07.06.2020      107      Комментарии к записи Температура горения дров: таблицы сравнительных характеристик отключены
 

Температура горения дров: таблицы сравнительных характеристик


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.

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 ℃.

Лиственница

дрова для костра: лиственницаТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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.

  • Костровая мощность: 0,81дэ.
  • Теплотворная способность: 3062 кВт·ч/м³.
  • Температура горения: 865 °C.
  • Время горения: длительное.
  • Пламя: ровное, имеет заметный синий оттенок, искрит, может периодически «постреливать». Дымит.
  • Угли: отличаются долгим тлением и хорошим жаром.
  • Сложность разжигания: выше средней. Лиственницу запалить несколько проще, чем дуб, но всё равно придётся развести небольшой костерок — перед тем, как бросить в него полено.

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.

дымовых трубах будет скапливаться много сажиТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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.

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.

До какой температуры нагревается банная печь. Из какого металла лучше варить печь для баниПроблемы с дымоходамиТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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:

  • древесина хорошо просушена;
  • топка печи закрыта;
  • кислород подается четко дозированными порциями для поддержания процесса горения.

таблица теплоты сгорания дров,теплотворная способность древесины,тепло от разных видов дереваТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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.

Вяз

вязТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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.

  • Костровая мощность: 0,77дэ.
  • Теплотворная способность: 2912 кВт·ч/м³.
  • Температура горения: 864 °C.
  • Время горения: длительное.
  • Пламя: ровное, в меру дымит.
  • Угли: весьма напоминают берёзовые — долго тлеют и хорошо жарят.
  • Сложность разжигания: средняя.

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.

процесс горенияТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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:

  • тяга;
  • влажность древесины;
  • сечение и форма дров, а также их количество в одной закладке;
  • структура древесины – рыхлые дрова загораются быстрее, чем плотные;
  • размещение дерева относительно потока воздуха – горизонтально или вертикально.

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.

температура горения дровТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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.

Бурьян

бурьянТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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:

  • Полынь;
  • Репейник;
  • Осоты, бодяки и прочие им подобные;
  • Иван-чай;
  • Крупные зонтичные: болиголов, купырь, дудники, борщевики (в том числе и пресловутый гигантский);
  • Если местность болотистая или граничит с водой, то вышеуказанный перечень дополняется следующими растениями:

  • Тростник;
  • Рогоз;
  • В сельской местности возможны такие варианты:

  • Солома;
  • Подсолнуховые стебли;
  • 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).

    • Костровая мощность: 0,1дэ.
    • Теплотворная способность: 378 кВт·ч/м³.
    • Температура горения: 800-900 °C.
    • Время горения: очень короткое.
    • Пламя: ровное, с характерным треском. Дымит, чем менее сухой материал — тем сильнее.
    • Угли: фактически не образует.
    • Сложность разжигания: крайне низкая, сухой бурьян — отличная растопка.

    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.

    Кедр

    дрова для костра: кедрТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

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

    • Костровая мощность: 0,70дэ.
    • Теплотворная способность: 2645 кВт·ч/м³.
    • Температура горения: ~650 °C.
    • Время горения: среднее.
    • Пламя: ровное, может искрить. Дымит.
    • Угли: достаточно жаркие, средней длительности тления.
    • Сложность разжигания: лёгкая.

    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:

    • Сжигать за один раз в 2 раза больше топлива, чтобы обогреть дом или приготовить еду. Такой подход чреват существенными материальными затратами и усиленным накоплением сажи и конденсата на стенках дымоотвода и в ходах.
    • Сырые бревна распиливают, колют на небольшие поленья и размещаются под навесом для просушки. Как правило, за 1-1,5 года дрова теряют до 20 % влаги.
    • Дрова можно закупить уже хорошо просушенными. Хотя они несколько дороже, зато теплоотдача от них намного больше.

    зависимость теплотворности от влажностиТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

    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.

    Рябина

    рябинаТемпература горения дров: таблицы сравнительных характеристик

    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.

    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:

  • Наиболее ходовыми дровами для костра, являются: сосна, берёза, ольха — благодаря массовости произрастания деревьев данных пород и повсеместном их распространении. Подходят как для готовки пищи, так и для обогрева.
  • К не особо качественным дровам, которые можно использовать, когда других вариантов нет — относятся осина, ива, тополь. Вполне сгодятся для получения кипятка или быстрой готовки.
  • В крайнем случае, когда деревьев нет — выручит засохшее высокое разнотравье или кизяк.
  • Самые непригодные дрова для костра — ель, пихта.
  • Здесь и далее — для древесины с влажностью 12%, что вполне соответствует не очень старому сухостою.
  • 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