Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сколько температура в костре

Сколько градусов в огне

Сколько градусов в огне

Температура огня заставляет в новом свете увидеть обыкновенные вещи – вспыхнувшую белым спичку, голубое свечение горелки газовой печки в кухонной комнате, оранжево-красные язычки над пылающим деревом. Человек не обращает внимания на огонь, пока не обожжёт концы пальцев. Или не спалит картошку на сковородке. Или не прожжёт подошву кроссовок, сохнущих над костром.

Когда первая боль, страх и разочарование проходят, приходит время философских размышлений. О природе, палитре цветов, температуре огня.

Температура огня

Горит, как спичка

Коротко о строении спички. Она состоит из палочки и головки. Палочки делают из древесины, картона и хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином. Дерево подбирают мягких пород – тополь, сосну, осину. Сырьё для палочек называют спичечной соломкой. Во избежание тления соломки, палочки наполняют ортофосфорной кислотой. Российские заводы делают соломку из осины.

Головка спички проста по форме, но трудна по химическому составу. Темно-коричневая голова спички имеет семь элементов: окислители — бертолетова соль и дихромат калия; стекляннюу пыль, сурик свинцовый, серу, костный клеевой состав, цинковые белила.

градус

Температура огня спички равна температуре загорания древесины. Благодаря этому белесая вспышка серной головки меняется жёлто-оранжевым язычком спички.

Если внимательно осматривать горящую спичку, то взгляду предстают три зоны пламени. Нижняя – прохладная голубая. Средняя в 1,5 раза теплее. Верхняя – горячая территория.

Огненный дизайнер

При слове «костёр» вспыхивают не меньше ярко ностальгические воспоминания: дым костра, образующий доверительную обстановку; красные и жёлтые огни, летящие к ультрамариновому небу; переливы язычков с голубого до рубиново–в красном цвете; багряные остывающие угли, в которых печётся «пионерская» картошка.

Изменяющийся цвет пылающего дерева сообщает о температурных изменениях огня в костре. Тление дерева (потемнение) начинается со 150°. Загорание (задымление) происходит в интервале 250-300°. При одинаковом поступлении кислорода породы деревьев горят при несовпадающих температурах. Исходя из этого, градус костра тоже отличается. Берёза горит при 800 градусах, ольха – при 522°, а ясень и бук – при 1040°.

огня костре

Энтузиасты научных опытов измеряют температуру огня в костре прибором с названием пирометр. Изготавливают три типа пирометров: оптические, радиационные, спектральные. Это бесконтактные приборы, разрешающие оценивать мощность излучения тепла.

Изучаем огонь на своей кухонной комнате

Кухонные кухонные плиты работают на 2-х видах топлива:

  1. Магистральный сетевой газ метан.
  2. Пропан–бутановая сжиженная смесь из баллонов и газгольдеров.

Химсостав топлива определяет температуру огня кухонной плиты. Метан, сгорая, образовывает огонь мощностью 900 градусов в верхней точке.

Сжигание сжиженной смеси даёт жар до 1950°.

Чуткий наблюдатель отметит неравномерность раскраски язычков горелки кухонной плиты. Изнутри огненного факела происходит дробление на три зоны:

  • Тёмный участок, размещенный возле конфорки: тут нет горения из-за минуса кислорода, а температура зоны равна 350°.
  • светлый участок, лежащий в самом центре факела: горящий газ разогревается до 700°, но горючее горит не до конца из-за минуса окислителя.
  • Полупрозрачный верхний участок: может достигать температуры 900°, и сгорание газа настоящее.

Цифры температурных зон огневого факела показаны для метана.

Правила безопасности при огневых мероприятиях

Разжигая спички, камин, плиту газовую, побеспокойтесь о проветривания помещения. Обеспечьте приток кислорода к топливу.

Не стоит пытаться собственными силами ремонтировать оборудование работающее на газу. Газ не любит любителей.

градус

Возникновение оранжевых и оттенков желтого в огне конфорки сообщает про необходимость профилактических действий с плитой. Мастера прочистят оборудование, удалят пыль и сажу, горение которых и изменяет обыкновенный цвет огня.

Порой огонь в горелке становится красным. Это сигнал опасного содержания угарного газа в газообразных, жидких и твердых веществах. Поступления кислорода к топливу настолько мало, что плита даже тухнет. Монооксид углерода без вкуса и запаха, и человек рядом с источником выделения плохого вещества заметит очень поздно, что отравился. Благодаря этому красный цвет газа просит срочного вызова профессионалов для предупреждения и наладки оборудования.

