09.10.2020

Теория горения дров – Воспламенение и горение дров | Древесина как топливо | Отопительный модуль | Принципы конструирования бань

Содержание

15 принципов эффективного использования дров.

? LiveJournal
  • Find more
    • YOUR 2019 IN LJ
    • Communities
    • RSS Reader
  • Shop
  • YOUR 2019 IN LJ
  • Help
Login
  • Login
  • CREATE BLOG Join
  • English (en)
    • English (en)
    • Русский (ru)
    • Українська (uk)
    • Français (fr)
    • Português (pt)
    • español (es)
    • Deutsch (de)
    • Italiano (it)
    • Беларуская (be)

Горение древесины. Свойства древесины. Продукты горения древесины

С незапамятных времен люди сталкивались с горением древесины. И с тех пор используют дерево как основной вид топлива, который применяют для обогрева различных помещений и приготовления еды. Несмотря на разнообразие горючих веществ, древесина остается распространенным топливом и в XXI веке, из-за невысокой стоимости, доступности и простоты обращения. Для результативного и безопасного применения ее в печах и каминах необходимо владеть некоторыми сведениями о ее физических и химических особенностях.

Факторы, влияющие на температуру горения

Максимальная температура горения древесины зависит от породы и может быть достигнута при следующих условиях:

  • количество содержания влаги — не больше 20%;
  • для горения используется замкнутое пространство;
  • доступность кислорода в необходимом объеме.

Возможно сжигание и свежих дров, имеющих влажность от 40 до 60%, при этом:

  • сырые дрова воспламеняются только в хорошо растопленной печи;
  • теплоотдача понизится на 20–40%;
  • произойдет увеличение расхода дров, примерно в два раза;
  • на стенах печи и дымохода осядет сажа.
Колотые дрова

Результативность горения будет значительно снижена из-за необходимости повышенной температуры, идущей на испарение воды и сжигание смолы у хвойных пород. В идеальных условиях самая высокая температура горения у бука и ясеня, а самая низкая – у тополя. Бук, лиственница дуб и граб относятся к ценным породам древесины и в качестве топлива не используются. В бытовых условиях для горения древесины в печах используют березу и хвойные породы деревьев, считая, что они дают наибольшую температуру при горении.

Какие дрова горят жарче?

Как уже упоминалось, дрова являются одним из самых используемых видов топлива для обогрева домов, находящихся за пределами города. Учитывая, что все дрова горят при разной температуре, надо выбрать те, которые лучше. Главным условием для горения дров является наличие кислорода, а это в значительной степени зависит от конструкции печи. Кроме того, у каждой древесины свой химический состав и плотность. Чем плотнее дерево, тем больше от него теплоотдача. Особое значение для большей теплоотдачи древесины при горении? кроме плотности и наличия кислорода, имеет влажность дров.

Камин в доме

Сухие горят лучше и выделяют больше тепла, чем сырые дрова. Поэтому после распила их складывают в поленницы и просушивают под навесом в течение года. Каждый, кому доводилось топить печь дровами, замечал, что одни из них горят ярко, выделяя много тепла, а другие тлеют и мало нагревают печь. Все, оказывается, зависит от жаропроизводительности дров. По этому показателю самыми подходящими породами для горения в печах являются береза, сосна и осина.

Что выделяется при горении дерева?

При сгорании дерева образуется дым, состоящий их твердых частиц (сажи) и газообразных продуктов горения. В их состав входят вещества, находящиеся в древесине. Продукты, выделяющиеся при сгорании дерева, состоят из азота, углекислого газа, паров воды, сернистого газа и окиси углерода, которая способна гореть дальше.

Поленница дров

Подсчитано, что каждый килограмм древесины выделяет при сгорании примерно 800 г газообразных продуктов и 200 г угля. Состав продуктов горения древесины зависит и от условий, при которых происходит этот процесс. Он может быть:

  • Неполный – происходит при недостаточном доступе кислорода. В результате горения выделяются вещества, которые способны вновь гореть. К ним относится: сажа, окись углерода и разные углеводороды.
  • Полный – возникает при достаточном доступе кислорода. В результате горения образуются продукты – углекислый и сернистый газ, водяной пар, — которые не способны больше гореть.

Описание процесса горения

В процессе горения древесины отмечается несколько этапов:

  • Разогрев – происходит при температуре не менее 150 градусов по Цельсию и в присутствии наружного источника огня.
  • Воспламенение – необходимая температура от 450 до 620 градусов по Цельсию в зависимости от влажности и плотности древесины, а также от формы и количества дров.
  • Горение – состоит из двух фаз: пламенной и тления. Некоторое время оба вида протекают одновременно. После прекращения образования газов горит (тлеет) только уголь.
  • Затухание – возникает при прекращении подачи кислорода или когда заканчивается топливо.
Спичка в руке

Плотная древесина горит медленнее, чем менее плотная вследствие того, что имеет большую теплопроводность. При горении сырых дров много тепла затрачивается на испарение влаги, поэтому они горят медленнее сухих дров. Горение древесины — это физическое или химическое явление? Этот вопрос имеет практическое значение, и от правильной его интерпретации будут зависеть условия максимальной теплоотдачи и длительности горения. С одной стороны, это химическое явление: при горении дров происходит химическая реакция и образуются новые вещества – оксиды, выделяется тепло и свет. С другой, – физическое: во время процесса происходит увеличение кинетической энергии молекул. В итоге получается, что процесс горения древесины – это сложное физико-химическое явление. Знакомство с ним поможет правильно подобрать породы древесины, чтобы обеспечить себя длительным и устойчивым источником тепла.

Особенности дыма, возникающего при горении костра

При подбрасывании дров в костер происходит усиленный выброс дыма и окиси углерода – угарного газа. Причем дым появляется различных цветов:

  • Белый – это аэрозоль, состоящая из мелких капелек воды и паров дегтя, выходит из холодной древесины. Дым имеет специфический запах копоти. По мере нагрева полена он испаряется, вспыхивает пламенем и пропадает.
  • Серый – исходит из раскаленных, но не горящих поленьев и головешек. Он образуется при высокой температуре из кипящих масел и смол и конденсируется в туман. Частицы его значительно мельче, чем у белого дыма, а сам он легче и суше его.
  • Черный – обгоревший деготь, называемый сажей. Он образуется во время разложения углеводородов в пламени при недостаточном окислении.
Горят дрова

Дым от костра надолго задерживается в организме и содержит большое количество вредных веществ. Об этом необходимо помнить всем, кто любит сидеть у костра.

Свойства древесины

Различные породы деревьев обладают следующими физическими свойствами:

  • Цвет – на него влияют климат и порода дерева.
  • Блеск – зависит от того, как развиты сердцевидные лучи.
  • Текстура – связана со строением древесины.
  • Влажность – отношение удаленной влаги к массе древесины в сухом состоянии.
  • Усушка и разбухание – первая получается в результате испарения гигроскопической влаги, разбухание – поглощение воды и увеличение в объеме.
  • Плотность – примерно одинакова у всех древесных пород.
  • Теплопроводность – способность проводить тепло через толщу поверхности, зависит от плотности.
  • Звукопроводность – характеризуется скоростью распространения звука, зависит от расположения волокон.
  • Электропроводность – сопротивляемость прохождению электрического тока. На нее влияет порода, температура, влажность, направление волокон.
Бревна на улице

Перед использованием деревянного сырья для определенных целей прежде всего знакомятся со свойствами древесины, а только потом оно идет в производство.

Достоинства и недостатки древесины

Древесине присущи следующие достоинства:

  • отличная обрабатываемость;
  • легкая гвоздимость;
  • хорошо окрашивается, полируется, лакируется;
  • обладает способностью поглощать звуки;
  • стойкость к воздействию кислот;
  • высокая способность к изгибу.

К недостаткам древесины относят:

  • изменение формы и размеров в связи с усушкой и разбуханием;
  • низкое сопротивление раскалыванию;
  • гниение;
  • порча насекомыми;
  • загорание при несоблюдении правил безопасности.
Листы фанеры

Использование древесины в разных отраслях народного хозяйства

Древесина находит широкое применение в следующих отраслях:

  • фанерная – шпон, фанера;
  • деревообрабатывающая – плиты древесные, спички, изделия столярные, мебель;
  • лесозаготовительная – сырье, используемое в лесохимической промышленности, продукция ширпотреба, дрова всех видов;
  • лесопильная – различные пиломатериалы;
  • лесохимическая – деготь, уголь древесный, кислота уксусная;
  • целлюлозно-бумажная – бумага, картон, целлюлоза;
  • гидролизная – дрожжи кормовые, спирт этиловый.

Заключение

Древесина – один из самых распространенных материалов в мире. Ее веками используют в строительстве, изготовлении мебели и для отопления жилых помещений. Конструкциями из дерева пользуются в каждой семье. Древесина все чаще используется в различных отраслях промышленности. Основными преимуществами этого материала является экологическая чистота, высокая прочность, легкая обрабатываемость, возможность использовать отходы для топлива и других целей.

Воспламенение и горение дров | Древесина как топливо | Отопительный модуль | Принципы конструирования бань

Для простейшего качественного анализа возьмём деревянную дощечку и положим её плашмя на тлеющие угли очага (рис. 95). Ясно, что доска должна нагреваться снизу, а значит и дрова в кострах и в печах вспыхивают и горят снизу. Поминутно перевёртывая дощечку для осмотра нагревающейся стороной вверх, можно заметить, что сначала обугливаются и начинают тлеть заусеницы (ворсинки) на поверхности доски 3. Поэтому для облегчения загорания дров, перед растопкой на поленьях иногда делают топором крупные насечки (заусенцы, заструги). И наоборот, для предотвращения преждевременного воспламенения, доски обжигают паяльной лампой (газовой горелкой, факелом, лучиной) для удаления ворсистости поверхности древесины, например, на потолке курной бани.

Рис. 95. Воспламенение и горение деревянной дощечки, закладываемой на угли (пламя) в печи: 1 — деревянная дощечка (вид с торца), 2 — угли (пламя) в печи, 3 — заусеница, воспламеняющаяся в первую очередь, 4 — пористый газопроницаемый обугливающийся слой, 5 — газообразные горючие продукты пиролиза (летучие), сгорающие в обугливающемся слое в режиме тления, 6 — распределение температуры при тлеющем горении, 7 — летучие, сгорающие вне древесины в форме пламени, 8 — распределение температуры при пламенном горении, 9 — пламя (факел), охватывающее нижнюю пласть (сторону) доски и вырывающееся вверх за кромкой доски, 10 — годичные слои древесины (иллюстративно).

Конечно, воспламенившиеся заусенцы в виде микроугольков могут поджечь дощечку лишь в том случае, если она уже вся в своей массе предварительно нагрета до температуры воспламенения. Наша же дощечка в эксперименте пока холодная, так что воспламенившиеся заусеницы пока не могут воспламенить массив дощечки.

Продолжая нагревать дощечку на раскалённых углях, мы замечаем, что поверхность нижней пласти (широкой стороны) дощечки начинает постепенно буреть, а затем и чернеть (обугливаться). Однако, при перевёртывании доски ни тления, ни устойчивого пламени на её горячей стороне пока нет. Лишь местами видны ленивые голубые прозрачные всполохи (см. поз. 9 на рис. 94), похожие на горение метана в кухонной плите или спирта в медицинской спиртовке. Это указывает на то, что из доски начинают выделяться горючие газы, причём, видимо, простейшие вещества (типа спиртов, альдегидов, кетонов, окиси углерода и т. п.) в незначительном количестве и в виде смеси с воздухом. Все эти соединения имеют высокую подвижность в порах древесины (особенно в продольном направлении) ввиду высоких коэффициентов диффузии в воздухе Dт=Dₒ(Т/273)n, где Т — температура в градусах Кельвина (П.А. Долин, Справочник по технике безопасности, М.: Энергоатомиздат, 1984 г.):

Вещество, продукт Dₒ, см²/сек n
Водород 0,660 1,70
Формальдегид 0,146 1,81
Метиловый спирт 0,129 2,08
Вода 0,216 1,80
Окись углерода 0,149 1,72
Двуокись углерода 0,138 1,80
Метан 0,196 1,76
Бензол, фенол 0,077 1,86
Нафталин 0,062 1,89
Бензин 0,061 2
Керосин 0,046 2
Уайт-спирит 0,050 2
Масла автотракторные 0,035 2

При дальнейшем прогреве дощечки обугливающийся слой на нижней пласти (на широкой стороне) начинает тлеть (то есть гореть без пламени). При этом из дощечки (причём преимущественно с торцов) начинает выделяться белый (бурый) дым. Это конденсат (роса, туман) жижки, выходящей из пор древесины в виде газа (паров) сначала диффузионно, а затем и под напором (струями). Наконец, на границе с кромкой (узкой стороной) белый дым воспламеняется, возникает светло-жёлтое пламя, впоследствие охватывающее всю нижнюю пласть. Это означает, что доска воспламенилась, и если её извлечь из очага, она может гореть на воздухе самостоятельно.

Горение может попеременно переходить то в тлеющий режим, то в пламенный (факельный, огневой). Оба режима тесно связаны между собой общей природой, но отличаются химизмом и кинетикой. В режиме тления главным (ведущим) процессом является горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). В режиме пламенного горения ведущим является горение газообразных продуктов пиролиза. В режиме тления газообразные продукты выделяются медленно (столь же медленно, как горит обугленный слой древесины), не могут воспламеняться из-за малой концентрации паров и при охлаждении конденсируются, давая обильный белый дым.

Таким образом, горение древесины обычно начинается с тления — воспламенения углей обугленного слоя (а не воспламенения горючих газов). При увеличении толщины первичного обугленного слоя до 1-3 мм и повышении температуры обугленного слоя (до 300-350°С для берёзы и 350-400°С для сосны) поверхность углей самовоспламеняется в воздухе. Это означает, что угли на поверхности вступили в реакцию окисления С+О₂ ® СО₂ с выделением энергии и нагревом поверхности углей до 1000-1200°С, в результате чего поверхность начинает светиться и «истлевать» (разрушаться). При этом возникает повышенный тепловой поток внутрь древесины (за счёт теплопроводности от горячей поверхности). За счёт разогрева начинается пиролиз глубинных слоев древесины. Газообразные продукты пиролиза (так называемые летучие) либо сгорают в обугленном слое, либо выходят через холодные части поверхности древесины в виде белого дыма.

Скорость сгорания углей в режиме тления ограничивается скоростью диффузии молекул кислорода в воздухе к поверхности обугленного слоя и внутрь него (навстречу диффундирующим от поверхности молекулам углекислого газа), то есть механизм окисления в режиме тления является диффузионным (по аналогии с процессами испарения).

Если тлеющую поверхность обдуть потоком воздуха, то она начнёт разгораться. Тлеющая поверхность получает всё большее (может быть даже чрезмерное) количество кислорода. Скорость потребления кислорода теперь уже ограничивается скоростью самой реакции окисления (кинетикой реакции). Поэтому режим разгорания называется кинетическим. Скорость реакции окисления очень быстро (экспоненциально) растёт с температурой, так что по мере разогрева поверхности растёт темп нагрева, и реакция идёт в разгон. Скорость выхода газообразных продуктов пиролиза становится столь большой, что они уже не успевают сгореть ни внутри, ни на поверхности обугленного слоя, выходят наружу и сгорают в виде пламени (факела). Поверхность обугленного слоя целиком оказывается в атмосфере газов пиролиза, которые сплошным потоком продувают обугленную поверхность, оттесняя с поверхности углей воздух. Поскольку продукты пиролиза не содержат свободного кислорода, обугленный слой перестаёт окисляться. Тем не менее, поверхность обугленного слоя остаётся раскалённой, но теперь уже не за счёт горения углей, а за счёт нагрева от пламени.

Толщина обугленного слоя постепенно увеличивается вплоть до полного преобразования полена в куски древесного угля (в угли). При этом выход газообразных продуктов пиролиза прекращается. Раскалённая поверхность древесного угля оказывается в атмосфере воздуха и начинает гореть самостоятельно, без пламени. Этот режим интенсивного горения углей внешне похож на тление, но в древнем быту назывался «жаром» в отличие от тления, которое поддерживает огонь как бы подспудно, в скрытом виде («тлеют как под пеплом головешки»). Пламенное горение называли пылом. Горение полностью обугленного полена (крупного куска углей) происходит в диффузионном режиме, точно так же, как и в случае тления древесины. Поэтому, если подуть на горящие угли воздухом, то они начинают светиться ярче, но в отличие от тления древесины пламя, естественно, не возникает, поскольку газообразным горючим продуктам взяться уже не из чего.

Возвращаясь к углям (к обугленному слою) на повехности тлеющей древесины, поясним, что обдув тлеющей древесины может перевести тление в пламенное горение, а может и потушить тлеющую древесину. Дело в том, что поток воздуха не только увеличивает подачу кислорода к тлеющим углям, но захолаживает сами угли за счёт конвективной составляющей теплообмена. Поэтому для надёжного перевода режима тления в режим пламенного горения необходимо плавно повышать скорость воздушного потока («раздувать» тлеющую древесину) так, чтобы температура поверхности углей непрерывно повышалась. Собственно, абсолютно такая же ситуация возникает и при «раздуве» дров, горящих пламенным горением. В любом случае при достижении кинетического режима дальнейшее увеличение концентрации кислорода уже не способно ускорить реакцию окисления: необходимо повышение температуры углей. Отметим попутно, что все эти соображения объясняют и факт перехода пламенного горения в тлеющее при снижении парциального давления кислорода в топке.

Смены режимов горения дров, казалось бы, осуществляются легко. Например, в печи открыли воздухозаборные отверстия топливника — появилось пламя, прикрыли —пламя увяло, дрова стали тлеть. На самом деле ситуация более сложная. Изменение скорости подачи кислорода — это лишь одна сторона процесса, обуславливающая изменение скорости тепловыделения и, как следствие, изменение скорости пиролиза. Но скорость пиролиза (действительно являющуюся основным отличием между тлением и пламенным горением) можно регулировать не только изменением тепловыделения, но и изменением теплопотерь. Например, лежит полено и тлеет. Можно подуть в зону тления, количество кислорода у раскалённой обугленной поверхности увеличится, скорость окисления возрастёт, и бревно загорится пламенем. Но можно положить рядом с тлеющим поленом ещё одно тлеющее полено так, чтобы тепловое излучение тлеющей поверхности одного полена грело тлеющую поверхность другого полена. В таком случае теплопотери на излучение уменьшаются, температуры обугливающихся слоев обоих поленьев возрастают, и между тлеющими поленьями возникает пламя. Подобный приём используется повсеместно и называется костром (рис. 96). Выход летучих облегчается в крупных щелях поленьев и особенно брёвен при пожарах: языки пламени рвутся в первую очередь из щелей. Подогревать тлеющую поверхность можно и внешним инфраскасным источником («отражательные» панели в пламенных печах), и пламенем другого полена или другого участка полена, что в принципе и обуславливает распространение огня по дровам. Так, вертикально расположенная спичка (полено) схватывается огнём лучше, если первичное пламя расположено снизу. Вместе с тем, в режиме увядания тления (при прекращении подачи воздуха или при охлаждении) именно щели и промежутки между поленьями становятся источниками дымления, поскольку в них дольше всего сохраняется высокая температура и высокая скорость пиролиза, хотя кислорода для сгорания горючих газов именно в них в первую очередь уже не хватает. Поэтому дольше всего дымят при тлении глубоко «изъеденные» расщелины (трещины) в обугленном слое древесины (обычно расположенные поперёк полена), причём дымление происходит белым дымом и чёрным (чадом) одновременно. Особенно долго дымят так называемые «головешки» — витиеватые сучки древесины.

