Процесс горения дров в печи
Процесс горения дров в печи
Воздуховод из профильной трубы подогревается задней стенкой топливной камеры, а вентилятор ставится сверху на фланец.Примечание. Костер – пример источника тепла с неконтролируемой подачей воздуха. Чем его больше, тем ниже температура огня в костре и меньше тепла на выходе. Чтобы долго греться возле очага, поленья нужно подкладывать непрерывно.Повышенное содержание влаги – первый враг эффективной теплоотдачи при горении любой биомассы. Свежесрубленная древесина влажностью 50—65% никогда не обеспечит показателей, приведенных выше в таблице, и вот почему:
Какая температура горения дров считается оптимальной
Если ориентироваться по Википедии, то температура горения дров лежит в пределах 800—1000 °С (приблизительно), а воспламенение и тление дерева начинается при 300 °С. В действительности этот диапазон еще шире – от 450 до 1050 °С. Не слишком точные данные, верно? Этому есть объяснение – температура в центре пламени зависит от многих условий. Тем, кто хочет добиться эффективного сжигания древесины в печке либо твердотопливном котле, не помешает ознакомиться с этими факторами.
- 1 Когда дрова дают больше жара?
- 1.1 О теплотворной способности топлива
- 1.2 Влияние влажности
- 1.3 Расход воздуха на горение
- 2 Полезные советы
Полезные советы
Высокая температура горения дров – залог эффективного отопления частного дома. Даже производители ТТ-котлов и дровяных печей указывают в инструкции, что лучший КПД теплогенератора наблюдается именно при работе на максимальном режиме.Напоследок дадим несколько рекомендаций, как добиться высокой жаропроизводительности, а значит, и экономии энергоносителя:- Если дрова вам приходится закупать, не берите низкокалорийные породы, например, иву и тополь. Первая слишком насыщена влагой, а второй отличается малой плотностью. Помните, что вы оплачиваете кубометры, а не килограммы твердого топлива.
- Высушите поленья насколько это возможно. Свежесрубленное дерево достигает влажности 20—25% после минимум полутора лет сушки в открытой дровнице.
- Старайтесь не эксплуатировать котел в хваленом режиме тления, который якобы помогает экономить. Как вы могли убедиться по фото, температура огня при нормальном горении составляет 800 °С, а тлеющая древесина даст не больше 450 °С. С такой теплоотдачей дом не обогреешь.
- Угарный газ СО не только горюч, но и токсичен. Пытаясь экономить топливо, мы перекрываем подачу воздуха в топку и провоцируем его выделение. Мало того что потенциальное топливо без толку выбрасывается наружу, но и загрязняет окружающую среду.
- Не организовывайте подачу воздуха в топку с улицы, чтоб не терять энергии на его нагрев. При выборе твердотопливного котла обращайте внимание на модели с каналом подогрева. Их легко отличить по вентилятору, установленному на верхней панели, а не в дверце зольника.
Процесс горения дров в печи
Независимо от того, какие виды дров будете приобретать, смотрите, чтобы древесина была не гнилой. Польза от гнилушек нулевая. Чтобы дрова горели, отдавая тепло по максимуму, они должны быть сухими. Непросушенная древесина горит плохо, дает много дыма и мало тепла.Четвертым рядом перекрывают зольник и отверстие для поддувала.
- Сосна. В ней содержится много смолы, поэтому температура горения высока. При сгорании «стреляет», разбрасывая искры и кусочки горящего дерева. Топить печь сосновыми дровами (сосной) не рекомендуется. Теплоотдача: Сухая – 1700 квтч/м3; Влажная – 1500 квтч/м3.
- Ель. По сравнению с сосновыми горят менее жарко. Колется легко, но удар нужно наносить точно в сердцевину, потому что сучки доходят почти до центра, прошивая древесину словно гвозди. Топить печь еловыми дровами плохо, они дымят, тлеют.
- Туя. Недостатки такие же, как и у других хвойных. Практически не используются.
- Пихта. Сгорая, выделяет много густого дыма, искрит. Древесина плотнее, чем у сосны, соответственно, горит жарче. Колоть легко. Мало пригодна для использования в каминах и печах.
- Кедр. Особенностью дров из кедра являются угли, которые долго тлеют. Пилить трудно, колются хорошо.
Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать
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 ℃.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.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.Конечно, для крайнего случая подойдут какие угодно дрова, в том числе и полученные из разбитого деревянного ящика. Но если речь идет о постоянном отоплении, то лучше выбирать породы дерева, характеризующиеся самой высокой теплоотдачей. Коэффициент теплоотдачи зависит от нескольких факторов, в том числе – от плотности материала.Твердые породы – те же, что широко используются в строительстве и отделке: дуб, береза, бук. Наибольшая теплоотдача свойственна дубу, но, так как дуб относится к разряду ценных пород дерева, то в качестве топлива он используется редко- Среднетвердые – к ним относятся хвойные породы – ель, сосна, лиственница, и породы фруктовых деревьев – яблоня, груша. Поленья из них дают меньше тепла, но быстро разгораются, и распространяют чудесный аромат.
- Мягкие – ольха, осина, характеризуются небольшой теплоотдачей, но, благодаря низкому содержанию влаги, сгорают, почти не образуя сажи. Такие дрова прекрасно подходят для камина, так как последний чаще служит декоративным элементом, чем действительным источником тепла, как печь.
Пара фраз о теплотворной способности
По своему химическому составу древесина представляет собой довольно сложный материал. В него входят основные компоненты – это лигнин и целлюлоза. Но кроме них в дереве присутствуют:- смолы;
- белки;
- дубильные вещества и прочие ингредиенты.
- у лиственных пород показатель равен 4460 ккал/кг;
- у хвойных пород – 4560 ккал/кг;
- у смешанных пород – 4510 ккал/кг.
- поленья из дуба ‒ 0,75 куб. м;
- поленья из ольхи ‒ 1,1 куб. м;
- поленья из сосны ‒ 1,2 куб. м;
- поленья из ели ‒ 1,3 куб. м;
- поленья из осины ‒ 1,5 куб. м.
Процесс горения дров в печи
Горение проходит две фазы тление и горение пламенем. 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 ℃.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.
- несветящиеся;
- светящиеся.
Розжиг
Розжиг — это средство, помогающее быстро разжечь костер. С помощью него даже начинающий «поджигатель» быстро добьется ожидаемого результата. Туристы же используют эти средства для разжигания костров в плохую погоду, например, при необходимости разжечь костер в дождь.Розжиг для костра можно купить в специализированном магазине, а можно сделать своими руками еще до того, как отправиться в поход. Если же эта возможность была с успехом упущена, а сухость заготовленного для костра хвороста оставляет желать лучшего, розжиг можно сделать из подручных материалов. О том, что лучше использовать в качестве розжига, как его изготовить в домашних и природных условиях и как хранить, мы рассказывали здесь.Процесс горения дров в печи
Особняком стоят теплонакопительные печи, которые иногда путают с отопителями длительного горения. Отличие в том, что теплонакопительная — это печь, в конструкции которой изначально присутствует слой камней, аккумулирующих энергию сгорающего топлива. Вес такого агрегата может быть больше 950 кг, а способность отдавать тепло — больше половины суток. Однако, установка такого увесистого отопителя возможна далеко не в каждом помещении.Если всё сделано правильно, то ближайшие 8–10 часов из выходов (воздуховодов или решёток) будет идти приятных тёплый воздух.Шибер, регулирующий ток воздуха в дымоходе.
Печь длительного горения: что это и как с ней работать
Печи длительного горения способны поддерживать в доме приятную температуру в течение 10 часов. Иногда в начале эксплуатации у владельцев не получается добиться такого продолжительного обогрева. И причина не в том, что агрегат неисправен, просто эти печи — отдельный класс отопительных приборов, которые топятся по строго определённой схеме. Но обо всём по порядку.Что такое длительного горение?Так сложилось, что этот термин используется сразу в двух значениях:
- Непрерывная подача дров в топку через каждые три часа. Такие печи могут отапливать помещение месяцами, с перерывами на вычищение зольника. В остальном, отопительные агрегаты с такой особенность не отличаются от обычных печей.
- Отопители, конструкция которых позволяет добиваться медленного тления дров с расходом порядка 1 кг в час. Это и есть печи длительного горения.
Современный коттедж или загородный дом каждый час теряет примерно такое же количество тепла при условии, что его теплоизоляция сделана согласно строительным нормам. Основными «лазейками», через которые теряется тепло, являются:
- фундамент — 5%;
- крыша — 15%;
- окна — 20%;
- стены — 30%;
- вентиляция — 30%.
- Топку, способную вместить более 10 кг поленьев.
- Объёмный зольник. В идеале его размер должен вмещать в себя столько золы, сколько образуется при ежедневной топке в течение месяца или более.
