Теплоемкость дров разных пород


Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать ?

Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать

Содержание:

Температурный порог горения древесины различных породИспользование древесины исходя из ее теплоемкостиТеплоотдача при сгорании дров в печиЧто собой представляет процесс горенияКак определить температуру горения в печи на дровахЖаропроизводительность древесиныВлажность и интенсивность горенияКак тяга в печке влияет на горениеВыводыВидео

Дрова являются традиционным видом твердого топлива, которое издавна использовалось в регионах, где есть большое количество доступной древесины. От того, насколько высока температура горения дров в печке, зависит не только скорость прогрева дома, но и эффективность применения топлива, а значит, и размер финансовых затрат. Об основных характеристиках древесины, а также факторах, влияющих на количество выделяемой дровами тепловой энергии, и пойдет речь в статье ниже.

Температурный порог горения древесины различных пород

В зависимости от структуры и плотности древесины, а также количества и характеристик смол, зависит температура горения дров, их теплотворность, а также свойства пламени.

Если дерево пористое, то гореть оно будет очень ярко и интенсивно, однако высоких температур горения оно не даст – максимальный показатель составляет 500 ℃. А вот более плотная древесина, как, например, у граба, ясеня или бука, сгорает при температуре около 1000 ℃. Чуть ниже температура горения у березы (около 800 ℃), а также дуба и лиственницы (900 ℃). Если речь идет о таких породах, как ель и сосна, то они загораются примерно при 620-630 ℃.

Использование древесины исходя из ее теплоемкости

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

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

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

Стоит отметить, что какой бы ни была древесина, если она сырая, то горит хуже сухой и сгорает не до конца, оставляя много золы.

Теплоотдача при сгорании дров в печи

Существует прямая взаимосвязь между температурой горения дров в печи и теплоотдачей – чем жарче пламя, тем больше тепла оно выделяет в помещение. На количество генерируемой тепловой энергии влияют различные характеристики дерева. Расчетные величины можно найти в справочной литературе.

Стоит отметить, что все нормативные показатели рассчитывались в идеальных условиях:

Естественно, что в домашней печи создать такие условия невозможно, поэтому тепла будет выделяться меньше, чем показывают расчеты. Поэтому нормативы будут полезны лишь для определения общей динамики и сравнения характеристик.

Что собой представляет процесс горения

Изотермическая реакция, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии и называется горением. Эта реакция проходит несколько последовательных стадий.

На первом этапе древесина разогревается внешним источником огня до точки воспламенения. По мере нагрева до 120-150 ℃ древесина превращается в угли, которая способна самовоспламеняться. По достижении температуры в 250-350 ℃ начинают выделяться горючие газы – этот процесс называется пиролизом. Одновременно происходит тление верхнего слоя древесины, которое сопровождается белым или бурым дымом – это смешанные пиролизные газы с водяным паром.

На втором этапе в результате разогрева пиролизные газы загораются светло-желтым пламенем. Оно постепенно распространяется на всю площадь древесины, продолжая нагрев древесины.

Следующая стадия характеризуется воспламенением древесины. Как правило, для этого она должна разогреться до 450-620 ℃. Чтобы дрова воспламенились, необходим внешний источник тепла, который будет достаточно интенсивным для резкого нагрева дерева и ускорения реакции.

Кроме того, на скорость воспламенения дров влияют такие факторы, как:

Проясним некоторые моменты. Поскольку влажное дерево при горении в первую очередь испаряет лишнюю жидкость, то разжигается и сгорает оно намного хуже, чем сухое. Форма также имеет значение – ребристые и зазубренные бревна воспламеняются легче и быстрее, чем гладкие и круглые.

Тяга в дымоходе должна быть достаточной, чтобы обеспечить приток кислорода и рассеять внутри топки тепловую энергию на все находящиеся в ней объекты, но не задуть при этом огонь.

Четвертая стадия термохимической реакции – устойчивый процесс горения, который после вспышки пиролизных газов охватывает все находящееся в топке топливо. Горение проходит две фазы – тление и горение пламенем.

В процессе тления сгорает образовавшийся в результате пиролиза уголь, при этом газы выделяются довольно медленно и не могут воспламениться по причине малой концентрации. В результате конденсирования газов по мере их охлаждения образуется белый дым. Когда древесина тлеет, внутрь постепенно проникает свежий кислород, что приводит к дальнейшему распространению реакции на все остальное топливо. Пламя возникает в результате сгорания пиролизных газов, которые перемещаются вертикально по направлению к выходу.

Пока внутри печи поддерживается необходимая температура, подается кислород и есть не сгоревшее топливо, процесс горения продолжается.

Если такие условия не поддерживаются, то термохимическая реакция переходит в финальную стадию – затухание.

Как определить температуру горения в печи на дровах

Измерение температуры горения дров в камине можно выполнять только пирометром – никакие другие измерительные приборы для этого не годятся.

Если же такого прибора у вас нет, можно визуального определить примерные показатели, исходя из цвета пламени. Так, пламя низкой температуры имеет темно-красную окраску. Желтый огонь свидетельствует о слишком высокой температуре, получаемой с помощью усиления тяги, однако в этом случае большее количество тепла сразу улетучивается сквозь дымовую трубу. Для печи или камина наиболее подходящей будет температура горения, при которой цвет пламени будет желтым, как, например, у сухих березовых дров.

Современные печи и твердотопливные котлы, а также камины закрытого типа, оборудованы системой контроля подачи воздуха, чтобы корректировать теплоотдачу и интенсивность горения.

Жаропроизводительность древесины

Помимо значения теплотворности, то есть количества выделяемой тепловой энергии при сгорании топлива, есть еще понятие жаропроизводительности. Это та максимальная температура в печи на дровах, которой может достигать пламя в момент интенсивного горения древесины. Данный показатель также полностью зависит от характеристик древесины.

В частности, если дерево имеет рыхлую и пористую структуру, оно сгорает на довольно низких температурах, образуя светлое высокое пламя, и дает довольно мало тепла. А вот плотная древесина, хоть и гораздо хуже разгорается, даже при слабом и низком пламени дает высокую температуру и большое количество тепловой энергии.

Влажность и интенсивность горения

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

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

Стоит отметить, что совершенно непригодна для использования в качестве топлива древесина сырого срубленного тополя и некоторых других пород. Она рыхлая, содержит очень много воды, поэтому при горении дает очень мало тепла.

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

Как тяга в печке влияет на горение

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

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

В идеальных условиях формула термохимической реакции выглядит примерно так:

C+2h3+2O2=CO2+2h3O+Q (тепловая энергия).

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

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

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

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

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

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

Выводы

Таким образом, наилучшим вариантом с точки зрения экономии средств, а также эффективности сгорания и теплоотдачи, можно считать дрова из березы. Поскольку твердые породы древесины с высокой жаропроизводительностью стоят существенно дороже, они используются в качестве дров намного реже.

30.10.2018

www.odrova.ru

Теплоотдача дров, или какие дрова лучше горят!

Потрескивающий звук дров в камине или в печке всегда ассоциировался с теплом, покоем и уютом. Горение дров отличается от сжигания других форм топлива некой чарующей притягательностью. Если и Вы поклонник традиционного вида отопления дома дровами, то Вам очень интересно будет узнать о том, какие виды дров существуют, их особенности, и теплоотдача дров из какой именно древесины лучше всего подойдет для комфортного прогревания.

Что такое «дрова»?

Дрова — это кусочки дерева, которые используют для сжигания в печках, каминах, топках или в обычный костер под открытым небом для получения тепла, света и жара. При этом все они отличаются своей силой горения, на что влияет несколько факторов. В первую очередь, горение дров и теплоотдача дров зависят от процента их влажности. К примеру, свежесрубленное дерево содержит влаги до 50%. Поэтому, перед тем как начать его использовать в качестве топлива, его лучше тщательно просушить. Также, быстрота горения будет зависеть и от плотности дерева, например — у более рыхлых пород деревьев она выше, чем у пород с более мелкими порами.

Дрова, с позиции пригодности для сжигания, можно посчитать сухими, если содержание в них влаги 15–20%!!!

Показатели теплотворности дров (количество теплоты, которое всегда выделяется при полном сжигании одного килограмма древесины в зависимости от влажности) показаны в ниже-приведенной таблице:

Что касается дров для каминов, то их заготавливают в пиленном и колотом виде. Длина полена в основном от 25 и до 33 сантиметров. Влаги в них должно содержаться как можно меньше. Такие дрова продаются в насыпных складометрах, или их упаковывают и реализуют по весу.

Какие дрова выбрать?

Для отопления применяются разные породы дров. Преимущественным критерием, по которому выбирают эти или другие дрова для дровяных каминов и печек, является их теплотворное качество (т.е. теплоотдача дров разных пород), а также длительность горения и удобство при использовании (запах, вид пламени). А это, как мы уже говорили, зависит от плотности древесной структуры и их влажности. Ведь не все древесное топливо одинаково горит. Какие-то древесные породы сгорают, оставляя после себя небольшую горку золы, а некоторые сгорают лишь частично, оставляя большие головешки потухшего угля. Какие-то горят очень ярко, выделяя много тепловой энергии, а другие слабо тлеют, выделяя едкий чад и дым.

Для отопительных целей будет лучше, чтобы тепловыделение происходило медленно, но более продолжительный период. Для этого лучше всего подойдут дрова из лиственных пород дерева.

Давайте же разберемся, какая теплоотдача дров разных пород лучше для комфортного использования и прогревания своего дома:

Породы дерева и их особенности горения

Для топки каминов и печей преимущественно используют дрова таких пород, как ясень, дуб, хороша также теплоотдача березовых дров, тисы, боярышника или лещины!!!

Также стоит учитывать и тот критерий, что показатель теплотворной мощности (теплоотдача при горении дров) разных древесных пород сильно колеблется. В результате этого получается колебания плотности дерева и колебания в специальных пересчетных коэфф-тах «кубометр» = «складометр».

Один складометр дров из лиственных деревьев в сухом виде может заменить около 210 л жидкого топлива или 210 кубометров природного газа.

Свойства древесины для топок

Древесину, пригодную для топок, разделяют на такие основные категории:

Не забываем про сухость дров! Дрова для топки нужно подготавливать заранее. Они должны сохнуть не менее года. При этом, минимальное время просушки зависит от конкретного месяца укладок поленницы (в днях):

И еще о плотности и твердости древесины. Наибольшая теплоотдача будет у древесины лиственных твердых пород, наименьшей – у древесины мягких пород. В нижеприведенной таблице указаны показатели плотности дерева при влажности 12%:

Показатели удельной теплотворности древесины:

Итак, мы рассмотрели таблицы по теплоотдаче дров разных пород. Надеемся, теперь Ваш камин (печь) будет гореть ярко, жарко и долго!!!

   

teploikomfort.ru

Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать

Содержание:

Дрова являются традиционным видом твердого топлива, которое издавна использовалось в регионах, где есть большое количество доступной древесины. От того, насколько высока температура горения дров в печке, зависит не только скорость прогрева дома, но и эффективность применения топлива, а значит, и размер финансовых затрат. Об основных характеристиках древесины, а также факторах, влияющих на количество выделяемой дровами тепловой энергии, и пойдет речь в статье ниже.

Температурный порог горения древесины различных пород

В зависимости от структуры и плотности древесины, а также количества и характеристик смол, зависит температура горения дров, их теплотворность, а также свойства пламени.

Если дерево пористое, то гореть оно будет очень ярко и интенсивно, однако высоких температур горения оно не даст – максимальный показатель составляет 500 ℃. А вот более плотная древесина, как, например, у граба, ясеня или бука, сгорает при температуре около 1000 ℃. Чуть ниже температура горения у березы (около 800 ℃), а также дуба и лиственницы (900 ℃). Если речь идет о таких породах, как ель и сосна, то они загораются примерно при 620-630 ℃.