Рис. 96. Костры: а — колотые поленья уложены шатром (двускатным или конусным), поджигаемые снизу лучинами; б — три бревна на общей подкладке со сближенными концами, поджигаемые вспомогательным костром или керосином, горят до 6-8 часов; в — три бревна диаметром 25-30 см, глубоко насечённые топором, уложенные отёсаными сторонами друг к другу с прокладкой из щепы и стружек от тёса, разжигаемой по всей длине брёвен, горят 9-10 часов.

Переход от интенсивного пламенного горения к тлению часто происходит отнюдь не просто: при сокращении скорости подачи воздуха в печь, пламя вовсе не увядает, переходя в тление, а наоборот, сначала неожиданно удлинняется, языки пламени «растут», охватывая весь топливник и «залезая» даже в дымоход. Пламя начинает «реветь», возникает обманчивое ощущение огромной мощности пламени. Печь «трясётся от огня», но стенки печи при этом вовсе не разогреваются, а остывают, поскольку мощность тепловыделения всё-таки определяется скоростью подачи воздуха. Причина явления в том, что массивные долго остывающие поленья продолжают выделять горючие газы, но те из-за нехватки кислорода не могут быстро сгореть, «мечутся» по топливнику в те стороны, куда ещё проникает (или сохраняется) кислород (за счёт воспламенений случайно образующихся горючих смесей).

При наблюдениях за работой печей часто возникает вопрос, почему цвет пламени не столь уж сильно зависит от количества подаваемого воздуха. Казалось бы, сажистые частицы должны были бы гореть (светиться) при полностью открытых заслонках печи значительно ярче, вплоть до белого цвета (впрочем, также и угли). Ну, во-первых, чем меньше размер горящей в воздухе частицы, тем меньше её температура может отличаться от температуры воздуха. Это закон природы, следующий из уравнения теплопроводности для частицы, горящей в воздухе. Поэтому горящие сажистые частицы, имея размеры 1 мкм и меньше, всегда имеют точно такую же температуру, как и окружающий их газ. Если мелкие частицы, не успев сгореть в пламени, попадают в холодный воздух, то тотчас охлаждаются, поликонденсируются и превращаются в чёрный дым (или сизый дымок). А вот крупные частицы могут сильно отличаться по температуре от окружающей газовой среды, могут ярко и долго гореть даже в очень холодном воздухе в виде известных «горящих искр» от костра. По той же причине крупные капли душа медленно остывают в воздухе, мелкие же капли тонкораспылённого душа тотчас остывают, нагревая воздух.

Во-вторых, пламя над древесиной (так же как над парафиновой свечей) образуется в месте контакта объёма горючего газа с окружающим воздухом (в оболочке языков пламени). В зону (плёнку, слой) горения с одной стороны непрерывно диффундируют молекулы горючего газа, с другой стороны — молекулы кислорода; продукты горения (молекулы воды и двуокиси углерода) столь же непрерывно удаляются диффузией навстречу кислороду и горючему газу (А.Г. Гейдон, Спектроскопия и теория горения, М.: ИЛ, 1950 г.; А.Г. Гейдон, Х.Г. Вольфгард, Пламя, его структура, излучение и температура, М.: Металлургиздат, 1959 г.; P.M. Фристром, A.A. Вестенберг, Структура пламени, М.: Металлургия, 1969 г.). Не углубляясь в теорию диффузионного горения, напомним, что пламя при этом может потреблять лишь ограниченное количество кислорода, лимитируемое не кинетикой химреакции, а скоростью диффузии кислорода (определяющейся парциальным давлением кислорода в воздухе, а также температурой и давлением воздуха в топливнике). Если при изменении расхода воздуха через печь эти параметры изменяются, то только тогда изменяется и температура пламени (то есть скорость реакции и температура газа в зоне горения), а значит, и цвет излучения сажистых частиц, имеющих ту же температуру, что и газ.

Если факт появления сажистых частиц обусловлен плохим смешением, то цвет их свечения и степень дымления особенно сильно изменяются при нехватке кислорода. Действительно, стехиометрический режим характерен именно тем, что в результате горения в топке потребляется абсолютно весь кислород. Но это же значит, что на заключительных стадиях горения и диффундировать в зону горения практически нечему. Это ведёт к росту времён сгорания (с удлиннением пламен и появлением дымления) и к «разбуханию» (диффузионному) языков пламени. Поэтому, когда мы погружаем в пламя парафиновой свечи металлическую чайную ложку, то снижение температуры пламени и появление дымления обусловлено не только прямым контактным охлаждением, но и ограничением поступления кислорода в пламя.

В заключение отметим, что понятия температур воспламенения и самовоспламенения древесины весьма неопределены и даже более условны, чем в случае жидкостей, поскольку при воспламенении древесины мы имеем дело со взаимодействием воздуха сразу с тремя фазами: твёрдой, жидкой и газообразной. Наиболее простой случай для анализа явлений воспламенений — смесь горючего газа с воздухом. Для каждого горючего газа имеется вполне определённая область концентрации газа в воздухе, когда смесь может воспламениться. Эта область концентрации называется концентрационными пределами распространения пламени (КПР по ГОСТ 12.1.044-89) или, как говорили раньше, концентрационными пределами воспламенения (КПВ). Если концентрация (содержание) горючего газа в смеси ниже нижнего концентрационного предела воспламенения (взрываемости) НКПВ, то смесь не может воспламениться (с выделением пламени и с существенным повышением температуры). В концентрационных пределах воспламенения смесь самопроизвольно вспыхивает при определённой температуре самовоспламенения (как в дизеле). Температуры воспламенения (то есть такой температуры, при которой смесь можно зажечь внешним поджигающим устройством) как таковой нет (вернее, она очень низкая) — достаточно нагреть внешним высокотемпературным источником некую минимальную зону смеси до температуры самовоспламенения. Для ориентировки укажем, что НКПВ для нафталина составляет 0,44% об., для бензола 1,43% об., для водорода 4,09% об., окиси углерода 12,5% об., генераторного газа (синтез-газа) 20,0% об., скипидара 0,73% об. Температуры самовоспламенения могут быть весьма низкими: наинизшие значения у кислородосодержащих углеводородов — эфиров 160-200°С, спиртов 200-300°С, скипидара 300°С. Ясно, что основной преградой к воспламенению горючих газов пиролиза древесины (с появлением пламени) является их низкая концентрация в воздухе над древесиной. Причём воспламеняются в первую очередь сложные соединения, но отнюдь не водород и окись углерода.

У горючих жидкостей в соответствии с ГОСТ 12.1.004-76 различают температуру вспышки (при которой над поверхностью жидкости достигается НКПВ паров и возможна кратковременная вспышка от внешнего источника зажигания, но поддержание горения оказывается в дальнейшем невозможным из-за малой скорости поступления паров из жидкости в воздух), температуру воспламенения (при которой пары воспламеняются от внешнего источника и продолжают гореть) и температуру самовоспламенения (при которой пары воспламеняются и горят самостоятельно без внешнего источника воспламенения). Температуры вспышки очень низки и составляют Твсп=0,736Ткип (эмпирическая формула Орманди-Грэвена), где Твсп и Ткип — температуры вспышки и кипения жидкости в градусах Кельвина Т=273+1, где I в градусах Цельсия. Так, температура вспышки скипидара всего 34°С, но никаких вспышек паров над тёплой древесиной от внешнего источника (например, спички) никогда не наблюдалось. Это означает, что скипидар в древесине находится в соединениях, разрушающихся лишь при пиролизе.

У горючей же древесины обычно различают температуру воспламенения летучих (газообразных продуктов пиролиза) и температуру самовоспламенения обугленного слоя (твёрдых продуктов пиролиза). Температура самовоспламенения летучих интереса не представляет, так как температура самовоспламенения угля обычно ниже температуры самовоспламенения летучих. Считается, что температура воспламенения летучих (газообразных продуктов пиролиза) составляет 270-300°С в том смысле, что при нагреве древесины до такой температуры можно добиться по крайней мере кратковременной вспышки газообразных продуктов пиролиза от внешнего источника зажигания. Температура самовоспламенения обугленного слоя (и фактически древесины, поскольку древесина при температурах самовоспламенения уже имеет обугленный слой), более информативна, поскольку определяет пожарную опасность древесины как конструкционного материала и лёгкость зажигания древесины как топлива. Считается, что древесный уголь древесины разных пород самовоспламеняется на воздухе при 300-470°С, однако при очень длительном нагреве древесины в связи с возможностью образования ультрамелкой сажи на поверхности древесины (пирофорного угля) может наблюдаться самовоспламенение уже при 140°С. Так или иначе, финские специалисты полагают, что деревянные потолки в саунах в принципе способны самовоспламеняться при 140°С (при поддержании сухой сауны в квартире в разогретом виде, может быть, и годами). Поэтому на электрокаменках рекомендуется устанавливать термовыключатели, срабатывающие при температурах потолка 140°С. Что касается пожарников, то они в нашей стране полагают, что температуры самовоспламенения древесины превышают 320°С, в связи с чем максимальная температура внешних поверхностей металлических печей по НПБ 252-98 установлена 320°С (в помещениях с временным пребыванием людей).

