Дрова - калорійність, порівняння видів, фактори, що впливають на горіння - Журнал

Говорячи про меблі будь-яких видів, будинки з зрубів або дерев’яних каркасів, дерев’яні та епоксидні стільниці, підлоги, двері, вікна тощо, я забув про одне з найдавніших видів використання дерева, дрова. Донедавна спалювання дров у печах, духовках або під камінами було звичайним явищем. Бабуся мого батька ніколи не готувала їжу, крім каміна на дровах. Незважаючи на те, що більшість жителів села продовжували готувати на пічці, дідусю не сподобався смак їжі, приготовленої таким чином. Тож бабуся готувала їжу в каміні перед піччю, на дровах. Смак був справді неповторним. Велика радість нас, наших онуків, полягала в тому, щоб прокинути ямс через горщики. Після того, як ми закінчили їсти, ми всі просочились сажею, але яке значення це мало!?

Повернемося до горючих властивостей деревини. Чи всі види горять однаково? Якщо деревина настільки відрізняється від породи до породи і навіть усередині одного дерева, чи однаково тепло, незалежно від того, яка деревина спалюється? Чому вогонь іноді сильно запалюється і виходить багато диму? При якій температурі дрова запалюються? Я переконаний, що багато хто з вас задавали собі ці питання і багато інших, як я, до речі. Я думаю, що є набагато кращі способи заробити на дереві, але я все одно ціную піцу, виготовлену в дров’яній печі, і вогонь, що тріщить у печі в зимовий день 🙂.

Калорійність дерева

Коли вона згоряє, деревина виробляє енергію. Ми відчуваємо цю енергію як виділення тепла. Кількість тепла, яке виділяє деревина при спалюванні, представляє його теплотворну здатність. Калорійність - кількість тепла, що виділяється при спалюванні одного кг дров. Він вимірюється в ккал/кг, в кДж/кг або кВт-год/кг, значення різняться залежно від одиниці виміру. У старих або академічних джерелах це ще називають теплотворною здатністю.

Калорійність залежить від вологості деревини та обернено пропорційна їй. Тобто вона тим нижча, чим вища вологість деревини. Зелена деревина, щойно вирізана, виділяє менше тепла в порівнянні з добре висушеною. Максимальна теплотворна здатність визначається при вологості 0% (абсолютна теплотворна здатність). Оскільки досягти такої вологості в звичайних умовах дров майже неможливо, згадана вологість становить 15%, природно встановлена деревиною при сушінні в навколишньому середовищі. Однак рекомендується перед тим, як підпалювати його, дрова зберігати всередині, поруч з піччю або каміном, хв. 24 години. Вологість за цей час зменшиться, а деревина буде горіти краще.

Залежність теплотворної здатності від внутрішньої структури деревини та порід

Калорійність деревних порід різна і залежить від вмісту целюлози та лігніну, щільність, скільки води він мав на момент різання. Калорійність лігніну становить 6000 ккал/кг, а целюлози та геміцелюлози - 4150 ккал/кг. Це означає, що деревина з більшим вмістом лігніну (м’яка деревина) виділяє більшу кількість тепла.

щільність дрова дуже важливі. Чим щільніше деревина, тим вища теплотворна здатність. Звідси і різниця між основою стовбура дерева - щільнішою, з вищою теплотворною здатністю - та її кінчиком - більш пухкою, швидше горить та виділяє менше тепла.

Вміст води при різанні це важливо, оскільки після висихання вода залишає прогалини. в результаті утворюється більш пухка деревина. Деревина, яка при різанні має 35-40% вологи (дуб), буде набагато щільнішою при вологості 15%, ніж деревина, що має вологість 60-65% при різанні (тополя, верба).

Незважаючи на ці відмінності, між теплотворною здатністю виду порівняно з масою не існує великої різниці. Не настільки, що вам здається, що ви даремно кладете якусь деревину у вогонь, тоді як інша відразу опалить ваш будинок. Помітну різницю дають вологість, швидкість горіння, співвідношення між поверхнею та об’ємом, фактори, з якими ми впораємося негайно. Але спочатку кілька прикладів калорійності, визначеної при вологості 15%. Не всі джерела дають однакові значення, але вони досить близькі.

Штифт - 4000 ккал/кг
Ялина - 3725 ккал/кг
Береза - 3700 ккал/кг
Акація - 3575 ккал/кг
Бук - 3550 ккал/кг
Вишня - 3550 ккал/кг
Дуб - 3450 ккал/кг
Плоп - 3200 ккал/кг

У наведених вище прикладах калорійність пов’язана з масою. Однак, якщо співвідношення складене до одиниці об'єму, щільна деревина - дуб, акація, бук - матиме найвищу теплотворну здатність.