Использование древесины исходя из ее теплоемкости

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

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

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

Стоит отметить, что какой бы ни была древесина, если она сырая, то горит хуже сухой и сгорает не до конца, оставляя много золы.

Теплоотдача при сгорании дров в печи

Существует прямая взаимосвязь между температурой горения дров в печи и теплоотдачей – чем жарче пламя, тем больше тепла оно выделяет в помещение. На количество генерируемой тепловой энергии влияют различные характеристики дерева. Расчетные величины можно найти в справочной литературе.

Стоит отметить, что все нормативные показатели рассчитывались в идеальных условиях:

Естественно, что в домашней печи создать такие условия невозможно, поэтому тепла будет выделяться меньше, чем показывают расчеты. Поэтому нормативы будут полезны лишь для определения общей динамики и сравнения характеристик.

Что собой представляет процесс горения

Изотермическая реакция, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии и называется горением. Эта реакция проходит несколько последовательных стадий.

На первом этапе древесина разогревается внешним источником огня до точки воспламенения. По мере нагрева до 120-150 ℃ древесина превращается в угли, которая способна самовоспламеняться. По достижении температуры в 250-350 ℃ начинают выделяться горючие газы – этот процесс называется пиролизом. Одновременно происходит тление верхнего слоя древесины, которое сопровождается белым или бурым дымом – это смешанные пиролизные газы с водяным паром.

На втором этапе в результате разогрева пиролизные газы загораются светло-желтым пламенем. Оно постепенно распространяется на всю площадь древесины, продолжая нагрев древесины.

Следующая стадия характеризуется воспламенением древесины. Как правило, для этого она должна разогреться до 450-620 ℃. Чтобы дрова воспламенились, необходим внешний источник тепла, который будет достаточно интенсивным для резкого нагрева дерева и ускорения реакции.

Кроме того, на скорость воспламенения дров влияют такие факторы, как:

Проясним некоторые моменты. Поскольку влажное дерево при горении в первую очередь испаряет лишнюю жидкость, то разжигается и сгорает оно намного хуже, чем сухое. Форма также имеет значение – ребристые и зазубренные бревна воспламеняются легче и быстрее, чем гладкие и круглые.

Тяга в дымоходе должна быть достаточной, чтобы обеспечить приток кислорода и рассеять внутри топки тепловую энергию на все находящиеся в ней объекты, но не задуть при этом огонь.

Четвертая стадия термохимической реакции – устойчивый процесс горения, который после вспышки пиролизных газов охватывает все находящееся в топке топливо. Горение проходит две фазы – тление и горение пламенем.

В процессе тления сгорает образовавшийся в результате пиролиза уголь, при этом газы выделяются довольно медленно и не могут воспламениться по причине малой концентрации. В результате конденсирования газов по мере их охлаждения образуется белый дым. Когда древесина тлеет, внутрь постепенно проникает свежий кислород, что приводит к дальнейшему распространению реакции на все остальное топливо. Пламя возникает в результате сгорания пиролизных газов, которые перемещаются вертикально по направлению к выходу.

Пока внутри печи поддерживается необходимая температура, подается кислород и есть не сгоревшее топливо, процесс горения продолжается.

Если такие условия не поддерживаются, то термохимическая реакция переходит в финальную стадию – затухание.

Как определить температуру горения в печи на дровах

Измерение температуры горения дров в камине можно выполнять только пирометром – никакие другие измерительные приборы для этого не годятся.

Если же такого прибора у вас нет, можно визуального определить примерные показатели, исходя из цвета пламени. Так, пламя низкой температуры имеет темно-красную окраску. Желтый огонь свидетельствует о слишком высокой температуре, получаемой с помощью усиления тяги, однако в этом случае большее количество тепла сразу улетучивается сквозь дымовую трубу. Для печи или камина наиболее подходящей будет температура горения, при которой цвет пламени будет желтым, как, например, у сухих березовых дров.

Современные печи и твердотопливные котлы, а также камины закрытого типа, оборудованы системой контроля подачи воздуха, чтобы корректировать теплоотдачу и интенсивность горения.

Жаропроизводительность древесины

Помимо значения теплотворности, то есть количества выделяемой тепловой энергии при сгорании топлива, есть еще понятие жаропроизводительности. Это та максимальная температура в печи на дровах, которой может достигать пламя в момент интенсивного горения древесины. Данный показатель также полностью зависит от характеристик древесины.

В частности, если дерево имеет рыхлую и пористую структуру, оно сгорает на довольно низких температурах, образуя светлое высокое пламя, и дает довольно мало тепла. А вот плотная древесина, хоть и гораздо хуже разгорается, даже при слабом и низком пламени дает высокую температуру и большое количество тепловой энергии.

Влажность и интенсивность горения

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

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

Стоит отметить, что совершенно непригодна для использования в качестве топлива древесина сырого срубленного тополя и некоторых других пород. Она рыхлая, содержит очень много воды, поэтому при горении дает очень мало тепла.

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

Как тяга в печке влияет на горение

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

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

В идеальных условиях формула термохимической реакции выглядит примерно так:

C+2h3+2O2=CO2+2h3O+Q (тепловая энергия).

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

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

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

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

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

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

Выводы

Таким образом, наилучшим вариантом с точки зрения экономии средств, а также эффективности сгорания и теплоотдачи, можно считать дрова из березы. Поскольку твердые породы древесины с высокой жаропроизводительностью стоят существенно дороже, они используются в качестве дров намного реже.

teplospec.com

Чем лучше топить: особенности горения дров разных пород древесины

Экология потребления.Усадьба: Для отопительных целей применяются различные дрова. Приоритетной характеристикой, по которой выбирают те или иные дрова, является их теплотворная способность, длительность горения

Одним из распространенных видов топлива для твердотопливных котлов являются не колотые, крупные дрова. Помимо дров могут использоваться уголь, солома, пеллеты и даже резина. Однако при закладке котла вовсе без дров обойтись нельзя. О том, как правильнее топить котел дровами, пойдет речь ниже.

