Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Горение дров

Горение дров.

В данной статье мы рассмотрим горение дров дров из различной древесины. Как правило можно выделить две категории горения дров:

  • Горение дров лиственных пород деревьев;
  • Горение дров хвойных пород деревьев.

Для расчета количества дров для отопления помещения, вы можете воспользоваться калькулятором расчета количества дров.

К первой категории можно отнести следующие виды деревьев.

Горение березовых дров.

Береза является самым широко применяемым деревом для горения в печи в сельском хозяйстве. Это дерево является источником горения в смешанных лесах, так как древесина данного дерева выдает большую температуру нежели другие деревья, горит долго распределяя равномерно огонь.

Кора березового дерева называется берестой. Она является удобным сырьем для распяла топки. При заготовке на зиму дров березы необходимо полено примерно 80 см по диаметру распилить на щепки. При расколе нарушается целостность коры. Без коры дерево быстрее высыхает.

Береста не позволяет воде попасть к самому полену. Из-за этого фактора спиленное и не расколотое бревно быстро гниёт превращаясь в труху. Наглядным примером могут служить березы на природе. После того как ветер валит деревья на первый взгляд оно хорошо может служить для топки, но стоит лишь до него дотронуться, как оно распадается на мелкие части. Лишь кору можно использовать, все остальное дерево является гнилью.

В природных условиях при разведении костра смело применяйте березу. При горении дров нет треска, нет осколков углей, данное дерево безупречно подходит для обогрева.

Горение осиновых дров.

Осина любит влагу. Она прорастает на берегу рек, около болот. Осина очень рано начинает гнить. Вы не найдёте не сгнившего дерева которому более 15 лет. Взрослые деревья гниют изнутри. В деревьях появляется пустота и труха, куда любят вселяться птицы и насекомые. Если вы выбираете данное дерево для заготовки на зиму, будьте осторожны, вас может ужалить оса или пчела.

Осина очень нежное дерево. Хрупкими являются сучки, они легко ломаются. Это дерево является хорошим лишь для распяла, для основного костра она мало пригодна. Данное дерево дает мало тепла и очень разрывается на горящие угли, что создает неприятную атмосферу. Может сжечь одежду, палатки и т.д.

Горение дров из ивы .

Древесина ивы горит хорошо, но быстро сгорает. Сучки данного дерева назначены для розжига костра. Само дерево можно использовать для кипячения воды, для приготовления быстрой пищи. Ива не пригодна для жарки шашлыка и гриля, она быстро сгорает образуя мало углей.

Горение дров из дуба.

Дерево дуба является очень ценным, его использовать как дрова является кощунством. Если вы используете для горения дров дуб, вам повезло, так как он выделяет много тепла, долго горит, оставляет много больших угрей.

Горение дров из ольхи.

Дерево ольхи можно назвать элитным, ранее ими топили печи для обогрева царских апартаментов.

Дрова из ольхи считаются одними из самых ценных. При горении данное дерево не выделяет угарного газа. Поленья долго горят, выделяют достаточно горячее пламя, не разрываются на мелкие щепы, не трещат. Щепу данного дерева используют для ароматного копчения.

Ко второму виду можно отнести следующие деревья:

Горение дров из ели.

Ель не является удобным деревом для топки. Его ветки являются тонкими и колючими. Они быстро прогорают не оставляя углей. Сухое дерево не горит -дымится, а сырое- неохотно горит.

Горение дров из сосны .

Сосна подходит для костров быстрого применения. Дрова сосны, даже сырые, дают большой жар. Из-за смолы ветки хорошо горят и подходит для розжига костра в сырую погоду. Недостатком данного дерева является то, что оно быстро сгорает, оставляя мало углей.

Температура горения дров.

Есть несколько факторов которые влияют на температуру горения дров. К данным факторам можно отвести следующие: закрытое пространство- печь или же костер. Естественно, в печи температура будет выше. Еще одним фактором является сухость дров, температура на улице и влажность воздуха.

Читайте так же:
Паяльник из прикуривателя с регулировкой

Горение дров

Среди всех факторов можно выделить среднее значение температуры при горении дров:

Температура пожара при горении

Температура пожара при горении

Пожары

Защита промышленных объектов и жилых зданий от пожаров – одна из наиболее важных и актуальных проблем. При этом основной целью при возникновении возгорания считается спасение людей, а единственным критерием эффективности действий по тушению – ликвидация очага возгорания в кратчайшие сроки. Чтобы решать практические задачи пожарной безопасности, необходимо учитывать комплекс параметров, наиболее важным из которых выступает температура пожара при горении.