Температура горения дров в печи: как подобрать дрова для хорошего и выгодного отапливания дома

Процесс горения древесины относится к изометрическим процессам, и во время него выделяется приличное количество тепла. Однако, в первую очередь для возгорания древесина обязана быть разогрета до соответствующих градусов.

От теплопроводимости дров зависит их КПД, про это знает каждый, у кого есть личный дом, с печью или камином. Однако, качество горения дров отличается дополнительным показателем, таким как температура горения дров, а увеличение градусов, поможет скорее подогреть систему, а воду в трубах или кирпичную кладку сбережет подольше горячей.

Факторы, помогающие горению дров:

  • сорт применяемой древесины;
  • то насколько мокрый материал;
  • объем воздуха, заходящего в топочную камеру.

От указанных показателей полностью зависит температура пламени и сжигание древесины. Например, для тополя отличительно светлое высокое пламя, однако, его самая большая температура горения составляет 500 градусов, а этого абсолютно не достаточно.

Что касается подобных пород, как ясень, граб или бук, они, хотя и поддерживают активное горение, однако подчеркивают в процессе температуру более 1000 градусов, чего более чем достаточно для отапливания.

Как правильно подбирать

Сразу необходимо сказать про то, что, хотя для бука или ясеня свойственна высокая температура горения дров, но применить их для камеры сгорания печи или бани очень затратно и невыгодно.

Сделать банную печь собственными силами поможет эта статья: https://teplo.guru/pechi/bannye/stroim-pech-dlya-bani.html

Благодаря этому применяют березовые дрова, которые горят при 800 -820 градусах. Также, под эти цели подойдёт дуб и лиственница, Пылающие при 840-900 градусах.

Хвойная порода деревьев — сосна, наиболее подходит для костра. Однако, никто не запрещает её применение для отопления для печи. При температуре горения 610-630 градусов пойдёт вполовину больше дров, чем дуба или березы.

  • низкая температура горения;
  • задымленность и образование сажи.

Потому как в них содержится приличное количество смол. Последние оседают на стенках дымоотвода, на протяжении какого-то времени засоряют его и просят чистки. Благодаря этому, применение хвойных пород дерева для этих целей не лучше всего и рекомендуется только в крайних случаях.

Кроме этого, необходимо смотреть на влажность дров, потому как ее процент оказывает непосредственное воздействие на процесс горения. Исходя из этого мокрый материал будет плохо гореть и создавать приличное количество дыма.

Выяснить то, что лучше для отапливания дрова или брикеты вам поможет данная статья: https://teplo.guru/kotly/toplivnyie-briketyi-ili-drova.html

Читайте так же:
Резка стекла алмазным кругом

Процесс разогревания

Разогреванием именуется нагрев отрезка поверхности дерева от отдельного источника тепла до температуры достаточной для возгорания. 120-150°С хватит для того, чтобы древесина медленнее начала обугливаться.

Позднее процесс длится с возникновением угля. При температуре 250-350°С древесина под влиянием высоких градусов активно начинает разлагаться на составляющие.

Дальше появляется ее тление, однако пламени пока нет, и начинает возникать белый или бурый дым. При будущем нагреве процент газогенераторных газов становится больше и появляется вспышка, после этого дрова воспламеняются.

Возгораемость

На возгораемость породы дерева сильно влияет ее объемный вес и процент влаги, имеющийся в породе.

Очень важную роль для возникновения огня играют мощность источника нагрева, сечение древесины, скорость потока воздуха и плотность материала. Скорейшее возникновение пламени способна вызвать нетяжелая древесина, обладающая высокой пористостью.

Что касается влажной древесины, то она очень медленно воспламеняется, потому как до возникновения открытого огня она должна просохнуть.

Также горение зависит формы головешек, потому как круглые формы дерева будут плохо гореть, чем поленья четырехугольной формы, имеющие небольшое сечение, острые ребра и развитую боковую поверхность. Не струганная порода дерева березовых головешек скорее воспламенится, чем гладкая порода.

Важнейшее условие сгорания любого сорта дерева — это обычный приток кислорода. По определенным параметрам горение древесины даже превосходит горение каменного угля.

Понаблюдав за работой печей, можно задаться вопросом о том, почему на цвет пламени не оказывает сильного влияния подаваемый воздух.

Ведь влияние химии кислорода должно давать частичкам сажи более светлый цвет, аж до белого цвета. Однако, явление это абсолютно объясняется, потому как размер частицы оказывает влияние на ее температуру, и чем она меньше, тем температура ниже.

Благодаря этому Пылающие очень маленькие частицы древесины обладают аналогичный температурой, как и газ, окружающий их.

Также, необходимо заметить, что отдача тепла у любой породы дерева различная, и Для того чтобы ее узнать намного подробнее есть специализированная таблица, в которой показаны показатели теплопроводимости по каждой породе древесины.