ПРАВИЛЬНАЯ ТОПКА КОТЛА

Существует несколько нехитрых правил, которые нужно соблюдать, чтобы добиться максимального КПД и исправной работы нагревателя:

ПОРОДЫ ДРЕВЕСИНЫ ДЛЯ ТОПКИ КОТЛА

Основными характеристиками дров для нагревателей являются их теплотворные качества и длительность горения. Для отопления хорошо, когда древесина горит медленно, но долго.Лучше всего этим целям соответствуют дрова из лиственных деревьев. В целом для всех хвойных характерна пониженная теплотворная способность, повышенное образование дыма и смолистость. Легче всего раскалывать породы средней степени твердости.

Специфика горения различных пород древесины:

Нужно принимать во внимание то обстоятельство, что теплотворные характеристика различных пород древесины значительно разнятся. Поэтому можно наблюдать колебания плотности разных пород деревьев и колебания в расчетных коэффициентах.

Таблица теплотворных характеристик различных пород древесины

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО СВОЙСТВАМ ДРЕВЕСИНЫ

Учет производится по объему дров в штабелях (поленницах). Качество поленницы зависит от применяемой раскладки, считаясь оптимальной, если масса древесины составляет приблизительно 70% от кубатуры. Чем выше удельный вес дров в поленнице, тем выгоднее покупка.

Ниже соотношение кубометра березовых дров к конкурирующей древесине:

Предположим, поленья будут занимать весь объем поленницы, в таком случае масса кубометра древесины (относительную влажность принимаем за 20%) составит:

Химические компоненты разных пород схожи, древесина приблизительно наполовину состоит из углерода. Поэтому теплота горения древесины разных пород (при условии одинаковой влажности) близка и составляет примерно 18700 кДж (около 4500 ккал). Колебания между породами не превышают 3-5%. При этом теплотворные свойства поленьев на кубический дециметр отличаются и в среднем показывают такие цифры:

Теплота горения 100 кг сухих дров приблизительно равна:

Главная рекомендация — избегать древесины, которая содержит слишком много смолы, чтобы не засорять котел и дымоход. В остальном, вопрос о том, какими дровами топить котел, зависит от доступности той или иной древесины в месте проживания владельца твердотопливного котла. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

econet.ru

Тепловые свойства древесины | РУССКОЕ РЕМЕСЛО

изделия из массива на заказ

как заказать * доставка * оплата

Способность древесины поглощать тепло характеризуется теплоемкостью. В качестве меры используется удельная теплоемкость с, которая представляет собой количество тепла, необходимое для того, чтобы нагреть древесину массой 1 кг на 1о С. Размерность удельной теплоемкости — ккал/кг х град или в международной системе единиц СИ-дж/кг х град.

В пределах изменения температуры от 0 до 100° удельная теплоемкость абсолютно сухой древесины равна от 0,374 до 0,440 ккал/кг х град и в среднем равна 0,4 ккал /кг х град. При увлажнении теплоемкость древесины увеличивается, так как удельная теплоемкость воды (1,0 ккал/кг х град) больше теплоемкости абсолютно сухой древесины. При положительной температуре (выше 0°С) влияние влажности сказывается в большей мере, чем при отрицательной температуре.Например, увеличение влажности с 10 до 120% при температуре + 20° приводит к повышению теплоемкости на 70%; изменение влажности в тех же пределах, но при температуре -20°С вызывает увеличение теплоемкости всего на 15%; это объясняется меньшей теплоемкостью льда (0,5ккал/кг х град).

Пример 1. Определить при помощи диаграммы рис. 42 теплоемкость древесины при t=20° и влажности 60%. Точка пересечения вертикальной линии, соответствующей данной температуре, с горизонтальной линией для указанной влажности находится на наклонной кривой линии 0,66. Следовательно, удельная теплоемкость древесины при заданных условиях составляет 0,66 ккал/кг х град.

Пример 2. Определить теплоемкость мерзлой древесины при t = -10° и влажности 80%. Проводим вертикальную линию через точку, соответствующую -10°, (слева от нуля на оси температур) до пересечения с горизонтальной линией, соответствующей влажности 80%. Точка пересечения находится между двумя наклонными прямыми линиями 0,50 и 0,55. На глаз оцениваем положение точки от этих линий и находим, что удельная теплоемкость древесины при указанном состоянии равна 0,52 ккал/кг х град.

теплопроводность древесины

Теплопроводность определяет способность древесины проводить тепло и характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, который представляет собой количество тепла, проходящего в течение 1 ч через плоскую стенку площадью 1 м2 и толщиной 1 м при разности температур на противоположноных сторонах стенки 1° С. Размерность теплопроводности ккал/м ч х град) или, в системе СИ, вт/м. х град. Вследствие пористого строения древесины теплопроводность невысока. С увеличением плотности теплопроводность древесины возрастает. Так как теплопроводность воды при одинаковой температуре в 23 раза меньше теплопроводности воздуха, теплопроводность древесины в сильной мере зависит от влажности, увеличиваясь, с ее возрастанием. С увеличением температуры теплопроводность древесины возрастает, причем это увеличение в большей мере выражено у влажной древесины. Теплопроводность древесины вдоль волокон значительно больше, чем поперек волокон.

В плоскости поперек волокон теплопроводность также зависит от направления, причем соотношение между теплопроводностью в радиальном λR и тангенциальном λт направлениях у разных пород различное. На величину этого соотношения оказывают влияние объем сердцевинных лучей и содержание поздней древесины. У пород с многочисленными сердцевинными лучами (дуб) λr>λг; у хвойных пород с небольшим объемом сердцевинных лучей, но имеющих высокий процент поздней древесины (лиственница), λт >λr. У лиственных пород с равномерным строением годичных слоев и сравнительно малочисленными короткими сердцевинными лучами, а также у остальных хвойных пород λr мало отличается от λт.

