Горение древесины. Свойства древесины. Продукты горения древесины

Использование печей до сих пор является одним из способов отопления дома. Огонь стал признаком комфорта и уюта. Для достижения оптимальных температур требуется правильно подобрать материал для сжигания, корректно его сохранять и выбирать. При неподходящих условиях хранения материал существенно снижается энергия, которая образуется при сгорании.

Плотность древесины

В зависимости от структуры и плотности древесины, а также количества и характеристик смол, зависит температура горения дров, их теплотворность, а также свойства пламени. Если дерево пористое, то гореть оно будет очень ярко и интенсивно, однако высоких температур горения оно не даст – максимальный показатель составляет 500 ℃. А вот более плотная древесина, как, например, у граба, ясеня или бука, сгорает при температуре около 1000 ℃. Чуть ниже температура горения у березы (около 800 ℃), а также дуба и лиственницы (900 ℃). Если речь идет о таких породах, как ель и сосна, то они загораются примерно при 620-630 ℃.

При выборе разновидности дров, стоит учитывать соотношение стоимости и теплоемкости той или иной древесины. Как показывает практика, оптимальным вариантом можно считать березовые дрова, у которых эти показатели сбалансированы лучше всего. Если закупать более дорогие дрова, затраты будут менее эффективными.

Для отопления дома твердотопливным котлом не рекомендуют использовать такие виды дерева, как ель, сосна или пихта. Дело в том, что в данном случае температура горения дров в котле будет недостаточно высокой, а на дымовых трубах будет скапливаться много сажи.

Низкие показатели теплоэффективности также и у дров из ольхи, осины, липы и тополя из-за пористой структуры. Кроме того, иногда в процессе горения ольховые и некоторые другие виды дров выстреливают углями. В случае открытой топки печи такие микро взрывы могут привести к пожарам.

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.

Конечно, для крайнего случая подойдут какие угодно дрова, в том числе и полученные из разбитого деревянного ящика. Но если речь идет о постоянном отоплении, то лучше выбирать породы дерева, характеризующиеся самой высокой теплоотдачей. Коэффициент теплоотдачи зависит от нескольких факторов, в том числе – от плотности материала.

Твердые породы – те же, что широко используются в строительстве и отделке: дуб, береза, бук. Наибольшая теплоотдача свойственна дубу, но, так как дуб относится к разряду ценных пород дерева, то в качестве топлива он используется редко

Стоит обратить внимание на березовые: береза дает тепла на 18% больше сосны, и на 25% – осины. Для печи это идеальный вариант

  • Среднетвердые – к ним относятся хвойные породы – ель, сосна, лиственница, и породы фруктовых деревьев – яблоня, груша. Поленья из них дают меньше тепла, но быстро разгораются, и распространяют чудесный аромат.
  • Мягкие – ольха, осина, характеризуются небольшой теплоотдачей, но, благодаря низкому содержанию влаги, сгорают, почти не образуя сажи. Такие дрова прекрасно подходят для камина, так как последний чаще служит декоративным элементом, чем действительным источником тепла, как печь.

Не секрет, что поленья из свежесрубленного дерева, вне зависимости от породы, горят плохо: долго не разгораются, дают меньше жара, коптят и так далее. Для того чтобы процесс сгорания обеспечил максимум тепла, древесина должна быть хорошо высушена. Содержание влаги не должно превышать более 15-20%

Чтобы определить степень сухости, можно провести звуковой тест: если при соударении двух поленьев раздается звонкий звук, то дрова готовы к употреблению.

Какие дрова горят жарче?

Как уже упоминалось, дрова являются одним из самых используемых видов топлива для обогрева домов, находящихся за пределами города. Учитывая, что все дрова горят при разной температуре, надо выбрать те, которые лучше. Главным условием для горения дров является наличие кислорода, а это в значительной степени зависит от конструкции печи. Кроме того, у каждой древесины свой химический состав и плотность. Чем плотнее дерево, тем больше от него теплоотдача. Особое значение для большей теплоотдачи древесины при горении? кроме плотности и наличия кислорода, имеет влажность дров.