Чем лучше топить печь: дровами или брикетами, смотрите в следующем видео:

Самостоятельные путешествия

Нужная информация путешественникам

Температура огня в костре

горения дров

Горение древесины считается изотермическим процессом, сопровождающимся большим выделением тепла. Дабы дерево смогло воспламениться, сначала нужно его подогреть до говоря иначе температуры возгорания.

Процесс разогрева древесины

Разогревом именуется нагрев участка древесины от внешнего источника тепла до вышеупомянутой температуры возгорания. Источником тепла может быть зажженная спичка, Пылающие щепки либо поленья, в общем, все, что может подогревать до нужной температуры. По достижению прогреваемого участка температуры в 120-150 градусов начинает происходить медлительное обугливание древесины, благодаря чему вскоре образуется самовоспламеняющийся уголь. При температуре в 250-350 градусов начинается термическое активное разложение дерева на элементы. На его поверхности рождается обугливающийся слой, который можно заметить.

Дальше данный участок начинает тлеть. Притом, из этого слоя поэтапно выделяется дым бурого цвета. Процесс горения на данной стадии еще не начался и температура огня в костре не большая. Если нагрев остановить, то загорание не случится. Наличие дыма подсказывает нам то, что деревянная поверхность уже имеет достаточное нагревание и пошёл процесс ее термического разложения на элементы химии. Бурый дым считается ничем другим, как продуктами термического разложения, с выделением значительной части пара перегретого.

При дальнейшем повышении температуры и разогреве разложение дерева на газообразные детали будет ускоряться. Данный процесс также называют еще пиролиз. Он начинает добираться до деревянной массы в глубине дерева. Концентрация газов на участке разогрева дойдет до критичной точки, после этого можно будет смотреть вспышку. Загорание состоится на краю с кромкой бурого дыма, дальше расширяясь на весь объем. Рождается пламя светло-жёлтого цвета. Температура участка разогрева может очень быстро повыситься в счёт тепла от сгорания появившихся газов.

Температура возгорания варьируется в границах от 250 до 300 градусов. Это та температура, при которой в теории возможен процесс горения конкретно древесины.

Дальше приходит стадия горения, при которой вся энергия, которая подведена к системе от источника снаружи, приводит к стремительному ускорению термохимической реакции. В работе температура огня в костре полностью и всецело подчиняется от типа древесины и количества кислорода очень близко от очага загорания. Очень часто она будет примерно 450-700 градусов.

Температура открытого пламени и огня в зажигалке

Какова природа огня

Пламя — это явление, которое вызвано свечением газообразной раскалённой среды. В некоторых случаях оно содержит твёрдые диспергированные вещества и (или) плазму, в которых происходят превращения реагентов физико-химического характера. Именно они и приводят к саморазогреву, тепловыделению и свечению. В газообразной среде пламени содержатся заряженные частицы — радикалы и ионы. Это объясняет существование электропроводности пламени и его взаимодействие с электромагнитными полями. На таком принципе построены приборы, которые могут приглушить огонь, изменить его форму или оторвать его от горючих материалов при помощи электромагнитного излучения.

Виды пламени

Свечение огня делится на два вида:

  • несветящиеся;
  • светящиеся.

Почти каждое свечение видимо для человеческого глаза, но не каждое способно испускать нужное количество светового потока.

Свечение пламени обуславливается следующими факторами.

  1. Температурой.
  2. Плотностью и давлением газов, которые участвуют в реакции.
  3. Наличием твёрдого вещества.

Наиболее общая причина свечения — это присутствие в пламени твёрдого вещества.

Многие газы горят слабо светящимся или несветящимся пламенем. Из них наиболее распространены сероводород (пламя голубого цвета как при горении), аммиак (бледно-жёлтое), метан, окись углерода (пламя бледно-голубого цвета), водород. Пары летучих некоторых жидкостей горят едва светящимся пламенем (спирт и сероуглерод), а пламя ацетона и эфира становится немного коптящим из-за небольшого выделения углерода.

Температура пламени

Какова температура огня

Для разных горючих паров и газов температура пламени неодинакова. А ещё неодинакова температура разных частей пламени, а область полного сгорания имеет более высокие показатели температуры.

Некоторое количество горючего вещества при сжигании выделяет определённое количество теплоты. Если строение вещества известно, то можно рассчитать объём и состав полученных продуктов горения. А если знать удельную теплоту этих веществ, то можно рассчитать ту максимальную температуру, которую достигнет пламя.

Стоит помнить о том, что если вещество горит в воздухе, то на каждый объём вступающего в реакцию кислорода приходится четыре объёма инертного азота. А так как в пламени присутствует азот, он нагревается теплотой, которая выделяется при реакции. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что температура пламени будет состоять из температуры продуктов горения и азота.