Общие сведения

Пожарами называют процессы горения, которые не поддаются контролю, сопровождаются ущербом и убытками. Само горение представляет собой окислительную реакцию, для которой характерно образование пламени, свечение, появление дыма. Способность развивать горение является горючестью.

Пожары подразделяют на 4 класса на основании объектов, которые воспламеняются:

  • A – твердые вещества;
  • B – жидкие вещества;
  • C – газы;
  • D – металлы;
  • E – электроустановки.

Пожар на электростанции

Классовая принадлежность определяют температуру при горении.

Все пожары сопровождаются опасными проявлениями:

  • пламенем и искрами;
  • повышением температуры окружающей среды;
  • дымом;
  • понижением уровня кислорода.

Все они воздействуют на человека, причиняют материальный ущерб.

По мере нарастания пламени в помещении наступает момент, когда все сооружение оказывается задымленным и охваченным тепловым влиянием. Дальнейшее нахождение в нем оказывается невозможным. Такой момент называют критическим временем. Он зависит от площади помещения, теплоты сгорания, темпов выгорания. Предельным значением среды считается 70 °С – человек не способен находиться в здании с такой температурой.

Горение

Все вещества, способные сгорать, состоят из углерода и водорода – основных компонентов газовоздушного потока. Температура воспламенения для многих из них колеблется в пределах 300 °С.

Горение возможно лишь в том случае, когда в воздухе будет содержаться определенное количество кислорода. Концентрация, при которой исключено воспламенение, определяется только опытным путем. Например, для картона самопроизвольное затухание наступает при 14 %.

Горение картона

Чтобы горючая смесь воспламенилась необходим источник зажигания. Это может быть огонь, тепловое воздействие нагревательных приборов, разряды статического электричества, молнии и т.п.

Особенности развития пожара

Процесс определяется несколькими факторами:

  • физическими и химическими характеристиками загоревшихся элементов;
  • пожарной нагрузкой;
  • темпами выгорания;
  • особенностями газообмена.

Существуют три стадии:

  1. Начальная – когда возгорание переходит в пожар, увеличивается горящая зона. Среднеобъемная t возрастает до 200 °С. Темпы роста – около 15 °С/мин.
  2. Стадия объемного возгорания – когда пламя заполняет весь объем помещения. Разрушаются стеклянные конструкции, поток свежего воздуха увеличивает развитие. Температурные значения доходят до 800-900 °С. Скорость роста – около 50 °С/мин.
  3. Затухание – когда пространство, где развивается пожарный процесс, четко подразделяется на следующие области: горения, теплового воздействия и задымления.

Когда говорят о внутренних пожарах, рассчитывается среднеобъемная t газовой среды в здании. Об открытых – предельные температурные показатели пламени.

Температурный режим

Абсолютные значения температуры наружных пожаров выше, чем внутренних. Это объясняется размерами зоны горения, а также особенностями горючих веществ, удельной теплоты пожара, газового обмена и прочих факторов.

Температура пожара – непостоянная величина. Она зависит от пространственно-временного фактора, может становиться выше или ниже. Температурные изменения в пространстве и времени – температурный режим (ТР) пожара.

Пожар в помещении

В помещениях

ТР внутренних пожаров – среднеобъемные колебания температуры с течением времени. Скорость роста и абсолютное значение температуры зависит от многих факторов:

  • объема здания;
  • пожарной нагрузки;
  • особенностей газообмена;
  • горючих веществ;
  • потерь тепла на нагрев конструкций;
  • отношения площади приточных отверстий к площади горения;
  • отношения площади горения к площади пола;
  • высоты здания.

Высота помещения – один из ключевых факторов, определяющих температурный режим. В высоких сооружениях скорость роста t выше, однако по максимальному значению она меньше, чем в низких. Это обусловлено тем, что в помещениях малой высоты коэффициент избытка воздуха больше, следовательно, потери тепла из зоны горения тоже больше.

Например, подвалы, судовые трюма, кабельные тоннели, сушильные камеры и прочие относительно замкнутые пространства отличаются более высокой температурой пожара. Передача тепла наружу ограничивается, запускается процесс его аккумуляции.

Читайте так же:
Станок для дрели своими руками чертежи

Наружные

ТР наружных пожаров – среднеобъемные колебания температуры в зависимости от времени и области теплового воздействия до безопасных границ. Границы располагаются там, где температура не поднимается выше 50-60 °С. Влияние на нее оказывают теплота и скорость сгорания, дымообразующие способности.

Среднее значение для горючих газов – 1200-1300°С, для жидкостей – 1100-1300°С, для твердых веществ органического происхождения – 1000-1250°С.

По высоте температуры при пожаре распределяются неравномерно. Максимальные значения находятся непосредственно в зоне горения, минимальные – по мере удаления от нее к границам теплового воздействия. Чем дальше от области горения, тем ниже градус, что объясняется процессами теплообмена, происходящими в окружающей среде.

Лесные пожары

Защита лесов – одна из ключевых природоохранных проблем. Задача лесопожарного мониторинга состоит в прогнозировании температур горения верхового пожара. Согласно действующему Лесному кодексу РФ и прочим нормативным актам, классификация пожарной опасности в лесных массивах определяется как степень возможности появления очагов возгорания на соответствующих территориях.

Пожар в лесу

Для количественной оценки применяется комплексный показатель (КП), который высчитывается ежедневно каждые 12-15 часов. Класс пожарной опасности выявляется на основании КП. Формула его расчета – сумма произведений t воздуха на разность t воздуха и точки росы за определенное количество дней без осадков.

Лесные пожары подразделяется на две категории:

  • низовые – те, что охватывают землю и нижние ярусы деревьев.
  • верховые – те, что начинаются при сильных ветрах, распространяются на кроны.

Температура горения дерева составляет около 400-900°С при низовых и 1000-1100°С при верховых.

Особенности температурных расчетов

Для установления t используют:

  • термопар;
  • оптический либо радиационный пирометр;
  • расчеты методом последовательных приближений.

Наиболее часто применяется формула зависимости температурных показателей от времени:

t = 345lg(8t+1), где t – период развития пожара, выраженный в минутах.

Такой ТР считается стандартным. Он демонстрирует исключительно экспериментальные данные при условии, что возгорание не ограничивалось.

Также при определении оцениваются отличительные внешние признаки нагрева – плавление, цвет и т.п.

При сухом воздухе и ТР 80-100 °С, а также при влажном и ТР 50-60 °С человек может пребывать без средств специальной защиты в течение нескольких минут. Более высокие значения и продолжительное нахождение в зоне опасного теплового воздействия приводят к ожогам, перегреванию, обморокам, а в крайних случаях – к летальным исходам.

Верховой пожар

Примеры

Знание среднеобъемных температур продуктов горения при пожаре, а также скорость их роста помогают делать корректные прогнозы относительно хода развития процесса, производить расчеты газообмена, предвидеть строительные обрушения и деформации, выявлять возможные взрывы. Наиболее распространенные данные приведены в таблице ниже. Характеристики взяты из ГОСТ 12.1.044-89.

МатериалСредняя температура, °С
Бумага360-500
Дерево (сосна)800-1000
Карболит530-600
Каучук1000-1200
Магний2000
Натрий800-900
Органическое стекло1000-1115
Пиломатериалы1200-1300
Полистирол1000-1100
Каменный уголь1000-1200
Нефтепродукты1100-1300
Папироса700-800
Спирт1180
Глина1400-1500
Медь1000-1080
Полиэтилен90-130

Одновременное горение разнородных веществ и материалов требует расчета средних значений ТР по весовой загрузке этих материалов.

Заключение

Высокие температурные значения в пределах горения и теплового воздействия становятся причиной гибели людей и животных. Они вызывают нагрев горючих материалов и их последующее воспламенение, деформируют и обрушают строительные конструкции, оказывают значимое воздействие на развитие и протекание пожара, создают сложные условия для его тушения.

Тушить обычно начинают спустя 20-30 минут, когда все пожарные показатели достигают своих пределов. Однако продолжительное воздействие высоких температур на конструкции негативно отражается на их несущих способностях – данный факт должен быть обязательно учтен.

Читайте так же:
Пилорама для дома своими руками видео

Автоматическая система тушения

Чтобы снизить опасность промышленных объектов, их оснащают автоматическими системами тушения, которые активируются на первых фазах развития пожара. В зависимости от особенностей горения они способы полностью прекращать пожар либо сдерживать его развитие.

Спектральный анализ пламени костра. Что делает огонь желтым – наночастицы углерода или соли натрия?

Вечерний костер на берегу Кучерлинского озера на Алтае

Вечерний костер на берегу Кучерлинского озера на Алтае

В публикациях в интернете по-разному объясняется, как возникает цвет пламени у костра

Существует две принципиально разные версии. В одной говорится, что излучают раскаленные частицы углерода размером около 100 нм, во второй — что желтый цвет возникает при излучении солей натрия, находящихся в древесине.

В многочисленных публикациях одно или другое из этих объяснений. На форумах обсуждается эта тема, но никто не ссылается на результаты экспериментов.

Вот пример типичных публикаций:

То есть, до настоящего времени нет общепринятого варианта объяснения механизма видимого излучения, возникающего в процессе горения костра!