Источник: Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Особенности сжигания дров в печи | Справочник

Теория топочных процессов включает вопросы газодинамики струй и течений, кинетики химических реакций горения, теплообмена с поверхностями топки и каналов (Г.Ф. Кнорре, Топочные процессы, М.; Л.: Госэнергоиздат, 1959 г.; М.А. Глинков, Основы общей теории печей, М.: Металлургиздат, 1962 г.). Многочисленность факторов делает оптимизацию топок весьма сложной задачей даже для специалистов.

Настоящая книга не ставит задач по анализу и систематизации тех миллиардов различных конкретных конструкций печных устройств, которые были разработаны человечеством в ходе эволюции, тем более, что толковому печнику психологически и технически проще придумать сотню новых конструкций, чем довести одну единственную (А.И. Рязанкин, Секреты печного мастерства, М.: Народное творчество , 2004 г.). Мы остановимся только на одном, но самом главном, с нашей точки зрения, моменте: взаимосвязи процесса горения каждого индивидуального полена с процессами работы всей печи в целом.

Дело в том, что дрова это не газ и не мазут, не угольная пыль и не древесные опилки, которые можно непрерывно подавать в топку с фиксированным расходом, сжигать их постоянным факелом и тем самым поддерживать стабильность температурных условий в зоне горения. Дрова (как и уголь) подают в топку дискретными порциями-поленьями (кусками), и каждая порция сгорает сначала с выделением газообразных продуктов пиролиза (так называемых «летучих», образующих при горении пламя), а затем остаток сгорает в виде угля (кокса) без пламени с образованием твёрдых нелетучих остатков — золы (шлака). Поленья разного размера (разного поперечного сечения) горят по-разному. Тонкие поленья (спички, щепа, лучина) могут гореть самостоятельно в одиночку в холодной топке, и поэтому используются как растопка. Но крупное полено-бревно в одиночку самостоятельно без внешнего подогрева не сгорит. Например, сухой вертикальный телеграфный столб, зажжённый снизу керосином, может весь обгореть, затем весь истлеть (как в Булерьяне). но пламенем (как спичка) сгореть не может. Причина в том, что тепловыделение от пламени растёт пропорционально «диаметру» полена, а затраты на прогрев полена растут пропорционально квадрату «диаметра» полена (то есть значительно быстрее). Толстые поленья могут гореть пламенем только в костре (в закладке). Порции дров могут постепенно накладываются друг на друга, формируя установившийся режим горения. Но чаще всего используется одна-единственная порция (закладка).

В дачном быту мало кто всерьёз задаётся вопросом, как лучше закладывать в печь дрова — как ни забрось, всё равно сгорят и дадут тепло. Это раньше в подовых русских печах и особенно в открытых очагах курных изб и бань как-то старались управлять горением дров выбором породы, подбором размеров и изменением их укладки. Поэтому напомним, что дрова в топливнике (как и в костре) могут гореть верхним горением (сверху), нижним горением (снизу) и боковым (или передним).

Рис. 103. Типы печей: а — печь с верхним горением дров; б — печь с нижним горением дров; в — печь с нижним горением, поджигаемая с помощью вспомогательной топки; г — печь с передним (боковым) горением. 1 — способы загрузки дров (белые стрелки), 2 — бункер с клапаном-мигалкой для подачи дров, 3 — люк с дверкой для подачи дров, 4 — люк с крышкой для подачи дров, 5 — полено, 6 — угли, 7 — зольник (поддувало), 8 — направление движения воздуха из поддувального отверстия в решётку, 9 — дверка зольника с поддувальным отверстием, 10 — дверка топки для загрузки дров и ворошения дров и углей (шуровка), 11 — дверка комбинированная, 12 — дверка вспомогательной топки для загрузки и розжига растопки, 13 — вспомогательная топка для начального разведения огня, 14 — клапан для вывода дымовых газов из вспомогательной топки, 15 — огнеупорное дно (под), 16 — горизонтальный металлический лист, образующий дымооборот и камеру для закладки дров для переднего горения, 17 — воздухоподающие отверстия для первичного воздуха, 18 — воздухоподающие отверстия для вторичного воздуха, 19 — дымоход, 20 — лучистый поток, 21 — вторичный воздух, 22 — отверстие в дверке для вторичного воздуха, 23 — канал из зольника в верхнюю часть топки для подачи вторичного воздуха, 24 — решётка, 25 — поток воздуха через оголённый участок решётки (вторичный воздух), 26 — внутренняя решётчатая дверца топливника для удержания дров, 27 — люк в комбинированной дверке для подачи воздуха в поддувало и решётчатую дверцу.

При верхнем горении (рис. 103,а) поленья забрасываются поодиночке на слой горящих углей 6 через загрузочный люк (с клапаном 2 или с дверцей 3). Одиночные поленья 5 не загораживают основную массу раскалённых углей, поэтому этот режим характеризуется мощными лучистыми потоками 20 от углей к стенкам. Такой режим очень хорош для печей всех типов, кроме кирпичных без огнеупорной кладки топливника (поскольку роль дымооборотов в этом режиме сведена к минимуму, и нагревается в основном топливник). Если воздух подаётся снизу через решётку из зольника, то весь кислород потребляется нижним горящим слоем углей. Полено 5 нагревается фактически в инертной среде, и выходящие из полена летучие претерпевают пиролиз с образованием чёрного дыма и горючих газов. Поэтому стандартная система подачи воздуха через поддувало (зольник) и решётку вовсе не является самодостаточной: необходим подвод дополнительного (так называемого «вторичного») воздуха 21 в пространство над дровами, например, через отверстие в дверке топки 10 или через специальный канал из зольника 23.

В случае нижнего горения (рис. 103,б) угли и пламя буквально завалены холодными поленьями, которые прогреваясь, дымят белым (бурым) дымом (продуктами пиролиза). Вторичный воздух 23 белого дыма не устраняет. Белое дымление ослабевает по мере того, как пламя охватывает всю закладку дров, и постепенно заменяется чёрным дымлением. Официальная процедура организации нижнего горения предусматривает розжиг растопки (лучины) на решётке, после чего через люк 3 набрасываются поленья 1 на две трети высоты топки, чтобы оставить треть высоты топки якобы для пламени. Ясно, что если пламя находится в нижней части кучи дров, то температура топливника, а тем более дымовой трубы, растёт медленно, в то время как поленья разогреваются быстро и одно за другим начинают вспыхивать. Но если температура дымовой трубы вначале мала (рис. 104а), то и расход воздуха через трубу Gтр (а значит и через топливник) также мал, поскольку тяга создаётся за счёт высокой температуры трубы. А быстрое распространение огня вверх по закладке дров означает, что потребное количество воздуха для горения дров Gд быстро растёт (рис. 104,б). В результате коэффициент избытка воздуха α = Gтр / Gд в начальных этапах топки мал (рис. 104,б), а это свидетельствует о недогаре летучих, иными словами, о дымлении. В конце топки труба уже прогрелась, а угли, оставшиеся от кучи дров, начинают догорать и требуют всё меньше воздуха. Это значит, что коэффициент избытка воздуха в конце топки намного больше единицы и дымление отсутствует.

Рис. 104. Качественный ход последовательных изменений параметров печи с нижним горением: а — при прогреве холодной дымовой трубы в ходе топки, б — при предварительно прогретой дымовой трубе, Ттоп — температура топки (топливника, камеры сгорания), Ттр — температура дымовой трубы, Gд — потребный поток воздуха (как окислителя) для полного сгорания дров, Gтр — поток воздуха, создаваемый дымовой трубой, α = Gтр/Gд — коэффициент избытка воздуха.

Задача оптимизации печей заключается в стремлении к стехиометрическому режиму горения α =1 хотя бы на период наиболее интенсивного горения дров. Это может быть достигнуто применением низкотеплоёмких быстропрогреваемых (утеплённых) дымовых труб или предварительно прогреваемых (например, зимой за счёт тепла помещения). Определённой оптимизации можно добиться разумным регулированием подачи воздуха в процессе прогорания дров. Но в том-то и дело, что режим нижнего горения нравится населению именно тем, что ничего не надо регулировать — загрузил дрова и всё. Оптимально ли горение или нет, хватает ли воздуха или нет, есть ли дымление или нет — это рядового дачника не волнует, он даже порой в печь лишний раз не заглянет.

Режим нижнего горения рекомендуется для единичных разовых протопок многими организациями: и всеми финскими банными фирмами, и разработчиками бытовых отопительных печей шахтного типа (рис. 103,в), и даже разработчиками государственного стандарта ГОСТ 9817-95. Во многом эта опрометчивость объясняется ложными убеждениями в том, что современные печи немыслимы, якобы, без колосниковых решёток, что только колосниковые решётки дают возможность поднять коэффициент полезного действия до 70%, в то время как подовые печи имеют коэффициент полезного действия не более 35% (А.Н. Сканави, Л.М. Махов, Отопление, М.: АСВ, 2002 г.). А колосниковые решётки как раз и рождают, к сожалению, радужные настроения в пользу нижнего горения толстых слоев топлива.

Рис. 105. Зависимость расчётной температуры продуктов сгорания древесины (дымовых газов) от влажности дров при различных коэффициентах избытка воздуха, указанных цифрами у кривых.

