. Древесина, пропитанная влагой, тоже горит, однако для вывода и испарения влаги требуется значительная температура и какое то время. Данный процесс в большинстве случаев сопровождается отличительным шипением. Не все знают, что при возгорании «сырой» древесины выделяется кислота уксуса. Данный факт очень плохо проявляется на печном оборудовании и на общем КПД горения. Очень рекомендуется пользоваться сухими дровами, и также покупать дрова весною, чтобы они успели высохнуть до приходов холода.

От чего обуславливается результативность горения?

Результативность горения – показатель, который определяется тепловой энергетикой, которая не «улетает в трубу», а подается печи, нагревает ее. На данный показатель воздействуют несколько факторов.

В первую очередь это целость печной конструкции. Щели, трещины, излишек золы, нечистый дымотвод и другие поломки выполняют горение малоэффективным.

Второй ключевой фактор – плотность дерева. Самой большой плотностью обладают дуб, ясень, груша, лиственница и береза. Наименьшей – ель, осина, сосна, липа. Чем плотность выше, тем длительнее будет гореть кусочек древесины, а значит, длительнее выделять тепло.

Советы по розжигу древесины

Большие куски древесины сразу не загорятся. Нужно разжигать огонь, начав с маленьких веток. Они дадут угли, которые обеспечивают нужную температуру для возгорания дерева, загружаемого в печь уже больше большими дозами.

Средства для розжига, тем более в мангале, задействовать не рекомендуется, так как они при горении подчеркивают опасные для человека вещества. Излишек средства для розжига в закрытой камере сгорания может привести к взрыву.

Может ли случиться пожар в бане при большой температуре воздуха?

Это в теории возможно, но почти что исключается. Для того чтобы настало самопроизвольное воспламенение дерева в бане, температура окружающей среды должна быть около 200 градусов. На это не способна ни одна баня, и тем более ни один человек.

Рекорд по пребыванию в сауне принадлежит шведу, который при температуре 110 градусов смог удержаться 17 минут. Для многих людей температура в 90 градусов считается предельно возможной. При подобном прогреве воздуха резко увеличивается нагрузка на сердце и есть шанс упасть в обморок.

Баню или парную все же предлагают не оставлять прогретой более 100 градусов очень долго из соображений пожарной безопасности. Хотя температура возгорания дерева и начинается с 200 градусов, но предостороженность никогда не повредит.

Процесс разогревания

Разогреванием называется нагрев отрезка поверхности древесины от отдельного теплового источника до температуры достаточной для воспламенения. 120-150°С хватит для того, чтобы древесина очень медленно начала обугливаться.

Позже процесс продолжается с появлением угля. При температуре 250-350°С древесина под воздействием высоких градусов активно начинает разлагаться на составляющие.

Далее возникает ее тление, однако пламени пока нет, и начинает появляться белый или бурый дым. При дальнейшем нагреве процент пиролизных газов увеличивается и возникает вспышка, после чего дрова загораются.

Требования по пожарной безопасности при обращении с огнём

Нужно всегда помнить, что при обращении с огнём залогом успешных действий считается выполнение правил пожарной безопасности. Сделайте несколько условий и обезопасьте себя и остальных от пожара.

1. Запрет на разведение костров в лесной глуши летом введен не спроста. Летом шансы загорания лесной подстилки и быстрого появления пожара намного выше, чем в остальное время года.

2. При разведении костра на природе в первую очередь вырыть маленькое кострище, сняв лопатой слой находящийся сверху дерна. В последующем верхний слой почвы неплохо бы вернуть на место.

3. В целях локализации огня рекомендуется обнести костер ограждением из камней или кирпича.

4. Всегда в зоне шаговой общедоступности должно быть средство пожаротушения: огнетушитель, песок или емкость с водой.

5. При тушении костра в первую очередь убедиться в том, что все угли погасли, и костер не разгорится вновь. Чтобы это выполнить рекомендуют хорошо залить очаг водой, присыпать сверху землёй или заложить верхним слоем почвы.

