Conținutul de cenușă al lemnului de foc de mesteacăn. Proprietățile lemnului de foc de diferite specii: indicatori ai calității lemnului
Lemnul de foc este cea mai veche și tradițională sursă de energie termică, care este un tip de combustibil regenerabil. Prin definiție, lemnul de foc este bucăți de lemn proporționale cu vatra, folosite pentru a aprinde și întreține focul în acesta. Din punct de vedere calitativ, lemnul de foc este cel mai instabil combustibil din lume.
Cu toate acestea, compoziția procentuală în greutate a oricărei mase de lemn este aproximativ aceeași. Include pana la 60% celuloza, pana la 30% lignina, 7...8% hidrocarburi asociate. Restul (1...3%) -
Standard de stat pentru lemn de foc
Funcționează pe teritoriul Rusiei
GOST 3243-88 Lemn de foc. Specificații
Descarca (descărcări: 1689)
Standardul din vremurile Uniunii Sovietice definește:
- Sortiment lemn de foc dupa marime
- Cantitatea permisă de lemn putrezit
- Gama de lemn de foc după puterea calorică
- Metodologia de calcul a cantității de lemn de foc
- Cerințe de transport și depozitare
combustibil lemnos
Dintre toate informațiile GOST, cele mai valoroase sunt metodele de măsurare a stivelor de lemn și coeficienții de conversie a valorilor de la o măsură pliată la una densă (de la un metru pliabil la un metru cub). În plus, punctul de limitare a putregaiului inimii și al alburnului (nu mai mult de 65% din suprafața finală), precum și interzicerea putregaiului extern, prezintă un anumit interes. Este greu de imaginat un astfel de lemn de foc putred în epoca noastră cosmică a căutării calității.
In ceea ce priveste puterea calorica,
apoi GOST 3243-88 împarte toate lemnele de foc în trei grupuri:
Contabilitate lemn de foc
Pentru a ține cont de orice valoare materială, cel mai important lucru sunt modalitățile și metodele de calculare a cantității acesteia. Cantitatea de lemn de foc poate fi luata in calcul fie in tone si kilograme, fie in pliat si metri cubi si decimetri. În consecință - în unități de măsură de masă sau volumetrice
- Contabilitatea lemnului de foc în unități de măsură de masă
(în tone și kilograme)
Această metodă de contabilizare a combustibilului lemnos este folosită extrem de rar datorită voluminității și stângăciei sale. A fost împrumutat de la lucrătorii lemnului și este o metodă alternativă pentru cazurile în care este mai ușor să cântăriți lemnul de foc decât să determinați volumul acestuia. Așadar, de exemplu, uneori, în timpul livrărilor angro de combustibil lemnos, poate fi mai ușor să cântăriți vagoanele încărcate și camioanele cu lemne, mai degrabă decât să determinați volumul de „capete” din lemn fără formă care se ridică pe ele.Avantaje
- ușurința procesării informațiilor pentru calcularea ulterioară a puterii calorice totale a combustibilului în timpul calculelor de inginerie termică. Pentru ca puterea calorica a unei masuri de greutate a lemnului de foc se calculeaza in functie de si este practic neschimbata pentru orice tip de lemn, indiferent de localizarea geografica si gradul acestuia. Astfel, atunci când se contabilizează lemnul de foc în unități de masă, se ia în considerare greutatea netă a materialului combustibil minus greutatea umidității, a cărei cantitate este determinată de un umidificator.Defecte
contabilizarea lemnului de foc în unităţi de măsură de masă
- metoda este absolut inacceptabilă pentru măsurarea și contabilizarea loturilor de lemn de foc în condiții de tăiere în câmp, atunci când echipamentul special necesar (cântar și umiditate) este posibil să nu fie la îndemână
- rezultatul măsurării umidității devine în curând irelevant, lemnul de foc devine rapid umed sau se usucă în aer - Contabilitatea lemnului de foc in unitati de masura volumetrice
(în pliat și metri cubi și decimetri)
Această metodă de contabilizare a combustibilului lemnos a devenit cea mai utilizată ca fiind cea mai simplă și cale rapidă luând în considerare masa combustibilului lemnos. Prin urmare, contabilitatea lemnului de foc se efectuează peste tot în unități de măsură volumetrice - metri de ori și metri cubi (măsuri de ori și densitate)Avantaje
contabilitatea lemnului de foc în unităţi de măsură volumetrice
- simplitate extremă în măsurarea stivelor de lemn cu un metru liniar
- rezultatul măsurătorii este ușor de controlat, rămâne neschimbat mult timp și nu ridică îndoieli
- metodologia de măsurare a loturilor de lemn și coeficienții de conversie a valorilor dintr-o măsură pliată în una densă sunt standardizate și stabilite înDefecte
contabilizarea lemnului de foc în unităţi de măsură de masă
- prețul pentru simplitatea contabilizării lemnului de foc în unități volumetrice este complicația calculelor termotehnice ulterioare pentru calcularea puterii calorice totale a combustibilului lemnos (trebuie să țineți cont de tipul de copac, unde crește, gradul de putrezire a lemnul de foc etc.)
Puterea calorică a lemnului de foc
Puterea calorică a lemnului de foc
este, de asemenea, căldura de ardere a lemnului,
este si puterea calorica a lemnului de foc
Cum diferă puterea calorică a lemnului de foc de puterea calorică a lemnului?
Puterea calorică a lemnului și puterea calorică a lemnului de foc sunt valori înrudite și similare, identificate în Viata de zi cu zi cu conceptele de „teorie” și „practică”. În teorie, studiem puterea calorică a lemnului, dar în practică, ne ocupăm de puterea calorică a lemnului de foc. În același timp, buștenii de lemn reali pot avea o gamă mult mai largă de abateri de la normă decât probele de laborator.
De exemplu, lemnul de foc real are scoarță, care nu este lemn în sensul literal al cuvântului și, totuși, ocupă volum, participă la procesul de ardere a lemnului și are propria sa putere calorică. Adesea, puterea calorică a scoarței diferă semnificativ de puterea calorică a lemnului în sine. In plus, lemnul de foc adevarat poate avea densitati diferite de lemn in functie de lemn, sa aiba un procent mare etc.
Astfel, pentru lemnul de foc real, indicatorii de putere calorică sunt generalizați și ușor subestimați, întrucât pentru lemnul de foc real, toți factorii negativi care reducputerea lor calorică. Astfel se explică diferența mai mică de mărime dintre valorile calculate teoretic ale puterii calorice a lemnului și valorile aplicate practic ale puterii calorifice a lemnului de foc.
Cu alte cuvinte, teoria și practica sunt lucruri diferite.
Puterea calorică a lemnului de foc este cantitatea de căldură utilă generată în timpul arderii acestuia. Căldura utilă înseamnă căldură care poate fi îndepărtată din șemineu fără a afecta procesul de ardere. Puterea calorică a lemnului de foc este cel mai important indicator al calității combustibilului lemnos. Puterea calorică a lemnului de foc poate varia foarte mult și depinde, în primul rând, de doi factori - lemnul în sine și .
- Puterea calorică a lemnului depinde de cantitatea de substanță lemnoasă combustibilă prezentă pe unitate de masă sau volum de lemn. (mai multe detalii despre puterea calorică a lemnului în articol -)
- Conținutul de umiditate al lemnului depinde de cantitatea de apă și de altă umiditate prezentă pe unitate de masă sau volum de lemn. (mai multe detalii despre conținutul de umiditate a lemnului în articol -)
Tabel cu putere calorică volumetrică a lemnului de foc
Graduarea puterii calorice conform
(la umiditatea lemnului 20%)
| Specii de lemn | puterea calorică specifică a lemnului (kcal/dm 3) |
|
| mesteacăn | 1389...2240 |
Primul grup mesteacăn, fag, frasin, carpen, ulm, ulm, artar, stejar, zada |
| fag | 1258...2133 | |
| frasin | 1403...2194 | |
| carpen | 1654...2148 | |
| ulm | nu a fost găsit (analogic - ulm) |
|
| ulm | 1282...2341 | |
| arțar | 1503...2277 | |
| stejar | 1538...2429 | |
| zada | 1084...2207 | |
| pin | 1282...2130 |
A doua grupă pin, arin |
| arin | 1122...1744 | |
| molid | 1068...1974 |
A treia grupă molid, cedru, brad, aspen, tei, plop, salcie |
| cedru | 1312...2237 | |
| brad |
nu a fost găsit |
|
| aspen | 1002...1729 | |
| Tei | 1046...1775 | |
| plop | 839...1370 | |
| salcie | 1128...1840 | |
Puterea calorică a lemnului putred
Este absolut adevărat că putregaiul deteriorează calitatea lemnului de foc și îi reduce puterea calorică. Dar cât de mult scade puterea calorică a lemnului de foc putrezit este o întrebare. GOST sovietic 2140-81 definește metodologia de măsurare a mărimii putregaiului, limitează cantitatea de putregai dintr-un buștean și numărul de bușteni putrezi dintr-un lot (nu mai mult de 65% din suprafața finală și nu mai mult de 20% din masa totală, respectiv). Dar, în același timp, standardele nu indică în niciun fel o modificare a puterii calorice a lemnului de foc în sine.
Este evident că în limitele cerințelor GOST Nu există o schimbare semnificativă a puterii calorice totale a masei lemnoase din cauza putregaiului, prin urmare, buștenii putrezi individuali pot fi neglijați în siguranță.