На самом деле коэффициент полезного действия даже русских подовых печей может превышать 70% (Л.А. Семёнов, Журнал «Отопление и вентиляция», № 6, 12, 1941 г.), несмотря на невозможность строгого регулирования подачи воздуха заслонкой жерла. Причина пониженного коэффициента полезного действия во многих русских печах кроется вовсе не в отсутствии колосниковой решётки, а в неминуемо высоких коэффициентах избытка воздуха в условиях горения дров в печи при открытом жерле (проёме) печи, а также в отсутствии дымооборотов. Действительно, теоретическая температура продуктов сгорания дров очень сильно зависит от коэффициента избытка воздуха, причём значительно сильней, чем от влажности древесины (рис. 105). Так, если 1 кг абсолютно сухих дров (с относительной влажностью равной нулю) сжечь строго с 4,61 м³ (5,96 кг) воздуха, то температура всей совокупности дымовых газов превысит 2000°С. Величина 4,61 м³/кг называется стехиометрическим коэффициентом для абсолютно сухой древесины по отношению к воздуху и соответствует количеству воздуха, необходимому для полного сгорания дров, то есть тому количеству воздуха, при котором в процессе горения окисляются все компоненты древесины. Если взять большее количество воздуха, то избытку воздуха (сверх 4,61 м³/кг) уже не достанется дров. Никак не будет реагировать (химически) избыток воздуха и с продуктами сгорания, просто разбавит их и тем самым снизит их температуру. Например, если взять воздуха в три раза больше, чем минимально необходимо (то есть 13,83 м³/кг), то температура продуктов сгорания составит уже не 2000°С, а всего лишь 900°С.

Если взглянуть на пламя дров, которое постоянно мечется из стороны в сторону, то становится ясным, что вполне возможна ситуация, когда в одной зоне горения временно содержится намного меньше воздуха, чем нужно для полного сгорания летучих, а в другой — временно намного больше. Надёжное сгорание в этих условиях мыслимо лишь при существенном избытке воздуха (чтобы везде воздуха хватало), но при этом температура продуктов сгорания оказывается неминуемо ниже стехиометрического уровня 2000°С. Поэтому стремление повысить температуру продуктов сгорания приходит в противоречие со стремлением снизить дымность продуктов сгорания (и повысить КПД). Дымление паровозов и пароходов показывает, что топки их котлов специально работают при недостатке воздуха. Лишь для обеспечения скрытности боевые паровые суда применяли режим повышенного расхода воздуха, который дожигает летучие, но снижает температуру продуктов сгорания и мощность паровой установки. Также и в ракетных двигателях (например, ракет-носителей космической техники) коэффициент избытка окислителя выбирается меньшим единицы. Напомним, что двукратное снижение коэффициента избытка воздуха с 1,0 до 0,5 приведёт примерно к такому же снижению температуры продуктов сгорания, как повышение коэффициента избытка воздуха с 1,0 до 1,2. То есть нехватка воздуха не столь уж сильно сказывается на температуре продуктов сгорания, но сильно повышает дымность дымовых газов (и загрязнение дымоходов).

Конечно, снижение температуры продуктов сгорания за счёт повышения расхода воздуха не снижает общего теплосодержания продуктов сгорания: газы становятся холодней, но объём газов увеличивается. Если бы печь располагала очень эффективными теплообменниками (например, очень длинными дымооборотами), то можно было бы уловить всё тепло продуктов сгорания. Но дымообороты имеют ограниченную длину, и чем ниже температура продуктов сгорания, тем меньше теплоотдача в стенки дымооборотов, тем больше тепла сбрасывается через дымовую трубу (несмотря на возможно очень низкую температуру дымовых газов на срезе дымовой трубы).

Вышеприведённые рассуждения относятся к идеальному случаю, не учитывающему, что в реальности сначала преимущественно прогорают летучие, а затем выгорают угли, составляющие примерно 34% от массы абсолютно сухих дров. Картина такова, что из 4500 ккал/кг тепла, образующегося от сгорания 1 кг абсолютно сухих дров, не менее 1800 ккал/кг выделяется при сгорании летучих, а до 2700 ккал/кг при сгорании углей. При этом из 5,96 кг/кг воздуха, потребляемого на стехиометрическое горение 1 кг дров, не менее 2,05 кг/кг потребляется при сгорании летучих, а до 3,91 кг/кг при сгорании углей. Теплота сгорания древесного угля составляет 8100 ккал/кг при стехиометрическом расходе воздуха 11,5 кг/кг на 1 кг углей. Стехиометрические температуры продуктов сгорания летучих и углей примерно одинаковы 2000°С.

Стехиометрический расход воздуха для сжигания дров влажностью 25% составляет 4,77 кг/кг или 3,7 м³/кг. При реальных избытках воздуха в печах, достигающих α=2-3, расход воздуха через печь можно условно принять для оценок 12 кг/кг, то есть 10 м³ воздуха в нормальном состоянии (1 атм, 20°С) на 1 кг дров влажностью 25%.

Далее под «воздухом» мы будем понимать исходный атмосферный воздух с натуральным содержанием кислорода 21% об. Это значит, что дрова в печи (по крайней мере, в условиях развитого горения) горят вовсе не в воздухе, а в дымовых газах того или иного состава. Это особенно очевидно при наличии на решётке сплошного слоя горящих углей, которые, как нетрудно подсчитать, должны были бы пропускать не менее 35% исходного кислорода для обеспечения сжигания летучих, выделяющихся из дров, горящих на углях (рис. 103,а).

Способность слоя раскалённых углей пропускать кислород может быть обусловлена тонкостью угольного слоя и/или большой скоростью продува и/или низкой температурой угольного слоя (и соответственно медленностью реакции углерода с кислородом воздуха). Эти условия взаимосвязаны: большая скорость продува сокращает время реакции кислорода воздуха с углями, обуславливает «проскок» непрореагировавшего воздуха через слой углей, «проскок воздуха» фактически означает повышение коэффициента избытка воздуха в реакции с углями, что приводит к снижению температуры горящих углей и т. д. В этих условиях добиться гарантированного проникновения «воздуха» через слой углей для сжигания летучих весьма затруднительно, что подтверждает необходимость введения вторичного воздуха для сжигания летучих по индивидуальному каналу. Принимая пористость угольного слоя на уровне 0,4 и повышенную вязкость воздуха при высоких температурах (рис. 69), для обеспечения поступления 35% воздуха мимо угольного слоя необходимо использовать площадь проходного сечения индивидуального канала для вторичного воздуха на уровне 5% от площади колосниковой решётки.

Вместе с тем, газопроницаемость слоя углей на колосниковой решётке остаётся весьма неопределённой величиной, что делает решётку не столь уж удобным устройством для управляемого сжигания не только летучих, но и древесного угля. Так, например, удивительно, но факт, что слой пепла в подовой печи порой пропускает воздух под дрова ничуть не хуже, чем слой углей на колосниковой решётке. В связи с этим, напомним, что колосниковые решётки были изобретены вначале вовсе не для подачи воздуха, а для непрерывного вывода шлака от каменного угля (или золы от дров) из топки парового котла. Горящую смесь шлака и угля шуровали (перемешивали, ворошили) специальной кочергой (шуровкой) так, чтобы более мелкий шлак проскальзывал в ячейки решётки. Чтобы легче было шуровать (движениями взад и вперёд), горизонтальные прутья решётки стали располагать только вдоль топки и изготавливать в виде стержней, имеющих поперечное сечение в виде треугольника (колоса), направленного острием (острым углом) вниз (рис. 106,а). Такая форма прутьев предотвращала заклинивание кусков шлака в промежутках решётки, поскольку если кусок проходил через верхние узкие щели решётки, то впоследствии он уже не мог застрять в расширяющихся внизу щелях. В крупных топках ремонтноспособные решётки стали набирать из отдельных сменных прутьев-колосников, что в свою очередь дало возможность делать колосники подвижными во время топки. Так, в судовых пароходных топках кочегар имел возможность периодически поворачивать все колосники разом вокруг своей оси на угол не менее 45°С с помощью рычагов, расположенных в зольнике. Спекшийся шлаковый слой при этом взламывался и проваливался через решётку. В современных бытовых дровяных печах колосниковые стержни не имеют существенных преимуществ перед цилиндрическими прутьями (рис. 106,б), поскольку если древесные угли и застрянут в решётке, то всё равно выгорят. Поэтому в быту одинаково часто применяют и самодельные сварные решётки из арматурной стали и покупные колосниковые решётки из литого чугуна, причём из чугуна можно лить решётки только в литьевые формы с канавками, зауживающимися к низу, то есть с получением решётки колосникового типа. Для сжигания древесины щели решётки делают более узкими (5-7 мм), чем для сжигания угля. Направление щелей решётки особого значения не имеет: шуровать в маленьких печах удобно и из стороны в сторону, и взад и перёд. Возможны и многослойные решётки — сверху крупная для дров, снизу мелкая для углей. Решётки выносят потоком воздуха часть пепла в дымоходы.

Рис. 106. Схемы воздухоподающих узлов: а — с чугунной колосниковой решёткой; б — со стальной решёткой из цилиндрических прутьев; в — с воздухоподающим отверстием (в корпусе или дверце) с фиксированным направлением подачи воздуха на под; г — с воздухоподающим патрубком, изменяющим направление подачи воздуха на под; д — схематическое строение слоя углей на решётке (слева), пространственное распределение температуры в слое и концентрация кислорода, окиси и двуокиси углерода (справа) по книге В.В. Померанцева «Основы практической теории горения», Ленинград: Энергия, 1973 г. 1 — корпус топливника, 2 — дымовой патрубок (хайло), выпускающий дым в дымообороты или дымоход, 3 — поленья, 4 — угли, 5 — чугунные колосники решётки, 6 — зола в зольнике, 7 —стальные цилиндрические прутья (в том числе арматурные) решётки, 8 — дверка топки, 9 — поток вторичного воздуха, 10 — дверка зольника, 11 — поток первичного воздуха, 12 — огнеупорный под, 13 — цилиндрическая или прямоугольная дверка топки, 14 — воздухоподающее отверстие с фиксированным направлением воздушного отверстия и регулированием проходного (живого) сечения дверкой, клапаном, задвижкой , глазком, краном и т. п., 15 — воздухоподающее отверстие с вращающимся патрубком, изменяющим направление входящего воздушного потока, 16 — застеклённая дверца, 17 — глазок для контроля горения (желательно со съёмным стеклом), 18 — циркулирующий дым.