6. Не нужно оставлять деток тет-а-тет с источником огня. Это приведет к плохим результатам.

7. При использовании печью или камином не необходимо сохранять очень близко от камеры сгорания огнеопасные предметы, средства для розжига. Неплохо бы сделать покрытие пола рядом с камерой сгорания из материала который не горит (лист стали).

8. Нужно поддерживать печь в рабочем состоянии: вовремя заделывать все появившиеся щели, иногда выгребать золу.

9. Фундамент для печи требуется выполнять из кирпича. Не стоит применять в таких целях древесные подмостки. Это опасно обрушением всей конструкции.

10. Печную трубу на чердаке следует изолировать материалом негорючим, не сохранять на чердаке огнеопасные материалы.

11. Нельзя полностью закрывать заслонку печи, не удостоверившись, что процесс горения в камере сгорания закончился. В другом случае возможно удушье от излишка углекислого газа.

Полное и неполное сгорание: что выделяется при горении древесины

Гореть может не только дерево, но и его продукты (ДСП, ДВП, МДФ), а так же металл. Однако температура горения у всех продуктов разная. Например: температура горения стали составляет 2000 градусов, алюминиевой фольги – 350, а дерево начинает воспламеняться уже при 120 – 150.

При сгорании древесины в конечном итоге образуется дым, где твердым веществом является сажа. Весь состав продуктов сгорания всецело зависит от составляющих дерева. Древесина в основном состоит из самых главных составляющих: водорода, азота, кислорода и углерода.

Если сгорел 1 кг древесины, то продуктов сгорания в газообразном состоянии выделиться где-то 7,5 – 8,0 м кубических. В дальнейшем они гореть уже не способны, кроме окиси углерода.

Продукты сгорания дерева:

Горение по характеру может быть полным или неполным. Но оба они происходят с образованием дыма. При неполном горении некоторые продукты сгорания еще могут гореть в дальнейшем (сажа, окись углерода, углеводороды). А вот если произошло полное сгорание, то тогда продукты, которые образовались в дальнейшем, гореть не способны (сернистый и углекислый газы, пары воды).

Процесс горения древесины относится к изометрическим процессам, и во время него выделяется большое количество тепла. Однако, первым делом для воспламенения древесина должна быть разогрета до соответствующих градусов.

От теплопроводности дров зависит их КПД, об этом знает каждый, у кого есть частный дом, с печью или камином. Однако, качество горения дров характеризуется еще одним показателем, таким как температура горения дров, а увеличение градусов, поможет скорее нагреть систему, а воду в трубах или кладку из кирпича сохранит как можно дольше горячей.

Факторы, способствующие горению дров:

От перечисленных показателей коренным образом будет зависеть температура пламени и сжигание древесины. К примеру, для тополя характерно яркое высокое пламя, однако, его максимальная температура горения составляет 500 градусов, а этого вовсе не достаточно.

Что же касается таких пород, как ясень, граб или бук, они, хотя и поддерживают активное горение, однако выделяют в процессе температуру более 1000 градусов, чего вполне достаточно для отопления.

Горение древесины

Процесс горения древесины – это изотермический процесс, который сопровождается выделением тепла. Чтобы дерево загорелось, в первую очередь его необходимо подогреть до температуры возгорания.

Подогрев древесины

Подогрев — это нагрев участка древесины от наружного теплового источника до температуры возгорания. Тепловым источником может послужить поднесенная спичка, находящийся по соседству горящий участок полена или щепки, либо что-что еще, способное согревать и подогревать до необходимой температуры. Когда температура прогреваемого участка достигнет 120-150°С — начинается очень медлительное и постепенное обугливание дерева, с образованием самовоспламеняющегося угля. При достижении температуры 250-350°С, начинается активное термическое разложение древесины на составляющие. На деревянные поверхности рождается заметный обугливающийся слой, который начинает тлеть ( гореть без пламени). При этом из обуглившегося слоя начинает выделяться белый (бурый) дым. Самого процесса горения еще нет. Если остановить нагрев, то загорания не наступит. Наличие дыма говорит лишь том, что поверхность древесины уже довольно прогрелась и настало ее термическое разложение на газообразные составляющие. Белый дым — это не что иное, как продукты термического разложения древесины, сдобреные порядочной порцией пара перегретого.