Dacă există mai mult putregai decât este acceptabil conform standardului, atunci este recomandabil să se țină cont de puterea calorică a unui astfel de lemn de foc în unități de măsură. Pentru că atunci când lemnul putrezește, au loc procese care distrug substanța și îi perturbă structura celulară. În același timp, în consecință, lemnul scade, ceea ce îi afectează în primul rând greutatea și practic nu îi afectează volumul. Astfel, unitățile de masă de putere calorică vor fi mai obiective pentru luarea în considerare a puterii calorice a lemnului de foc foarte putred.
Prin definiție, masa (greutatea) puterea calorică a lemnului de foc este practic independentă de volumul, tipul de lemn și gradul de putrezire a acestuia. Și, numai umiditatea lemnului are o mare influență asupra puterii calorice masice (greutate) a lemnului de foc
Puterea calorică a unei măsuri de greutate a lemnului de foc putred și putred este aproape egală cu puterea calorică a unei măsuri de greutate a lemnului de foc obișnuit și depinde numai de conținutul de umiditate al lemnului în sine. Pentru că numai greutatea apei deplasează greutatea substanțelor lemnoase combustibile din măsura greutății lemnului de foc, plus pierderea de căldură datorată evaporării apei și încălzirii vaporilor de apă. Care este exact ceea ce avem nevoie.
Puterea calorică a lemnului de foc din diferite regiuni
Volumetric Puterea calorică a lemnului de foc pentru același tip de arbore care crește în diferite regiuni poate diferi din cauza modificărilor densității lemnului în funcție de saturația cu apă a solului din zona de creștere. Mai mult, acestea nu trebuie să fie neapărat regiuni sau regiuni diferite ale țării. Chiar și într-o zonă mică (10...100 km) de exploatare forestieră, puterea calorică a lemnului de foc pentru același tip de lemn se poate modifica cu o diferență de 2...5% din cauza modificărilor de lemn. Acest lucru se explică prin faptul că în zonele aride (în condiții de lipsă de umiditate) crește și se formează o structură celulară mai mică și mai densă a lemnului decât în terenurile mlăștinoase bogate în apă. Astfel, cantitatea totală de substanță combustibilă pe unitatea de volum va fi mai mare pentru lemnul de foc recoltat în zonele mai uscate, chiar și pentru aceeași zonă de tăiere. Desigur, diferența nu este atât de mare, cam 2...5%. Cu toate acestea, pentru colectările de lemn de foc la scară largă, acest lucru poate avea un efect economic real.
Puterea calorică în masă a lemnului de foc din același tip de lemn care crește în diferite regiuni nu va varia deloc, deoarece puterea calorică nu depinde de densitatea lemnului, ci depinde doar de conținutul de umiditate al acestuia.
Frasin | Conținut de cenușă din lemn de foc
Cenușa este o substanță minerală care este conținută în lemnul de foc și rămâne în reziduul solid după arderea completă a masei lemnoase. Conținutul de cenușă al lemnului de foc este gradul de mineralizare a acestuia. Conținutul de cenușă al lemnului de foc este măsurat ca procent din masa totală a combustibilului lemnos și indică conținutul cantitativ de substanțe minerale din acesta.
Distingeți cenușa interioară și cea externă
| Cenușă interioară | Cenușă externă |
| Cenușa internă este substanțe minerale care sunt conținute direct în | Cenușa externă este substanțe minerale care au pătruns în lemn de foc din exterior (de exemplu, în timpul recoltării, transportului sau depozitării) |
| Cenușa internă este o masă refractară (peste 1450 °C), care este ușor îndepărtată din zona de ardere a combustibilului la temperatură înaltă | Cenușa externă este o masă cu punct de topire scăzut (mai puțin de 1350 ° C), care este sinterizată în zgură, care aderă la căptușeala camerei de ardere a unității de încălzire. Ca o consecință a unei astfel de sinterizări și lipire, cenușa externă este slab îndepărtată din zona de ardere a combustibilului la temperatură înaltă. |
| Conținutul de cenușă interioară a materiei lemnoase variază de la 0,2 la 2,16% din masa totală a lemnului | Conținutul extern de cenușă poate ajunge la 20% din masa totală a lemnului |
| Cenușa este o parte nedorită a combustibilului, care își reduce componenta combustibilă și complică funcționarea unităților de încălzire. | |
Puterea calorică a unei substanțe lemnoase de orice specie și orice densitate în stare absolut uscată este determinată de numărul 4370 kcal/kg. De asemenea, se crede că gradul de putrezire a lemnului nu are practic niciun efect asupra puterii calorice.
Există concepte de putere calorică volumetrică și putere calorică de masă. Puterea calorica volumetrica a lemnului de foc este o valoare destul de instabila, in functie de densitatea lemnului si, deci, de tipul lemnului. La urma urmei, fiecare rocă are propria densitate; în plus, aceeași rocă din zone diferite poate diferi ca densitate.
Cel mai convenabil este să determinați puterea calorică a lemnului de foc în funcție de puterea calorică a masei în funcție de umiditate. Dacă umiditatea (W) a probelor este cunoscută, atunci puterea lor calorică (Q) poate fi determinată cu un anumit grad de eroare folosind o formulă simplă:
Q(kcal/kg) = 4370 – 50 * W
În funcție de conținutul de umiditate, lemnul poate fi împărțit în trei categorii:
- cameră-lemn uscat, umiditate de la 7% la 20%;
- lemn uscat la aer, umiditate de la 20% la 50%;
- lemn de plutire, umiditate de la 50% la 70%;
Tabel 1. Puterea calorică volumetrică a lemnului de foc în funcție de umiditate.
| Rasă | Puterea calorică, kcal/dm3, la umiditate, % | Puterea calorică, kW h/m 3, la umiditate, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 12% | 25% | 50% | 12% | 25% | 50% | |
| Stejar | 3240 | 2527 | 1110 | 3758 | 2932 | 1287 |
| zada | 2640 | 2059 | 904 | 3062 | 2389 | 1049 |
| mesteacăn | 2600 | 2028 | 891 | 3016 | 2352 | 1033 |
| Cedru | 2280 | 1778 | 781 | 2645 | 2063 | 906 |
| Pin | 2080 | 1622 | 712 | 2413 | 1882 | 826 |
| Aspen | 1880 | 1466 | 644 | 2181 | 1701 | 747 |
| molid | 1800 | 1404 | 617 | 2088 | 1629 | 715 |
| Brad | 1640 | 1279 | 562 | 1902 | 1484 | 652 |
| Plop | 1600 | 1248 | 548 | 1856 | 1448 | 636 |
Tabelul 2. Puterea calorică masică estimată a lemnului de foc în funcție de umiditate.
| Grad de umiditate, % | Puterea calorică, kcal/kg | Puterea calorică, kW h/kg |
|---|---|---|
| 7 | 4020 | 4.6632 |
| 8 | 3970 | 4.6052 |
| 9 | 3920 | 4.5472 |
| 10 | 3870 | 4.4892 |
| 11 | 3820 | 4.4312 |
| 12 | 3770 | 4.3732 |
| 13 | 3720 | 4.3152 |
| 14 | 3670 | 4.2572 |
| 15 | 3620 | 4.1992 |
| 16 | 3570 | 4.1412 |
| 17 | 3520 | 4.0832 |
| 18 | 3470 | 4.0252 |
| 19 | 3420 | 3.9672 |
| 20 | 3370 | 3.9092 |
| 21 | 3320 | 3.8512 |
| 22 | 3270 | 3.7932 |
| 23 | 3220 | 3.7352 |
| 24 | 3170 | 3.6772 |
| 25 | 3120 | 3.6192 |
| 26 | 3070 | 3.5612 |
| 27 | 3020 | 3.5032 |
| 28 | 2970 | 3.4452 |
| 29 | 2920 | 3.3872 |
| 30 | 2870 | 3.3292 |
| 31 | 2820 | 3.2712 |
| 32 | 2770 | 3.2132 |
| 33 | 2720 | 3.1552 |
| 34 | 2670 | 3.0972 |
| 35 | 2620 | 3.0392 |
| 36 | 2570 | 2.9812 |
| 37 | 2520 | 2.9232 |
| 38 | 2470 | 2.8652 |
| 39 | 2420 | 2.8072 |
| 40 | 2370 | 2.7492 |
| 41 | 2320 | 2.6912 |
| 42 | 2270 | 2.6332 |
| 43 | 2220 | 2.5752 |
| 44 | 2170 | 2.5172 |
| 45 | 2120 | 2.4592 |
| 46 | 2070 | 2.4012 |
| 47 | 2020 | 2.3432 |
| 48 | 1970 | 2.2852 |
| 49 | 1920 | 2.2272 |
| 50 | 1870 | 2.1692 |
| 51 | 1820 | 2.1112 |
| 52 | 1770 | 2.0532 |
| 53 | 1720 | 1.9952 |
| 54 | 1670 | 1.9372 |
| 55 | 1620 | 1.8792 |
| 56 | 1570 | 1.8212 |
| 57 | 1520 | 1.7632 |
| 58 | 1470 | 1.7052 |
| 59 | 1420 | 1.6472 |
| 60 | 1370 | 1.5892 |
| 61 | 1320 | 1.5312 |
| 62 | 1270 | 1.4732 |
| 63 | 1220 | 1.4152 |
| 64 | 1170 | 1.3572 |
| 65 | 1120 | 1.2992 |
| 66 | 1070 | 1.2412 |
| 67 | 1020 | 1.1832 |
| 68 | 970 | 1.1252 |
| 69 | 920 | 1.0672 |
| 70 | 870 | 1.0092 |
Lemn de foc- bucăți de lemn care sunt destinate a fi arse în sobe, șeminee, cuptoare sau focuri pentru a produce căldură, căldură și lumină.
Lemn de semineu în principal preparate și furnizate sub formă tăiată și ciobită. Conținutul de umiditate ar trebui să fie cât mai scăzut posibil. Lungimea buștenilor este în principal de 25 și 33 cm.Un astfel de lemn de foc este vândut în contoare de depozitare în vrac sau ambalat și vândut la greutate.
Pentru încălzire se folosesc diverse lemne de foc. Caracteristicile prioritare prin care se selectează anumite lemne de foc pentru seminee și sobe sunt puterea lor calorică, timpul de ardere și confortul în timpul utilizării (model de flacără, miros). Pentru încălzire, este de dorit ca eliberarea căldurii să aibă loc mai lent, dar pe o perioadă mai lungă de timp. Toate lemnele de foc din lemn de esență tare sunt cele mai potrivite pentru încălzire.
Pentru a arde sobe și șeminee, ei folosesc în principal lemn din specii precum stejarul, frasinul, mesteacănul, alunul, tisa și păducelul.
Caracteristici ale arderii lemnului de foc din diferite tipuri de lemn:
Lemnul de foc din fag, mesteacăn, frasin și alun este greu de topit, dar pot arde umed deoarece au puțină umiditate, iar lemnul de foc din toate aceste specii de arbori, cu excepția fagului, se despica ușor;
Arinul și aspenul ard fără a produce funingine, în plus, îl ard din coș;
Lemnul de foc de mesteacăn este bun pentru căldură, dar dacă nu este suficient aer în focar, arde fumurios și formează gudron (rășină de mesteacăn), care se așează pe pereții țevii;
Butucii și rădăcinile oferă modele complicate de foc;
Ramurile de ienupăr, cireș și măr dau o aromă plăcută;
Lemnul de foc de pin arde mai fierbinte decât lemnul de foc de molid datorită conținutului mai mare de rășină. Când ardeți lemn gudron, creștere bruscă temperaturile, micile cavități din lemn au izbucnit cu o bubuitură, în care rășina se acumulează și scântei zboară în toate direcțiile;
Lemnul de foc de stejar are cel mai bun transfer de căldură, singurul său dezavantaj este că se despica prost, la fel ca lemnul de foc de carpen;
Lemnul de foc din peri si meri se despica usor si arde bine, emanand un miros placut;
Lemnul de foc obținut din specii de duritate medie este în general ușor de despicat;
Cărbunii care mocnesc lung oferă lemn de foc de cedru;
Lemnul de cires si ulm fumeaza cand este ars;
Lemnul de platan arde ușor, dar este greu de despicat;
Lemnul de conifere este mai puțin potrivit pentru încălzire deoarece contribuie la formarea depunerilor rășinoase în conductă și are o putere calorică scăzută. Lemnele de foc de pin și molid sunt ușor de despicat și de topit, dar fumează și scânteie;
Speciile de arbori cu lemn moale includ, de asemenea, plopul, arinul, aspenul și teiul. Lemnul de foc din aceste specii arde bine, lemnul de foc de plop scânteie puternic și se ard foarte repede;
Fag - acest tip de lemn de foc este considerat un lemn de șemineu clasic, deoarece fagul are un model frumos de flacără și o bună dezvoltare a căldurii cu o absență aproape completă a scânteilor. La toate cele de mai sus, trebuie adăugat că lemnul de foc de fag are o putere calorică foarte mare. Mirosul de ardere a lemnului de fag este, de asemenea, foarte apreciat, motiv pentru care lemnul de fag este folosit în principal pentru afumarea alimentelor. Lemnul de foc de fag este universal în utilizare. Pe baza celor de mai sus, costul lemnului de foc de fag este mare.
Este necesar să se țină cont de faptul că puterea calorică a lemnului de foc din diferite tipuri de lemn variază foarte mult. Ca urmare, obținem fluctuații ale densității lemnului și fluctuații ale factorilor de conversie metru cub => contor de stocare
Mai jos este un tabel cu puterea calorică medie pe metru de lemn de foc.
| Lemn de foc (uscare naturala) | Puterea calorică kWh/kg | Puterea calorică mega Joule/kg | Puterea calorica MWh/ contor de stocare |
Densitatea în vrac în kg/dm³ |
Densitatea kg/ contor de stocare |
| Lemn de foc de carpen | 4,2 | 15 | 2,1 | 0,72 | 495 |
| Lemn de foc de fag | 4,2 | 15 | 2,0 | 0,69 | 480 |
| Lemn de foc de frasin | 4,2 | 15 | 2,0 | 0,69 | 480 |
| Lemn de foc de stejar | 4,2 | 15 | 2,0 | 0,67 | 470 |
| Lemn de foc de mesteacan | 4,2 | 15 | 1,9 | 0,65 | 450 |
| Lemn de foc de zada | 4,3 | 15,5 | 1,8 | 0,59 | 420 |
| Lemn de foc de pin | 4,3 | 15,5 | 1,6 | 0,52 | 360 |
| Lemn de foc de molid | 4,3 | 15,5 | 1,4 | 0,47 | 330 |
1 metru de depozitare de lemn uscat din foioase înlocuiește aproximativ 200 până la 210 litri de combustibil lichid sau 200 până la 210 m³ de gaz natural.
Sfaturi pentru alegerea lemnului pentru foc.
Nu va fi foc fără lemne. După cum am spus deja, pentru ca focul să ardă mult timp, trebuie să vă pregătiți pentru asta. Pregătiți lemne de foc. Cu cât mai mare cu atât mai bine. Nu este nevoie să exagerați, dar ar trebui să aveți o cantitate mică pentru orice eventualitate. După ce ai petrecut două sau trei nopți în pădure, probabil vei putea determina cu mai multă precizie necesarul de lemn de foc pentru noapte. Desigur, puteți calcula matematic câtă cantitate de lemn este necesară pentru a menține focul pentru un anumit număr de ore. Convertiți noduri de o grosime sau alta în Metri cubi. Dar, în practică, un astfel de calcul nu va funcționa întotdeauna. Există o mulțime de factori care nu pot fi calculați, iar dacă încercați, dispersia va fi destul de mare. Doar practica personală oferă rezultate mai precise.
Vântul puternic crește viteza de ardere de 2-3 ori. Vremea umedă, calmă, dimpotrivă, încetinește arderea. Un foc poate arde chiar și în timpul ploii, dar pentru aceasta este necesar să-l mențineți constant. Când plouă, nu ar trebui să puneți bușteni groși pe foc; durează mai mult să ardă și ploaia îi poate stinge pur și simplu. Nu uita că ramurile mai subțiri se ard rapid, dar se ard și repede. Acestea ar trebui folosite pentru a lumina ramuri mai groase.
Înainte de a vorbi despre unele dintre proprietățile lemnului în timpul arderii, aș dori să vă reamintesc încă o dată că, dacă nu sunteți forțat de necesitatea de a petrece noaptea în imediata apropiere a unui foc, încercați să ardeți un foc nu mai aproape de 1. -1,5 metri de marginea patului dvs.
Cel mai adesea întâlnim următoarele specii de arbori: molid, pin, brad, zada, mesteacăn, aspen, arin, stejar, cireș, salcie. Deci, în ordine.
molid, Ca toate speciile de copaci rășinoase, arde fierbinte și rapid. Dacă lemnul este uscat, focul se extinde pe suprafață destul de repede. Dacă nu ai capacitatea de a împărți cumva trunchiul unui copac mic în părți egale relativ mici și folosești întregul copac pentru un incendiu, fii foarte atent. Focul pe lemn poate depăși granițele gropii de foc și poate cauza multe probleme. În acest caz, eliberați suficient spațiu pentru focar, astfel încât focul să nu se extindă mai mult. Molidul are capacitatea de a „trage”. În timpul arderii, rășina conținută în lemn începe să fiarbă sub influența temperaturilor ridicate și, negăsind nicio ieșire, explodează. Bucata de lemn care arde care se află în vârf zboară departe de foc. Probabil că mulți dintre cei care au ars un incendiu au observat acest fenomen. Pentru a te proteja de astfel de surprize, trebuie doar să așezi buștenii cu capătul spre tine. Cărbunii zboară de obicei perpendicular pe trunchi.
Pin. Arde mai fierbinte și mai repede decât molidul. Se rupe cu ușurință dacă copacul nu are mai mult de 5-10 cm grosime în diametru. — împuşcături. Ramurile uscate subțiri sunt potrivite ca lemn de foc al doilea și al treilea pentru aprinderea unui foc.
Brad. Principala trăsătură distinctivă este că practic nu „trage”. Trunchiurile de lemn mort cu un diametru de 20-30 cm sunt foarte potrivite pentru „nodya”, un foc pentru toată noaptea. Arde fierbinte și uniform. Viteza de ardere între molid și pin.
zada. Acest copac, spre deosebire de alți copaci rășinoși, își aruncă ace în timpul iernii. Lemnul este mai dens și mai puternic. Arde mult timp, mai mult decât molid, uniform. Degajă multă căldură. Dacă găsiți o bucată de zada uscată pe malul unui râu, există șansa ca înainte ca această bucată să lovească malul, să rămână în apă pentru ceva timp. Un astfel de copac va arde mult mai mult decât de obicei din pădure. Un copac, fiind în apă, fără oxigen, devine mai dens și mai puternic. Desigur, totul depinde de timpul petrecut în apă. După ce a stat acolo câteva decenii, se transformă în praf.
Proprietățile lemnului pentru ardere
Lemnul potrivit pentru ardere este împărțit în următoarele categorii principale:
Lemn de rasinoase |
Lemn tare Rase moi |
Lemn tare Roci dure |
| Pin, molid, tuia și altele | Tei, aspen, plop și altele | Stejar, mesteacăn, carpen și altele |
| Se caracterizează printr-un conținut ridicat de rășină, care nu arde complet și înfundă coșul de fum și părțile interne ale focarului cu reziduurile sale. Atunci când utilizați un astfel de combustibil, formarea de funingine pe sticla șemineului, dacă există, este inevitabilă. Acest tip de combustibil se caracterizează prin uscarea mai îndelungată a lemnului de foc. |
Datorită densității reduse, lemnul de foc din astfel de specii arde rapid, nu formează cărbuni și are o putere calorică specifică scăzută. | Lemnul de foc realizat din astfel de specii de lemn asigura o temperatura de functionare stabila in focar si putere calorica specifica ridicata. |
Atunci când alegeți combustibil pentru un șemineu sau sobă, conținutul de umiditate al lemnului este de mare importanță. Puterea calorică a lemnului de foc depinde în mare măsură de umiditate. În general, este acceptat că lemnul de foc cu un conținut de umiditate de cel mult 25% este cel mai potrivit pentru ardere. Indicatorii de putere calorică (cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a 1 kg de lemn de foc, în funcție de umiditate) sunt indicați în tabelul de mai jos:
Lemnele de foc pentru ardere trebuie pregătite cu grijă și în avans. Lemnul de foc bun nu trebuie să se usuce mai putin de un an. Timpul minim de uscare depinde de luna în care a fost așezat grămada de lemne (în zile):
Încă una indicator important, care caracterizeaza calitatea lemnului de foc pentru incalzirea unui semineu sau soba, este densitatea sau duritatea lemnului. Lemnul tare de foioase are cel mai mare transfer de căldură, în timp ce lemnul de esență moale are cel mai puțin. Densitatea lemnului la un conținut de umiditate de 12% este prezentată în tabelul de mai jos:
Puterea calorică specifică a lemnului de diferite specii.
Voi scrie aici un rezumat despre problemele luate în considerare și apoi ceva de genul paragrafelor din care urmează aceste rezumate.
1. Puterea calorică specifică a oricărui lemn 18 - 0,1465W, MJ/kg= 4306-35W kcal/kg, W-umiditate.
2. Puterea calorică volumetrică a mesteacănului (10-40%)
2,6 kW*h/l
3. Puterea calorică volumetrică a pinului (10-40%) 2,1 kW*h/l
4. Uscarea la 40% și mai jos nu este atât de dificilă. Pentru cheresteaua rotundă este chiar necesar dacă se plănuiește despicarea.
5. Cenușa nu arde. Funinginea și cărbunele sunt aproape de cărbune
6. Când arde lemnul uscat, se eliberează 567 de grame de apă per kilogram de lemn de foc.
7. Alimentarea minimă teoretică de aer pentru ardere este de 5,2 m3/kg_lemn_de_foc uscat.Aportul normal de aer este de aproximativ 3m3/l_pin și 3_5 m3/l_mesteacăn.
8. Într-un coș de fum a cărui temperatură a peretelui interior este peste 75 de grade, nu se formează condens (cu lemne de foc până la 70% umiditate).
9. Eficiența boilerului/cuptorului fără recuperare de căldură nu poate depăși 91% la o temperatură a gazelor arse de 200 de grade.
10. Un dispozitiv de recuperare a căldurii gazelor de ardere cu condensare a aburului poate, în limită, să returneze până la 30% sau mai mult din căldura de ardere a lemnului de foc, în funcție de umiditatea inițială a acestuia.
11. Diferența dintre expresia obținută aici pentru puterea calorică specifică a lemnului de foc și dependența de literatură se datorează în primul rând utilizării diferitelor definiții ale umidității
12. Puterea calorică volumetrică a lemnului de foc putred cu o densitate uscată de 0,3 kg/l este de 1,45 kW*h/l într-o gamă largă de umiditate.
13. Pentru a determina puterea calorică volumetrică a diferitelor tipuri de lemn de foc, este suficient să măsurați densitatea lemnului de foc uscat la aer de acest tip, să înmulțiți cu 4 și să obțineți puterea calorică. în kWh litri din acest lemn de foc aproape indiferent de umiditate. O voi numi regula de patru
Conţinut
1. Dispoziții generale.
2. Puterea calorică a lemnului absolut uscat.
3. Puterea calorică a lemnului umed.
3.1. Calcul teoretic al căldurii de evaporare a apei din lemn.
3.2. Calculul căldurii de evaporare a apei din lemn
4. Dependența densității lemnului de umiditate
5. Puterea calorică volumetrică.
6. Despre conținutul de umiditate al lemnului de foc.
7. Fum, cărbune, funingine și cenușă
8. Câți vapori de apă se produc atunci când arde lemnul?
9.Caldura latenta.
10. Cantitatea de aer necesară pentru arderea lemnului
10.1. Cantitatea gazelor de ardere
11. Căldura gazelor de ardere
12. Despre randamentul cuptorului
13. Potenţialul total de recuperare a căldurii
14. Încă o dată despre dependența puterii calorice a lemnului de foc de umiditate
15. Despre puterea calorică a lemnului de foc putrezit
16. Despre puterea calorică volumetrică a oricărui lemn de foc.
Terminat deocamdată. Voi fi bucuros să adaug completări și comentarii/sugestii constructive.
1. Dispoziții generale.
Permiteți-mi să fac o rezervare imediat că s-a dovedit că prin conținutul de umiditate a lemnului mă refer la două concepte diferite. Voi opera în continuare doar cu conținutul de umiditate despre care se discută cheresteaua. Acestea. masa de apă din copac împărțită la masa reziduului uscat și nu masa de apă împărțită la masa totală.
Acestea. 100% umiditate înseamnă că o tonă de lemn de foc conține 500 kg apă și 500 kg lemn de foc absolut uscat
Conceptul unu. Desigur, este posibil să vorbim despre puterea calorică a lemnului de foc în kilograme, dar este incomod, deoarece conținutul de umiditate al lemnului de foc variază foarte mult și, în consecință, și puterea calorică specifică. În același timp, cumpărăm lemn de foc la metrul cub, nu la tonă.
Cumpărăm cărbune în tone, astfel încât puterea sa calorică este în primul rând interesantă pe kg.
Cumpărăm gaz la metrul cub, deci puterea calorică a gazului este interesantă pe metrul cub.
Cărbunele are o putere calorică de aproximativ 25 MJ/kg, iar gazul de aproximativ 40 MJ/m3. Despre lemne de foc se scriu de la 10 la 20 MJ/kg. Să ne dăm seama. Mai jos vom vedea că puterea calorică volumetrică, spre deosebire de valoarea masei pentru lemn de foc, nu se modifică atât de mult.
2. Puterea calorică a lemnului absolut uscat.
Pentru început, vom determina puterea calorică a lemnului de foc complet uscat (0%) pur și simplu prin compoziția elementară a lemnului.
Prin urmare, cred că procentele sunt date pe bază de masă.
1000 g lemn de foc absolut uscat contine:
495 g C
442 g O
63 g H
Reacțiile noastre finale. Le omitem pe cele intermediare (efectele lor termice, într-o măsură sau alta, sunt prezente în reacția finală):
С+O2->CO2+94 kcal/mol~400 kJ/mol
H2+0,5O2->H2O+240 kJ/mol
Acum să determinăm oxigenul suplimentar - care va furniza căldura de ardere.
495g C ->41,3 mol
442g O2->13,8 mol
63g H2->31,5 mol
Arderea carbonului necesită 41,3 moli de oxigen, iar arderea hidrogenului necesită 15,8 moli de oxigen.
Să luăm în considerare două opțiuni extreme. În primul, tot oxigenul prezent în lemnul de foc este asociat cu carbon, în al doilea cu hidrogen
Numaram:
prima varianta
Căldura primită (41,3-13,8)*400+31,5*240=11000+7560=18,6 MJ/kg
a 2-a varianta
Căldura primită 41,3*400+(31,5-13,8*2)*240=16520+936=17,5 MJ/kg
Adevărul, împreună cu toată chimia, este undeva la mijloc.
Cantitatea de dioxid de carbon și vapori de apă eliberați în timpul arderii complete este aceeași în ambele cazuri.
Acestea. puterea calorică a oricărui lemn de foc absolut uscat (chiar aspen, chiar stejar) 18+-0,5 MJ/kg~5,0+-0,1 kW*h/kg
3. Puterea calorică a lemnului umed.
Acum căutăm date pentru puterea calorică în funcție de umiditate.
Pentru a calcula puterea calorică specifică în funcție de umiditate, se propune utilizarea formulei Q=A-50W, unde A variază de la 4600 la 3870 http://tehnopost.kiev.ua/ru/drova/13-teplotvornost-drevesiny- drova.html
sau luați 4400 în conformitate cu GOST 3000-45 http://www.pechkaru.ru/Svojstva drevesin.html
Să ne dăm seama. am obtinut pentru lemn de foc uscat 18 MJ/kg = 4306 kcal/kg.
iar 50W corespunde la 20,9 kJ/g de apă. Căldura de evaporare a apei este de 2,3 kJ/g. Și aici există o discrepanță. Prin urmare, formula poate să nu fie aplicabilă într-o gamă largă de parametri de umiditate. La niveluri scăzute de umiditate din cauza A incert, la niveluri ridicate de umiditate (mai mult de 20-30%) din cauza 50 incorectă.
În datele despre puterea calorică directă există contradicții de la sursă la sursă și există incertitudine cu privire la ce se înțelege prin umiditate. Nu voi oferi link-uri. Prin urmare, calculăm pur și simplu căldura de evaporare a apei în funcție de umiditate.
3.1. Calcul teoretic al căldurii de evaporare a apei din lemn.
Pentru a face acest lucru vom folosi dependențe
Să ne limităm la 20 de grade.
de aici
3% -> 5% (rel)
4% -> 10% (rel)
6% -> 24% (rel)
9% -> 44% (rel)
12% -> 63% (rel)
15% -> 73% (rel)
20% -> 85% (rel)
28% -> 97% (rel)
Cum putem obține căldura de vaporizare din asta? dar destul de simplu.
mu(pereche)=mu0+RT*ln(pi)
În consecință, diferența dintre potențialele chimice ale aburului față de lemn și apă este determinată ca delta(mu)=RT*ln(pi/psat). pi este presiunea parțială a vaporilor deasupra arborelui, psat este presiunea parțială a vaporilor saturați. Raportul lor este umiditatea relativă a aerului exprimată ca fracție, să o notăm H.
respectiv
R=8,31 J/mol/K
T=293K
Diferența de potențial chimic este diferența de căldură de evaporare exprimată în J/mol. Să scriem expresia în unități mai digerabile în kJ/kg
delta(Qsp)=(1000/18)*8,31*293/1000 ln(H)=135ln(H) kJ/kg precizie la semn
3.2. Calculul căldurii de evaporare a apei din lemn
De aici datele noastre grafice sunt procesate în valori instantanee ale căldurii de evaporare a apei:
3% -> 2,71 MJ/kg
4% -> 2,61 MJ/kg
6% -> 2,49 MJ/kg
9% -> 2,41 MJ/kg
12% -> 2,36 MJ/kg
15% -> 2,34 MJ/kg
20% -> 2,32 MJ/kg
28% -> 2,30MJ/kg
Urmează 2,3 MJ/kg
Sub 3% vom lua în considerare 3MJ/kg.
Bine. Avem date universale aplicabile oricărui lemn, având în vedere că poza originală este aplicabilă și oricărui lemn. Asta este foarte bine. Acum să luăm în considerare procesul de umezire a lemnului și scăderea corespunzătoare a puterii calorice
sa avem 1 kg de reziduu uscat, umiditate 0g, putere calorica 18 MJ/kg
umezit la 3% - se adaugă 30 g de apă. Masa a crescut cu aceste 30 de grame, iar căldura de ardere a scăzut cu căldura de evaporare a acestor 30 de grame. Totalul nostru este (18MJ-30/1000*3MJ)/1,03kg=17,4MJ/kg
umezită în continuare cu încă 1%, masa a crescut cu încă 1%, iar căldura latentă a crescut cu 0,0271 MJ. Total 17,2 MJ/kg
Și așa mai departe, recalculăm toate valorile. Primim:
0% -> 18,0 MJ/kg
3% -> 17,4 MJ/kg
4% -> 17,2 MJ/kg
6% -> 16,8 MJ/kg
9% -> 16,3 MJ/kg
12% -> 15,8 MJ/kg
15% -> 15,3 MJ/kg
20% -> 14,6 MJ/kg
28% -> 13,5 MJ/kg
30%-> 13,3MJ/kg
40% -> 12,2 MJ/kg
70%->9,6MJ/kg
Ura! Aceste date din nou nu depind de tipul de lemn.
În acest caz, dependența este descrisă perfect printr-o parabolă:
Q=0,0007143*W^2 - 0,1702W + 17,82
sau liniar în intervalul 0-40
Q = 18 - 0,1465W, MJ/kg sau kcal/kg Q=4306-35W (nu 50 deloc) Ne vom ocupa de diferența separat mai târziu.
4. Dependența densității lemnului de umiditate
Voi lua în considerare două rase. Pin și mesteacăn
Pentru început, am scotocit și am decis să mă ocup de următoarele date despre densitatea lemnului
Cunoscând valorile densității, putem determina greutatea volumetrică a reziduului uscat și a apei în funcție de umiditate; nu luăm în considerare lemnul proaspăt tăiat, deoarece umiditatea nu este determinată.
Prin urmare, densitatea mesteacănului este 2.10E-05x2 + 2.29E-03x + 6.00E-01
pin 1.08E-05x2 + 2.53E-03x + 4.70E-01
aici x este umiditatea.
Voi simplifica la o expresie liniară în intervalul 0-40%
Se dovedește
pin ro=0,47+0,003W
mesteacan ro=0,6+0,003W
Ar fi bine să colectăm statistici asupra datelor, deoarece pinul are 0,47 m.b. si despre cazul, dar mesteacanul este mai usor, si 0,57 undeva.
5. Puterea calorică volumetrică.
Acum să calculăm puterea calorică pe unitatea de volum de pin și mesteacăn
Pentru mesteacăn
0 0,6 18 10,8
15 0,64 15,31541 9,801862
25 0,67 13,91944 9,326025
75 0,89 9,273572 8,253479
La mesteacăn se poate observa că puterea calorică volumetrică variază de la 8 MJ/l pentru lemnul proaspăt tăiat până la 10,8 pentru lemnul complet uscat. Într-un interval practic semnificativ de 10-40% de la aproximativ 9 la 10 MJ/l ~ 2,6 kW*h/l
Pentru pin
umiditate densitate capacitate termică specifică capacitate termică volumetrică
0 0,47 18 8,46
15 0,51 15,31541 7,810859
25 0,54 13,91944 7,516497
75 0,72 9,273572 6,676972
La mesteacăn se poate observa că puterea calorică volumetrică variază de la 6,5 MJ/l pentru lemnul proaspăt tăiat până la 8,5 pentru lemnul complet uscat. Într-un interval practic semnificativ de 10-40% de la aproximativ 7 la 8 MJ/l ~ 2,1 kW*h/l
6. Despre conținutul de umiditate al lemnului de foc.
Mai devreme am menționat intervalul practic semnificativ de 10-40%. vreau sa clarific. Din considerentele anterioare, devine evident că este mai indicat să arzi lemnul uscat decât lemnul umed, și pur și simplu este mai ușor să-l ardeți și mai ușor să îl transportați la focar. Rămâne de înțeles ce înseamnă uscat.
Dacă ne uităm la poza de mai sus, vom vedea că la aceleași 20 de grade peste 30%, umiditatea aerului de echilibru lângă un astfel de copac este de 100% (rel.). Ce înseamnă? AK este că bușteniul se comportă ca o băltoacă și se usucă în orice condiții meteorologice, se poate usca chiar și în ploaie. Viteza de uscare este limitată doar de difuzie, ceea ce înseamnă lungimea buștenului dacă nu este tocat.
Apropo, viteza de uscare a unui buștean de 35 cm lungime este aproximativ echivalentă cu viteza de uscare a unei plăci de cincizeci și cincizeci și, din cauza crăpăturilor din buștean, viteza de uscare a acestuia crește suplimentar față de o scândură și așezarea acesteia în jumătățile de bușteni cu un singur rând îmbunătățesc și mai mult uscarea în comparație cu o scândură. Se pare că în câteva luni de vară, într-un polen cu un singur rând pe stradă, puteți ajunge la o umiditate de 30% sau mai puțin pentru o jumătate de metru de lemn de foc. Cele ciobite se usucă în mod natural și mai repede.
Gata să discutăm dacă există rezultate.
Nu este greu de imaginat ce fel de buștean arată și se simte. Nu conține crăpături la capăt și se simte ușor umed la atingere. Dacă se află la întâmplare în apă, pot apărea mucegai și ciuperci. Tot felul de bug-uri aleargă fericiți dacă este cald. Bineînțeles că se injectează singur, dar fără tragere de inimă. Cred că peste 50% nu există aproape deloc înțepături. Securea/sătarul intră cu un „squelch” și tot efectul
Lemnul uscat la aer are deja crăpături și conținutul de umiditate este mai mic de 20%. Se înțeapă relativ ușor și arde bine.
Ce este 10%? Să ne uităm la poză. Aceasta nu este neapărat uscare în cameră. Aceasta poate fi uscare într-o saună sau pur și simplu într-o cameră încălzită în timpul sezonului. Acest lemn de foc arde - ai doar timp să-l arunci, se aprinde perfect, este ușor și „sună” la atingere. Ele sunt, de asemenea, excelent rindeluite în așchii.
7. Fum, cărbune, funingine și cenușă
Produsele principale ale arderii lemnului sunt dioxidul de carbon și vaporii de apă. Care, împreună cu azotul, sunt componentele principale ale gazelor de ardere.
În plus, rămân reziduuri nearse. Aceasta este funingine (sub formă de fulgi în coș și, de fapt, ceea ce numim fum), cărbune și cenușă. Compoziția lor este următoarea:
cărbune:
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1490.html
compoziție: 80-92% C, 4,0-4,8% H, 5-15% O - aceeași piatră în esență, așa cum este sugerat
Cărbunele conține și 1-3% minerale. impurități, cap. arr. carbonați și oxizi de K, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe.
Și iată-l frasin Ce sunt oxizii metalici neinflamabili. Apropo, cenușa este folosită în lume ca aditiv pentru ciment, de asemenea, clincherul, de fapt, primit doar pentru livrare (fără costuri suplimentare de energie).
funingine
Compoziția elementară,
Carbon, C 89 – 99
Hidrogen, H 0,3 – 0,5
Oxigen, O 0,1 – 10
Sulf, S0.1 – 1.1
Minerale0.5
Adevărat, acestea sunt funingine ușor diferite - dar funingine tehnice. Dar cred că diferența este mică.
Atât cărbunele, cât și funinginea sunt aproape de cărbune în compoziție, ceea ce înseamnă că nu numai că ard, dar au și o putere calorică ridicată - la nivelul de 25 MJ / kg. Cred că formarea atât a cărbunelui, cât și a funinginei se datorează în primul rând temperaturii insuficiente în focar/lipsei de oxigen.
8. Câți vapori de apă se produc atunci când arde lemnul?
1 kg de lemn de foc uscat conține 63 de grame de hidrogen sau
Când sunt arse, aceste 63 de grame de apă vor produce maximum 63*18/2 (cheltuim două grame de hidrogen pentru a produce 18 grame de apă) = 567 grame/kg_lemn.
Cantitatea totală de apă generată în timpul arderii lemnului va fi astfel
0% ->567 g/kg
10%->615 g/kg
20%->673 g/kg
40%->805 g/kg
70%->1033 g/kg
9.Caldura latenta.
O întrebare interesantă este: dacă umiditatea formată în timpul arderii lemnului este condensată și căldura rezultată este îndepărtată, cât de mult este acolo? O vom evalua.
0% ->567 g/kg->1,3MJ/kg->7,2% din puterea calorică a lemnului de foc
10%->615 g/kg->1,4MJ/kg->8,8% din puterea calorică a lemnului de foc
20%->673 g/kg->1,5MJ/kg->10,6% din puterea calorică a lemnului de foc
40%->805 g/kg->1,9MJ/kg->15,2% din puterea calorică a lemnului de foc
70%->1033 g/kg->2,4MJ/kg->24,7% din căldura de ardere a lemnului
Aceasta este limita teoretică a aditivului care poate fi stors din condensarea apei. În plus, dacă nu încălziți cu lemn brut, atunci întregul efect marginal este în intervalul 8-15%
10. Cantitatea de aer necesară pentru arderea lemnului
A doua sursă de căldură potențială pentru creșterea eficienței unui cazan/cuptor TT este extragerea căldurii din gazele de ardere.
Avem deja toate datele necesare, așa că nu vom intra în surse. Mai întâi trebuie să calculați alimentarea minimă teoretică de aer pentru arderea lemnului. Pentru început cu cele uscate.
Să ne uităm la paragraful 2
1 kg lemn de foc:
495g C ->41,3 mol
442g O2->13,8 mol
63g H2->31,5 mol
Arderea carbonului necesită 41,3 moli de oxigen, iar arderea hidrogenului necesită 15,8 moli de oxigen. Mai mult, există deja 13,8 moli de oxigen. Necesarul total de oxigen pentru ardere este de 43,3 mol/kg_lemn. de aici necesarul de aer 216 mol/kg_lemn= 5,2 mc/kg_lemn(oxigen - o cincime).
Pentru diferite conținuturi de umiditate a lemnului avem
0%->5,2 m3/kg->2,4 m3/l_pin! 3,1 m3/l_, mesteacăn
10%->4,7 m3/kg->2,4 m3/l_pin! 3,0 m3/l_, mesteacăn
20%->4,3 m3/kg->2,3 m3/l_pin! 2,9 mc/l_, mesteacan
40%->3,7 m3/kg->2,2 m3/l_pin! 2,7 mc/l_, mesteacăn
70%->3,1 m3/kg->2,1 m3/l_pin! 2,5 mc/l_, mesteacan
Ca și în cazul puterii calorice, vedem că aportul necesar de aer pe litru de lemn de foc depinde puțin de umiditatea acestuia.
În acest caz, este imposibil să furnizați aer mai puțin decât valoarea obținută - va avea loc arderea incompletă a combustibilului, formarea monoxid de carbon, funingine și cărbune. De asemenea, nu este recomandabil să furnizați mult mai mult, deoarece acest lucru are ca rezultat arderea incompletă a oxigenului, o scădere a temperaturii maxime a gazelor de ardere și pierderi mari în coș.
Introduceți coeficientul de exces de aer (gama) ca raport dintre alimentarea reală cu aer și minimul teoretic (5 m3/kg). Valoarea coeficientului în exces poate varia și este de obicei de la 1 la 1,5.
10.1. Cantitatea gazelor de ardere
În același timp, am ars 43,3 moli de oxigen, dar am eliberat 41,3 moli de CO2, 31,5 moli de apă chimică și toată umezeala din lemn.
Astfel, cantitatea de gaze arse la ieșirea din cuptor este mai mare decât la intrare și se calculează în funcție de temperatura camerei
0% ->5,9 m3/kg, din care vapori de apă 0,76 m3/kg
10%->5,5 m3/kg, din care vapori de apă 0,89 m3/kg inclusiv evaporat 0,13
20%->5,2 m3/kg, din care vapori de apă 1,02 m3/kg inclusiv evaporat 0,26
40%->4,8 m3/kg, din care vapori de apă 1,3 m3/kg
70%->4,4 m3/kg, din care vapori de apă 1,69 m3/kg
De ce avem nevoie de toate acestea?
Dar de ce. În primul rând, putem determina ce temperatură trebuie menținută coșul de fum, astfel încât să nu existe niciodată condens în el. (apropo, nu am deloc condens in teava).
Pentru a face acest lucru, vom găsi temperatura corespunzătoare umidității relative a gazelor de ardere pentru 70% din lemn de foc. Este posibil conform programului de mai sus. Căutăm 1,68/4,4=0,38.
Dar nu se poate conform programului! Există o greșeală
Luăm aceste date http://www.fptl.ru/spravo4nik/davlenie-vodyanogo-para.html și obținem o temperatură de 75 de grade. Acestea. dacă hornul este mai fierbinte, nu va exista condens în el.
Pentru factorii în exces mai mari de unu, cantitatea de gaze arse trebuie calculată ca cantitatea calculată de gaze arse (5,2 m3/kg la 20%) plus (gamma-1) ori cantitatea de aer necesară teoretic (4,3 m3/kg la 20%). 20%). .
De exemplu, pentru un exces de 1,2 si 20% umiditate avem 5,2+0,2*4,3=6,1m3/kg
11. Căldura gazelor de ardere
Să ne limităm la cazul în care temperatura gazelor de ardere este de 200 de grade. Am luat una dintre valorile de pe linkul http://celsius-service.ru/?page_id=766
Și vom căuta excesul de căldură a gazelor de ardere față de temperatura camerei- potenţial de recuperare a căldurii. Să presupunem un coeficient de exces de aer de 1,2. Date despre gazele de ardere de aici: http://thermalinfo.ru/publ/gazy/gazovye_smesi/teploprovodnosti_i_svojstva_dymovykh_gazov/28-1-0-33
Densitate la 200 grade 0,748, Cp=1,097.
la zero 1,295 și 1,042.
Vă rugăm să rețineți că densitatea este raportată conform legii gazelor ideale: 0,748=1,295*273/473. Iar capacitatea termică este practic constantă. Deoarece operăm cu debite recalculate cu 20 de grade, determinăm densitatea la o temperatură dată - 1,207. iar Cp luăm media, aproximativ 1,07. Capacitatea totală de căldură a cubului nostru de fum standard este de 1,29 kJ/m3/K
0% ->6,9 m3/kg->1,6MJ/kg->8,9% din puterea calorică a lemnului de foc
10%->6,4 m3/kg->1,5MJ/kg->9,3% din puterea calorică a lemnului de foc
20%->6,1 m3/kg->1,4MJ/kg->9,7% din puterea calorică a lemnului de foc
40%->5,5 m3/kg->1,3MJ/kg->10,5% din puterea calorică a lemnului
70%->5,0 m3/kg->1,2MJ/kg->12,1% din puterea calorică a lemnului
În plus, vom încerca să justificăm diferența dintre puterea calorică literară a lemnului de foc 4400-50W și 4306-35W obținut mai sus. Justificați diferența de coeficient.
Să presupunem că autorii formulei consideră că căldura pentru încălzirea aburului suplimentar este aceleași pierderi ca și căldura latentă și contracția lemnului. Am alocat între 10 și 20% abur suplimentar de 0,13 m3/kg_lemn. Fără a ne deranja să găsim valoarea capacității termice a vaporilor de apă (încă nu diferă mult), obținem pierderi suplimentare pentru încălzirea apei suplimentare 0,13 * 1,3 * 180 = 30,4 KJ/kg_lemn. Un procent de umiditate este de zece ori mai mică de 3 kJ/kg/% sau 0,7 kcal/kg/%. Nu am primit 15. Încă o inconsecvență. Nu mai văd încă motive.
12. Despre randamentul cuptorului
Există dorința de a înțelege ce se află în așa-numitul. Randamentul cazanului. Căldura gazelor de ardere este cu siguranță o pierdere. Pierderile prin pereți sunt, de asemenea, necondiționate (dacă nu sunt considerate dăunătoare). Căldura latentă - pierdere? Nu. Căldura latentă din umiditatea evaporată se află în puterea calorică redusă a lemnului de foc. Apa formată chimic este un produs de ardere și nu o pierdere de putere (nu se evaporă, ci se formează imediat sub formă de abur).
In total randamentul maxim al cazanului/cuptorului este determinat de potentialul de recuperare a caldurii (fara a se tine cont de condens) scris chiar mai sus. Și este de aproximativ 90% și nu mai mult de 91. Pentru a crește eficiența, este necesar să se reducă temperatura gazelor de ardere la ieșirea din cuptor, de exemplu, prin reducerea intensității arderii, dar în același timp una ar trebui să se aștepte la o formare mai extinsă de funingine - este fumurie și nu arde 100% a lemnului -> o scădere a eficienței.
13. Potenţialul total de recuperare a căldurii.
Din datele prezentate mai sus, este destul de simplu de calculat pentru cazul răcirii de la gazele de ardere 200 la 20 și condensului de umiditate. Pentru simplitatea tuturor umezelii.
0% ->2,9MJ/kg->16% din puterea calorică a lemnului de foc
10%->3,0MJ/kg->18,6% din puterea calorică a lemnului de foc
20%->3,0MJ/kg->20,6% din puterea calorică a lemnului de foc
40%->3,2MJ/kg->26,3% din puterea calorică a lemnului de foc
70%->3,6MJ/kg->37,4% din puterea calorică a lemnului de foc
Trebuie remarcat faptul că valorile sunt destul de vizibile. Acestea. Există un potențial de recuperare a căldurii, în timp ce amploarea efectelor în termeni absoluti în MJ/kg depinde slab de umiditate, ceea ce simplifică probabil calculul ingineresc. În efectul indicat, aproximativ jumătate se datorează condensului, restul se datorează capacității termice a gazelor arse.
14. Încă o dată despre dependența puterii calorice a lemnului de foc de umiditate
Să încercăm să justificăm diferența dintre puterea calorică literară a lemnului de foc 4400-50W și 4306-35W obținut mai sus în coeficientul înainte de W.
Să presupunem că autorii formulei consideră că căldura pentru încălzirea aburului suplimentar este aceleași pierderi ca și căldura latentă și contracția lemnului. Am alocat între 10 și 20% abur suplimentar de 0,13 m3/kg_lemn. Fără a ne deranja să găsim valoarea capacității termice a vaporilor de apă (încă nu diferă mult), obținem pierderi suplimentare pentru încălzirea apei suplimentare 0,13 * 1,3 * 180 = 30,4 KJ/kg_lemn. Un procent de umiditate este de zece ori mai mică de 3 kJ/kg/% sau 0,7 kcal/kg/%. Nu am primit 15. Încă o inconsecvență.
Să presupunem încă o opțiune. Ideea este că autorii cunoscutei formule au operat cu așa-numita umiditate absolută a lemnului, în timp ce aici am operat cu umiditate relativă.
În termeni absoluti, W este considerat raportul dintre masa de apă și masa totală a lemnului de foc și, în termeni relativi, raportul dintre masa de apă și masa de reziduu uscat (a se vedea paragraful 1).
Pe baza acestor definiții, vom construi dependența umidității absolute de relativă
0%(rel)->0%(abs)
10%(rel)->9,1%(abs)
20%(rel)->16,7%(abs)
40%(rel)->28,6%(abs)
70%(rel)->41,2%(abs)
100%(rel)->50%(abs)
Să ne uităm din nou separat la intervalul 10-40. Este posibil să se aproximeze dependența obținută a dreptei W = 1,55 Wabs - 4,78.
Inlocuim aceasta expresie in formula pentru puterea calorica obtinuta anterior si avem o noua expresie liniara pentru puterea calorica specifica a lemnului de foc
4306-35W=4306-35*(1,55 Wabs - 4,78)=4473-54W. În cele din urmă am obținut un rezultat mult mai apropiat de datele din literatură.
15. Despre puterea calorică a lemnului de foc putrezit
Când aprind un foc în aer liber, inclusiv la grătare, eu, probabil ca mulți oameni, prefer să-l ard cu lemne uscate. Acest lemn de foc este format din ramuri uscate destul de putrezite. Ard bine, destul de fierbinți, dar pentru a forma o anumită cantitate de cărbune este nevoie de aproximativ de două ori mai mult decât mesteacănul normal uscat la aer. Dar de unde pot lua acest mesteacăn uscat din pădure? De aceea mă înec cu ceea ce am și cu ceea ce nu dăunează pădurii. Acelasi lemn de foc este perfect pentru incalzirea unui aragaz/cazan in casa.
Ce este acest lemn uscat? Acesta este același lemn în care a avut loc de obicei procesul de putrezire, incl. direct pe rădăcină, ca urmare, densitatea reziduului uscat a scăzut foarte mult și a apărut o structură liberă. Această structură liberă este mai permeabilă la vapori decât lemnul obișnuit, astfel încât ramura s-a uscat chiar pe rădăcină în anumite condiții.
Vorbesc despre acest fel de lemn de foc
Puteți folosi și trunchiuri de copaci putrezite dacă sunt uscate. Este foarte greu să arzi lemnul umed putred, așa că nu îl vom lua în considerare deocamdată.
Nu am măsurat niciodată densitatea unui astfel de lemn de foc. Dar subiectiv, această densitate este de aproximativ o ori și jumătate mai mică decât pinul obișnuit (cu toleranțe largi). Pe baza acestui postulat, calculăm capacitatea termică volumetrică în funcție de umiditate, în timp ce eu de obicei ard lemn uscat din foioase, a căror densitate era inițial mai mare decât pinul. Acestea. Să luăm în considerare cazul în care un buștean putred are o densitate a reziduurilor uscate care este jumătate din cea a lemnului original.
Deoarece pentru mesteacăn și pin formulele liniare pentru dependența densității au coincis (până la densitatea lemnului de foc absolut uscat), atunci pentru lemnul putred vom folosi și această formulă:
ro=0,3+0,003W. Aceasta este o estimare foarte aproximativă, dar nimeni nu pare să fi cercetat cu adevărat problema ridicată aici. M.b. Canadienii au informații, dar au și propria lor pădure, cu proprietăți proprii.
0% (0,30 kg/l) ->18,0MJ/kg ->5,4MJ/l=1,5kW*h/l
10% (0,33 kg/l) ->16,1MJ/kg->5,3MJ/l=1,5kW*h/l
20% (0,36 kg/l) ->14,6MJ/kg->5,3MJ/l=1,5kW*h/l
40% (0,42 kg/l) ->12,2MJ/kg->5,1MJ/l=1,4kW*h/l
70% (0,51 kg/l) ->9,6MJ/kg->4,9MJ/l=1,4kW*h/l
Ceea ce nu mai este deosebit de surprinzător, puterea calorică volumetrică a lemnului de foc putred depinde din nou slab de umiditate și este de aproximativ 1,45 kW*h/l.
16. Despre puterea calorică volumetrică a oricărui lemn de foc.
În general, rocile luate în considerare, inclusiv lemnul putred, pot fi combinate sub o singură formulă pentru puterea calorică. Pentru a obține o formulă care nu este în întregime academică, dar aplicabilă în practică, în loc de lemn absolut uscat, scriem pentru 20%:
Densitate putere calorică
0,66 kg/l -> 2,7 kW*h/l
0,53 kg/l -> 2,1 kW*h/l
0,36 kg/l -> 1,5 kW*h/l
Acestea. Puterea calorică volumetrică a lemnului de foc uscat la aer, indiferent de specie, este de aproximativ Q=4*densitate (în kg/l), kW*h/l
Acestea. pentru a înțelege ce va produce lemnul de foc specific (diverse fructe, putrezite, conifere etc.) Puteți determina densitatea lemnului de foc uscat la aer condiționat o singură dată - cântărind și determinând volumul. Înmulțiți cu 4 și aplicați valoarea rezultată pentru aproape orice conținut de umiditate al lemnului de foc.
Aș efectua o măsurătoare similară făcând un buștean scurt (în limita a 10 cm) aproape de un cilindru sau paralelipiped dreptunghiular (plăci). Scopul este să nu deranjezi măsurarea volumului și să-l usuci la aer suficient de repede. Permiteți-mi să vă reamintesc că uscarea de-a lungul fibrelor este de 6,5 ori mai rapidă decât peste ele. Și această bucată de lemn de 10 cm se va usca în aer într-o săptămână vara.
_____________________________________________________________________________
Desenele postate aici se află pe alte resurse. Pentru a păstra conținutul informațiilor și în conformitate cu clauza 6.8 din Regulile forumului, le atașez ca atașamente. Dacă aceste atașamente încalcă drepturile cuiva, vă rog să-mi spuneți - atunci vor fi șterse.
Atasamente:
Comentarii
Lemnul este un material destul de complex în compoziția sa chimică.
De ce ne interesează compoziția chimică? Dar arderea (inclusiv arderea lemnului într-o sobă) este o reacție chimică a materialelor lemnoase cu oxigenul din aerul înconjurător. Exact de la compoziție chimică Acest tip de lemn determină puterea calorică a lemnului de foc.
Principalii lianți chimici din lemn sunt lignina și celuloza. Ele formează celule - recipiente deosebite, în interiorul cărora există umiditate și aer. Lemnul conține, de asemenea, rășină, proteine, taninuri și alte ingrediente chimice.
Compoziția chimică a marii majorități a speciilor de lemn este aproape aceeași. Micile fluctuații ale compoziției chimice a diferitelor specii determină diferențele de putere calorică a diferitelor tipuri de lemn. Puterea calorică se măsoară în kilocalorii - adică se calculează cantitatea de căldură obținută prin arderea unui kilogram de lemn dintr-o anumită specie. Nu există diferențe fundamentale între valorile calorice ale diferitelor tipuri de lemn. Și pentru scopuri de zi cu zi este suficient să cunoaștem valorile medii.
Diferențele dintre roci în ceea ce privește puterea calorică par a fi minime. Este de remarcat faptul că, pe baza tabelului, poate părea că este mai rentabil să cumpărați lemn de foc preparat din lemn de conifere, deoarece puterea lor calorică este mai mare. Cu toate acestea, pe piață, lemnul de foc este furnizat în volum, nu în greutate, așa că pur și simplu va fi mai mult într-un metru cub de lemn de foc recoltat din lemn de foioase.
Impurități nocive din lemn
Pe parcursul reactie chimica Când arde, lemnul nu arde complet. După ardere, rămâne cenușă - adică partea nearsă a lemnului, iar în timpul procesului de ardere, umiditatea se evaporă din lemn.
Cenușa are un efect mai mic asupra calității arderii și puterii calorice a lemnului de foc. Cantitatea sa din orice lemn este aceeași și este de aproximativ 1 la sută.
Dar umiditatea din lemn poate cauza o mulțime de probleme la arderea lui. Deci, imediat după tăiere, lemnul poate conține până la 50 la sută umiditate. În consecință, la arderea unui astfel de lemn de foc, partea leului din energia eliberată de flacără poate fi cheltuită pur și simplu pentru evaporarea umidității lemnului în sine, fără a face nicio muncă utilă.
Umiditatea prezentă în lemn reduce drastic puterea calorică a oricărui lemn de foc. Arderea lemnului nu numai că nu își îndeplinește funcția, dar devine și incapabilă să mențină temperatura necesară în timpul arderii. În același timp, materia organică din lemnul de foc nu arde complet; atunci când arde un astfel de lemn de foc, se degajă o cantitate mare de fum, care poluează atât coșul de fum, cât și spațiul de ardere.
Ce este umiditatea lemnului și ce afectează acesta?
O cantitate fizică care descrie cantitatea relativă de apă conținută în lemn se numește conținut de umiditate. Conținutul de umiditate al lemnului este măsurat ca procent.
La măsurare, pot fi luate în considerare două tipuri de umiditate:
- Umiditatea absolută este cantitatea de umiditate conținută în prezent în lemn în raport cu lemnul complet uscat. Astfel de măsurători sunt de obicei efectuate în scopuri de construcție.
- Umiditatea relativa este cantitatea de umiditate pe care o contine in prezent lemnul in raport cu propria greutate. Astfel de calcule se fac pentru lemnul folosit drept combustibil.
Deci, dacă se scrie că lemnul are o umiditate relativă de 60%, atunci umiditatea sa absolută va fi exprimată ca 150%.
Analizând această formulă, se poate stabili că lemnul de foc recoltat de la conifere cu o umiditate relativă de 12 la sută va elibera 3940 kilocalorii la arderea a 1 kilogram, iar lemnul de foc recoltat din foioase cu umiditate comparabilă va elibera 3852 kilocalorii.
Pentru a înțelege ce este o umiditate relativă de 12 la sută, să explicăm că lemnul de foc dobândește o astfel de umiditate atunci când este uscat afară pentru o lungă perioadă de timp.
Densitatea lemnului și efectul acestuia asupra puterii calorice
Pentru a estima puterea calorică, trebuie să utilizați o caracteristică puțin diferită, și anume puterea calorică specifică, care este o valoare derivată din densitate și putere calorică.
Informații despre puterea calorică specifică a anumitor specii de lemn au fost obținute experimental. Informațiile sunt date pentru același nivel de umiditate de 12 la sută. Pe baza rezultatelor experimentului, au fost compilate următoarele: masa:
Folosind datele din acest tabel puteți compara cu ușurință puterea calorică a diferitelor tipuri de lemn.
Ce fel de lemn de foc poate fi folosit în Rusia
În mod tradițional, cel mai preferat tip de lemn de foc pentru arderea în cuptoare de cărămidă din Rusia este mesteacănul. Deși mesteacănul este în esență o buruiană, ale cărei semințe se agață ușor de orice sol, este extrem de utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi. Un copac nepretențios și cu creștere rapidă a servit cu fidelitate strămoșilor noștri de multe secole.
Lemnul de foc de mesteacan are o putere calorica relativ buna si arde destul de incet si uniform, fara a supraincalzi aragazul. În plus, se folosește chiar și funinginea obținută din arderea lemnului de foc de mesteacăn - include gudron, care este folosit atât în uz casnic, cât și în scopuri medicinale.
Pe lângă lemnul de mesteacăn, aspen, plop și tei este folosit ca lemn de foioase ca lemn de foc. Calitatea lor în comparație cu mesteacănul, desigur, nu este foarte bună, dar în absența altora, este destul de posibil să se folosească un astfel de lemn de foc. În plus, lemnul de foc de tei, atunci când este ars, eliberează o aromă deosebită, care este considerată benefică.
Lemnul de foc de Aspen produce o flacără mare. Ele pot fi folosite pe stadiu final focare pentru a arde funinginea creată prin arderea altor lemne.
Arinul arde, de asemenea, destul de lin, iar după ardere lasă o cantitate mică de cenușă și funingine. Dar din nou, în ceea ce privește suma tuturor calităților, lemnul de foc de arin nu poate concura cu lemnul de foc de mesteacăn. Dar, pe de altă parte - atunci când este folosit nu într-o baie, ci pentru gătit - lemnul de foc de arin este foarte bun. Arderea lor uniformă ajută la gătirea eficientă a alimentelor, în special a produselor de panificație.
Lemn de foc preparat din pomi fructiferi sunt destul de rare. Un astfel de lemn de foc, și în special de artar, ard foarte repede și flacăra atinge o temperatură foarte ridicată în timpul arderii, ceea ce poate afecta negativ starea sobei. În plus, trebuie doar să încălziți aerul și apa în baie și să nu topiți metalul în ea. Atunci când se utilizează un astfel de lemn de foc, acesta trebuie amestecat cu lemn de foc cu putere calorică scăzută.
Lemnul de foc din lemn de rasinoase este rar folosit. În primul rând, un astfel de lemn este foarte des folosit în scopuri de construcție și, în al doilea rând, disponibilitatea cantitate mare rășinile din conifere contaminează focarele și coșurile de fum. Este logic să încălziți soba cu lemn de pin numai după uscare pe termen lung.
Cum se prepară lemne de foc
Colectarea lemnului de foc începe de obicei la sfârșitul toamnei sau la începutul iernii, înainte ca stratul permanent de zăpadă să fie stabilit. Trunchiurile tăiate sunt lăsate pe parcele pentru uscarea inițială. După ceva timp, de obicei iarna sau primăvara devreme, lemnele de foc sunt îndepărtate din pădure. Acest lucru se datorează faptului că în această perioadă nu se efectuează lucrări agricole, iar pământul înghețat permite încărcarea unei greutăți mai mari pe vehicul.
Dar aceasta este ordinea tradițională. Acum, datorită nivelului ridicat de dezvoltare tehnologică, se poate pregăti lemn de foc pe tot parcursul anului. Oamenii întreprinzători vă pot aduce în orice zi lemn de foc deja tăiat și tocat pentru o taxă rezonabilă.
Cum să tăiați și să tăiați lemnul
Tăiați bușteanul adus în bucăți potrivite pentru dimensiunea focarului dvs. Ulterior, punțile rezultate sunt împărțite în bușteni. Buștenii cu o secțiune transversală mai mare de 200 de centimetri sunt împărțiți cu un saiar, restul cu un topor obișnuit.
Buștenii sunt împărțiți în bușteni astfel încât secțiunea transversală a buștenului rezultat să fie de aproximativ 80 sq.cm. Un astfel de lemn de foc va arde destul de mult timp într-o sobă de saună și va produce mai multă căldură. Buștenii mai mici sunt folosiți pentru aprindere.
Buștenii tăiați sunt stivuiți într-o grămadă de lemne. Este destinat nu doar pentru depozitarea combustibilului, ci și pentru uscarea lemnului de foc. O grămadă de lemne bună va fi amplasată într-un spațiu deschis, suflat de vânt, dar sub un baldachin care protejează lemnul de precipitații.
Rândul de jos de bușteni de grămezi de lemne este așezat pe bușteni - stâlpi lungi care împiedică lemnul de foc să intre în contact cu solul umed.
Uscarea lemnului de foc la un nivel de umiditate acceptabil durează aproximativ un an. În plus, lemnul din bușteni se usucă mult mai repede decât în bușteni. Lemnul de foc tocat atinge un nivel de umiditate acceptabil în trei luni de vară. Când este uscat timp de un an, lemnul din grămada de lemne va avea un conținut de umiditate de 15 la sută, ceea ce este ideal pentru ardere.
Puterea calorică a lemnului de foc: video