значения коэффициента Кр, учитывающего изменение теплопроводности древесины от плотности

Условная плотность, кг 1м3 Кр Условная плотность, кг 1м3 Кр
340 0,98 500 1,22
360 1,00 550 1,36
380 1,02 600 1,56
400 1,05 650 1,86
450 1,12

В табл. приведены значения коэффициента, учитывающего условную плотность древесины. Коэффициент Кх в тангенциальном направлении поперек волокон для всех пород принят равным 1,0, а в радиальном — 1,15; вдоль волокон для хвойных и рассеяннососудистых пород — 2,20, а для кольцесосудистых — 1,60.

Пример. Определить теплопроводность березы вдоль волокон при температуре 50°С и влажности 70%. По диаграмме рис. 43 находим, что номинальное значение теплопроводности при указанном состоянии древесины равно 0,22 ккал/м х ч х град. По табл. 19 определяем условную плотность березы русл = 500 кг/м3. По табл. 20 находим величину коэффициента КР = 1,22. Значение коэффициента Кх в данном случае равно 2,20.

температуропроводность древесины

Температуропроводность определяет способность древесины выравнивать температуру по своему объему. Коэффициент температуропроводности а характеризует скорость распространения температуры внутри тела при нестационарных тепловых процессах (нагревании, охлаждении) . Размерность его м2/ч, или, в системе СИ, м2/сек. Между тремя основными теплофизическими характеристиками существует следующая зависимость: а = λ/ср.

Температуропроводность зависит главным образом от влажности древесины и в меньшей степени температуры. С увеличением влажности температуропроводность древесины падает; это объясняется тем, что температуропроводность воздуха значительно больше, чем воды. На диаграмме рис. 44 показано влияние влажности на температуропроводность древесины сосны в трех направлениях. На диаграмме, кроме того, видно, что температуропроводность вдоль волокон значительно больше, чем поперек волокон, а между температуропроводностью в радиальном и тангенциальном направлениях разница оказывается очень небольшой. С повышением температуры температуропроводность древесины возрастает. Чем выше плотность древесины, тем ниже температуропроводность.

температурные деформации древесины

Температурные деформации древесины характеризуются коэффициентом линейного расширения а (изменение единицы длины при нагревании на 1°С), который для древесины имеет малую величину и зависит от направления по отношению к волокнам; расширение от тепла наименьшее вдоль волокон и наибольшее поперек волокон в тангенциальном направлении. Коэффициенты линейного расширения древесины вдоль волокон в 7—10 раз меньше, чем поперек волокон. Незначительная величина линейного расширения древесины вдоль волокон от тепла позволяет в практике не считаться с этим явлением (отказ от тепловых швов).

коэффициенты линейного расширения поперек волокон

Порода Коэффициент линейного расширения а поперек волокон в направлении
радиальном тангенциальном
Береза 27,9 х 10-6 33,7 х 10-6
Сосна 29,7 х 10-6 31,3 х 10-6
Осина 26,0 х 10-6 35,9 х 10-6

общие сведения о механических свойствах древесины При использовании древесины в качестве конструкционного и поделочного материала, а также в технологических процессах обработки проявляются ее механические свойства, характеризующие способность древесины сопротивляться механическим усилиям. Показатели этих свойств древесины определяют путем специальных экспериментов — механических испытаний, при которых создают различные напряженные и деформированные состояния образцов древесины. Задачи механических испытаний […]

нет комментариев

Свойства древесины, проявляющиеся при воздействии электромагнитных излучений. Различные виды излучений, представляющих собой электромагнитные колебания, образуют спектр, охватывающий огромный диапазон длин волн. Наибольшую длину имеют радиоволны (от десятков километров до миллиметров). Действие на древесину этих видов излучений частично изложено при рассмотрении электрических свойств древесины. Ниже будут рассмотрены свойства древесины, проявляющиеся при действии излучений, занимающих остальную часть […]

нет комментариев

показатели, характеризующие распространение звука в древесине Как известно, звук представляет собой колебания, волнообразно распространяющиеся в упругих средах. Особенности распространения звуковых колебаний зависят от физических свойств среды и характеризуются рядом показателей. Скорость распространения звука тем больше, чем меньше плотность среды р и выше ее жесткость (модуль упругости Е). При распространении волны в направлении колебательного движения частиц […]

нет комментариев

электропроводность древесины Способность проводить электрический ток характеризует электрическое сопротивление древесины. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное […]

нет комментариев

теплоемкость древесины Способность древесины поглощать тепло характеризуется теплоемкостью. В качестве меры используется удельная теплоемкость с, которая представляет собой количество тепла, необходимое для того, чтобы нагреть древесину массой 1 кг на 1о С. Размерность удельной теплоемкости — ккал/кг х град или в международной системе единиц СИ-дж/кг х град. В пределах изменения температуры от 0 до 100° […]

нет комментариев

влага в древесине Наличие влаги в древесине обусловлено нормальной жизнедеятельностью живого растущего организма. В древесине срубленного дерева содержание влаги (в зависимости от условий хранения, и эксплуатации изделий) может увеличиваться или уменьшаться. В большинстве случаев практики влагу из древесины удаляют, чтобы избежать ряда отрицательных явлений. Для количественной характеристики содержания влаги в древесине используют показатель влажности древесины. […]

нет комментариев

Свойства древесины, проявляющиеся при взаимодействии ее с внешней средой, но не связанные с изменением химического состава древесинного вещества, принято называть физическим. Из этого обширного ряда свойств несколько условно выделяются свойства древесины, обнаруживающиеся под действием механических усилий. Ниже рассматриваются физические свойства, показатели которых определяются методами, регламентированными действующими стандартами. Кроме того, освещается ряд пока мало распространенных, но […]

нет комментариев

химический состав древесины Древесина состоит из органических веществ, в состав которых входят углерод С, водород Н, кислород О и немного азота. Элементарный химический состав древесины разных пород практически одинаков. В среднем абсолютно сухая древесина независимо от породы содержит 49,5% углерода, 44,2% кислорода (с азотом) и 6,3% водорода. Азота в древесине содержится около 0,12%. Элементарный химический […]

нет комментариев

макроскопическое строение древесины — заболонь, ядро, спелая древесина У большинства наших лесных пород древесина окрашена в светлые цвета, причем у одних пород нет разницы в окраске всей массы древесины, а у других — периферическая, прилегающая к коре часть древесины окрашена светлее. Эта более светлая часть ствола называется заболонью. Центральная темноокрашенная часть ствола называется ядром (см. […]

нет комментариев

строение древесины — части растущего дерева Растения делятся на низшие и высшие. К низшим относятся бесстебельные растения: бактерии, водоросли, грибы, лишайники. К высшим растениям принадлежат мхи, папоротники, голосемянные и покрытосемянные. Древесные растения, которые дают древесину как материал для разнообразного применения, входят в состав двух последних групп. Широко распространенные на территории России хвойные породы относятся к […]

нет комментариев

  Информация / Договор-оферта / Доставка / Как заказать / Оплата / Результаты поиска / контакты / Портфолио / Продукция / Двери / Домовая резьба / Лестницы / Магазин / Антикварная мебель /Банкетки, скамьи, табуреты / Деревянные резные рамы /Диваны, кресла, стулья / Зеркала / Камины резные из дерева / Комоды и тумбы / Мебель в прихожую / Мебель для детей и мам / Мини-бары, бутылочницы / Накладной декор / Полки для кухни / Резные наличники и услуги мастера / Столики декоративные / Столы / Шкафы, гардеробы / Мебель / Обучающий марериал / Руководство / Резные наличники / Резьба по дереву / Услуги мастера / Вызов мастера / Дизайнерские услуги / Консалтинговые услуги / Онлайн-консультации / Первичный дизайн и расчет

резьба по дереву •домовая резьба • резные наличники • резной декор • мебель • двери • лестницы • пиломатериал как заказать * доставка * оплата Для играющих детей важную часть их процесса взросления составляют игрушки. Вы не найдете ни одного ребенка, кому они не нравятся. Играться – это их любимое занятие и самая главная причина, […]

нет комментариев

резьба по дереву •домовая резьба • резные наличники • резной декор • мебель • двери • лестницы • пиломатериал как заказать * доставка * оплата Строительство домов из дерева во все времена можно смело назвать самым распространённым, видом строительства. Сегодня своей большой популярности они добились при строительстве дач, коттеджей, бань и других объектов. Ведь в […]

нет комментариев

Задолго до крещения Руси в ней уже были деревянные храмы. Какова была архитектура этих церквей? К сожалению, ответить на этот вопрос при тех скудных сведениях, которые дошли до нас, нет никакой возможности. Пока же у нас нет данных даже для приблизительных и гадательных предположений. Единственное сведение, которым мы располагаем, относится к деревянной Софии в Новгороде, […]

нет комментариев

строительство деревянных домов — вглядимся в детали Говорить о достоинствах деревянных домов — значит повторять уже много раз сказанное. Общим местом уже давно стало то, что они «дышат» и лучше удерживают тепло, а микроклимат в них крайне благоприятен для человека. Также мало кто будет спорить с постулатом, что деревянные дома — это красиво. Но все […]

нет комментариев

Издревле главными строительными материалами для русских зодчих были дерево и глина, благо что и того и другого было в избытке. Глиняные кирпичи, по свидетельству историков, получили на Руси распространение начиная с середины X века, а дерево в качестве основного строительного материала использовалось с незапамятных времен. Именно деревянная архитектура стала основой особенного стиля русского средневекового зодчества, […]

нет комментариев

Плинтус деревянный в Хабаровске, Владивостоке и Москве. Плинтус деревянный является окончательным элементом, любого помещения после ремонта. Если плинтус деревянный, грамотно подобран с напольным покрытием, мебелью, обоями, и другими элементами интерьера, он способен подчеркнуть все достоинства помещения. Очень важно, чтоб плинтус деревянный, был качественный. Достоинства плинтуса деревянного. Плинтус деревянный необходим, когда нужно сделать переход плавным между […]

нет комментариев

Декорирование деревянных дверей, лестниц, арок, окон, мебели, беседок, садовой мебели, и других предметов интерьера из массива дерева. Декорирование своими руками, это увлекательный вид творчества, дающий возможность создавать собственные шедевры из обычных предметов. Благодаря создающейся на сайте коллекции резного декора, вы без труда сможете освоить технику декорирования и научитесь своими руками создавать красивые изделия из дерева. […]

нет комментариев

Декорирование стен в доме. Отделка стен резным декором из дерева, помогает создать эксклюзивный интерьер. Существует много комбинации декорирования стен деревянными изделиями, благодаря которым облик стен вашего дома приобретает роскошный и уютный вид. Если просто хочется обновить, интерьерный стиль и заставить играть новыми гранями приевшийся дизайн. Для оформления стен можно использовать деревянные резные элементы домовой резьбы. […]

нет комментариев

Самшит — твердая лиственная порода. Самшит растет на Черноморском побережье Кавказа, в Крыму, на Дальнем Востоке. Порода заболонная, древесина однородного строения, желтого […]

Ель — мягкая хвойная порода. Ель наиболее распространенная хвойная порода в европейской и азиатской части нашей страны. Большое народнохозяйственное значение имеют два […]

ХВОЙНЫЕ ПОРОДЫ ДЕРЕВЬЕВ   Информация / Договор-оферта / Доставка / Как заказать / Оплата / Результаты поиска / контакты / Портфолио / […]

Кедр — мягкая хвойная порода. Кедр крупное дерево, в благоприятных условиях доживает до 800—850 лет и достигает 30—40 м высоты при диаметре […]

ad-a.ru

О температуре горения и теплотворности дров

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

Горящие дрова в печке

Тепловые характеристики древесины

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

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

Качество дров и как правильно выбирать

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

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

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

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

Температура горения и теплоотдача

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

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

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

Что такое горение

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

Процесс горения дров можно разделить на несколько этапов:

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

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

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

Воспламеняемость древесного топлива зависит от целого ряда факторов:

Обратите внимание! Влажная древесина хуже разжигается и горит по причине того, что значительная часть тепловой энергии уходит на испарение излишков влаги. Дрова круглой формы разгораются хуже элементов, имеющих ребра и грани. Чем массивнее дрова, тем сложнее их разжечь. Не струганная древесина воспламенится быстрее гладкой.

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

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

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

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

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

Измерение температуры горения дров

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

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

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

Самые жаропроизводительные дрова

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

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

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

Факторы, влияющие на температуру горения

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

Влияние влажности

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

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

Обратите внимание: свежесрубленная древесина тополя и других пористых пород, содержащих большое количество влаги, непригодна к использованию в качестве топлива. Она плохо горит и выделяет мало тепловой энергии.

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

Порода древесиныСоснаБерёзаЕльОсинаОльхаЯсень
Теплотворная способность свежесрубленного дерева (влажность около 50%), кВт м3190023711667183519722550
Теплотворная способность полусухих дров (влажность 30%), кВт м3207125791817199521482774
Теплотворная способность древесины, пролежавшей под навесом не менее 1 года (влажность 20%), кВт м3216627161902211722442907

Влияние подачи воздуха

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Упрощенная формула идеального сгорания древесины такова:

С + 2Н2 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (теплота)

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

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

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

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

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

Важно! На эффективность сжигания топлива также влияет КПД самого теплогенератора. Для котельного агрегата он составляет около 80%, для печки – от 40%, в зависимости от конструкции и материала исполнения.

Заключение

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

profiteplo.com

Физические свойства древесины

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Рассмотрим некоторые физические свойства древесины, ин­тересующие технологов лесохимических производств.

Плотность древесины. Плотность собственно древесины, или древесинного вещества, почти одинакова для различных пород и в среднем равна 1,55 г/см[1]. Плотность древесины как физического тела, т. е. включая пустоты (ранее этот показа­тель назывался объемный вес), зависит от породы дерева, ус­ловий произрастания, индивидуальных особенностей каждого дерева и в большой степени от влажности древесины (табл. 1.1).

Из числа наиболее распространенных в СССР древесных пород среднюю плотность (в воздущносухом состоянии) выше 0,55 г/см3 имеют многие лиственные породы (дуб, ясень, клен, граб, бук, береза) и только одна хвойная порода (листвен­ница), а плотность ниже 0,55 г/см3 — все остальные хвойные породы (сосна, пихта, ель, кедр и др.) и лишь немногие лист­венные (ольха, осина, тополь, липа). Плотность имеет суще­ственное значение, например, в процессах пиролиза древесины при расчете массы загружаемого в аппараты сырья и др.

Для некоторых технологических расчетов важно знать на­сыпную массу измельченной древесины, т. е. массу щепы или опилок, входящую в единицу объема аппарата при свободной загрузке. Масса 1 насыпного м3 хвойной щепы в пересчете на абсолютно сухую древесину составляет обычно 130—160 кг/м3, березовой щепы — в среднем 190 кг/м3, опилок 100—135 кг/м3, щепы смешанных пород из лесосечных отходов 120—160 кг/м3. При искусственном уплотнении насыпная масса опилок и щепы может быть повышена на 30—50 %.

Влажность древесины. Различают абсолютную и относи­тельную влажность древесины. Абсолютная влажность вы­ражается в процентах от абсолютно сухого вещества древе-

1.1. Плотность абсолютно сухой древесины

Порода

Плотность, г/см3

Средний объем клеточных стенок, %

Объем полостей,

Пределы колебаний

Средняя

Пихта

0,31—0,50

0,38

25

75

Ель

0,30—0,56

0,42

27

73

Сосна

0,31—0,65

0,47

30

70

Лиственница

0,43—0,82

0,63

41

59

Осина

0,32—0,61

0,47

30

70

Липа

0,33—0,62

0,47

30

70

Ольха

0,33—0,64

0,49

32

68

Береза

0,42—0,79

0,60

39

61

Бук

0,45—0,79

0,64

41

59

Клен

0,48—0,74

0,65

42

58

Дуб

0,46—0,88

0,68

44

56

Сины, а относительная — в процентах от влажной древе­сины.

Относительную влажность W0 можно пересчитать в абсо­лютную W по формуле

W = 100ro/(100 — ro),

А абсолютную в относительную

W0=mw/(m+w).

В расчетах по технологии лесохимических производств ис­пользуют, как правило, показатели относительной влажности (табл. 1.2) и в дальнейшем, если не указано иное, имеются в виду именно эти показатели. Объем древесного сырья в учеб­нике приводится в кубических метрах плотной древесины.

По данным табл. 1.2 можно определить содержание абсо­лютно сухой древесины в 1 м3 древесины той или иной влаж­ности. Например, если масса 1 м3 сосновой древесины 20%-ной относительной влажности равна 540 кг, то в нем содержится 540 (100—20) : 100 = 432 кг абсолютно сухой древесины, но не 470 кг, как могло бы показаться на основании цифр первой строки табл. 1.2. Это расхождение является следствием того, что при высушивании древесины ниже определенной влажно­сти происходит ее усадка и уплотнение.