Вспышка газогенераторных газов

При будущем разогреве и повышении температуры, термическое разложение древесины на газообразные составляющие будет усиливаться. Процесс термического разложения (пиролиз) пойдёт вглубь деревянной массы. Концентрация газогенераторных газов в зоне разогрева достигнет критичной метки и случится их загорание (вспышка). Вспышка состоится на границе с кромкой белого дыма и распространится на весь его объем. Появится светло-жёлтое пламя. Температура зоны разогрева может резко увеличиться за счёт теплоты от сгорания газогенераторных газов. Температура вспыхивания горючих газогенераторных газов находится в границах 250-300°С. Это температура, при которой становится в теории допустимым процесс возгорания и горения самой древесины.

Воспламенение древесины

Если и дальше продолжать разогревать древесину, то наступит ее воспламенение. Это первая стадия горения, на протяжении которой энергия, подводимая к системе от внешнего источника, приводит к резкому ускорению термохимической реакции. Опыт говорит, что в природных условиях воспламенение древесины встречается при температуре от 450 до 620°С.

Возгораемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, формой сечения элемента из дерева, скоростью потока воздуха (тяги), положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное,, вертикальное) и т, п. Важное значение для процесса горения имеет плотность материала. Нетяжелая, пористая древесина ольхи или тополя загорается быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Влажная древесина сложнее загорается, так как до возгорания нужно потратить добавочное кол-во теплоты на парообразование воды. Замедляющим аргументом также считается очень высокая проводимость тепла влажной древесины; загоревшийся верхний слой ее скорее охлаждается. Круглые и тяжелые детали горят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением, с острыми ребрами н относительно развитой поверхностью сбоку. Не струганная поверхность компонентов, аналогичная рыхлой древесине, загорается быстрее, чем гладкая.

Принципиально важным и обязательным требованием для возгорания и горения любого вещества считается достаточный приток кислорода и концентрация теплоты горения, которая не рассеивается, а идет на прогрев новых соседних участков топлива до температуры возгорания.

Горение древесины

Если упомянутое выше требование выполняется, то появившееся при вспышке пламя уже не тухнет, а охватывает всю обугленную часть древесины. Это значит, что древесина воспламенилась, и процесс возгорания перешел в процесс горения. Полено (щепка), если его извлечь из очага, будет гореть на воздухе собственными силами.

Со своей стороны, горение дерева состоит из 2-ух фаз — пламенной фазы и фазы тления.

В режиме тления преобладающим процессом считается горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). При этом, газогенераторные газы выделяются неторопливо и не могут воспламениться из-за небольшой собственной концентрации. Газообразные продукты охлаждаются, конденсируются и дают богатый белый дым. При возгорании в режиме тления происходит движение воздуха в толщу горящей древесины

В режиме пламенного горения ведущим процессом считается горение газообразных продуктов пиролиза., которое отличается движением горячих газов наружу.

Две фазы горения неразделимо связаны и будут длиться до той поры, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия: наличие топлива, наличие кислорода и концентрация нужной температуры.

Затухание древесины

Если одно из таких условий не выполняется, то пламя тухнет и общий процесс возгорания и горения, либо заканчивается, либо, точно повторяется изначально, в зависимости от постоянности наружного теплового источника.

Факторы, влияющие на температуру горения

Температура горения дров в печи зависит не только от породы древесины. Значимыми факторами также являются влажность дров и сила тяги, которая обусловлена конструкцией теплового агрегата.

Влияние влажности

У свежесрубленной древесины показатель влажности достигает от 45 до 65%, в среднем – около 55%. Температура горения таких дров не поднимется до максимальных значений, так как тепловая энергия будет уходить на испарение влаги. В соответствии с этим снижается теплоотдача топлива.

Чтобы при сгорании древесины выделялось необходимое количество теплоты, используются три пути:

Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока. Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (теплота)

Углерод и водород сжигаются при подаче кислорода (левая часть уравнения), в результате образуется тепло, вода и углекислый газ (правая часть уравнения).

Чтобы сухие дрова горели при максимальной температуре, объем воздуха, который поступает в камеру сгорания, должен достигать 130% от объема, требуемого для процесса горения. При перекрывании потока воздуха заслонками образуется большое количество угарного газа, и причиной тому недостаток кислорода. Угарный газ (недожженный углерод) уходит в дымоходную трубу, при этом падает температура в камере сгорания и уменьшается теплоотдача дров.

Экономный подход при использовании твердотопливного котла на дровах – установка теплоаккумулятора, который будет запасать излишки тепла, образующегося при горении топлива в оптимальном режиме, с хорошей тягой.

С дровяными печами так экономить топливо не получится, поскольку они напрямую греют воздух. Тело массивной кирпичной печи способно аккумулировать относительно небольшую часть тепловой энергии, а у металлических печек излишки тепла напрямую уходят в дымоход.

Если вы открыли поддувало и увеличили тягу в печи, интенсивность горения и теплоотдача топлива увеличится, но и потери тепла также возрастут. При медленном сгорании дров возрастает количество угарного газа и уменьшается теплоотдача.

Если в топку печи поступает недостаточное количество кислорода, то интенсивность и температура горения древесины снижается, а вместе с тем сокращается и ее теплоотдача. Некоторые предпочитают прикрывать поддувало в печке, чтобы продлить время горения одной закладки, однако в результате топливо сгорает с более низким КПД.

Если дрова сжигают в открытом камине, то в таком случае кислород свободно поступает в топку. В данном случае тяга зависит главным образом от характеристик дымовой трубы.

C 2H2 2O2=CO2 2H2O Q (тепловая энергия).

Это значит, что при доступе кислорода происходит сгорание водорода и углерода, что в результате дает тепловую энергию, водяной пар и углекислый газ.

Для максимальной температуры сгорания сухого топлива в топку должно поступать около 130 % кислорода, необходимого для горения. Когда входные заслонки перекрывают, образуется избыток угарных газов, вызванных недостатком кислорода. Такой недожженный углерод улетучивается в дымоход, однако внутри топки падает температура горения и сокращается теплоотдача топлива.

Современные твердотопливные котлы очень часто оборудованы специальными теплоаккумуляторами. Эти устройства накапливают излишнее количество тепловой энергии, генерируемой в процессе горения топлива при условии хорошей тяги и с высоким КПД. Таким способом можно экономить топливо.

В случае с печами на дровах возможностей экономить дрова не так уж и много, поскольку они сразу же отдают тепло в воздух. Сама печка способна сохранять лишь небольшое количество тепла, а вот железная печь и вовсе на такое не способна – из нее лишнее тепло сразу же уходит в трубу.

Так, при увеличении тяги в печи можно добиться усиления интенсивности горения топлива и его теплоотдачи. Однако в таком случае существенно возрастают теплопотери. Если же обеспечить медленное сгорание дров в печи, то их теплоотдача будет меньше, а количество угарного газа – больше.

Обратите внимание, что КПД теплогенератора напрямую влияет на эффективность сжигания дров. Так, твердотопливный котел может похвастаться 80 % эффективности, а печь – всего 40 %, причем имеет значение ее конструкция и материал.

Температура, достигаемая на первой стадии самовозгорания, заметно превышает тот же показатель для беспламенного периода сгорания продуктов разложения. На начальной стадии тонкий слой угля образуется лишь на поверхности древесины, и он сначала не горит, несмотря на то, что находится в раскалённом состоянии.

Дело в том, что на этом этапе практически весь кислород расходуется на поддержание пламени и имеет ограниченный доступ к другим продуктам сгорания. Уголь начинает разлагаться только с того момента, когда полностью завершается этап пламенного горения.

Температура возгорания древесного материала, обеспечивающая поддержание устойчивого горения, для большинства сортов составляет 250-300 градусов.

Наглядным примером такого расположения являются стропила и обрешётка кровель. Вследствие этого неизбежен их взаимный разогрев с одновременным усилением воздушной тяги в продольных направлениях.

Всё перечисленное заставляет строителей предпринимать специальные меры защиты древесных сооружений от воздействия открытых очагов огня.

Тепловые свойства древесины

Различные виды древесины делают различное кол-во тепла. К примеру, сухая выдержанная древесина выделяет больше тепла, чем свежеспиленное дерево. Связывают это с тем, что при начальной химреакции вся теплота переходит в парообразование воды из дерева. Чем меньше влаги в материале, тем скорее можно получить тепло. Лиственные породы горят длительнее, чем хвойные, и подчеркивают больше тепла. Одними из самых ценных видов деревьев, обладающих хорошими тепловыми параметрами, являются:

Однако древесина таких деревьев стоит дорого, благодаря этому в качестве топлива в большинстве случаев применяются производственные отходы и заготовок леса.

В данном видео вы будете знать, как проверить влажность дров:

Конструктивные меры защиты

Огнезащитные меры в отношении большинства деревянных домов и других строений обеспечиваются соответствующими конструктивными решениями, а также за счёт их обработки специальными химическими реактивами (антипиренами).

Защищённость этого вида реализуется повышением массы отдельных элементов, исключением заострённых рёбер и сильно выступающих частей («острожка граней»), использованием лишённых пустот древесных элементов.

Применяются также термоустойчивые утеплители, огнезащита поверхностей деревянных конструкций специальными обмазками. Используются защитные покрытия в виде асбестоцементных (гипсолитовых) листовых заготовок и штукатурка толщиной до 1,5 сантиметра.

Кроме того, для снижения показателя горючести при проектировании намеренно сокращается количество конструкций с параллельно расположенными древесными элементами и пустотами между ними.

Дополнительные меры противодействия распространению пожара предполагают соблюдение норм формирования противопожарных разрывов.

К этому можно добавить разбивку строений специальными перегородками и соответствующее обустройство стенных проёмов (окон и дверей) и огнестойких кровель. Все эти меры позволяют усилить конструкцию в смысле её способности противостоять распространению пожара.

Температура возгорания различных пород

Дабы получить полную картину тепловых параметров древесины, лучше выучить удельную теплоту сгорания каждого типа древесины и иметь представление об их передаче тепла. Последняя может быть измерена в самых разнообразных количествах, но всецело надеяться на табличные данные не надо, так как в реальности добиться оптимальных условий для горения нереально. Однако таблица температуры горения древесины поможет не ошибиться с выбором дерева согласно его свойствам.

Значения, приведённые в самых разных таблицах температуры горения дерева различных пород, безупречны по собственному характеру и предназначаются для отображения всей картины, но практическая температура в печи никогда не достигнет таких значений. Это можно объяснить 2-мя обычными и ясными факторами:

Влажность и интенсивность горения

Если древесина была срублена недавно, то в ней содержится от 45 до 65 % влаги в зависимости от времени года и породы. У таких сырых дров температура горения в камине будет невысокой, поскольку большое количество энергии будет затрачиваться на испарение воды. Следовательно, теплоотдача от сырых дров будет достаточно низкой.

Достигнуть оптимальных показателей температуры в камине и выделения достаточного для прогрева количества тепловой энергии можно несколькими способами:

В то же время, у березовых сырых дров наблюдается достаточно высокая теплотворность. Кроме того, пригодны для использования сырые поленья из граба, ясеня и прочих пород дерева с плотной древесиной.

Показатели температуры в печи

Процесс горения связан с изометрическими процессами, на протяжении которых выделяется приличное количество тепла. Но для устойчивого горения древесину следует нагреть до определённой степени. Факторы, помогающие сжиганию топливной древесины:

От данных показателей зависит температура пламени и скорость сгорания дерева. Более того, стоит обратить собственное внимание на влажность дров, так как этот процент влияет напрямую на процесс горения.

Один из факторов температуры горения – древесная порода

Для возгорания дров в печи следует нагреть поверхность из дерева от отдельного теплового источника до температуры 120-150°C. При будущем нагревании становится больше процент газогенераторных газов и рождается огонь. Значимую роль в появлении огня играет:

Очень главным условием для сжигания любого вида древесины считается обычный приток кислорода. Также нужно сказать, что теплопередача для каждого дерева различна.

Одновременно с теплотворной способностью дров представляет интерес их теплопроизводительность. Каждая древесная порода горит по-своему — одна дает возможность получить большую температуру пламени, а остальная даёт противоположную картину. Большинство печей имеет теплопроизводительность около 6-8 кВт, другими словами температура в дровяной печи может ориентировочно достигать от 500 до 1000°C.

Тепловые характеристики древесины

Породы древесины различаются по плотности, структуре, количеству и составу смол. Все эти факторы влияют на теплотворность дров, на температуру, при которой они сгорают, и на характеристики пламени.

Древесина тополя пористая, такие дрова горят ярко, но максимальный температурный показатель достигает лишь 500 градусов. Плотные породы дерева (бук, ясень, граб), сгорая, выделяют свыше 1000 градусов тепла. Показатели березы несколько ниже – около 800 градусов. Лиственница и дуб разгораются жарче, выдавая до 900 градусов тепла. Сосновые и еловые дрова горят при 620-630 градусах.

У берёзовых дров лучшее соотношение теплоэффективности и стоимости – топить более дорогими породами с высокими показателями температуры сгорания экономически невыгодно.

Ель, пихта и сосна пригодны для разведения костров – эти хвойные породы обеспечивают относительно умеренное тепло. Но в твердотопливном котле, в печи или камине такие дрова использовать не рекомендуется – они выделяют недостаточно тепла для эффективного обогрева жилища и приготовления пищи, сгорают с образованием большого количества сажи.

Низкокачественными дровами считается топливо из осины, липы, тополя, ивы и ольхи – пористая древесина при горении выделяет мало тепла. Ольха и некоторые другие виды древесины «стреляют» угольками в процессе горения, что может привести к возникновению пожара, если дрова использовать для топки открытого камина.

При выборе также следует обратить внимание на степень влажности древесины – сырые дрова хуже горят и оставляют больше золы.

Выбор дерева для дров

Чтобы печь отлично нагревалась, ей необходимы три вещи: кислород, горючее и тепло. Разумеется, много зависит от древесной породы. Отличные дрова для печи:

Есть несколько типов деревьев, которая очень прекрасно подойдут для топлива

У дров таких пород высокая отдача тепла и невысокая дымовая эмиссия. К хорошим дровам можно отнести древесину:

Они дают удовлетворительную среднюю температуру, легко горят и не дают крепкого дыма. Не рекомендованы дрова следующих пород:

Их древесина при сжигании даёт невысокую температуру, быстро горит или плохо горит, у конкретных пород едкий дым.

Хвойные дрова доступнее. Смола, содержащаяся в хвойных породах, вызывает крепкую искру во время горения. Из-за этой причины такие разновидности негодны для открытых каминов. Но в закрытых каминах или духовых шкафах эти породы при возгорании дают самый приятный аромат, а смола делает стереотипный треск в огне. Ель не горит долго, но дает возможность получить очень большие температуры.

Прекрасным выбором для сжигания в печи считается древесина берёзы. Это довольно распространённое дерево. Цена дров из него маленькая, а температура горения берёзы очень высокая.

Источник