Достоинства решёток в плане непрерывного отвода шлаков и пепла из топки в зольник не могут быть поставлены под сомнение, поскольку подовые топливники для длительной непрерывной работы (сутки, недели, месяцы) вообще не пригодны. Но при эпизодической топке глухой под особых проблем не создаёт и не выносит пепел в каменку. Слой пепла до 5 см ещё не затрудняет полного сгорания дров и даже создаёт благоприятные условия для горения в части ограничения тепловых потерь вниз из зоны горения за счёт высоких теплоизоляционных свойств пепла. Слой пепла до 5 см создаётся после 3-7 разовых протопок. Если возникают бытовые проблемы с хлопотностью частой чистки печи, можно оборудовать специальный накопитель пепла в виде колодца (в том числе и с решёткой), в который ссыпается скребком пепел после каждой протопки.

Что касается подачи воздуха для горения дров, к колосниковым решёткам возникает масса вопросов. Во всяком случае даже в отопительных кирпичных печах в деревенском и сельском быту очень часто используют глухой под и воздухоподающие отверстия в дверке топки. Вопреки расхожему в литературе мнению, колосниковая решётка вовсе не всегда обеспечивает доступ воздуха во все зоны закладки дров в печи. И причиной этого является наличие на всей решётке сплошного слоя горящих углей, забирающих весь кислород из воздуха так, что вышележащие поленья уже не горят, а просто нагреваются в потоке дымовых газов и претерпевают пиролиз. Реально процесс ещё более сложный, поскольку образовавшаяся в результате горения углей в кислороде двуокись углерода С+О₂ → СО₂ сама начинает реагировать с верхними слоями углей с образованием окиси углерода С+СО₂ → 2СО (рис. 106,д). Так что даже в случае сжигания древесного угля процесс на решётке как минимум трёхстадиен: сначала образуется СО₂, затем СО, а потом СО сгорает до СО₂ над углями, но только при подаче дополнительного (так называемого вторичного) воздуха в зону над углями.

Рис. 107. Примеры процессов внешнего горения: а — верхнее горение с подачей воздуха снизу; б — верхнее горение с подачей воздуха сверху; в — боковое (переднее) горение костра. 1 — корпус топливника, 2 — дымоход, 3 — решётка, 4 — зольник (поддувало), 5 — подача воздуха под решётку, 6 — поленья, 7 — розжиг растопки.

Если же на решётке сжигают дрова, то кислород может проникать во все зоны дров только на этапе растопки печи, пока нет углей. Но воздух во всей закладке дров в этом случае и не нужен, поскольку он может потребиться лишь в отдельных зонах воспламенения дров. Поэтому методический интерес может представить режим верхнего горения, когда на решётку 3 загружается порция дров 6 и поджигается растопкой 7 сверху (рис. 107,а). В этом случае дрова играют роль «решётки», в свою очередь расположенной на решётке 3, и действительно пронизываются потоком свежего воздуха. Такая схема в быту встречается редко, поскольку процесс развития пламени сверху вниз затруднён, особенно при рыхлых закладках. В печах и кострах обычно используется поджиг вышележащих поленьев нижележащими. В промышленности известна схема подачи воздуха сверху вниз на поверхность горящих поленьев (рис. 107,б), но в дачных условиях такая схема неудобна, поскольку требует принудительной подачи воздуха сверху вниз компрессором и вывода дымовых газов вытяжным вентилятором. Так что процесс верхнего горения на решётке реален лишь в схеме с постоянной подачей поленьев на слой горящих углей (рис. 103,а), принятой во всех бытовых чугунных отопительных котлах (рис. 102,б).

Имеется ещё одна схема, реализующаяся в кострах, открытых очагах, каминах, русских печах (рис. 107,в). Имеется в виду так называемое боковое горение, когда растопка 7 разжигается с краю костра на наветренной (передней) стороне. Ветровой поток 5 при этом пронизывает с определённой эффективностью все поленья костра, перенося с собой теплоту сгорания растопки внутрь кучи поленьев. В этой схеме очень важно подавать воздух в нужные зоны костра с требуемой скоростью так, чтобы пламя двигалось фронтом, «не перескакивая» на весь верх костра нерегулируемым образом. В печах этот режим удобно реализовывать при полном и плотном заполнении топки (или подполочного пространства) поленьями так, чтобы дрова горели с торцов (рис. 103,г). Колосниковая решётка в этой схеме вообще не предусматривается, воздух для сгорания углей подаётся из воздухоподающего устройства 17 по дну печи (по поду), которое делается огнетермостойким и теплоёмким для прогрева дров и устойчивости горения при всех коэффициентах избытка воздуха в печи. Тепло от горящих углей подогревает вышележащие торцы поленьев, из которых начинают выделяться летучие, которые сгорают пламенем в верхней камере над дымооборотом 16 (рис. 103,г). Если удаётся организовать подачу воздуха из отверстия 17 (а точнее, группы отверстий) настолько идеальным образом, чтобы воздух равномерно обдувал торцы всех горящих поленьев, то дрова горят фронтом, распространяющимся к задней стенке, фактически не оставляя после себя углей. В реальности преимущественный поток воздуха по поду обуславливает преимущественное выгорание углей снизу, верхние угли обваливаются. В результате образуется завал долго прогорающих углей на поду и с быстрым распространением пламени по верху закладки дров к задней стенке. Боковое горение (называемое в печах передним) переходит при этом в верхнее. По физической сути боковое (переднее) и верхнее горение можно объединить понятием внешнего горения закладки дров, в отличие от нижнего горения, которое можно считать внутренним.

Режим бокового (переднего) горения очень чувствителен к коэффициенту избытка воздуха и к характеру подачи воздуха в зону горения. Если воздух в зону горения подаётся неограниченно через широко раскрытые воздухозаборные отверстия, то угли и летучие горят одновременно и спокойно, как в костре — пламя от горения летучих невысокое, ленивое (при высокой закладке дров может быть и дымное). Если доступ воздуха в зону горения ограничить, то вид пламени будет зависеть от того, как ограничивается доступ воздуха. Если прикрывать нижнее воздухозаборное отверстие 17, оставляя открытым верхнее воздухозаборное отверстие 18 (рис. 103,г), то пламя, оставаясь низким и спокойным, несколько увянет (дымление дров может немного снизиться). Это происходит потому, что подача воздуха к углям (за счёт «провала» холодного воздуха вниз) ограничивается, количество летучих снижается, а расход воздуха на догорание летучих остаётся на прежнем высоком (достаточном) уровне.

Если прикрывать верхнее отверстие 18, оставляя открытым нижнее 17, то высота пламени увеличивается, огненные языки начинают проникать через хайло в дымовую трубу. Это означает, что в условиях нехватки воздуха (кислорода) сажистые частицы в летучих не успевают быстро выгореть и даже в дымовой трубе, может быть, так и не найдут достаточного количества кислорода, чтобы сгореть полностью, затем рано или поздно охладятся и в виде чёрного дыма выйдут через трубу в атмосферу.

Ещё более разительные перемены произойдут в печи, если при хорошо разгоревшихся углях сначала прикрыть верхнее отверстие 18, а затем прикрыть и нижнее отверстие 17. Раскалённый топливник и угли не могут охладиться мгновенно. Поэтому раскалённый топливник при прекращении подачи воздуха превращается в газогенератор, заполняющийся горючими газообразными продуктами пиролиза. При наличии подсосов воздуха в печи, в первую очередь в дымоходах, может образоваться взрывоопасная смесь воздуха с горючими газами пиролиза, при воспламенении которой печь может даже разрушиться (взрывные случаи известны). Более интересным представляется штатный случай, когда при закрытом верхнем отверстии 18 нижнее отверстие 17 закрывается постепенно. При этом огненные языки, устремляющиеся в дымоход, ещё более расширяются, контуры пламени размываются, пламя превращается в диффузное свечение (призрачно-прозрачное), заполняющее весь объём топливника. Но пламя это «холодное», не излучает лучистого тепла, поскольку частицы раскалённой сажи очень мелкие (менее 1 мкм), и пламя прозрачное. При этом в печи появляется гул — это пламя «в поисках кислорода начинает метаться» по всем углам топливника.