Влажность центральной и периферической частей расту­щего или свежесрубленного дерева неодинакова. Средняя от­носительная влажность ядровой древесины хвойных пород со­ставляет 25—30 %. спелой древесины 35—40, заболони 45— 65%)- У заболонных древесных пород влажность древесины от периферии к центру уменьшается постепенно. Общая влажность свежесрубленной древесины хвойных пород обычно равна 45— 50%, мягких лиственных 40—50, твердолиственных 30—45 %-

Способность высушенной древесины поглощать водяные пары из воздуха до состояния равновесия называется ее ги­гроскопичностью. Гигроскопичность древесины различ­ных пород почти одинакова. При относительной влажности

1.2. Средняя масса 1 м3 плотной древесины различной влажности, кг

Влажность, %

Абсолютная

Относитель­

Ель

Осина

Сосна

Береза

Бук

Ная

0

0

420

470

470

600

640

10

9

440

490

500

630

670

25

20

470

530

540

670

710

50

33

560

620

640

790

830

75

43

655

730

740

915

975

100

50

750

830

850

1050

1110

Воздуха 100 % и температуре 20 °С влагоемкость древесины сосны и дуба составляет 29—30 %, при 90%—21—22%, при 50%-9-10% ит. д.

Способность древесины при погружении в воду поглощать ее называется водопоглощением. Предельное количество воды, которое может поглотить древесина, зависит от объема в ней полостей. Так, древесина березы, имеющая плотность в абсолютно сухом состоянии 0,6 г/см3, теоретически может поглотить около 130 % воды от массы сухого вещества, при этом плотность ее составит 1,2 г/см3. Практически такое пол­ное насыщение древесины водой никогда не достигается, но при сплаве древесины березы (и некоторых других листвен­ных пород) иногда наблюдается увеличение плотности выше единицы, в результате чего древесина тонет.

Усушка и набухание древесины. При высушивании сырой древесины вначале из нее удаляется свободная влага, содер­жащаяся в клеточных и межклеточных полостях, при этом размеры высушиваемого куска древесины не изменяются. За­тем выделяется связанная, или коллоидная, влага, находя­щаяся в связанном состоянии в стенках клеток. В этот момент начинается усадка древесины, т. е. уменьшение ее размеров. Точка перехода, наступающая при абсолютной влажности (для разных пород) 25—30 %, называется точкой насы­щения волокна. При увлажнении абсолютно сухая дре­весина увеличивается в размерах до точки насыщения волокна. Такое увеличение вдоль волокон обычно равно менее 0,5%, в радиальном направлении 2—6%, а в тангенциальном 5— 12%- По объему набухание составляет 10—20% от объема абсолютно сухой древесины. При дальнейшем увлажнении дре­весины ее размеры не изменяются. Неравномерность набуха­ния (следовательно, и усушки) древесины в различных на­правлениях приводит часто к ее деформации (короблению). Однако набухание может иметь и положительное значение, на­пример при замачивании деревянных баков и бочек для пре­дупреждения течи.

При высушивании древесины влага в виде паров удаляется в основном через торцы (в среднем в 4 раза больше, чем в ра­диальном направлении); количество испаряемой влаги в тан­генциальном направлении имеет промежуточное значение. За­болонь высыхает быстрее ядра, древесина хвойных пород быстрее, чем лиственных. Чрезмерно быстрое высушивание древесины приводит к образованию трещин. Такая древесина малопригодна для поделок, а при пиролизе из нее получается уголь с пониженной механической прочностью.

Теплоемкость древесины. Теплоемкость древесины склады­вается из теплоемкости собственно древесины и теплоемкости содержащейся в ней влаги, а также смолистых веществ. При этом теплоемкость смолистых веществ в 1,5 раза, а воды в 3 раза больше, чем теплоемкость абсолютно сухой древе­сины, равная при О °С 1,4 кДж/(кг-К). Поэтому с увеличе­нием смолистости и особенно влажности древесины ее тепло­емкость увеличивается. Теплоемкость древесины, как и всех материалов, увеличивается также с повышением температуры.

Теплопроводность древесины. Древесина — плохой провод­ник тепла. Коэффициент теплопроводности сухой древесины колеблется в пределах 0,1—0,4 Вт/(м-К), тогда как углероди­стой стали около 50 и меди около 400 Вт/(м-К). Чем меньше плотность древесины, т. е. чем больше в ней полостей, тем хуже она проводит тепло. При увлажнении древесины ее теп­лопроводность увеличивается, так как воздух замещается во­дой, имеющей в 26 раз более высокую теплопроводность.

Теплота сгорания древесины. Количество теплоты, выде­ляющейся при полном сгорании вещества, называется тепло­той сгорания (раньше эта величина называлась теплотворной способностью). Теплота сгорания древесины сильно зависит от ее влажности и мало от породы дерева. Теплота сгорания 1 кг вещества называется удельной теплотой сгорания. При сжига­нии абсолютно сухой древесины различных пород она колеб­лется в пределах 20ч-21-103 кДж/кг. Средняя теплота сгора­ния свежесрубленной древесины составляет около 8,5 X X Ю3 кДж/кг, а воздушносухой — достигает 15-Ю3 кДж/кг. Теплота сгорания 1 м3 воздушносухой древесины смешанных пород соответствует примерно 0,25—0,28 т условного топлива, теплота сгорания которого принимается 29,3 • 103 кДж/кг.

Отходящие газы от различных аппаратов лесохимических производств содержат значительное количество паров летучих веществ и подлежат очистке с целью предотвращения попада­ния их в атмосферу и регенерации некоторых из них. Газовые выбросы …

Количество промышленных стоков и степень их загрязнен­ности зависят от принятой схемы технологических процессов и на различных заводах колеблются в весьма широких пределах. В частности, при экстракции уксусной кислоты из жижки …

В процессах производства лесохимических продуктов обра­зуются различные сточные воды — отбросные воды ректифика­ционных аппаратов, промывные, подсмольные и подскипидар - ные воды и др. Все они объединяются общим названием про­мышленных стоков …

msd.com.ua


Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.