Читайте так же:
Цанга для фрезерного станка по дереву

Невозможно точно определить температуру, но можно это сделать приблизительно, так как удельная теплота изменяется с температурой.

Вот некоторые показатели по температуре открытого огня в разных материалах.

Как определить температуру пламени

  1. Горение магния — 2200 градусов.
  2. Горение спирта не превышает температуры 900 градусов.
  3. Горение бензина — 1300−1400 градусов.
  4. Керосина — 800, а в среде чистого кислорода — 2000 градусов.
  5. Горение пропан-бутана может достигать температуры от 800 до 1970 градусов.
  6. При сгорании дерева температурный показатель колеблется от 800 до 1000 градусов, а воспламеняется оно при 300 градусах.
  7. Температурный параметр горения спички составляет 750−850 градусов.
  8. В горящей сигарете — от 700 до 800 градусов.
  9. Большинство твёрдых материалов воспламеняется при температурном показателе в 300 градусов.

Пламя свечи

Как разогревается пламя свечи

Пламя, которое каждый человек может наблюдать при горении свечи, спички или зажигалки, представляет из себя поток раскалённых газов, которые вытягиваются вертикально вверх, благодаря силе Архимеда. Фитиль свечи вначале нагревается и начинает испаряться парафин. Для самой нижней части характерно небольшое свечение синего цвета — там мало кислорода и много топлива. Именно из-за этого топливо не полностью сгорает и образуется оксид углерода, который при окислении на самом крае конуса пламени ему придаёт синий цвет.

За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода. Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт. Но для полного сгорания топлива этого недостаточно. Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки. Они светятся из-за сильного нагревания. А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся. В самом верху наибольшая концентрация кислорода. Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают. Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.

Классификация пламени

Классифицируют свечение огня следующим образом.

Классификация пламени

  1. По восприятию визуальному: цветные, прозрачные, коптящие.
  2. По высоте: короткие и длинные.
  3. По скорости распространения: быстрые и медленные.
  4. По температурному показателю: высокотемпературные, низкотемпературные, холодные.
  5. По характеру перемещения среды реакционной: пульсирующие, турбулентные, ламинарные.
  6. По состоянию горючей среды: предварительно перемешанные и диффузионные.
  7. По излучению: бесцветные, окрашенные, светящиеся.
  8. По агрегатному состоянию горючих веществ: пламя аэродисперсных и твёрдых реагентов, жидких и газообразных.

В диффузном ламинарном пламени выделяют три оболочки (зоны). Внутри конуса пламени существует:

  • зона тёмная, где нет горения из-за малого количества окислителя — 300−350 градусов;
  • зона светящаяся, где осуществляется термическое разложение горючего и оно сгорает частично — 500−800 градусов;
  • зона слегка светящаяся, где окончательно сгорают продукты разложения горючего и достигается максимальный температурный показатель в 900−1500 градусов.

Температура горения

Температурный параметр пламени зависит от интенсивности подвода окислителя и природы горючего вещества. Пламя распространяется по предварительно перемешанной среде. Происходит распространение по нормали от каждой точки фронта к поверхности пламени.

По реально существующим смесям газовоздушным распространение всегда осложнено возмущающими внешними воздействиями, которые обусловлены трением, конвективными потоками, силами тяжести и прочими факторами.

Именно из-за этого реальная скорость распространения от нормальной всегда отличается. В зависимости от того, какой характер носит скорость распространения, различают такие диапазоны:

  1. При горении детонационном — более 1000 метров в секунду.
  2. При взрывном — 300−1000.
  3. При дефлаграционном — до 100.

Пламя окислительное

Оно располагается в самой верхней части огня, которая имеет наибольший температурный показатель. В этой зоне горючие вещества почти полностью превращены в продукты горения. Здесь наблюдается недостаток топлива и избыток кислорода. Именно по этой причине вещества, которые помещены в эту зону, окисляются интенсивно.

Пламя восстановительное

Эта часть наиболее близка к центру или находится чуть ниже его. Здесь мало кислорода для горения и много топлива. Если в эту область внести вещество, в котором имеется кислород, то он отнимется у вещества.

Температура огня в зажигалке

Зажигалка — это устройство портативное, которое предназначено для получения огня. Она может быть бензиново или газовой, в зависимости от применяемого топлива. Ещё существуют зажигалки, в которых собственного топлива нет. Они предназначаются для поджига газовой плиты. Качественная турбозажигалка — это прибор относительно сложный. Температура огня в ней может достигать 1300 градусов.

Химический состав и цвет пламени

У карманных зажигалок небольшой размер, это позволяет их переносить без каких-либо проблем. Довольно редко можно встретить настольную зажигалку. Ведь они из-за своих больших размеров для переноски не предназначены. Их дизайн разнообразен. Есть зажигалки каминные. Они имеют небольшую толщину и ширину, но довольно длинные.

На сегодняшний день становятся популярными рекламные зажигалки. Если в доме нет электроэнергии, то невозможно ей поджечь газовую плиту. Газ поджигает образующаяся электрическая дуга. Достоинствами этих зажигалок являются следующие качества.

  1. Долговечность и простота конструкции.
  2. Быстрое и надёжное зажигание газа.

Определение температуры

Первая зажигалка с современным кремнём создана в Австрии в 1903 году после изобретения ферроцериевого сплава бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом.

Ускорилось развитие зажигалок в период Первой мировой войны. Солдаты начали применять спички для того, чтобы видеть в темноте дорогу, но их местоположение выдавала интенсивная вспышка при поджиге. Необходимость в огне без значительной вспышки способствовало развитию зажигалок.

В то время лидерами производства зажигалок «кремнёвых» были Германия и Австрия. Такое портативное устройство, которое предназначено для получения огня, находящиеся в кармане многих курильщиков, при неправильном обращении может таить в себе немало опасностей.

Зажигалка в период работы не должна вокруг себя разбрызгивать искры. Огонь должен быть стабильным и ровным. Температура огня в зажигалках карманных достигает примерно 800−1000 градусов. Свечение красного или оранжевого цвета вызвано частицами углерода, которые раскалились. Для бытовых горелок и турбозажигалок применяется в основном газ бутан, который легко сжигается, не имеет запаха и цвета. Бутан получают путём переработки при высоких температурах нефти, а также её фракций. Бутан — это легковоспламенимые углеводороды, но он абсолютно безопасен в конструкциях современных зажигалок.

Подобные зажигалки в быту очень полезны. Ими можно поджечь любой воспламеняющийся материал. В комплект турбозажигалок входит настольная подставка. Цвет пламени зависит от горючего материала и температуры горения. Пламя костра или камина в основном имеет пёстрый вид. Температура горения дерева ниже температуры горения фитиля свечи. Именно из-за этого цвет костра не жёлтый, а оранжевый.

Читайте так же:
Окучивание картофеля дисковым окучником

Как горит медь

Медь, натрий и кальций при высоких температурных показателях светятся различными цветами.

Электрическая зажигалка была изобретена в 1770 году. В ней водородная струя воспламенялась от искры машины электрофорной. Со временем бензиновые зажигалки уступили место газовым, которые более удобные. В них обязательно должна находиться батарейка — источник энергии.

Не очень давно появились зажигалки сенсорные, в которых без механического воздействия происходит зажигание газа воздействием на сенсорный датчик. Сенсорные зажигалки карманного типа. В основном, в них содержится информация рекламного типа, которая нанесена при помощи тампонной или шелкотрафаретной печати.

Какая температура горения дров считается оптимальной

Измерение жара от огня

Если ориентироваться по Википедии, то температура горения дров лежит в пределах 800—1000 °С (приблизительно), а воспламенение и тление дерева начинается при 300 °С. В действительности этот диапазон еще шире – от 450 до 1050 °С. Не слишком точные данные, верно? Этому есть объяснение – температура в центре пламени зависит от многих условий. Тем, кто хочет добиться эффективного сжигания древесины в печке либо твердотопливном котле, не помешает ознакомиться с этими факторами.

Когда дрова дают больше жара?

Чтобы организовать экономичное отопление частного дома, нужно извлечь из древесины максимум тепловой энергии, а затем передать ее в помещения с минимальными потерями. Второе условие зависит от КПД источника тепла, а вот первое – как раз от температуры сжигания дров в топке печи или котла. Чем она выше, тем больше теплоты выделяется.

Розжиг древесины - компоненты

На количество жара, образующегося при горении древесины (жаропроизводительность), влияют следующие факторы:

  • калорийность (количество тепловой энергии, которую можно получить от единицы топлива);
  • содержание природной влаги в дереве;
  • объем подаваемого воздуха и его температура.

На практике все перечисленные параметры взаимосвязаны между собой. Калорийность горючего, перенасыщенного влагой, примерно в 2 раза ниже, чем у сухого дерева. А без нужного объема воздуха оно станет тлеть и выделять минимум жара. То есть, реальная температура горения дерева – величина непостоянная и не может быть точно указана в теоретических рассуждениях.

Для справки. Есть простой способ определить, какая температура огня достигается при сжигании дров в открытом топливнике камина. Воспользуйтесь инфракрасным пирометром, измеряющим нагрев поверхностей на расстоянии, как это сделал мастер – печник в своем видео. В нем демонстрируются испытания каминной топки мангала, замеры производятся во второй половине ролика.

Теперь давайте рассмотрим каждый фактор в отдельности.

О теплотворной способности топлива

Различные породы дерева отличаются по плотности и весу, а еще содержат разное количество углерода и водорода – основных компонентов, выделяющих тепло в процессе сжигания. Как правило, более плотные и тяжелые породы, например, дуб и ясень, дают больше энергии, чем тополь либо ольха. Представляем вашему вниманию таблицу с данными по плотности, удельной теплоте и температуре горения различных пород дерева.

Данные по теплотворности дерева

Примечание. В таблице указаны значения массовой и объемной теплоты сжигания сухого топлива в расчете на 1 кг и на 1 м³ складского хранения. Максимальная температура дана в расчете на идеальные условия горения с избытком воздуха.

Если сравнивать теплотворность по объему, то заметно, что дубовые или березовые поленья выделят больше теплоты, нежели менее плотные хвойные породы. И хотя условия сжигания дров в печи, буржуйке либо котле далеки от идеальных, тенденция все равно сохранится. То есть, температура пламени напрямую зависит от теплотворной способности выбранной породы дерева.

Замер тепла от камина

Реальный показатель нагрева в центре пламени

Влияние влажности

Повышенное содержание влаги – первый враг эффективной теплоотдачи при горении любой биомассы. Свежесрубленная древесина влажностью 50—65% никогда не обеспечит показателей, приведенных выше в таблице, и вот почему:

  1. В процессе разогрева топки вода, содержащаяся в поленьях, поглощает часть выделяемого тепла.
  2. Когда дрова хорошо разгорелись и дали достаточно жара, влага из жидкой фазы переходит в паровую, отнимая львиную долю полученной энергии. Поскольку горячий пар покидает топливник вместе с дымовыми газами, то вернуть потерянную теплоту невозможно.
  3. Для воспламенения сырого дерева нужна более высокая температура. От спички с бумажкой их разжечь довольно трудно, надо пользоваться газовой горелкой.

Для справки. Часть водяного пара конденсируется от соприкосновения со стенками дымохода, отчего выделяется малая доля тепловой энергии. Только греет она трубу, а не ваше жилище.

Насколько снижается теплотворная способность, а следом и температура горения дерева в зависимости от влажности, отражено в следующей таблице:

Таблица теплоты сжигания дерева

Нетрудно проследить, что теплоотдача свежераспиленных дров вдвое ниже, чем сухих (влажность менее 20%). Соответственно, для обогрева дома придется израсходовать вдвое больше твердого топлива. Отдельный вопрос – печь в бане, требующая максимум жара для растопки. При использовании сырой древесины достигнуть высокой температуры не удастся, сколько поленьев ни бросай в топку. Все дело в их слабой жаропроизводительности, которая не даст вам протопить баньку как положено.

Растопка печки

Расход воздуха на горение

Для полного сжигания дров и достижения максимальной температуры в топливнике необходимо подавать воздух с избытком в размере 130% от требуемого количества. При создании идеальных условий реакция окисления углерода (горения) описывается упрощенным уравнением:

Уравнение химической реакции горения

На словах это означает, что при нагреве древесина разлагается на углерод (С) и водород (Н), а кислород (О) подается извне. Каждый атом углерода встречает 2 атома кислорода и образует углекислый газ. В свою очередь, водород соединяется с остатками кислорода, отчего выделяется вода (опять же, в виде пара). Латинская Q в конце формулы означает выделение теплоты, идущей на нужды отопления.

Горящее бревно

А вот что получится, если идеальные условия нарушены:

  1. Водород – очень активный элемент, поэтому он окисляется в первую очередь. Когда воздуха недостаточно (вы прикрыли поддувало печи или котла), то без молекул кислорода остается углерод. В результате образуется недожженный угарный газ (СО), вылетающий в трубу вместе с дымом.
  2. При тотальной нехватке кислорода (так называемый режим тления) углерод превращается в древесный уголь, золу и сажу. Последняя под воздействием дымоходной тяги тоже устремляется в трубу и оседает на ее стенках.
  3. Переизбыток воздуха случается от сильной дымоходной тяги или неправильной работы турбонаддува котла. Явление чревато потерями тепла через дымоход.
Читайте так же:
Станок для выравнивания дисков

Костер на природе

Примечание. Костер – пример источника тепла с неконтролируемой подачей воздуха. Чем его больше, тем ниже температура огня в костре и меньше тепла на выходе. Чтобы долго греться возле очага, поленья нужно подкладывать непрерывно.