Займистість деревини. Фактори, що впливають на горіння

Дерево горить, оскільки це легкозаймистий матеріал. Для загоряння йому потрібне джерело вогню. Деревина із середньою щільністю та вологістю 12-15% займається при 300ºC. Горючість зростає прямо пропорційно співвідношення між площею поверхні та об'ємом. Ось чому тонкі ліси, лози запалюються швидше, ніж колода. Також у цій ідеї суспензія деревного пилу в повітрі може бути вибухонебезпечною сумішшю. Випалювання деревини відбувається ззовні всередину. Тонка деревина швидше загорятиметься і швидше горітиме, а товстіша довше буде горіти.

вологість є ще одним фактором, що впливає на горіння. Мокра деревина горить сильніше, тому що спочатку потрібно видалити воду. Калорійність вологої деревини нижча, оскільки частина енергії витрачається на випаровування води. Спочатку виділяється вільна вода, а потім вода, пов’язана з дерев’яною конструкцією. Вода поступово зникає, коли вогонь просувається всередину. Його швидке видалення створює напругу, а деревина тріскається, розсіюючи іскри. Чим щільніше, тим важче, чим вище напруга, тим вище ймовірність стрибків іскор.

Випалювання деревини - процес окислення. Підтримувати потрібне повітря (особливо кисень із повітря). Ось чому критий вогонь гаситься і коли з’являється джерело повітря, вогонь посилюється (як коли двері чи вікно відкриваються всередині, де вогонь горить тліючим). Було визначено, що для спалення одного кг деревини потрібно 0,6 кг повітря. Через більшу кількість повітря, що знаходиться у великих судинах, листяні дерева горять краще хвойних, останні мають дуже тонкі і закриті судини на кінцях (трахеїди). Деревина з великими порами горить краще, ніж деревина з дрібними порами. Однак щільність деревини також втручається в цей процес. Чим він щільніший, тим сильніше він буде запалюватися і горіти повільніше, виділяючи тепло протягом більш тривалого періоду часу.

Хвойні породи горіють повільніше і виділяють більше тепла (через більший вміст лігніну). Ще однією причиною того, чому хвойні дерева віддають більше тепла, є вміст смол, які вважаються справжнім паливом. Молоді або менш густі листяні дерева горять швидше і виділяють менше тепла. Зі збільшенням їх щільності вони виділятимуть більшу кількість тепла порівняно з аналогічним об’ємом м’яких порід деревини.

Результат спалення деревини

Спалювання дров для тепла або готування - це насправді горіння, враховуючи, що воно загальне. Я також писав про спалювання деревини, але тоді мова йшла про захист та фарбування. Ті, хто зацікавлений у японському методі Shou Sugi Ban для захисту деревини зовні або виділення природного малюнка деревини шляхом спалення, знайдіть інформацію тут.

Після повного згоряння ефективність максимальна, в результаті чого утворюються вода, вуглекислий газ та зола. Зола становить від 0,5 до 1% від обсягу сухої деревини. Якщо дрова занадто вологі та занадто густі або повітря недостатній (тяга погана, деревина влаштована так, щоб не пропускати повітря), згоряння відбувається неповно, і в результаті виникають небезпечні гази (чадний газ, оксид азоту) диму. Дим - це вуглець (вугілля), захоплений повітрям або водяною парою до того, як він повністю згорить і перетвориться на вуглекислий газ.

Тепло, яке виділяється при спалюванні деревини, не є сухим, оскільки під час процесу видаляється вода - як та, що існує в деревині, так і та, що виникає від повного спалення деревної маси. Тому в приміщеннях, де є дров’яна піч або камін, тепло приємне, і ми не відчуваємо пересихання ніздрів.

Деревні відходи - сировина для горючих матеріалів

Можна використовувати деревину як паливо і не спалюючи хитрощів на дереві, дров загалом. Відходи переробки - тирса, деревний пил - можуть бути перероблені та перетворені в джерело енергії. В результаті обробки виходять запальнички або гранули, які використовуються для живлення котлів та печей, що виробляють тепло. Останнім часом пелети стали улюбленими, оскільки вони легкі і в 10 разів менше запальничок, і їх можна транспортувати пневматично до зони горіння.

Отримання як брикетів, так і пелет здійснюється пресуванням деревних відходів у спеціальних пристроях, без додавання клею. Склеювання відбувається завдяки вологості деревини. Ось чому деревина повинна мати вологість від 12 до 15%. Якщо вона вологіша, її потрібно спочатку висушити, бо інакше вона розвалиться. Крім того, для хорошого склеювання в суміші не повинно бути оболонки. Технологічні процеси та установки відрізняються, запальнички отримують при нижчому тиску, ніж гранули.

Хоча це така поширена тема, я сподіваюся, що я придумав для вас нову, корисну інформацію. Якщо ви думаєте, що це зацікавить інших, можете поділитися. Якщо у вас є коментарі, запитання чи доповнення, залиште їх нижче у відповідному місці.