Сухие горят лучше и выделяют больше тепла, чем сырые дрова. Поэтому после распила их складывают в поленницы и просушивают под навесом в течение года. Каждый, кому доводилось топить печь дровами, замечал, что одни из них горят ярко, выделяя много тепла, а другие тлеют и мало нагревают печь. Все, оказывается, зависит от жаропроизводительности дров. По этому показателю самыми подходящими породами для горения в печах являются береза, сосна и осина.

Читайте также:  Автобаня – как стать обладателем мобильной парной?

Основные правила хранения

Для того, чтобы качественно отопить помещение, правильно заготовить и измельчить. Сушить желательно на сухом, хорошо проветриваемом месте. После чего требуется измельчить породу, что упростит складирование и сушку.

Способов укладки существует несколько, причем выбор конкретного зависит от имеющейся поленницей, которая организовывается на открытом пространстве. Строить желательно на возвышенности, чтобы при дожде не скапливалась вода. Обязательное условие – наличие солнечного света.

Какую породу дров лучше подобрать для печи, чтобы обеспечить достаточно жаркий огонь. Требуется ориентироваться на тип печи. Растопить камин хвойными сортами крайне плохая идея из-за задымления. Против выбора неправильных сортов идёт то, что это приводит к забиванию дымохода.

Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкойКомментарии Коментариев пока нет, но вы могли бы быть первым…

Описание процесса горения

В процессе горения древесины отмечается несколько этапов:

  • Разогрев – происходит при температуре не менее 150 градусов по Цельсию и в присутствии наружного источника огня.
  • Воспламенение – необходимая температура от 450 до 620 градусов по Цельсию в зависимости от влажности и плотности древесины, а также от формы и количества дров.
  • Горение – состоит из двух фаз: пламенной и тления. Некоторое время оба вида протекают одновременно. После прекращения образования газов горит (тлеет) только уголь.
  • Затухание – возникает при прекращении подачи кислорода или когда заканчивается топливо.

Плотная древесина горит медленнее, чем менее плотная вследствие того, что имеет большую теплопроводность. При горении сырых дров много тепла затрачивается на испарение влаги, поэтому они горят медленнее сухих дров. Горение древесины — это физическое или химическое явление? Этот вопрос имеет практическое значение, и от правильной его интерпретации будут зависеть условия максимальной теплоотдачи и длительности горения. С одной стороны, это химическое явление: при горении дров происходит химическая реакция и образуются новые вещества – оксиды, выделяется тепло и свет. С другой, – физическое: во время процесса происходит увеличение кинетической энергии молекул. В итоге получается, что процесс горения древесины – это сложное физико-химическое явление. Знакомство с ним поможет правильно подобрать породы древесины, чтобы обеспечить себя длительным и устойчивым источником тепла.

Какие факторы влияют на температуру горения дров?

Температура возгорания дерева зависит от пород деревьев, которые использовались для заготовки топлива. Ключевые факторы – сорт, влажность древесины и объем воздушной смеси, подаваемой в топливный отсек печи, камина или котла.

Уровень влажности

У свежих дров уровень влажности составляет от 42 до 66%, средний показатель – 54%. Температура горения такого топлива не будет высокой, поскольку производимое тепло расходуется на испарение излишней влаги. В результате это может привести к снижению теплоотдачи топливного материала.

Достичь максимальных температурных показателей при сжигании древесного топлива можно следующими способами:

  • для обогрева дома, организации горячего водоснабжения и приготовления еды использовать двойной объем свежих дров, что повлечет за собой увеличение расходов на закупку топлива и обслуживание отопительной системы;
  • свежесрубленное дерево правильно подготовить и просушить – провести распилку бревен на поленья и складировать под защитный навес для сушки на открытом воздухе. Оптимальная продолжительность сушки – 12 месяцев;
  • выполнить оптовую закупку уже готового хорошо просушенного топлива.

Конечно же, максимальная удельная теплота сгорания дров возможна только при реализации последнего способа.

Дозированная подача воздуха

Чтобы обеспечить полное сжигание топлива и достигнуть высокой температуры, в топливном отсеке должна быть организована подача воздуха в избыточном объеме.

Идеальное горение древесины можно описать следующей формулой:

C+2H2+2O2=CO2+2H2O+Q (тепло)

При подаче кислорода в топливную камеру дровяной печи в процессе сжигания топлива образуется водород и углерод (левая часть формулы), которые выделяют тепло, пар и углекислый газ (правая часть формулы).

Чтобы температура костра была максимальной, объем воздушной смеси, подаваемой в топливник, должен составлять 130% от объема, который необходим для горения дров.

Закрытие дымоотводных заслонок приводит к уменьшению объема поступающего воздуха и образованию угарного газа. В результате падает температура горения, снижается теплоотдача топлива.

Современные твердотопливные дровяные котлы дополнительно оснащаются теплоаккумуляторами. Они позволяют накапливать излишки тепловой энергии, которая генерируется в процессе сгорания топлива при высоком КПД и хорошей дымоходной тяге.

В некоторых случаях достаточно приобрести теплогенераторную установку с принудительной циркуляцией воздуха.

Конструкция дровяных печей не позволяет экономить топливо, поскольку весь объем тепловой энергии сразу расходуется на обогрев помещения или нагрев воды. Впрочем, увеличение тяги в печах можно обеспечить за счет повышения интенсивности сгорания дров, а также их теплотворности.

Также температура горения зависит от конструктивных особенностей отопительных приборов. Для изготовления котлов и печей используются износостойкие материалы с различным уровнем теплового расширения.

В габаритной каменке из кирпича дровяное топливо сгорает медленно и в полном объеме. Металлические устройства обеспечивают ускоренный процесс горения дров. Они отличаются незначительной зольностью и высокой теплоотдачей.

Читайте также:  Из чего строить баню лучше: общие сведения, особенности и рекомендации

Температура в печи на дровах: в зависимости от вида дров

Древесина используется во многих областях повседневной жизни человека. Самый востребованный и экономичный вид топлива применяется для обогрева жилых помещений и бань. Температура горения зависит от породы дерева, влажности сырья. Чем выше температурный показатель, тем эффективнее происходит обогрев жилого помещения.

Какая температура в печи при топке дровами

Горение дров — это изотермическая реакция, при которой выделяется тепловая энергия. От высоты температуры горения топлива напрямую зависит теплоотдача. Хорошо просушенные дрова горят намного лучше, чем перенасыщенные влагой. Прежде чем заготавливать экологически чистое топливо на зиму, следует изучить характеристику каждой породы дерева.

В зависимости от вида дров

Для заготовки дров подходят различные породы деревьев, отличающиеся по плотности, структуре древесины и химическому составу. Более эффективное обогревание помещения возможно при использовании хорошо просушенного сырья с плотной текстурой. Такие дрова сгорают полностью, не оставляют много золы. Температура горения в печи варьируется от 800 до 1000 градусов.

Длительными свойствами горения обладают лиственные породы деревьев: береза, липа, дуб, ясень. Дрова с более рыхлой плотностью сгорают быстрее, но обладают низкой теплоотдачей. Поэтому такие дрова использовать для отопления невыгодно. Пихтовые породы дают мало тепла и выделяют большое количество сажи и дыма.

Их хорошо использовать для открытой местности, например, при жарке шашлыков.

Древесина дуба имеет плотную текстуру и разгорается в печи до 900 градусов. Березовые дрова дают тепло при температуре 800 градусов. Тополь обладает пористой древесиной, и может дать только  низкий показатель горения – 500 градусов.

При топке в бане или на открытом воздухе, использовать сырье с плотной структурой не рентабельно, лучше осуществлять топку более дешевыми породами деревьев с добавлением небольшого количества березовых или дубовых поленьев для жара. В открытом камине лучше не пользоваться сырьем из ольхи.

При горении они имеют свойство стрелять угольками, что может привести к пожароопасной ситуации.

Дополнительные влияющие факторы на температуру в печи

Уровень влажности дров играет огромную роль при разжигании и отдаче тепла для нагрева помещения. Если дрова сырые или плохо просушенные, при горении часть тепла уйдет на удаление излишков влаги путем испарения. Температура в печи не дойдет до максимального процента теплоотдачи.

Для полного сжигания древесины и достижения высокой температуры необходимо осуществить регулярную подачу воздуха в печь. Без нужного количества кислорода поленья начинают тлеть и не выделяют полный объем тепла в помещение.

Если осуществить слишком сильную подачу кислорода через открытое поддувало, нерациональная потеря теплоотдачи произойдет через дымоход. Поэтому устанавливать надо печи с хорошим оснащением важных элементов.

Поддувало, колосники, заслонки должны быть в хорошем состоянии.

На максимальный выход жара и тепла при топке влияет устройство домашней печи. Из какого материала она сооружена, как работают заслонки и поддувало – все может повлиять на выработку теплоотдачи.

Обратите внимание

Стальные печи быстро остывают, не успевая нагреть помещение до нужного показателя. Оборудование из более массивного материала держит тепло дольше, и поленья разгораются максимально. Но, такие печные устройства требуют постоянного контроля.

По причине высокой жаропроизводительности может произойти взрыв.

Совокупность всех факторов напрямую влияет на процесс горения. Для выработки максимального количества тепла надо использовать хорошо высушенное топливо и обеспечить процесс сжигания нужным количеством воздуха. Не следует топить печь породами с пористой текстурой. Это будет довольно затратным мероприятием.

Как измерить температуру горения дров

В домашних условиях самостоятельно измерить температуру довольно трудно. Надо приобретать специальный прибор для измерения — пирометр.

Специалисты провели необходимые исследования, и вывели данные по максимальному горению различных пород деревьев. Остаеться полагаться на сделанные замеры, и позаботиться о качественном печном оборудовании.

Современные печи оснащены удобным регулированием своевременной подачи кислорода, таким образом можно регулировать выход максимального тепла при сгорании.

Можно определить примерную температуру горения по цвету пламени сгораемой древесины в дровяной русской печи. При горении пород с низкой теплоотдачей цвет пламени будет темно-красным. Если горит береза или дуб, можно полюбоваться на светло-желтый огонь.

Основываясь на проведенных замерах температуры горения в лабораторных условиях, можно сделать выбор наиболее подходящего вида топлива. Высокой жаропроизводительностью отличаются дрова из ясеня, граба и бука. Дуб и береза имеют менее низкий показатель, но замечательно подходят для качественного отопления жилых помещений.

Как топить печь правильно

Большинству из нас кажется, что топить печь очень просто. Кинул дрова, подложил бумагу, поджег и все. На самом деле это не так.

Подготовка печи

Для начала надо очистить топку и дымоходы от сажи и заделать все трещины. Затем проверить наличие кочерги, совка для уборки золы и толстых рукавиц для защиты рук от ожогов.

Заранее подготовленное топливо должно быть сухим. Пар от влажного топлива конденсируется на стенках печных каналов и остужает их. Уголь для топки должен быть качественным и без пыли.

Далее проверяем тягу в печи. После открытия заслонки дымохода, можно просто засунуть руку внутрь топки. Если ощущается дуновение воздуха, то все в порядке. Проверить тягу можно также горящей спичкой или бумагой.

Убедившись в наличии тяги, очищаем колосник и зольник.

Этапы топки печи

После подготовки приступаем к топке печи. Основные этапы работы с топливом:

Правила безопасности

Основными опасностями при использовании печей являются угарный газ и пожар. В целях безопасности соблюдайте несколько правил:

  • осматривайте печь до розжига на наличие следов копоти;
  • не используйте для розжига горючие жидкости;
  • завершайте топку за 2 часа до сна;
  • используйте топливо, соответствующее данному типу печи.

В заключение отметим, что кирпичные печи топятся по максимуму, а металлические печи — небольшими порциями во избежание коробления корпуса.

Что такое процесс горения

Горение — это процесс на рубеже физики и химии, заключающийся в преобразовании вещества в остаточный продукт. При этом в больших количествах выделяется тепловая энергия. Процесс горения, как правило, сопровождается излучением света, которое называют пламенем. Также в процессе горения выделяется углекислый газ — СО 2 , избыток которого в непроветриваемом помещении может привести к головной боли, удушью и даже смерти.

Для нормального протекания процесса необходимо выполнение ряда обязательных условий.

Во-первых, горение возможно только при наличии воздуха. В вакууме невозможен.

Что такое процесс горения

Во-вторых, если область, в которой происходит горение, не нагрета до температуры воспламенения материала, то процесс горения прекратится. Например, пламя погаснет, если в только что растопленную печь сразу бросить большое полено, не дав ей прогреться на мелких дровах.

В-третьих, если субъекты горения сырые и выделяют пары жидкости, а скорость горения еще низкая, процесс также прекратится.

Что такое огонь, для детей объяснение

Огонь – это не твёрдое вещество. Это понятно даже ребёнку. Но он и не жидкий. Он стремится вверх и кажется, что больше похож на газ – разве что его можно увидеть. Но с точки зрения науки он отличается от газа, потому что тот может пребывать в своём состоянии бесконечно, а огонь рано или поздно тухнет.

Существует заблуждение, что это плазма – четвёртое состояние вещества, в котором атомы лишаются своих электронов. Она тоже, как и огонь, не имеет стабильного состояния на нашей планете. Плазма образуется только тогда, когда газ подвергается воздействию электрического поля или нагревается до температуры в тысячи и десятки тысяч градусов. Но такое топливо, как дерево и бумага, горят при температуре всего в несколько сот градусов – гораздо ниже этого порога.

Основные критерии

Наиболее важные показатели для топочного материала: плотность, влажность и теплоотдача. Все они тесно связаны между собой и определяют насколько эффективным и полезным является горение дров. Стоит рассмотреть каждый из них более подробно, учитывая разные породы древесины и способы ее заготовки.

Плотность

Первое, на что обращает внимание грамотный покупатель при заказе топочного материала из древесины — это его плотность. Чем выше этот показатель, тем качественнее является порода.

Все породы дерева разделяют на три основные категории:

  • малоплотные (мягкие);
  • среднеплотные (умеренно твердые);
  • высокоплотные (твердые).

Советуем прочитать статью о том, какие типы дров бывают в дополнение к данному материалу.

Категории разновидностей древесины по их плотности (кг/м3)

У каждой из них разная плотность, а значит и удельная теплота сгорания дров. Наиболее качественными считаются твердые сорта. Они долго горят и выделяют больше тепла. К тому же они образуют много углей, которые поддерживают жар в топке.

Рекомендуем изучить информацию о том, как колоть дрова правильно на нашем сайте.

Из-за своей твердости такие дрова трудно поддаются обработке, поэтому некоторые потребители предпочитают среднеплотную древесину, например, березу или ясень. Их структура позволяет без особых усилий колоть поленья вручную.

Влажность

Второй показатель — это влажность, то есть процентное содержание в структуре древесины воды. Чем выше это значение, тем больше плотность, при этом используемый ресурс выделит меньше тепла при одинаково затраченных усилиях.

Удельная теплота сгорания сухих березовых дров характеризуется, как более продуктивная, нежели влажных. Стоит отметить такую особенность березы: ее можно класть в топку практически сразу после рубки, ведь она отличается небольшой влажностью. Для максимизации полезного эффекта лучше подготовить материал должным образом.

Соотношение уровня просушки дров и их плотности для разных пород

Для повышения качества древесины за счет снижения процента содержания в ней влаги применяются такие подходы:

  • Свежие дрова оставляют на определенный срок под навесом для усушки. Количество дней зависит от сезона и может колебаться от 80 до 310 дней.
  • Часть дров сушат в помещении, что повышает их теплотворную способность.
  • Лучший вариант — искусственная просушка. Теплотворность выводится на максимальный уровень за счет доведения процента влажности до нуля, а времени на подготовку древесины требуется минимум.

Теплоотдача

Такой показатель, как теплоотдача дров как бы подытоживает предыдущие две характеристики. Именно он указывает на то сколько тепла может дать выбранный материал при соблюдении конкретных условий.

Наибольшей является теплота сгорания дров у твердых пород. Соответственно противоположным образом обстоят дела с мягкой древесиной. При равных условиях и естественной усушке разница в показаниях может достигать почти 100%. Именно поэтому для экономии средств есть смысл приобрести более дорогие в закупке качественные дрова, так как их выработка более эффективная.

Теплотворность разных пород древесины и их плотность при естественной усушке

Здесь стоит упомянуть такое свойство, как температура горения дров. Наибольшей она является у граба, бука и ясеня, более 1000 градусов Цельсия, при этом производится максимальное количество жара на уровне 85-87%. К ним приближаются дуб и лиственница, а наименьшими показателями отличаются тополь и ольха с выработкой 39-47% при температуре в районе 500 градусов.

Читатели считают данные материалы полезными: