Температура горения дерева в печи бани

Калорийность дров по породам таблица: Теплоотдача дров разных пород таблица – гид по возведению печей и каминов своими руками

При нагревании до 130-150° древесина начинает самонагреваться. Если создать условия, необходимые для накопления тепла, то древесина самовозгорается.

При температурах производственных помещений древесина не представляет опасности самовозгорания. Эта опасность появляется только при нагревании ее до температуры выше 130°. Самовозгорание древесины

в открытых деревянных конструкциях или штабелях не происходит из-за отсутствия соответствующих условий для накопления тепла. Обычно самовозгорание древесины происходит в скрытых деревянных конструкциях или в скопившихся древесных отходах, долгое время подвергавшихся нагреву.

Процесс разложения древесины является экзотермическим и при определенных условиях может служить причиной ее самовозгорания. Но для этого необходимо, чтобы количество тепла, выделяющегося за счет реакции разложения древесины, превысило бы теплоотдачу в окружающую среду. Такие условия могут создаться, когда древесные отходы в сушилке скапливаются на калорифере или балка уложена в кладку кирпичной стены рядом с источником тепла. Иной процесс протекает в опилках или других древесных отходах, сложенных в кучу. В практике имели место случаи разогревания древесных опилок и их самовозгорание. Некоторые авторы (проф. Б. Г. Тидеман и инж. П. Г. Демидов) считают, что основной причиной самовозгорания опилок являются биологические процессы. Во влажных опилках зарождаются микроорганизмы, которые при концентрации теплоты быстро размножаются. Микроорганизмы разлагают клетчатку. Происходит брожение образовавшихся продуктов. Весь этот процесс сопровождается выделением тепла, которое нагревает опилки до 60-70°. При этом образуется уголь, способный поглощать пары и газы. Поглощение паров и газов углем вызывает окислительный процесс, который ведет к дальнейшему нагреву массы. За счет тепла адсорбции температура повышается и достигает 100-130°. Затем образуется пористый уголь, который также поглощает пары и газы и повышает температуру опилок. При достижении температуры 200° начинается разлагаться клетчатка, входящая в состав опилок. Разлагаясь, клетчатка образует уголь, способный интенсивно окисляться. За счет окисления угля температура поднимается до 250-300°, и опилки самовозгораются.

Принципиально горение ТГМ аналогично горению газов и жидкостей и представляет собой гомогенный, диффузионный процесс превращения горючих веществ в продукты горения с выделением тепла и света. В основе горения лежит окислительно-восстановительная реакция.

В горении жидкостей и ТГМ есть дополнительное сходство: необходимость подготовки вещества к горению (испарение, плавление, разложение) и выделение горючих паров; воспламенение происходит при достижении концентрации горючих паров и газов НКПРП.

Возникновение горения ТГМ рассмотрим на примере древесины,

являющейся одним из наиболее широко приме­няемых твердых горючих строительных материалов. Можно выделить следующие стадии воспламенения и горения дре­весины:

1) нагрев влажного вещества (температура древесины – до 50 0 С);

2) сушка древесины (удаление физически связанной во­ды) – температура до 120-150 0 С. Первые две стадии являются наиболее длительными и занимают порядка 55 % от общей продолжительности воспламенения. Необходимо добавить, что на этих стадиях ещё не происходит разрушения вещества;

3) удаление внутрикапиллярной и химически связанной воды – температура 150-180 0 С. На этой же стадии происходит разложение наименее стойких компонен­тов древесины (луминовых кислот). Выделяются в ос­новном негорючие газы и пары – СО 2 и Н 2 О, но име­ется сравнительно небольшое количество горючих га­зов и паров, например монооксида углерода СО.

Для того чтобы обосновать его появление, напомним, что различают две стадии горения углерода. На первой стадии углерод окисляется до монооксида углерода: С + 0,5О 2 = СО. Поэтому в продуктах горения всегда присутствует токсичный и пожаровзрывоопасный газ – СО (угарный газ). В связи с тем, что в продуктах разложения имеется некоторое количество горючих газов и паров, на этой стадии имеется возможность самовозгорания древесины.

4) Нагрев сухого

материала и термическое разложение (пиролиз) древесины:

Подчеркнём тот факт, что при разложении древесины возможны два пути: а) при температурах 180-250 0 С она превращается, в основном, в уголь; б) при температурах 280-400 0 С выделяются преимущественно летучие продукты. Это имеет большое зна­чение при огнезащите древесины. Знание факторов, влияющих на скорость горения, позволяет ею управлять.

5) Прекращение выхода летучих соединений и начало горения уг­леродистого остатка – древесного угля (температура 500-600 0 С). Углеродистый остаток образуется на пре­дыдущих стадиях, однако его горению препятствует то, что кислород воздуха не проникает к нему, поскольку сгорает в зоне пламенных реакций. При температуре выше 500 0 С выход «летучих» прак­тически прекращается и кислород получает доступ к по­верхности углеродистого остатка (угля). С этого момента происходит одновременное гетерогенное горение (тление) угля и гомогенное горение продуктов разложения, продол­жающих выходить через трещины из нижележащих слоев древесины. Толщина угля колеблется в пределах 2,5 см. Ко­гда все слои древесины превращаются в уголь, выход газооб­разных продуктов разложения прекращается, а продолжает­ся только горение угля.

Аналогично древесине протекает термическое разложение каменного угля, торфа и ряда других материалов. Однако в каждом случае имеют место свои особенности. Так, у торфа общее количество летучих веществ меньше и выход их начинается при более низких температурах, чем у древесины (см. рис. 5.6). Каменный уголь состоит из более термостойких компонентов, чем древесина, поэтому его разложение протекает при более высоких температурах и менее интенсивно.

Рис. 5.6. Зависимость отно­сительного выхода летучих продуктов пиролиза твердых веществ от температуры 1 – древесина; 2 – торф; 3 – каменный уголь

Известно, что древесина как строительный материал обладает многочисленными достоинствами. Однако она яв­ляется горючей легковоспламеняемой. Чтобы снизить го­рючесть древесины используют многочисленные методы (средства) огнезащиты.

Здравствуйте! Есть вопрос напрямую не связанный с дымоходами, но имеющий, все же, отношение.
У себя в квартире разместил над батареей отопления деревянный брус 10см*10см в поперечнике, и где-то метр длинной. Низ бруса лежит на батарее, а вверх прикреплен к металлическим уголкам, которые, в свою очередь, прикреплены к бетонной стене.

После завершения установки бруса — я вдруг спохватился. Вспомнил что во-первых, что зимой у нас ОЧЕНЬ горячие батареи, во вторых- раз брус находится прямо над батареей (буквально лежит на ней) — значит он станет ОЧЕНЬ сухим. А очень сухое дерево — является легковоспламеняемым. Прочитал в интернете что очень сухое дерево способно воспламиниться даже при температуре около 100 градусов цельсия.

По этому и возник серьезный вопрос к специалистам — насколько безопасно описаное положение бруса? Какова вероятность возгорания?

P.s. И еще — не знаю важно нет, — брус с одной стороны слегка трухлявый (или гнилой как правильно сказать?)

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

Думаю, что не загорится ввиду отсутсвия источника воспламенения и низкой температуры (ну не будет на батарее температура выше 80 градусов).

Одним из наиболее распространённых видов топлива, используемого для отопления частных домов, являются дрова. Они доступны по цене и хорошо горят, выделяя много тепла. Но температура горения дерева неодинакова, поэтому необходимо понять, какая древесина горит лучше. Для домовладельцев, которые отапливают своё жильё природным топливом, важным параметром является температура горения дров в печи.

Температура горения дров – важный показатель

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 ℃.

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:

Лиственница

Второе после дуба дерево по своим тепловым характеристикам. Рубить его проще, разжигать — тоже. Относится к хвойным, смолистым породам. Растёт не во всех лесах, но кое-где попадается довольно часто, а местами образует лиственничную тайгу.

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.

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.

Огненный художник

При слове «костёр» вспыхивают не менее ярко ностальгические воспоминания: дым костра, создающий доверительную обстановку; красные и желтые огни, летящие к ультрамариновому небу; переливы язычков с голубого до рубиново–красного цвета; багровые остывающие угли, в которых печётся «пионерская» картошка.

Изменяющийся колер пылающего дерева сообщает о колебаниях температуры огня в костре. Тление дерева (потемнение) начинается со 150°. Возгорание (задымление) происходит в интервале 250-300°. При одинаковом поступлении кислорода породы деревьев горят при несовпадающих температурах. Соответственно, градус костра тоже будет отличаться. Берёза горит при 800 градусах, ольха – при 522°, а ясень и бук – при 1040°.