Препятствием для получения хорошего жара от дров может стать температура воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Холодный воздушный поток столь же успешно отнимает драгоценное тепло, как и водяной пар. Неспроста производители качественных отопительных агрегатов устраивают специальный канал для подогрева воздуха от наружных стенок топливника. Как это реализуется на практике, показано на фото самодельного твердотопливного котла от нашего эксперта.

Пятый этап сборки

Воздуховод из профильной трубы подогревается задней стенкой топливной камеры, а вентилятор ставится сверху на фланец

Полезные советы

Высокая температура горения дров – залог эффективного отопления частного дома. Даже производители ТТ-котлов и дровяных печей указывают в инструкции, что лучший КПД теплогенератора наблюдается именно при работе на максимальном режиме.

Напоследок дадим несколько рекомендаций, как добиться высокой жаропроизводительности, а значит, и экономии энергоносителя:

  1. Если дрова вам приходится закупать, не берите низкокалорийные породы, например, иву и тополь. Первая слишком насыщена влагой, а второй отличается малой плотностью. Помните, что вы оплачиваете кубометры, а не килограммы твердого топлива.
  2. Высушите поленья насколько это возможно. Свежесрубленное дерево достигает влажности 20—25% после минимум полутора лет сушки в открытой дровнице.
  3. Старайтесь не эксплуатировать котел в хваленом режиме тления, который якобы помогает экономить. Как вы могли убедиться по фото, температура огня при нормальном горении составляет 800 °С, а тлеющая древесина даст не больше 450 °С. С такой теплоотдачей дом не обогреешь.
  4. Угарный газ СО не только горюч, но и токсичен. Пытаясь экономить топливо, мы перекрываем подачу воздуха в топку и провоцируем его выделение. Мало того что потенциальное топливо без толку выбрасывается наружу, но и загрязняет окружающую среду.
  5. Не организовывайте подачу воздуха в топку с улицы, чтоб не терять энергии на его нагрев. При выборе твердотопливного котла обращайте внимание на модели с каналом подогрева. Их легко отличить по вентилятору, установленному на верхней панели, а не в дверце зольника.

Конечно, непрерывно поддерживать в камере высокую температуру невозможно, ведь потребность дома в тепле тоже меняется и зависит от многих факторов. Для накопления излишков энергии существуют теплоаккумуляторы, они же – буферные емкости. В крайнем случае приобретайте теплогенератор с принудительным наддувом, где в периоды отключения вентилятора доступ воздуха перекрывается полностью.

О температуре горения и теплотворности дров

Дрова – классический вариант твердого топлива в местности, богатой лесами. Сжигание древесины дает возможность получать тепловую энергию, при этом температура горения дров напрямую влияет на эффективность использования топлива. Температура пламени зависит от породы дерева, а также от степени влажности топлива и условий его сжигания.

температура горения дров в печиГорящие дрова в печке

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.

Качество дров и как правильно выбирать

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.

Температура горения и теплоотдача

Температура горения древесины определяет показатели теплоотдачи топлива – чем она выше, тем большее количество тепловой энергии выделяется в процессе сгорания дров. При этом удельная теплотворность топлива зависит от характеристик древесины.

таблица характеристик древесины

Показатели теплоотдачи в таблице указываются для дров, сжигаемых в идеальных условиях:

  • минимальное содержание влаги в топливе;
  • горение проходит в закрытом объеме;
  • подача кислорода дозирована – поступает то количество, которое необходимо для полноценного сжигания.

Ориентироваться на табличные значения теплотворности имеет смысл только для сравнения различных видов дров между собой – в реальных условиях теплоотдача топлива будет заметно ниже.

Что такое горение

Горение является изотермическим явлением – то есть, реакцией с выделением тепла.

Процесс горения дров можно разделить на несколько этапов:

1. Разогрев . Участок древесины необходимо нагреть внешним источником огня до температуры воспламенения. При нагреве до 120-150 градусов дерево начинает обугливаться, при этом образуется уголь, способный к самовоспламенению. При нагреве до 250-350 градусов стартует процесс термического разложения на газообразные составляющие (пиролиз). Верхний, обуглившийся слой тлеет (горит без образования пламени), при этом выделяется дым белого или бурого цвета – смесь водяного пара с продуктами пиролиза.

2. Возгорание пиролизных газов . Дальнейший разогрев приводит к усилению термического разложения, и сконцентрировавшиеся пиролизные газы вспыхивают. После вспышки возгорание постепенно начинает охватывать всю зону разогрева. При этом образуется устойчивое пламя светло-желтого цвета.