С физической точки зрения гул обусловлен прежде всего тем, что летучие выделяются в топливнике из зоны раскалённых дров, а воздух поступает в топливник в совсем иные зоны — пристеночные (или, например, в зольник). При этом для горения необходимо, чтобы горючие газы и воздух пришли в соприкосновение, а ещё лучше, чтобы перемешались между собой. Поэтому в условиях, когда в топливник в целом поступает ровно столько воздуха, сколько нужно для горения летучих и углей в рассматриваемый момент, возникает ситуация, когда воздух заполняет, к примеру, угол топливника, но «жизненно» необходим в совсем иных точках топливника, а именно в тех, где есть несгоревшие летучие. Привести горючие газы в контакт с поступающим воздухом можно за счёт быстрого перемешивания в топке, то есть за счёт турбулентности. Поэтому все стехиометрические пламена турбулентны в зоне горения, а значит издают акустические колебания точно так же, как водопроводная труба начинает гудеть при появлении турбулентности водного течения. Но в печи, в отличие от водопроводной трубы, в ходе обычного перемешивания происходит ещё процесс образования пространственных микрозон со взрывоопасной газовоздушной средой — горючие газы постепенно подмешиваются в воздух, локализованный, к примеру, в углу топливника, а после достижения нижнего концентрационного предела воспламенения НКПВ  разом возникает фронт движущегося пламени в углу топливника, воспринимаемый как микрохлопок (местный взрыв газовоздушной среды в некой ограниченной пространственной области). Микрохлопки возникают в зонах с недостатком воздуха и с его избытком, так что в результате микрохлопков, как правило, образуются газообразные продукты сгорания, обогащенные либо воздухом, либо горючими газами, и процессы перемешивания (в том числе с образованием локальных взрывоопасных микрозон) продолжаются. Режимы горения с микрохлопками называются разными авторами турбулентными, неустойчивыми, пульсационными, колебательными и т. д. Все эти режимы хорошо известны в технике и обуславливают, в частности, рёв ракетных и реактивных двигателей.

Режим с микрохлопками (рёвом, воем, гулом) может переходить в пульсирующий режим с мощными периодическими (примерно раз в секунду) хлопками, сопровождающимися выбросами пламени и дыма из всех щелей печи. Этот режим совершенно недопустимый для печей, поскольку задымляет помещение и создаёт пожароопасную ситуацию. Для выхода из этого режима необходимо как ни удивительно, вовсе не закрывать, а наоборот, полностью открывать все воздухозаборные отверстия 18 и даже дверцу топливника 11 — хлопки, гул и длинные пламена тотчас исчезают, пламя становится обычным, как у костра.

Отметим, что перераспределение подачи воздуха из зоны горения углей в зону дожигания летучих может быть достигнуто многими техническими решениями, в том числе простейшими, например, вращением специальных трубчатых распределителей воздушного потока 15 (рис. 106,в). При этом дрова «не знают», горят ли они в костре, камине или в очаге, в кирпичной ли печи или металлической. Но тем не менее, им важно очень многое: и как подаётся на них воздух, откуда (с какой стороны) и с какой скоростью, как удаляются дымовые газы, сколько тепла отбирается из зоны горения и сколько тепла извне приходит в зону горения, причём важно даже в какие именно точки зоны горения подаётся воздух и дополнительное тепло. Анализируя все эти факторы, дачник может объяснить, а значит и изменить в своей печи очень многое.

Источник: health.totalarch.comДачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Скорость горения древесины в каминной топке

  1. Homepage
  2. Скорость горения древесины

Скорость горения топлива прямо влияет на тепловую эффективность дровяного камина. К факторам, влияющим на скорость горения, также относятся: температура в камере сгорания, скорость эвакуации дымовых газов, создание условий для полного сгорания древесины и минимизация газообразных выбросов, загрязняющих природу или опасных для человеческого организма.

Интересные эксперименты по исследованию зависимости скорости и времени горения от объема топки, влажности древесины, избытка первичного воздуха и удельной площади поверхности топлива классического камина проводились Центром энергетических исследований в г. Остраве (Чехия). О них мы и расскажем в этой статье.

Введение

Постоянно растущий интерес, который демонстрирует Европа к использованию возобновляемых источников энергии, вызван растущей озабоченностью, связанной с зависимостью многих европейских стран от внешних энергетических источников, например, газа. Поэтому неудивительно внимание к такому традиционному виду отопления индивидуальных домов, как дрова. Древесина используется для отопления очень давно, но, в настоящее время изменяется технический уровень данного вида обогрева жилья, так как ХХI век предъявляет более высокие технические и экологические требования к процессу отопления.

Современные дровяные печи имеют высокую тепловую эффективность – не менее 70% и полностью удовлетворяют требованиям законодательства многих стран, по которым запрещен выпуск каминной продукции, загрязняющей окружающую среду, включая окись углерода и твердые частицы. С ростом популярности дровяных печей, особенно в густонаселенных районах мегаполисов, экологические требования ужесточаются и устанавливаются более строгие ограничения на выброс в атмосферу вредных веществ. Кроме того, высокая конкуренция на каминном рынке требует от производителей новых и улучшенных дизайнерских решений. В целом, для решения таких разных задач требуется глубокое знание законов горения и принципов управления этими законами. Эти сведения могут быть полезными и для обычных пользователей печей и каминов, так как помогут рационально и эффективно использовать камин, улучшая комфортный температурный режим в помещении.

Характеристики процесса

Процесс горения дров в камине цикличен. Цикл начинается с розжига топлива или его несгоревших остатков после предыдущего запуска камина, а заканчивается выключением камина с остатками древесины в топочной камере, которые будут участвовать в следующем цикле сгорания топлива. С точки зрения пользователя одним из самых важных характеристик отопительного прибора, наряду с его тепловыми параметрами и длительностью горения, является частота загрузки топки древесиной. Обычно три килограмма сухой древесины сгорает на открытом огне в течение четверти часа. Роль камина заключается в том, чтобы удлинить процесс горения с эквивалентным количеством топлива (в нашем случае, 3 кг) до, по крайней мере, одного часа (что соответствует средней тепловой мощности в 10 кВт) при минимальном выбросе загрязняющих атмосферу веществ. Реальная оптимизация процесса горения зависит от качества и количества подаваемого топлива и воздушного режима. Для количественной оценки цикла сгорания можно использовать кривую скорости горения топлива, которая определяет тепловую мощность процесса сгорания в заданный момент времени.

Экспериментальное исследование зависимости скорости горения топлива от разных факторов обеспечивается относительно легко. Графически эта зависимость представляет собой кривую выгорания, «падающую» при уменьшении массы сжигаемого топлива. В нашем случае потеря веса при сгорании топлива обозначается в относительных единицах (1 или 100%), а падение как м р. Кривая выгорания может быть описана простым экспоненциальным уравнением вида

Y = EXP-(для хN ).

Если время, измеряемое в минутах, обозначить как τ, а скорость горения топлива обозначать Wр и измерять ее в kg.min -1, то математически зависимость будет выглядеть так:

W р = -Dмр/Dτ [kg.min -1 , мин -1 ]

На графике (Рис.1) видно, что вес топлива в начале и конце цикла разный. При розжиге он равен 1 (100%), а при полном выгорании — 0 (0%). Поправку, которая учитывает потери веса в виде воды (при влажной древесине) или остаточной золы, можно легко исправить с достаточной степенью точности или же совсем не учитывать, так как доля этих компонентов в сухой древесине незначительна.

процесс горения дров

Рис. 1. График зависимости скорости горения от веса сгораемого топлива

На Рис. 1 показана типичная кривая выгорания и ее временная зависимость от «падения» веса сгораемого топлива. Очевидно, что кривая тем круче, чем выше скорость горения и термическая мощность, и короче продолжительность одного цикла горения (увеличение частоты загрузки топлива). Конечным результатом являются циклически сильно флуктуирующие тепловые характеристики оборудования для сжигания древесины, которые можно «сгладить», учитывая цикличность концентрации кислорода в зоне сгорания топлива. В идеальном случае, при постоянной скорости горения, потери массы топлива могут быть описаны линейной зависимостью.

реакция горения в упрощенной форме

Рис.2. Реакция атмосферного кислорода на процесс горения древесины в упрощенной форме

Постоянный режим подачи воздуха для горения минимизирует образование газообразных загрязняющих веществ (окиси углерода) и, в меньшей степени, несгоревших углеводородов. В случае, когда в камере сгорания недостаточно воздуха для горения (кислорода), монооксид углерода (СО) не может быть полностью преобразован в диоксид углерода (СО2), а присутствует в дымовых газах, что очень нежелательно. Несгоревший оксид углерода в дыме очень токсичен, кроме того, увеличиваются потери несгоревшего углерода в выхлопных газах, что не может не сказаться на полезной мощности камина. Реакция атмосферного кислорода на процесс горения древесины в упрощенной форме описывает Рис.2. В левой части изображения показан воздух для горения, направленный к поверхности древесины. В нижней части рисунка — поверхность древесины, основными компонентами которой являются элементы углерода и кислорода (реальная структура дерева, естественно, более сложная). Высокая доля кислорода объясняет легкую воспламеняемость древесины по сравнению с другими видами топлива, такими, например, как уголь.

Далее: часть 2, часть 3

Горение древесины

В процессе горения древесины наблюдаются следующие явления.

При поднесении пламени древесина воспринимает теплоту и нагревается, а при температуре 110° происходит высушивание ее и незначительное выделение летучих веществ. Около 130° начинается разложение древесины. Интенсивное разложение ее с изменением цвета происходит при температуре более 150°. При 200° и более начинает разлагаться главная составная часть древесины — клетчатка. Образующиеся при этом газы являются горючими, так как они содержат большое количество окиси углерода, углеводороды, водород и пары органических веществ. Если нагрев производится пламенем, то получающиеся газообразные продукты разложения воспламеняются при соприкосновении с ним, и с этого момента начинается процесс горения древесины. Таким образом, при нагревании древесины пламенем горение начинается с воспламенения газообразных продуктов разложения.

Горение древесины состоит из двух стадий: пламенное горение газообразных продуктов разложения и беспламенное горение угля. Решающей в развитии пожара является стадия пламенного горения древесины. Она занимает более короткий промежуток времени и связана с выделением большого количества тепла. Температура продуктов горения при ней более высокая, чем в стадии горения угля. Уголь, образующийся на поверхности древесины в период пламенного горения, не горит, хотя и находится в накаленном состоянии, так как его горению в этот период препятствует горение газообразных продуктов разложения, в результате чего кислород не имеет доступа к поверхности угля. Последний горит тогда, когда завершается пламенное горение при значительном выделении газообразных продуктов.

Небольшой период времени оба вида горения древесины протекают одновременно. Затем выделение газообразных продуктов прекращается, и горит только уголь. Скорость выгорания древесины зависит от объемного веса, влажности, температуры среды, количества кислорода и отношения поверхности древесины к ее объему. Более плотная древесина (дуб) горит медленнее, чем менее плотная (осина). Объясняется это тем, что более плотная древесина имеет большую теплопроводность и, следовательно, больше теплопотерь от нагреваемого слоя древесины. При горении влажной древесины значительное количество тепла расходуется на испарение влаги, поэтому на разложение древесины идет меньше тепла. Таким образом, скорость выгорания влажной древесины меньше, чем сухой.

Скорость горения древесины значительно изменяется от величины отношения поверхности к объему. Чем больше это отношение, тем больше скорость горения. Например, древесный брус сечением 10 см2, длиной 5 м имеет поверхность (без учета торцовых поверхностей) 0,1x5x4 = 2 м2, а объем 0,1×0,1×5 = 0,05 м3. На 1 м3 древесины приходится поверхность горения, равная 2:0,05 = 40 м2. Если этот брус распилить на 4 части сечением 5×5 см, то их общий объем останется прежним, а поверхность будет 0,05x5x4 = 4 м2. Теперь поверхность горения 1 м3 древесины будет 4 : 0,05 = 80 м2, т. е. она возросла в 2 раза, следовательно, и скорость сгорания четырех брусков сечением 5×5 см будет больше, чем одного бруска сечением 10×10 см.

По данным ЦНИИПО, скорость выгорания древесины равна 45—50 кг на 1 м2 в час. Такая скорость в сушильной камере может наблюдаться при полном горении, т. е. при открытых дверных проемах и открытых каналах вентиляционной системы.

При относительной герметичности камеры (плотно закрытые ворота, перекрытые каналы вентиляционной сети) горение будет затухать, а скорость выгорания древесины резко снижаться. Температура, получаемая при проведении процесса горения в адиабатических условиях, т. е. при полном отсутствии потерь тепла, называется теоретической температурой горения, до которой нагреваются продукты горения, когда все тепло, выделившееся при горении, идет на их нагревание. Действительно же достигаемые при горении древесины температуры всегда ниже теоретических, так как часть выделяемого тепла теряется в окружающую среду. Разница между действительной и теоретической температурами горения зависит от скорости сгорания и условий теплоо

Удельная теплота сгорания дров, теплотворная способность, температура горения

Краткое содержание


Теплотворная способность дров зависит от породы деревьев и их влажностиТеплотворная способность дров зависит от породы деревьев и их влажности

Теплотворная способность дров зависит от породы деревьев и их влажности

Дровами мы называем кусочки древесины, используемые в реакциях быстрого окисления кислородом воздуха для получения света и тепла. Огонь разжигаем просто на земле, выехав на пикник. Или в специальных устройствах – мангалах, очагах, котлах, печах, такырах или других.

Дрова бывают разнообразные, количество тепла, полученного от их сжигания, разделенное на массу (объём), называется удельная теплота сгорания печного топлива. Теплотворная способность дров зависит от породы деревьев и их влажности. К тому же полнота сгорания и  коэффициент использования энергии горения зависит и от других факторов. Разные печи, сила тяги, устройство дымохода – всё влияет на результат.

Сущность физического параметра

Энергия измеряется в «джоулях» – количеству работы по перемещению на 1 метр при приложении силы в 1 ньютон в направлении приложения. Или в «калориях» – количестве тепла, нужном для нагрева 1 г воды на 1 ˚С при давлении в 760 мм ртутного столба. Международная калория соответствует 4,1868 Джоуля.

Удельная теплоемкость топлива – количество тепла, получаемого при полном сгорании, разделенное на массу или объем топлива.

Величина непостоянная, так как дрова могут сильно различаться, соответственно, варьирует и этот параметр. В лаборатории удельная теплота измеряется сжиганием в специальных устройствах. Результат верен для конкретного образца, но только для него.

Полная удельная теплота печного топлива измеряется с одновременным охлаждением продуктов горения и конденсацией испаренной воды – чтобы учесть ВСЁ количество полученной энергии.

На практике чаще пользуются рабочая, а не удельная теплота сгорания, без учета всей полученной энергии.

Сущность процесса горения

Если нагревать древесину, то при 120–150 ˚С она становится темного цвета. Это медленное обугливание, превращение в древесный уголь. Доведя температуру до 350–350 ˚С, увидим термическое разложение, почернение с выделением белого или бурого дыма. Нагревая дальше, выделяемые пиролизные газы (СО и летучие углеводороды) загорятся, превратившись в языки пламени. Прогорев какое-то время, количество летучих веществ снизится, и угольки будут продолжать гореть, но уже без пламени. На практике для поджигания и поддержания горения древесина должно разогреться до 450–650 ˚С.


Процесс горения дров

В дальнейшем температура горения печного топлива в топке составляет от приблизительно 500 ˚С (тополь) до 1000 и выше (ясень, бук). Эта величина сильно зависит от тяги, конструкции печи и многих других факторов.

Цвет древесины при горении может изменяться в зависимости от температурыЦвет древесины при горении может изменяться в зависимости от температуры

Цвет древесины при горении может изменяться в зависимости от температуры

Зависимость от влажности

Чем выше влажность, тем хуже горение, ниже КПД печи, сложнее зажечь и поддержать огонь. И меньше теплотворная способность дров.

Определение удельной теплоты сгорания дровОпределение удельной теплоты сгорания дров

Показатели теплотворной способности (количество теплоты, выделившееся при полном сгорании 1 кг дров в зависимости от влажности)

Снижается и удельная теплота печного топлива, и коэффициент её использования. Причины следующие.

  1. Вода в составе снижает количество топлива как такового: при влажности 50% в дровах воды – половина. И гореть она не будет…
  2. Часть энергии печного топлива потратится на нагрев и испарение влаги.
  3. Мокрая древесина лучше проводит тепло, что мешает прогреть поджигаемую часть полена до температуры возгорания.

 

Свежесрубленная древесина разнится по влажности в зависимости от времени рубки, породы дерева, места произрастания, но в среднем воды в ней около 50%.

Поэтому её и складывают в поленницы под навесом. За время хранения часть влаги испарится. При снижении влажности с 50 до 20% увеличивается удельная теплота сгорания печного топлива приблизительно вдвое.

Зависимость от плотности

Как ни странно, но состав деревьев разных пород похож: 35–46% целлюлозы, 20–28% лигнина + эфиры, смолы, другие вещества. А разница в теплоте сгорания печного топлива обусловлена пористостью, то есть тем, сколько места занимают пустоты. Соответственно, чем плотнее дерево, тем больше теплотворность дров из него. Качественные топливные пеллеты, получаемые просушкой и прессованием древесных отходов имеют плотность 1,1 кг/дм3, то есть выше плотности воды. В которой тонут.

Показатели плотности древесины при влажности 12%Показатели плотности древесины при влажности 12%

Показатели плотности древесины при влажности 12%

Хозяйственные особенности различных дров

 Ниже всего температура при сгорании дров из тополя Ниже всего температура при сгорании дров из тополя

Ниже всего температура при сгорании дров из тополя

Имеет значение форма: чем мельче поленья, тем легче загораются и быстрее сгорают. Понятно, длина зависит и от конструкции: в печи или камине слишком длинные нельзя расположить, концы выпирают наружу. Слишком короткие – лишний труд при распиле или рубке. Температура горения дров зависит от размера влажности, породы дерева, количества подведенного воздуха. Ниже всего температура при сгорании дров из тополя, выше при горении твердых пород: ясеня, горного клена, дуба.

О значении влажности писалось выше. От нее и сильно зависят не только теплоотдача топлива в печи, но и трудозатраты на раскол или распиливание. Легче колется и пилится влажная, свежесрубленная древесина. Впрочем, слишком влажная вязкая, от этого колется плохо. Комлевая часть плотнее, а выкорчеванные пни, участки возле сучков обладают повышенной крепостью. Там слои дерева переплетаются, от этого намного прочнее. Дуб хорошо раскалывается в продольном направлении, что издревле используют бондари. Получение гонты, дранки, колка дров имеет свои секреты.

Еловые дроваЕловые дрова

Еловые дрова

Ель – «стреляющая» порода, оттого нежелательная для использования в каминах или кострах. При нагреве внутренние «пузыри» со смолой вскипают и отбрасывают горящие частицы довольно далеко, что опасно: легко прожечь одежду возле костра. Или может привести к возгоранию возле камина. В закрытой топке печи это неважно. Береза даёт жаркое пламя, это отличные дрова. Но при плохой тяге у неё образуется много смолистых веществ (раньше делали берёзовый деготь), много откладывается сажи. Ольха и осина, напротив, дает мало сажи. Именно из осины, в основном, делают спички.

На практике удобно свежесрубленные дрова сразу распилить и расколоть. Потом сложить под навесами, делая поленницы так, чтобы воздух проходил, просушивая топливо и увеличивая теплоотдачу. Колка дров – трудоемкое занятие, поэтому покупая, обращайте на это внимание. А еще на то, сложенные или насыпью дрова вам привезут.

Во втором случае печное топливо размещается в кузове «рыхлее», и клиент платит частично за воздух. К тому же используемое для обогрева жидкое или газообразное топливо имеет плюс: легко автоматизировать подачу. Дрова требуют много ручной работы. Это всё стоит учитывать при выборе печи или котла для жилища.

Видео: Как выбрать дрова для топки

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о