Смотреть галерею

Но цвет огня также определяется химическим составом горящего вещества. Желтый и оранжевый цвет огню вносят соли натрия. Химический состав целлюлозы содержит и соли натрия, и соли калия, придающие пылающим углям дерева красный оттенок. Романтические голубые огоньки в древесном костре возникают из-за недостатка кислорода, когда вместо СО2 образуется СО – угарный газ.

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

Как упростить выбор дымохода

Что представляет собой дымоход для каминов? Это совокупность труб, у которых один конец подключен к обогревающему устройству, а другой — выведен на улицу. Его установка — достаточно сложный и трудоемкий процесс, требующий определенных знаний и профессионализма. Дымоходы могут изготавливаться из кирпича, нержавейки, керамики, Каждый из этих видов имеет свои преимущества, недостатки, а также особенности монтажа. Конечно же, для того чтобы сделать правильный выбор лучше обратиться за консультацией к профессионалам. Однако для того чтобы иметь некоторое понятие об устройстве дымоходов, приведем ниже краткое описание самых распространенных видов.

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.

Температура горения дров различных пород дерева | Мишаня

Домовладельцы, использующие для обогрева своих жилищ твердотопливные котлы и печи, часто обращают внимание на такой параметр, как температура горения дров. Интерес к вопросу понятен, ведь для хозяина дома важно получить максимальное количество тепла.

Соответственно, во время заготовки топлива на зиму надо побеспокоиться о достаточном количестве дров на весь сезон. На самом деле вопрос теплоотдачи древесины стоит несколько шире и зависит не только от температуры, но и других параметров. Каких – рассмотрим в данном материале.

Вяз частенько встречается в широколиственных и смешанных лесах, может образовывать достаточно крупные скопления. Твёрдый, плохо колется, но по своим жаровым характеристикам примерно соответствует берёзе. Также, как и она — может гореть в сыром виде.

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.

Теплотворная способность дров: сравнительная таблица разных пород

Древесина является довольно сложным материалом по своему химическому составу. Почему нас интересует химический состав? Да ведь горение (в том числе и горение дрова в печи) представляет собой химическую реакцию материалов дерева с кислородом из окружающего воздуха. Именно от химического состава той или иной породы древесины и зависит теплотворная способность дров.

теплотворная спосбность дров

Основными связующими химическими материалами в древесине являются лигнин и целлюлоза. Они образуют клетки – своеобразные емкости, внутри которых находится влага и воздух. Также в древесине присутствуют смола, белки, дубильные вещества и другие химические ингредиенты.

От чего зависит теплотворная способность дров?

Химический состав подавляющего большинства пород дерева практически одинаковый. Небольшие колебания химического состава различных пород и определяют различия в теплотворной способности различных пород дерева. Теплотворная способность измеряется в килокалориях – то есть вычисляется количество тепла, получаемое при сжигание одного килограмма дерева той или иной породы. Принципиальных различий между теплотворными способностями различных пород древесины нет. И для бытовых целей достаточно знать усредненные значения.

теплотворность различных пород

Различия между породами в теплотворной способности выглядят минимально. Стоит отметить, что исходя из таблицы может показаться, что выгоднее покупать дрова, заготовленные из древесины хвойных пород, ведь их теплотворность больше. Однако, на рынке дрова поставляются по объему, а не по массе, так что в одном кубометре дров, заготовленных из древесины лиственных пород дерева их будет просто больше.

Вредные примеси в древесине

В ходе химической реакции горения древесина сгорает не полностью. После сгорания остается зола – то есть не сгоревшая часть древесины, а в процессе горения из древесины испаряется влага.

Меньше влияет на качество горения и теплотворность дров зола. Ее количество в любой древесине одинаково и составляет около 1 процента.

А вот влага, находящаяся в древесине может доставить немало проблем при их сжигании. Так, сразу после рубки древесина может содержать до 50 процентов влаги. Соответственно при горении таких дров – львиная доля энергии, выделяющейся с пламенем может уходить просто на испарение самой древесной влаги, не совершая при этом никакой полезной работы.

расчет теплотворной способности

Влага, имеющаяся в древесине резко снижает теплотворную способность любых дров. Сгорающие дрова не просто не выполняют свою функцию, но и становятся неспособными поддерживать необходимую температуру при горении. При этом органика, находящаяся в дровах сгорает не полностью, при горении таких дров выделяется повешенное количество дыма, который загрязняет как дымоход, так и топочное пространство.

Что такое влажность древесины и на что она влияет?

Физическая величина, описывающая относительное количество воды, содержащееся в древесине называется влажностью. Измеряют влажность древесины в процентах.

При измерениях может учитываться два вида влажности:

Так, если написано, что древесина имеет относительную влажность в 60%, то её абсолютная влажность выразится в показателе 150%.

Чтобы рассчитать теплотворную способность дров при известной влажности – вы можете использовать следующую формулу:

Анализируя эту формулу можно установить, что дрова, заготовленные из хвойных пород дерева с показателем относительной влажности в 12 процентов при сжигании 1 килограмма выделят 3940 килокалории, а дрова, заготовленные из лиственных пород при сопоставимой влажности выделят уже 3852 килокалории.

Чтобы понять, что представляет собой относительная влажность в 12 процентов – поясним, что такую влажность приобретают дрова, которое длительное время сушатся на улице.

Плотность древесины и ее влияние на теплотворность

Кроме содержания влаги, на теплотворную способность дров влияет и другой фактор, а именно – плотность. Это обычная физическая величина, показывающая, какой вес вещества приходится на стандартный объем (обычно на один кубометр).

Чтобы оценить теплотворность, нужно использовать немного другую характеристику, а именно удельную теплотворность, представляющую собой величину, производную от плотности и теплотворности.

Экспериментальным путем были получены сведения об удельной теплотворности тех или иных пород древесины. Сведения даны для одинакового показателя влажности в 12 процентов. По результатам эксперимента была составлена вот такая таблица:

Используя данные из этой таблицы вы легко сможете сравнить теплотворную способность различных пород древесины.

Какие дрова можно использовать в России

Традиционно, самой любимой породой дров для сжигания в кирпичных печах в России является береза. Хотя по сути береза представляет собой сорняк, семена которого легко зацепляются за любую почву – оно чрезвычайно широко используется в быту. Неприхотливое и быстро растущее дерево верой и правдой служило нашим предкам уже множество веков.

Березовые дрова имеют сравнительно хорошую теплотворность и горят достаточно медленно, ровно, не накаляя чрезмерно печь. Кром того, даже сажа, получаемая при сгорании березовых дров идет в дело – она включает в себя деготь, который используется как в бытовых, так и в лечебных целях.

Кроме березы, из лиственных пород дерева в качестве дров используется древесина осины, тополя и липы. Качество их по сравнению с березой, конечно же не очень, но при неимении других вполне можно пользоваться и такими дровами. Кроме того, липовые дрова при сгорании выделяют особый аромат, который считается полезным.

Дрова из осины дают высокое пламя. Их можно использовать на заключительном этапе топки, чтобы выжечь сажу, образовавшуюся при сжигании других дров.

Также довольно ровно горит ольха, и после сгорания она оставляет небольшое количество золы и сажи. Но опять же по сумме всех качество ольховые дрова не могут составить конкуренцию березовым. Но с другой стороны – при использовании не в бане, а для приготовления пищи – ольховые дрова очень даже неплохи. Их ровное горение помогает качественно готовить пищу, особенно выпечку.

Дрова, заготовленные из плодовых деревьев встречаются довольно редко. Такие дрова, а особенно клен горят очень быстро и пламя при горении достигает очень высокой температуры, что может негативно сказаться на состоянии печи. К тому же вам всего лишь нужно нагреть в бане воздух и воду, а не плавить в ней металл. При использовании таких дров их необходимо перемешивать с дровами с низкой теплотворной способностью.

Дрова из хвойных пород дерева используются довольно редко. Во-первых, такая древесина очень часто используется в строительных целях, а во-вторых – наличие большого количества смолы в хвойных деревьях загрязняет топки и дымоходы. Топить печку хвойными дровами имеет смысл только после длительной сушки.

Как заготавливать дрова

Заготовка дров начинается обычно в конце осени или в начале зимы, до установления постоянного снежного покрова. Срубленные стволы оставляются на делянах для первичной сушки. По прошествии некоторого времени, обычно зимой или в начале весны дрова вывозятся из леса. Это связано с тем, что в этот период не проводится аграрных работ и замерзшая земля позволяет нагружать больший вес на транспортное средство.

Но это традиционный порядок. Сейчас, в связи с большим уровнем развития техники дрова можно заготовлять круглый год. Предприимчивые люди могут привести вам уже попиленные и поколотые дрова в любой день за разумную плату.

Как пилить и колоть дрова

Распилите привезенное бревно на отрезки, подходящие по размеру вашей топки. После полученные колоды раскалываются на поленья. Колоды с сечением более 200 сантиметров колются колуном, остальные – обычным топором.

Колоды колются на поленья так, чтобы сечение получившегося полена составляло около 80 кв.см. Такие дрова будут довольно долго гореть в банной печи и выделять больше жара. Поленья меньшего сечения используются для растопки.

Нарубленные поленья складываются в поленницу. Она предназначается не просто для накопления топлива, но и для просушки дров. Хорошая поленница будет располагаться на открытом пространстве, продуваемом ветром, но под навесом, защищающим дрова от атмосферных осадков.

Нижний ряд бревен поленницы укладывается на лаги – длинные жерди, которые предотвращают контакт дров с влажной почвой.

Сушка дров до приемлемого значения влажности происходит примерно за год. К тому же древесина в поленьях сохнет гораздо быстрее, чем в бревнах. Нарубленные дрова достигают приемлемого значения влажности уже за три месяца лета. При годовой сушке дрова в поленнице получат влажность в 15 процентов, которая идеально подходит для сгорания.

Теплотворная способность дров: видео

Бурьян

А теперь самое время рассмотреть альтернативные виды природного топлива, коими можно заправить костёр в походе.

Иногда бывает так, что вблизи стана сухостоя нет, а зелёные деревья пилить совесть не позволяет (лесники не дают), или же до них — приличное расстояние. Тогда приходится выкручиваться при помощи травянистых растений. Как правило, ежели местность более-менее дикая и открытая — на ней обязательно произрастают такие крупные виды трав, как:

Если местность болотистая или граничит с водой, то вышеуказанный перечень дополняется следующими растениями:

В сельской местности возможны такие варианты:

Лучше всего, само собой — толстые, не полые стебли (полынь, репейник, подсолнух). Вся эта чепуха обычно по осени засыхает, стоит всю зиму, весну и первую треть лета, затем — по мере разрастания зелёного разнотравья, большинство прошлогодних сухих стеблей гниют и валятся. Тем не менее, набрать некоторое количество подобных «дровишек» для костра можно в любое время года.

Горит сухой бурьян быстро и жарко, углей фактически не образует, ибо плотность его очень мала. Для полноценного ночного костра понадобится десяток кубометров и специально обученный батрак, который будет это дело постоянно в огонь подкидывать. Ещё возможно применить смекалку: скрутить траву плотными снопами шпагатом. Гореть будет дольше.

А вот для того, чтобы запалить мини-костерок, например — для кипятка, бурьян вполне сгодится. Единственное, что понадобится — несколько камней. Чтоб мало-мальский очаг выложить и тепло попусту в пространство не излучать, КПД костра тем самым увеличив.

Далее идут параметры бурьяна как кострового топлива (при расчёте в качестве исходных параметров применялись показатели соломы).

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.

Температура горения дров различных пород дерева

Домовладельцы, использующие для обогрева своих жилищ твердотопливные котлы и печи, часто обращают внимание на такой параметр, как температура горения дров. Интерес к вопросу понятен, ведь для хозяина дома важно получить максимальное количество тепла.

Соответственно, во время заготовки топлива на зиму надо побеспокоиться о достаточном количестве дров на весь сезон. На самом деле вопрос теплоотдачи древесины стоит несколько шире и зависит не только от температуры, но и других параметров. Каких – рассмотрим в данном материале.

Температура горения и теплоотдача

Эти два параметра взаимосвязаны, чем выше температура горения дров в печи или твердотопливном котле, тем больше тепла выделяется. Но каждый, кому однажды доводилось топить печь разными породами дерева, замечал, что одни дрова ярко пылают, выделяя нестерпимый жар, а другие вяло горят и тепла дают совсем мало.

Причина в том, что разные породы древесины имеют различную температуру горения и удельную теплотворность.

Чтобы понять, насколько велика эта разница, ниже предлагается таблица температуры горения различных пород дерева в идеальных условиях. Вы спросите – идеальные условия – это какие? Собственно, их три:

Для справки. Дуб, бук и лиственница считаются ценными породами древесины, в качестве основного топлива они используются очень редко. Разве что их отходы в виде стружки, опилок и горбылей.

Как уже было сказано выше, данные будут неполными, если не представить удельную теплоту сгорания каждой из пород. Ниже в таблице показаны значения теплоотдачи дров, выраженные в различных единицах и по отношению к весу и объему топлива:

Все табличные данные являются справочными и пригодятся для приблизительного расчета количества топлива, что выполняется с большим запасом. Еще по ним можно понять, что дуб и береза горят значительно жарче, чем тополь и ольха, а потому отдадут больше тепловой энергии. Но таблицы не могут представлять практическую ценность для рядового домовладельца, ведь условия сжигания в реальной жизни далеки от идеальных.

В реальности температура горения дерева в различных печах и каминах никогда не достигает значений, указанных в таблице. Для этого нужно, чтобы дрова были абсолютно сухими, чего в жизни не бывает, люди сжигают в топке такое горючее, какое у них есть в наличии. Снижается температура и от недостатка кислорода. Подробнее эти вопросы мы рассмотрим ниже.

Зависимость от влажности

Любое свежесрубленное дерево имеет повышенную влажность, в среднем ее значение лежит в диапазоне 45—55%, а у некоторых пород содержание влаги доходит и до 65%. Что происходит при горении таких дров? Часть выделяющегося тепла попросту расходуется на испарение воды, поэтому температура горения древесины не может повыситься до максимальной. Соответственно, падает и теплоотдача.

Чтобы получить необходимое количество теплоты для обогрева дома, можно пойти двумя путями:

Примечание. Некоторые породы древесины непригодны к сжиганию в топке котла или печи в свежесрубленном виде. К таковым относится ива и тополь, они будут гореть очень плохо и совсем не дадут тепла.

Чтобы определить теплоотдачу дров, сложенных в поленницу, надо снять ее размеры, а потом выяснить общее количество теплоты, пользуясь данными таблицы. В ней теплотворность на единицу складского объема указана в зависимости от влажности:

Породы, чья теплотворная способность наиболее высока, можно сжигать свежесрубленными, имея в виду предостережения, описанные выше. Например, теплоотдача и температура горения дуба, ясеня и березы самые высокие, так что их хватит на испарение влаги и обогрева частного дома. Похуже обстоит дело с хвойными породами – сосной и елью, но они могут успешно гореть из-за своей смолистости. Не до конца высушенную сосну лучше класть в уже разогретую топку.

В средней широте скорее редок, но в более северных областях — произрастает повсеместно. Имеет мягкую древесину, отлично колется. Дрова из кедра — хорошее топливо для костра.

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.

Видео установка дымохода сэндвича своими руками

Особенностью современных банных печей является температура их нагрева, которая может достигать 400 градусов. Важный показатель эффективности печи – это мгновенный нагрев корпуса и максимальная отдача тепла.

Весь процесс нагрева сопровождается выделением инфракрасного излучения, которое распределяется на поверхностях, примыкающих к печи. Под воздействием высокого температурного режима деревянная конструкция бани может обугливаться или воспламеняться.

Именно поэтому так важно обеспечить надежную изоляцию деревянных поверхностей от жара печи. Для этого подойдет защитный экран и обшивка из огнеупорных материалов

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.

Фактор влажности

Основным негативным фактором, конечно же, является влажность. Свежесрубленный лес имеет влажность в диапазоне от 40 до 55%, а у некоторых пород деревьев влажность может достигать даже отметки в 65%. Растапливать печь сырыми дровами можно, они даже будут гореть, но основная часть жара станет использоваться для просушки древесины и испарения влаги. Следовательно, температура в печи на сырых дровах никак не может выйти на пиковый уровень, а значит и теплоотдача от такой древесины будет посредственная.

Пройдет много времени пока этот лес превратиться в полноценные сухие дрова

Конечно, хозяин дома для его отопления может использовать как сырые, так и сухие дрова:

Полезно знать: Как заготовить дрова на зиму, как нарубить и насушить лес своими руками

Отметим, что существуют деревья, которые совсем не предназначены для растопки печей в свежесрубленном виде. К ним относятся такие породы как тополь, ива. При сгорании этих пород дерева практически не выделяется тепло, да и горением назвать их тление вряд ли возможно. После просушки тополь горит уже ярким и красивым пламенем, но вот тепла все равно много не дает.

Конечно, теплоотдача от древесины не увеличивается при сушке в два-три раза, но на 15-20% растет. Особо сильный контраст чувствуется при сжигании свежесрубленного леса и просушенной древесины одной породы.

В то же время разница в теплоотдаче разных пород дерева настолько велика, что позволяет сжигать некоторые сорта в свежем виде, например, березу, дуб, ясень. Эти несомненные лидеры имеют настолько высокую температуру горения, что способны и себя высушить и дом отопить. Березовые дрова дополнительно обладают приятным ароматом, считающимся целебным. Хвойные породы деревьев не имеют таких внушительных характеристик, поскольку в их составе присутствует большое количество смолы, поэтому сырую ель или сосну можно закладывать лишь в растопленную печь.

Чтобы дерево отдало максимальное количества тепла, чтобы температура в камине или печи при сгорании дров достигала высоких значений, следует обязательно высушить древесину.

Рябина

Часто и в больших количествах попадается в лесах, в основном в виде невысокого подроста, тем не менее — на опушках и полянах может вырастать до значительных размеров. Нередко попадается и по берегам рек, особенно — таёжных.

Древесина рябины достаточно плотная, по массе сравнима с черёмухой. О точных теплотворных характеристиках рябиновых дров также ничего неизвестно. Нам в нашей практике неоднократно попадался рябиновый сушняк, который горел примерно как ольха, но углей от него особых не было.

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+2H2+2O2=CO2+2H2O+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.

Зависимость от воздушной подачи

Парадокс в том, что температуру горения и отдачу тепла топлива мы уменьшаем сами путем ограничения поступления кислорода. Заслонки печи или котла прикрываются с целью расширить продолжительность процесса и подобным образом, согласно нашей точке зрения, экономить горючее. Исключение — температура

горения костра в камине открытого типа, куда воздух из помещения поступает свободно.

Однако даже каминный костер подчиняется химической формуле хорошего горения древесины, предоставленной в упрощенном виде:

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

В левой части уравнения – углерод и водород, сжигаемые в наличии кислорода. В правой – продукты горения, это углекислый газ, вода и выделяющееся тепло, что мы применяем для обогревания. Как показала практика в топочную камеру нужно подавать воздух в количестве 130% от объема, необходимого для сжигания. Тогда сухие дрова при возгорании развивают температуру, близкую к достаточно высокой.

Когда мы прикрываем воздушную подачу заслонками, уравнение нарушается, в нем появляется 3-ий ингредиент – монооксид углерода (СО). Это результат того, что не все атомы углерода повстречали по два атома кислорода, им просто не хватило для этого воздуха. Недожженный монооксид углерода летит в трубу, температура

в топливнике уменьшается, а за ней и отдача тепла.

Серьезный подход – это установить буферную емкость и всегда выводить котел на твердотопливных элементах на достаточно высокой рабочий режим с достаточной подачей воздуха и полноправным сжиганием. А вот с печами такой фокус не пройдёт, они греют воздух помещения, а не воду в системе, так что накоплять тепло не выйдет. Вот почему при возгорании смоленых дров, да и вообще, любой древесины в печах всегда находится монооксид углерода.

Не забывайте, кол-во угарного газа зависит от того, насколько закрыта подача воздуха. Чем меньше кислорода проходит в топочную камеру, тем больше появится угара, а тепла — меньше.

Функции и особенности эксплуатации дымовой трубы в бане

Основное назначение дымохода в парилке – качественное и контролируемое отведение продуктов горения, чтобы полностью исключить скопление вредоносной углекислоты и образование гари на поверхностях. Возникающая тяга (с подсосом воздуха в камеру сгорания) поддерживает стабильный процесс работы теплогенератора. Манипулируя потоками, пользователь регулирует теплотворность печи и расход топлива. Топить такую банную печку можно сколь угодно долго, и всё это время можно париться.

Особенности распределения тепла при различных способах подключения каменки к дымоходу

Печь в бане топится непостоянно. Соответственно, дымовой канал полностью остывает между сессиями, поэтому детали дымохода испытывают сильнейшие многократные термодинамические нагрузки. Второй важный фактор – рабочая температура. В отличие от котлов и печей, применяемых для отопления, здесь отводятся газы, нагретые до 700 и более градусов. Часто в бане используют прямоточные печи, из-за отсутствия отопительных щитков или снимающих часть тепла водяных рубашек дым получается таким горячим. Поэтому проблема прогорания дымоходов (опасность загазованности и пожара) всегда остаётся актуальной. Дымоходы для печей в баню изготавливают из высококачественных материалов. Если это заводские изделия, они должны быть одобрены производителем для таких непростых условий эксплуатации.

Выводы

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

Теплотворная способность древесины таблица для всех пород

Теплотворная способность древесины зависит от породы, возраста дерева, условий произрастания, места в стволе и т. д. Различают высшую, или абсолютную, теплотворную способность, выражающую количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг древесины, рабочую теплотворную способность древесины с учетом влажности и зольности древесины и удельную теплотворную способность, представляющую отношение рабочей теплотворной способности к объемному весу древесины. Удельная теплотворная способность дает практическую характеристику теплотворной способности древесины.

Высшая теплотворная способность древесины определяется как сумма теплотворных способностей отдельных химических элементов, получаемых при их свободном сгорании. Для древесины приближенно она может быть определена по формуле Д. И. Менделеева:

где С, H и О — содержание в древесине углерода, водорода и кислорода в процентах.

Точное определение высшей теплотворной способности древесины производится в лаборатории калориметрическим путем. ремонт мебели на дому

Таблица 3 – Рабочая и удельная теплотворная способность различных древесных пород (по Арнольду)

Порода дерева	Воздушносухая древесина (с содержанием 20% влажности)			Сравнительная теплотворная способность древесины различных пород по отношению к теплотворной способности древесины граба
	рабочая теплотворная способность, кал	объемный вес	удельная теплотворная способность, Ккал
Береза	2240	0,622	1389	0,89
Бук	2133	0,591	1258	0,80
Вяз	2341	0,547	1282	0,84
Граб	2148	0,769	1654	1,00
Дуб	2229	0,693	1538	0,99
Ель	2274	0,472	1068	0,66
Ива	2316	0,487	1128	0,71
Каштан конский	2309	0,575	1317	0,80
Клен	2277	0,659	1503	0,91
Липа	2382	0,439	1046	0,57
Лиственница	2307	0,474	1084	0,66
Ольха	2244	0,500	1122	0,67
Осина	2329	0,430	1002	0,65
Пихта	2364	0,555	1312	0,70
Сосна	2330	0,550	1282	0,67
Тополь	2268	0,366	839	0,50
Ясень	2191	0,644	1403	0,92
Среднее:	2276	0,551	1248	0,76

Теплотворная способность древесины в большей степени зависит от влажности. С увеличением (влажности древесины ее теплотворная способность понижается.

Рабочая теплотворная способность в Ккал может быть определена по эмпирической формуле проф. Надеждина:

QPc =4370—50 W для воздушно-сухой древесины

QPB = 3870—45 W для сплавной древесины,

где W—относительная влажность древесины в процентах, или может быть определена по диаграмме (Рис. 10).

Рис. 10. Номограмма для определения теплотворной способности древесины различной влажности.

Рис. 10. Номограмма для определения теплотворной способности древесины различной влажности.

Древесина с влажностью 70% практически не горит.

Жаропроизводительность, или температура, развиваемая древесиной при сгорании (температура сгорания), теоретически равна 1547°. Практически с учетом потерь (охлаждение пламени избытком воздуха, теплопотери и пр.) жаропроизводительностъ лежит в пределах от 700 до 1200° и в среднем принимается в 1000—1025°.

Паропроизволительная способность древесины, т. е. количество воды в кг, превращаемое в пар при сгорании 1 кг древесины, невелика и в среднем равна 3,8 кг (см. табл. 4).

Кизяк

Засохший (до полного обезвоживания) навоз крупного рогатого скота также может выручить туриста в бездровье. Коровьи лепёшки весьма недурственно и долго горят, а жару от них получается порядком.

К сожалению — ни в литературе, ни в интернете, точных параметров кизяка как топлива найти не удалось, несмотря на то, что во многих сельских местностях и аграрных странах он является традиционным способом отопления. Но поговаривают, что по своим характеристикам кизяк примерно соответствует торфу.

Источник