- Совершенно герметичную дверцу. К сожалению, это возможно проверить только во время горения с помощью свечи (если пламя свечки при поднесении к дверце остаётся неподвижным, то с герметичностью всё в порядке).
- Шибер, регулирующий ток воздуха в дымоходе.
Как топить печь длительного горения?На режим медленной отдачи тепла печь выходит не мгновенно, для этого требуется два подготовительных этапа. Если владелец работает с такой печью как с обычной, то ни о каком продолжительном сроке теплоотдачи и речи быть не может, потому что внутри отопителя не создастся условия для этого. Итак, как же топить этот класс печей правильно?
- Первая закладка — прогрев системы.
- Вторая закладка — окончательное формирование слоя углей.
- Третья закладка — основная.
- дымоход смонтирован правильно, то есть тяга в системе соответствует нормам эксплуатации;
- нет мелких щелей.
Процесс горения дров в печи
Преимущественное большинство моделей такого типа использует для работы принцип активного и продолжительного дожига пиролизных газов. Пиролизом называется процесс разложения дров в условиях большой температуры. Важным условием пиролиза является практически тотальное отсутствие воздуха в камере сгорания. Сильный недостаток воздуха в топке вынуждает топливо не гореть, а тлеть: во время данного процесса образуется пиролизный газ, который, в свою очередь, отправляется в камеру вторичного дожига. Сюда подается небольшое количество кислорода на вторичное горение, который воспламеняет пиролизный газ для создания второй «порции» тепла. Важно отметить, что горение газов вызывает намного более высокую тепловую отдачу, нежели даже сама древесина. Поэтому печи длительного горения считаются настолько эффективными.Водяной контур позволяет наладить работу не только отопительной системы, но и горячего водоснабжения всего дома. Такая возможность предельно комфортна, особенно в загородных условиях, и экономна, так как пользователю не надо тратить какие-либо дополнительные ресурсы для обеспечения работы системы ГВС. Водяной контур позволяет с максимальной выгодой и эффективностью использовать топливо и систему длительного горения. Генерируемая тепловая энергия будет подаваться в батареи в выбранных комнатах, а также в бойлеры.Устройство и комплектация печи длительного горения.
Как работает печь длительного горения
Дровяное отопление сегодня часто используется как основная инженерная система для обогрева всего дома или дачи. Но обычные печи и камины рассчитаны для прогрева одного или нескольких помещений. С задачей отопления всего строения, особенно большой площади, может справиться либо котел, либо печь длительного горения.Если сравнивать котел и печь длительного горения, то второй вид обогревателей является наиболее оптимальным. Отопительный котел тратит довольно много энергии и топлива. Печь длительного горения — намного экономичнее и эффективнее, плюс она несет еще и дизайнерские функции, предоставляя пользователю возможность любоваться живым огнем. В данной статье будут рассмотрены преимущества, виды, устройство и принцип работы таких отопительных приборов.Принцип пиролиза
Преимущественное большинство моделей такого типа использует для работы принцип активного и продолжительного дожига пиролизных газов. Пиролизом называется процесс разложения дров в условиях большой температуры. Важным условием пиролиза является практически тотальное отсутствие воздуха в камере сгорания. Сильный недостаток воздуха в топке вынуждает топливо не гореть, а тлеть: во время данного процесса образуется пиролизный газ, который, в свою очередь, отправляется в камеру вторичного дожига. Сюда подается небольшое количество кислорода на вторичное горение, который воспламеняет пиролизный газ для создания второй «порции» тепла. Важно отметить, что горение газов вызывает намного более высокую тепловую отдачу, нежели даже сама древесина. Поэтому печи длительного горения считаются настолько эффективными.Процесс горения дров в печи
Затухание древесины.Нужно всегда помнить, что при обращении с огнём залогом успешных действий считается выполнение правил пожарной безопасности. Сделайте несколько условий и обезопасьте себя и остальных от пожара.Обе фазы горения неразрывно взаимосвязаны и будут продолжаться до тех пор, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия.
Температура воспламенения дерева при долговременном нагреве. Самовозгорание древесины
Процесс горения древесины– это изотермический процесс, который сопровождается выделением тепла. Чтобы дерево загорелось, сначала его нужно нагреть до температуры воспламенения.Разогрев
— это нагрев участка древесины от наружного источника тепла до температуры воспламенения. Источником тепла может послужить поднесенная спичка, соседний горящий участок полена или щепки, либо что-что еще, способное греть и нагревать до требуемой температуры.Когда температура прогреваемого участка достигнет 120-150°С — начинается очень медленное и постепенное обугливание дерева, с образованием самовоспламеняющегося угля. При достижении температуры 250-350°С, начинается активное термическое разложение древесины на составляющие. На поверхности дерева появляется видимый обугливающийся слой, который начинает тлеть (гореть без пламени).При этом из обуглившегося слоя начинает выделяться белый (бурый) дым. Самого процесса горения еще нет. Если прекратить нагрев, то возгорания не наступит. Наличие дыма говорит лишь том, что поверхность древесины уже достаточно прогрелась и началось ее термическое разложение на газообразные составляющие. Белый дым — это не что иное, как продукты термического разложения древесины, сдобреные приличной порцией водяного пара.Вспышка пиролизных газов.При дальнейшем разогреве и повышении температуры, термическое разложение древесины на газообразные составляющие будет усиливаться. Процесс термического разложения (пиролиз) пойдет вглубь древесной массы. Концентрация пиролизных газов в зоне разогрева достигнет критической отметки и произойдет их возгорание (вспышка). Вспышка состоится на границе с кромкой белого дыма и распространится на весь его объем. Возникнет светло-жёлтое пламя. Температура зоны разогрева может резко увеличиться за счет теплоты от сгорания пиролизных газов. Температура вспышки горючих пиролизных газов находится в пределах 250-300°С. Это температура, при которой становится теоретически возможным процесс воспламенения и горения самой древесины. Воспламенение.Если и дальше продолжать разогревать древесину, то наступит ее воспламенение. Это начальная стадия горения, в течение которой энергия, подводимая к системе от внешнего источника, приводит к резкому ускорению термохимической реакции. Практика показывает, что в естественных условиях воспламенение древесины наблюдается при температуре от 450 до 620°С.Воспламеняемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, формой сечения деревянного элемента, скоростью воздушного потока (тяги), положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное, вертикальное) и т, п.Решающее значение для процесса горения имеет плотность материала. Легкая, пористая древесина ольхи или тополя воспламеняется быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Мокрая древесина труднее воспламеняется, так как до воспламенения необходимо израсходовать дополнительное количество теплоты на испарение воды. Замедляющим фактором также является повышенная теплопроводность мокрой древесины; загоревшийся поверхностный слой ее скорее охлаждается. Круглые и массивные элементы горят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением, с острыми ребрами относительно развитой боковой поверхностью. Не струганная поверхность элементов, подобная рыхлой древесине, воспламеняется быстрее, чем гладкая.Принципиально важным и непременным условием для воспламенения и горения любого вещества является достаточный приток кислорода и концентрация теплоты горения, которая не рассеивается, а идет на прогрев новых смежных участков топлива до температуры воспламенения. Горение древесины.Если упомянутое выше условие соблюдается, то возникшее при вспышке пламя уже не затухает, а охватывает всю обугленную часть древесины. Это означает, что древесина воспламенилась, и процесс воспламенения перешел в процесс горения. Полено (щепка), если его извлечь из очага, будет гореть на воздухе самостоятельно.В свою очередь, горение дерева состоит из двух фаз — пламенной фазы и фазы тления.В режиме тления доминирующим процессом является горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). При этом, пиролизные газы выделяются медленно и не могут воспламениться из-за малой своей концентрации. Газообразные продукты охлаждаются, конденсируются и дают обильный белый дым. При горении в режиме тления происходит движение воздуха в толщу горящей древесиныВ режиме пламенного горения ведущим процессом является горение газообразных продуктов пиролиза., которое характеризуется движением горячих газов наружу.Обе фазы горения неразрывно взаимосвязаны и будут продолжаться до тех пор, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия:наличие топлива, наличие кислорода и концентрация необходимой температуры.Затухание древесины.Если одно из этих условий не соблюдается, то пламя затухает и весь процесс воспламенения и горения, либо прекращается, либо, в точности повторяется с самого начала, в зависимости от стабильности наружного источника тепла.Дрова являются классическим и самым распространенным вариантом твердого топлива. При сжигании древесины образуется тепловая энергия, которая используется для отопления различных помещений. Эффективность сгорания всецело зависит от температуры горения дров, а вот она в свою очередь зависит от породы древесины, их влажности и условий сжигания. Каждая разновидность древесины может использоваться для выполнения разных целей и задач. Одни используют для приготовления пищи на мангале или печке, другие для обогрева пространства (в камине или буржуйке).
Влажность и температура горения
Как бы вам этого не хотелось, но любая свежесрубленная древесина содержит в себе влагу. Это и соки, курсирующие по стволу, и вода, впитываемая корнями, и накопленные смолы. Кроме этого не стоит забывать и про осадки, которые впитались в кору и ствол после недавнего дождя. Для большинства сортов дерева, указанных в таблице, влажность в сыром состоянии будет составлять порядка 45-55%, а в некоторых случаях может достигать и 65% (влаголюбивые сорта древесины, деревья с побережий или болот, тропических ливневых лесов). Именно по этой причине для производства пиломатериалов, мебели, инструментов и прочих предметов используется сушенная древесина, период сушки которой может достигать одного и более лет.При из свежесрубленной древесины, температура горения будет ниже чем при сжигании той же породы в сухом состоянии. Это и не удивительно, ведь 45-65% тепла, выделяемого топливом будет уходить на то, чтобы испарить влагу из него самого. Когда при горении ваш костер издаёт шипящий звук — это как раз испаряется та самая влага. Снижение температуры горения и выделяемого тепла при использовании сырых дров просто обязательно учитывать при для ночного обогрева в холодную пору года, или на длительное время стоянки, ведь расходоваться сырые дрова будут в два раза быстрее чем сухие, выделяя то же количество тепла.Процесс горения дров в печи
В наличии есть ещё несгоревшее топливо.Пламя умеет изменять свой цвет, и на это также влияет мощность. В процессе горения костёр проходит от красных спектров до фиолетовых и обратно. Но также палитра зависит от примесей в горючем. Если в горящий очаг бросить обычную поваренную соль, то пламя окрасится жёлтым. В этом виноват натрий. А борная кислота вызывает бирюзовый оттенок.
- В наличии есть ещё несгоревшее топливо.
- Кислород поступает в достаточном количестве.
- Уровень температуры огня не понижается критически.
От чего зависит температура горения для дров – основные факторы
Несмотря на то, что огонь уже с древних времён является помощником человека, он сохраняет множество тайн. Например, температура горения дров колеблется от 235 до 1050 градусов по Цельсию. Чтобы понять, почему разница в цифрах так велика, необходимо узнать, как происходит весь процесс, от растопки до затухания. И понять, какие факторы влияют на силу огня.Процесс горения древесины
Для того, чтобы узнать при какой температуре горит дерево, нужно подробно рассмотреть весь процесс. От закладки дров в очаг до полного затухания огня в печи. А вся операция проходит поэтапно.Разогрев
Чтобы участок древесины воспламенился, его необходимо нагреть. При температуре от 120 до 150 градусов по Цельсию начинается обугливание поверхности. При этом появляется вещество уже способное к воспламенению. Его называют углём.Повышение нагрева до 250-350 °C способствует образованию пиролиза. Это газообразные составляющие, которые возникают при термическом распаде. При этом верхние слои угля в древесине уже начинают тлеть. Процесс происходит без огня, но с выделением дыма.Возгорание пиролиза
Усиление термического распада, которое происходит при дальнейшем нагреве, приводит к тому, что выделенный газ начинает загораться. При этом очаг охватывает все большую площадь в виде цепной реакции. Появляется устойчивое пламя, окрашенное в яркий жёлто-оранжевый цвет.Воспламенение
А вот древесина загорается, когда нагревание поверхности достигает температуры в 450-620 °C. Более точные цифры будут зависеть от сорта дерева. Но в целом влияние на термохимическую реакцию (воспламенение) оказывает куда большее количество факторов.Достижение необходимой температуры зависит от:- формы и объёмного веса куска древесины;
- количества влаги в нем;
- того, как полено расположено в воздушном потоке;
- силы тяги последнего;
- плотности материала горючего.
Горение
При условии, когда присутствует достаточный приток кислорода и тепловой энергии хватает, чтобы прогреть соседние участки, процесс переходит в устойчивую фазу. В ней уже задействован весь объем топлива, а огню помогает горение угля (тление) и взрывы пиролизных выделений.Другие газы вычленяются медленнее и в процессе горения, практически, не участвуют. Охлаждаясь, они конденсируются и становятся заметными (белый цвет). А при тлении угля воздух все больше проникает в середину древесины и охват горения увеличивается.Затухание
Процесс может продолжаться бесконечно при соблюдении всех условий:- В наличии есть ещё несгоревшее топливо.
- Кислород поступает в достаточном количестве.
- Уровень температуры огня не понижается критически.