3. Воспламенение . Дальнейший разогрев приводит к воспламенению дров. Температура воспламенения в естественных условиях колеблется в промежутке от 450 до 620 градусов. Древесина воспламеняется под влиянием внешнего источника тепловой энергии, который обеспечивает нагрев, необходимый для резкого ускорения термохимической реакции.

Воспламеняемость древесного топлива зависит от целого ряда факторов:

  • объемный вес, форма и сечение элемента из дерева ;
  • степень влажности древесины;
  • сила тяги;
  • расположение поджигаемого объекта относительно воздушного потока (вертикальное или горизонтальное);
  • плотность древесины (пористые материалы воспламеняются легче и быстрее плотных, к примеру, разжечь ольховые дрова проще, чем дубовые).
Читайте так же:
Селективность релейной защиты это

Для воспламенения требуется хорошая, но не избыточная тяга – необходим достаточный приток кислорода и минимальное рассеивание тепловой энергии горения – она нужна для прогрева соседних участков древесины.

4. Горение . При условиях, близких к оптимальным, первоначальная вспышка пиролизных газов не затухает, от возгорания процесс переходит в устойчивое горение с постепенным охватом всего объема топлива. Горение делится на две фазы – тление и пламенное горение.

Тление подразумевает сгорание угля – твердого продукта процесса пиролиза. Выделение горючих газов происходит медленно и они не воспламеняются по причине недостаточной концентрации. Газообразные вещества, охлаждаясь, конденсируются, образуя характерный белый дым. В процессе тления воздух проникает вглубь древесины, за счет чего расширяется площадь охвата. Пламенное горение обеспечивается за счет сгорания пиролизных газов, при этом горячие газы движутся наружу.

Горение поддерживается, пока имеются условия для огня – наличие несгоревшего топлива, поступление кислорода, сохранение требуемого уровня температуры.

5. Затухание . При несоблюдении одного из условий процесс горения прекращается и пламя гаснет.

Измерение температуры горения дров

Чтобы узнать, какова температура горения дров, используют специальный прибор под названием пирометр. Другие виды термометров непригодны для этой цели.

Встречаются рекомендации определять температуру сгорания древесного топлива по цвету пламени. Темно-красные языки огня указывают на низкотемпературное горение, белое пламя – на высокую температуру из-за усиленной тяги, при которой основная часть тепловой энергии уходит в дымоход. Оптимальный цвет пламени – желтый, именно так горит сухая береза.

У твердотопливных котлов и печей, а также у закрытых каминов, предусмотрена возможность корректировать поступление воздуха в топку, регулируя интенсивность процесса горения и теплоотдачу.

Самые жаропроизводительные дрова

Показатель теплотворности обозначает, сколько тепловой энергии выделяется в процессе сжигания дров. Но у твердого топлива есть и другая характеристика, знание которой может пригодиться на практике – жаропроизводительность. Это максимальный уровень температуры, который может достигаться в процессе сжигания дров, и зависит от свойств древесины.

Древесина с низкой плотностью горит светлым высоким пламенем и при этом выделяет относительно небольшое количество тепла, для дров из плотных пород дерева характерна повышенная жаропроизводительность при небольшом пламени.

ПородаЖаропроизводительность, % (100% — максимум)Температура, °C
Бук, ясень871044
Граб851020
Зимний дуб75900
Лиственница72865
Летний дуб70840
Береза68816
Пихта63756
Акация59708
Липа55660
Сосна52624
Осина51612
Ольха46552
Тополь39468

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:

  • для обогрева помещений и приготовления пищи используется почти вдвое больше свежесрубленных дров (это оборачивается ростом расходов на топливо и потребностью в частом обслуживании дымовой трубы и газоходов, в которых будет оседать большое количество сажи);
  • свежесрубленные дрова предварительно высушиваются (бревна пилятся, раскалываются на поленья, которые укладывают в штабель под навес – для естественной сушки до 20% влажности требуется 1-1,5 года);
  • закупаются сухие дрова (финансовые затраты компенсируются высокой теплоотдачей топлива).

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

Порода древесиныСоснаБерёзаЕльОсинаОльхаЯсень
Теплотворная способность свежесрубленного дерева (влажность около 50%), кВт м 3190023711667183519722550
Теплотворная способность полусухих дров (влажность 30%), кВт м 3207125791817199521482774
Теплотворная способность древесины, пролежавшей под навесом не менее 1 года (влажность 20%), кВт м 3216627161902211722442907

Влияние подачи воздуха

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. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Упрощенная формула идеального сгорания древесины такова:

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.

температура горения костра

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.

Заключение

Удельная теплота сгорания сухих березовых дров и ценовая доступность делает это топливо оптимальным выбором. Более жаропроизводительные породы древесины редко используются в качестве дров из-за высокой стоимости.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector