Горіння деревини: властивості і продукти горіння

З незапам’ятних часів люди стикалися з горінням деревини. І з тих пір використовують дерево як основний вид палива, який застосовують для обігріву різних приміщень і приготування їжі.

Незважаючи на різноманітність горючих речовин, деревина залишається поширеним паливом і в XXI столітті, через невисоку вартість, доступності і простоти звернення. Для результативного та безпечного застосування її в печах і камінах необхідно володіти деякими відомостями про її фізичних і хімічних особливостях.

Фактори, що впливають на температуру горіння

Максимальна температура горіння деревини залежить від породи і може бути досягнута за таких умов:

  • кількість вмісту вологи – не більш 20%;
  • для горіння використовується замкнутий простір;
  • доступність кисню в необхідному обсязі.

Можливо спалювання і свіжих дров, що мають вологість від 40 до 60%, при цьому:

  • сирі дрова спалахують тільки в добре розтопленої печі;
  • тепловіддача знизиться на 20-40%;
  • відбудеться збільшення витрати дров, приблизно в два рази;
  • на стінах печі та димаря осяде сажа.

Результативність горіння буде значно знижена через необхідність підвищеної температури, що йде на випаровування води і спалювання смоли у хвойних порід. В ідеальних умовах найвища температура горіння у бука і ясена, а найнижча – у тополі. Бук, модрина дуб і граб відносяться до цінних порід деревини і в якості палива не використовуються. У побутових умовах для горіння деревини в печах використовують березу і хвойні породи дерев, вважаючи, що вони дають найбільшу температуру при горінні.

Які дрова горять жарче?

Як уже згадувалося, дрова є одним з найбільш використовуваних видів палива для обігріву будинків, що знаходяться за межами міста. З огляду на, що всі дрова горять при різній температурі, треба вибрати ті, які краще. Головною умовою для горіння дров є наявність кисню, а це в значній мірі залежить від конструкції печі. Крім того, у кожної деревини свій хімічний склад і щільність. Чим щільніше дерево, тим більше від нього тепловіддача. Особливе значення для більшої тепловіддачі деревини при горінні? крім щільності і наявності кисню, має вологість дров.

Сухі горять краще і виділяють більше тепла, ніж сирі дрова. Тому після розпилу їх складають в дровітні і просушують під навісом протягом року. Кожен, кому доводилося топити піч дровами, помічав, що одні з них горять яскраво, виділяючи багато тепла, а інші тліють і мало нагрівають піч. Все, виявляється, залежить від жаропроізводітельності дров. За цим показником найбільш підходящими породами для горіння в печах є береза, сосна і осика.

Що виділяється при горінні дерева?

При згорянні дерева утворюється дим, що складається їх твердих частинок (сажі) і газоподібних продуктів горіння. До їх складу входять речовини, що знаходяться в деревині. Продукти, що виділяються при згоранні дерева, складаються з азоту, вуглекислого газу, водяної пари, сірчистого газу і окису вуглецю, яка здатна горіти далі.

Підраховано, що кожен кілограм деревини виділяє при згорянні приблизно 800 г газоподібних продуктів і 200 г вугілля. Склад продуктів горіння деревини залежить і від умов, при яких відбувається цей процес. Він може бути:

  • Неповний – відбувається при недостатній доступ кисню. В результаті горіння виділяються речовини, які здатні знову горіти. До них відноситься: сажа, окис вуглецю і різні вуглеводні.
  • Повний – виникає при достатньому доступі кисню. В результаті горіння утворюються продукти – вуглекислий і сірчистий газ, водяна пара, – які не здатні більше горіти.

Опис процесу горіння

У процесі горіння деревини відзначається кілька етапів:

  • Розігрів – відбувається при температурі не менше 150 градусів за Цельсієм і в присутності зовнішнього джерела вогню.
  • Займання – необхідна температура від 450 до 620 градусів за Цельсієм в залежності від вологості і щільності деревини, а також від форми і кількості дров.
  • Горіння – складається з двох фаз: полум’яної і тління. Деякий час обидва види протікають одночасно. Після припинення освіти газів горить (тліє) тільки вугілля.
  • Загасання – виникає при припиненні подачі кисню або коли закінчується паливо.

Щільна деревина горить повільніше, ніж менш щільна внаслідок того, що має велику теплопровідність. При горінні сирих дров багато тепла витрачається на випаровування вологи, тому вони горять повільніше сухих дров. Горіння деревини – це фізична або хімічне явище? Це питання має практичне значення, і від правильної його інтерпретації будуть залежати умови максимальної тепловіддачі і тривалості горіння. З одного боку, це хімічне явище: при горінні дров відбувається хімічна реакція і утворюються нові речовини – оксиди, виділяється тепло і світло. З іншого, – фізичне: під час процесу відбувається збільшення кінетичної енергії молекул. У підсумку виходить, що процес горіння деревини – це складне фізико-хімічне явище. Знайомство з ним допоможе правильно підібрати породи деревини, щоб забезпечити себе тривалим і стійким джерелом тепла.

Особливості диму, що виникає при горінні багаття
При підкиданні дров у багаття відбувається посилений викид диму і окису вуглецю – чадного газу. Причому дим з’являється різних кольорів:

  • Білий – це аерозоль, що складається з дрібних крапельок води і пари дьогтю, виходить з холодної деревини. Дим має специфічний запах кіптяви. У міру нагрівання поліна він випаровується, спалахує полум’ям і пропадає.
  • Сірий – виходить з розпечених, але не палаючих полін і головешок. Він утворюється при високій температурі з киплячих масел і смол і конденсується в туман. Частинки його значно дрібніші, ніж у білого диму, а сам він легше і суші його.
  • Чорний – обгорілий дьоготь, званий сажею. Він утворюється під час розкладання вуглеводнів в полум’я при недостатньому окисленні.

Дим від багаття надовго затримується в організмі і містить велику кількість шкідливих речовин. Про це необхідно пам’ятати всім, хто любить сидіти біля багаття.

Властивості деревини

Різні породи дерев мають наступні фізичними властивостями:

  • Колір – на нього впливають клімат і порода дерева.
  • Блиск – залежить від того, як розвинені серцеподібні промені.
  • Текстура – пов’язана з будовою деревини.
  • Вологість – відношення віддаленої вологи до маси деревини в сухому стані.
  • Усушка і розбухання – перша виходить в результаті випаровування гігроскопічної вологи, розбухання – поглинання води і збільшення в об’ємі.
  • Щільність – приблизно однакова у всіх деревних порід.
  • Теплопровідність – здатність проводити тепло через товщу поверхні, залежить від щільності.
  • Звукопровідність – характеризується швидкістю поширення звуку, залежить від розташування волокон.
  • Електропровідність – опірність проходженню електричного струму. На неї впливає порода, температура, вологість, напрямок волокон.

Перед використанням дерев’яного сировини для певних цілей насамперед знайомляться з властивостями деревини, а тільки потім воно йде у виробництво.

Переваги та недоліки деревини

Деревині властиві такі переваги:

  • відмінна оброблюваність;
  • легка гвоздімость;
  • добре забарвлюється, полірується, лакується;
  • має здатність поглинати звуки;
  • стійкість до впливу кислот;
  • висока здатність до вигину.

До недоліків деревини відносять:

  • зміна форми і розмірів у зв’язку з усиханням і розбуханням;
  • низький опір розколювання;
  • гниття;
  • псування комахами;
  • загоряння при недотриманні правил безпеки.
Посилання на основну публікацію