И все же — почему костер желтый?

Я решил провести эксперименты и найти правильный ответ. Мне нужно было измерить спектр видимого излучения пламени костра и объяснить результаты. Если спектр будет сплошным – верна первая версия, если мы будем наблюдать двойную линию натрия – вторая.

Замечу, в русскоязычном и англоязычном интернете мне не удалось найти подобных спектров.

Для проведения работы я изготовил и настроил спектрометр.

Самодельный спектрометр

В интернете много публикаций и роликов о том, как сделать спектрометр из DVD диска, однако характеристики этих приборов не позволяют провести нужные измерения. Мне же удалось сделать качественный спектрометр.

Основные характеристики

Спектрометр работает в диапазоне 400-700 нм с разрешением 0,3 нм. Применяются сменные оптические щели шириной 50, 100, 200 и 300 микрон. Дифракционная решетка с шагом 740 нм изготовлена из DVD диска. Регистрация спектра выполняется зеркальной фотокамерой Nikon D5100. Прибор выполнен в крепком корпусе, позволяющем сохранять настройки при перемещениях.

Измерение спектра пламени костра

Были проведены классические эксперименты — измерены спектры Солнца, лазеров, пламени газовой горелки и всевозможных ламп. Спектрометр прошел проверку и теперь можно было приступать к исследованию пламени костра.

Исследуемое пламя костра в каминеИсследуемое пламя костра в камине Я разжигал костер в камине и проводил исследования, фиксируя спектр пламениЯ разжигал костер в камине и проводил исследования, фиксируя спектр пламени

Измерим спектр линии огня — так я назвал увиденную линию.

На фоне очень слабого непрерывного черно-тельного спектра были зарегистрированы две яркие желтые лини с длинами волн 589,0 нм и 589,6 нм. Согласно базе данных NIST — это линии натрия.

Спектры калибровочной лампы, костра в камине, поваренной соли и золы из камина

Спектры калибровочной лампы, костра в камине, поваренной соли и золы из камина

Ниже на фотографии показана часть спектра пламени костра с большим увеличением, чтобы можно было рассмотреть двойную линию натрия 589,0 нм и 589,6 нм на фоне непрерывного спектра раскаленных частиц углерода:

Крупным планом спектральные линии натрия в костре и линии натрия в золе, горящей в спирте.

Крупным планом спектральные линии натрия в костре и линии натрия в золе, горящей в спирте.

В дальнейших исследованиях была зафиксирована динамика появления линий натрия в спектре. Пока костер разгорается — в спектре линии отсутствуют. По мере появления углей и увеличения мощности излучения, данные линии появляются и их яркость растет.

Обсуждение результатов экспериментов

Почему мы видим желтый цвет, физиология

Чтобы правильно объяснить результаты экспериментов надо понимать, как наши глаза воспринимают излучения разной длины волны и как мозг обрабатывает эту информацию.

Коротко и очень, очень упрощенно напомню хорошо известные факты. Мы воспринимаем цвет желтым по разным причинам: в одном случае, когда в сетчатку глаза попадает излучение узкого спектра с длиной волны в диапазоне 570 нм – 590 нм, и во многих других, когда в глаза попадает излучение разного спектрального состава. Например, красный и зеленый в правильных пропорциях будут восприниматься как желтый. На экране мониторов мы создаем как раз такой желтый цвет.

Читайте так же:
Станок для вышивания бисером своими руками

То есть наши глаза и затем мозг создают иллюзию цвета и поэтому для понимания физических и химических процессов нам и требуется измерение спектра.

Заблуждение, которое встречается во многих публикациях, в которых объясняют желтый цвет костра — «Цвет костра вызван излучением натрия»

Данный эксперимент показывает — появление двойной линии натрия не оказывает какого-либо заметного изменения цвета.

Небольшие пояснения

Сравним спектры излучения Солнца и пламени костра.

В солнечном спектре максимум приходится на зеленый цвет, а мощность красного и синего меньше. Излучение именно с такой спектральной характеристикой воспринимается как белый цвет.

В пламени костра из атомов углерода образуются частицы сажи размером до 100 нм. Эти частицы и дают непрерывный спектр с максимумом излучения в инфракрасной области, а мощность видимого излучения падает от красного к зеленому и еще больше к синему. Излучение с таким спектром воспринимается человеком как оттенки желтого и оранжевого, в зависимости от температуры области пламени. Желтый цвет костра – это случайное совпадение.

Влияние солей натрия

В процессе горения появляется зола в которой содержатся соли, в том числе и соли натрия. Золы совсем немного. Она начинает подниматься в пламени вверх, и яркая двойная желтая линия натрия постепенно появляется в спектре. Однако ее появление не сказывается заметно на цвете костра, так как желтый цвет от непрерывного спектра глаза уже воспринимают.

Мощность излучения натрия значительно меньше, чем суммарная мощность непрерывного спектра.

Выводы

То, что мы видим костер желтым, не означает, что идет излучение в узком спектральном диапазоне натрия. Наши глаза и мозг воспринимают непрерывный спектр как желтый цвет.

Появление дополнительно яркой линии натрия мало влияет на восприятие цвета костра, который остается таким же желтым. Для нас не заметно изменение цвета, так как такой цвет уже был. Кстати, если бы за цвет костра отвечал только натрий, оттенков бы не было, так как мы бы видели чистый спектральный цвет.

Почему же популярной остается версия о том, что желтый цвет костру придает линия натрия? Скорее всего, случайное совпадение цвета линии натрия и черно-тельного спектра углерода и привело к путанице.

Цвет пламени костра дают ярко светящиеся частицы углерода. Влияние на цвет излучения натрия минимально.

О том, как сделать качественный спектрометр и как правильно проводить эксперименты читайте в моей статье «Самодельный спектрометр с высоким разрешением»

Температура горения дров в печи: как выбрать дрова для эффективного и экономичного отапливания дома

i

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

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

Факторы, способствующие горению дров:

  • сорт используемой древесины;
  • то насколько влажный материал;
  • объем воздуха, заходящего в топку.

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

Читайте так же:
Урок сварки инвертором для начинающих видео

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

Как правильно выбирать

Как горят дрова

Сразу следует сказать о том, что, хотя для бука или ясеня характерна высокая температура горения дров, однако использовать их для топки печи или бани довольно дорого и нерентабельно.

Поэтому принято использовать березовые дрова, которые горят при 800 -820 градусах. Также, для этих целей подойдет дуб и лиственница, горящие при 840-900 градусах.

Хвойная порода деревьев — сосна, наиболее подойдёт для костра. Однако, никто не запрещает её использование в качестве отопления для печи. При температуре горения 610-630 градусов пойдет вполовину больше дров, чем дуба или березы.

  • низкая температура горения;
  • задымленность и образование сажи.

Поскольку в них содержится большое количество смол. Последние оседают на стенках дымохода, со временем засоряют его и требуют очистки. Поэтому, использование хвойных пород древесины для данных целей не очень желательно и рекомендуется только в крайних случаях.

Помимо этого, следует обращать внимание на влажность дров, поскольку ее процент оказывает непосредственное влияние на процесс горения. Соответственно влажный материал будет плохо гореть и создавать большое количество дыма.

Разобраться в том, что лучше для отопления дрова или брикеты вам поможет эта статья: https://teplo.guru/kotly/toplivnyie-briketyi-ili-drova.html

Процесс разогревания

Как горят дрова

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

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

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

Воспламеняемость

Горение древесины

На воспламеняемость древесной породы большое влияние оказывает ее объемный вес и процент влаги, содержащийся в породе.

Немаловажную роль для появления огня играют мощность источника нагрева, сечение древесины, скорость воздушного потока и плотность материала. Скорейшее появление пламени способна вызвать легкая древесина, обладающая высокой пористостью.

Что же касается мокрой древесины, то она медленнее загорается, поскольку до появления открытого огня она должна высохнуть.

[advice]Совет специалиста: для хранения дров следует выбирать сухие места, вдали от влаги. В противном случае, в печи они будут долго сохнуть.[/advice]

Также горение будет зависеть формы поленьев, поскольку круглые формы дерева будут не так хорошо гореть, чем поленья прямоугольной формы, имеющие малое сечение, острые ребра и развитую боковую поверхность. Не струганная древесная порода березовых поленьев скорее воспламенится, чем гладкая порода.

Очень важное условие сгорания любого сорта древесины — это нормальный приток кислорода. По некоторым параметрам горение древесины даже превосходит горение каменного угля.

Горение

Воспламеняемость древесины

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

Ведь химическое воздействие кислорода должно придавать частичкам сажи более яркий цвет, вплоть до белого цвета. Однако, это явление вполне объяснимо, поскольку размер частицы влияет на ее температуру, и чем она меньше, тем температура ниже.

Поэтому горящие мелкие частицы древесины обладают точно такой же температурой, как и газ, окружающий их.

Также, следует заметить, что теплоотдача у каждой породы древесины разная, и для того чтобы ее узнать более детально существует специальная таблица, в которой приведены показатели теплопроводности по каждой породе древесины.

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector