Температура горения дров. Какие дрова лучше выбрать

Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать

Содержание:

Температурный порог горения древесины различных пород
Использование древесины исходя из ее теплоемкости
Теплоотдача при сгорании дров в печи
Что собой представляет процесс горения
Как определить температуру горения в печи на дровах
Жаропроизводительность древесины
Влажность и интенсивность горения
Как тяга в печке влияет на горение
Выводы
Видео

Дрова являются традиционным видом твердого топлива, которое издавна использовалось в регионах, где есть большое количество доступной древесины. От того, насколько высока температура горения дров в печке, зависит не только скорость прогрева дома, но и эффективность применения топлива, а значит, и размер финансовых затрат. Об основных характеристиках древесины, а также факторах, влияющих на количество выделяемой дровами тепловой энергии, и пойдет речь в статье ниже.

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 ℃.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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, выделяемой 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.

Выводы

Таким образом, наилучшим вариантом с точки зрения экономии средств, а также эффективности сгорания и теплоотдачи, можно считать дрова из березы. Поскольку твердые породы древесины с высокой жаропроизводительностью стоят существенно дороже, они используются в качестве дров намного реже.

Температура и другие характеристики горения угля в котле

Теоретическая температура горения угля лежит в пределах 1000…2300 °С и зависит от ряда факторов – условий сжигания, удельной теплотворной способности, содержания влаги и так далее. Фактический нагрев по центру пламени, горящего в топке котла либо печки, редко превышает 1200 градусов. Но перед хозяином жилища вовсе не стоит задача накалить агрегат и трубы добела. Основная цель — эффективно использовать энергию ценного ископаемого, получая нужное количество теплоты в течение длительного периода.

Виды углей, применяемые для отопления

Образование черного топлива в недрах занимает от нескольких сотен тысяч до миллионов лет. Чем глубже и древнее месторождение, тем выше плотность и теплота сгорания угольной массы. Энергетическая ценность горючего зависит от одного показателя – процентного содержания чистого углерода в составе ископаемого.

Перечислим разновидности углей, сжигаемых в отопительных печах, в порядке возрастания калорийности:

1. Бурый уголь содержит до 70% углерода. Оставшиеся 30% – летучие вещества (связанный кислород, азот, водород) и примеси – сера, железо, фосфор, кремний и алюминий.
2. Более плотный каменный уголь на 82% состоит из углерода, остальное – примеси и влага.
3. Антрацит – самое древнее топливо, содержащее до 95% углерода.

При сгорании бурые угли выделяют наименьшее количество тепловой энергии

Справка. В этой цепочке не хватает первого и последнего звена. Сначала биомасса – растения и деревья – образует низкокалорийный торф, залегающий близко к поверхности и пригодный для производства брикет. Завершает цепочку природный графит, состоящий из чистейшего углерода.

Каменноугольное твердое топливо делится на виды и классы по физическим свойствам и размерам фракции. В зависимости от происхождения состав угля меняется, что влияет на его характеристики – температуру воспламенения и горения, теплотворную способность и зольность. Ниже в таблице представлена классификация каменных углей по содержанию летучих веществ, влаги и золы.

После добычи угольная смесь проходит калибровку – деление на фракции. Чем крупнее куски, тем выше цена энергоносителя и лучше происходит сжигание. Насколько отличаются и как обозначаются угли разной крупности, покажем в очередной таблице.

Примечание. Если кроме марки топлива необходимо указать крупность фракции, буквенный индекс приписывается к основному обозначению класса. Пример: ГО – газовый орех, АП – антрацит – плита. Маркировка бурой смеси ореха с мелочью – БОМ.

Мы не причисляем к общей классификации древесный уголь по нескольким причинам:

• горючее не является ископаемым, это продукт сухой переработки (перегонки) древесины;
• использование выжженного угля для обогрева жилища невыгодно экономически, дешевле купить обычных дров;
• данное топливо хорошо подходит для работы кузнечного горна, газогенератора либо сжигания в мангале.

Так выглядит горение длиннопламенной марки каменного угля

Температура воспламенения и другие параметры

Процесс горения угля – это химическая реакция окисления углерода, протекающая при высокой начальной температуре с интенсивным выделением теплоты. Теперь попроще: угольное топливо не может воспламениться подобно бумаге, для возгорания требуется предварительный нагрев до 370—700 °С в зависимости от марки горючего.

Ключевой момент. Эффективность сжигания угля в печи или бытовом твердотопливном котле характеризуется не максимальной температурой, а полнотой сгорания. Каждая молекула углерода соединяется с двумя частицами кислорода воздуха, образуя углекислый газ СО2. Процесс отражен в химической формуле.

Если ограничить количество поступающего кислорода (прикрыть поддувало, перевести ТТ-котел в режим тления), вместо СО2 образуется угарный горючий газ СО, выбрасываемый в дымоход, КПД горения существенно снизится. Чтобы добиться высокой эффективности, нужно обеспечить благоприятствующие условия:

1. Бурые угли воспламеняются при температуре +370 °С, каменные – 470 °С, антрациты – 700 градусов. Требуется предварительный нагрев отопительного агрегата с помощью дров (опилочных брикетов).
2. Воздух в топливник подается с избытком, коэффициент запаса составляет 1.3—1.5.
3. Горение поддерживается за счет высокой температуры раскаленного слоя углей, лежащих на колосниковой решетке. Важно обеспечить проход кислорода через всю толщу топлива, поскольку воздух движется через зольник благодаря естественной дымоходной тяге.

Замечание. Исключением являются самодельные печки типа «Бубафоня» и цилиндрические котлы верхнего горения, где воздух подается в топку сверху вниз.

Теоретическая температура сжигания и удельная теплоотдача различных видов топлива показана в сравнительной таблице. Заметно, что в идеальных условиях любое горючее выделит максимум теплоты при взаимодействии с нужным объемом воздуха.

На практике создать подобные условия нереально, поэтому воздух подается с некоторым избытком. Реальная температура горения бурых углей в обычном ТТ-котле лежит в пределах 700…800 °С, каменных пород и антрацитов – 800…1100 градусов.

Если переборщить с количеством кислорода, энергия начнет расходоваться на подогрев воздуха и попросту вылетать в трубу, КПД печи заметно упадет. Причем температура огня может достигать и 1500 °С. Процесс напоминает обычный костер – пламя большое, тепла мало. Пример эффективного сжигания каменного угля ретортной горелкой на автоматическом котле представлен в видеосюжете:

Отопление углем – практические советы

Полноценное сжигание угольного топлива требует особого подхода к вопросу. Задача – достичь максимального КПД источника тепла, не перегреть теплоноситель и не устроить пожар из-за слишком высокой температуры.

Антрацит — самый калорийный коксующийся уголь

Предлагаем учесть наши рекомендации по выбору оборудования:

1. Чисто дровяные котлы и стальные печки заводского изготовления нежелательно топить углями высокой калорийности – каменными и антрацитами. Мощная теплоотдача и сильный нагрев способен деформировать стенки топливника (обычно их делают толщиной 3 мм).
2. Для угольного отопления не годятся ТТ-котлы с водонаполненными колосниками. Из-за разницы температур раскаленный спекающийся слой намертво прилипает к трубам с водой, проход воздуха и дальнейшая очистка агрегата сильно затрудняется.
3. Если вы располагаете калиброванным каменным углем крупностью фракции 25—50 мм (по классификации – орех), лучшим выбором станет котел с автоматической подачей топлива. Агрегат оснащается ретортной горелкой и вентилятором, четко дозирующим нагнетание воздуха по команде электроники. Длительность непрерывной работы – до 7 суток.
4. Идеальный вариант – купить шахтный либо традиционный котел, рассчитанный на использование угольных пород. В теплогенераторе предусмотрены подвижные колосники, поворачиваемые внешней рукояткой. Приспособление помогает сбрасывать золу из топки в нижнюю камеру.
5. Отопители, оснащенные вентилятором или дымососом, удобнее и безопаснее котлов с механическими регуляторами на цепочке. При критическом росте температуры автоматика отключит подачу воздуха, а канал закроется заслонкой. Обычная крышка поддувала прилегает неплотно, кислород просачивается в камеру, медленное горение продолжается.
6. Топить открытый камин углем – занятие бесполезное. Много тепла не получите, только разведете в комнате грязь, появится неприятный запах.
7. В целях повышения безопасности очень желательно установить на котел дополнительный клапан теплового сброса. В случае перегрева и закипания элемент сбрасывает часть теплоносителя из котловой рубашки и одновременно заполняет ее холодной водопроводной водой.

К каждому типу угля нужно приноровиться. Незнакомое горючее лучше засыпать мелкими порциями, регулируя тягу шибером и наблюдая за ростом температуры. Когда вычислите все нюансы горения данной марки, заполняйте топливник на 2/3.

Важный момент, касающийся эксплуатации кирпичной печи с плитой. Ни в коем случае не открывайте конфорки после загрузки новой порции угля, пользуйтесь боковой дверцей. При недостатке кислорода топливо выделяет пиролизный газ, который выйдет наружу через отодвинутую конфорку.

Напоследок о сжигании угольной пыли

Мелкая фракция, остающаяся от рядового угля, тоже является полноценным топливом. Проблема заключается в загрузке – бо́льшая часть пыли сразу просыпается в зольник. Если загрузить ее поверх дров, перекрывается доступ кислорода, горение ухудшается. В подобных случаях можно применить 3 способа:

1. Дедовский. Каменноугольная пыль перемешивается с водой, делаются лепешки и высушиваются на солнце.
2. Брикетирование. Если вы располагаете большим количеством пыли, есть смысл изготовить либо заказать шнековый пресс для формования угольных брикетов в домашних условиях.
3. Добавить к мелкой фракции воды и загружать в топку в старых полиэтиленовых пакетах.

Последний способ – наиболее простой и быстрый в реализации. Вода добавляется к пыли в соотношении 1 : 10, субстанция тщательно перемешивается и раскладывается по пакетам. Котел разгоняется до рабочей температуры на дровах, затем в топку загружается 2—3 таких порции. Подробнее о методе рассказывается на видео:

otivent.com

Температура горения древесного и каменного угля

В качестве энергоносителя применяют разные виды топлива, например, торф, уголь, древесину, а также топливные брикеты. Уголь по праву считается наиболее эффективной разновидностью, позволяющей котлу или печи работать максимально эффективно. Для того чтобы выбрать хорошее топливо, следует учитывать некоторые факторы, в том числе температуру горения угля.

Разновидности угля

Существует несколько видов этого топлива, температура угля при горении у каждого типа будет разной. По происхождению различают уголь, полученный из древесины, и ископаемые экземпляры.

Ископаемое топливо сотворила сама природа. В его состав входят растительные компоненты, которые подвергались изменениям, находясь под толщей земли.

К этой категории относятся следующие типы угля:

Природные ископаемые

Самая молодая разновидностей ископаемых — бурый уголь. Этот вид топлива состоит из большого количества примесей и отличается высоким уровнем влаги (до 40%). При этом содержание углерода может доходить до 70%.

Из-за высокой влажности этот уголь имеет невысокую температуру горения и низкую отдачу тепла. Температура горения составляет 1900 градусов, а возгорание происходит при 250 градусах. Бурую разновидность редко используют для печей в частных домах, поскольку она сильно уступает дровам по качеству.

Однако высоким спросом пользуется бурый уголь в виде брикетов. Такой теплоноситель проходит специальную доработку. Его влажность понижается, а потому топливо становится более эффективным.

Каменные ископаемые старше бурых. В природе они содержатся очень глубоко под землей. Этот теплоноситель может содержать до 95% углерода и до 30% летучих примесей. При этом ископаемое имеет невысокое содержание влаги — максимум 12%.

Находясь в печи, температура горения угля составляет 1000 градусов, а в идеальных условиях может достигать отметки в 2100 градусов. Его достаточно сложно разжечь, для этого нужно нагреть ископаемое до 400 градусов. Каменный теплоноситель — самая популярная разновидность топлива для обогрева зданий и частных домов.

Антрацит — древнейшее ископаемое, практически не содержащее примесей и влаги. Количество углерода в топливе более 95%. Температура сгорания составляет 2250 градусов при подходящих условиях. Для воспламенения необходимо создать температуру минимум 600 градусов. Необходимо применять дрова для того, чтобы создавать нужный нагрев.

Продукты производства

Древесный уголь не является природным ископаемым, поэтому его выделяют в отдельную категорию. Этот продукт получается в результате обработки древесины. Из нее удаляют лишнюю влагу и меняют структуру. При правильном хранении влажность в древесном топливе равна 15%.

Для того чтобы топливо воспламенилось, его необходимо нагреть до 200 градусов. Следует учитывать то, что температура горения древесного угля может отличаться в зависимости от условий и вида древесины, например:

• для ковки металла подойдут березовые угли — при качественной подаче воздуха, они будут гореть при 1200-1300 градусах;
• в отопительной котле или в печи температура древесного угля при горении составит 800-900 градусов;
• в мангале на природе показатель будет равен 700 градусов.

Топливо, полученное из древесины, очень экономично. Его требуется гораздо меньше, чем дров. Этот производственный продукт идеально подойдет для приготовления мяса в мангале.

Особенности горения

Теплоносители отличаются по типу пламени. Для бурого и каменного ископаемого характерны длинные языки пламени, а антрацит и древесное топливо являются энергоносителями с коротким пламенем. Последние выделяют много тепловой энергии и сгорают почти без остатка.

Длиннопламенное топливо горит в два этапа. Сначала происходит испарение летучих фракций, горючий газ сгорает и перемещается в верхнюю область топочной камеры. Во время выделения газа уголь коксуется, после полного выгорания примесей начинается горение кокса. Появляется короткое пламя. В заключение углерод сгорает, а зола и шлаки остаются.

Температура в мангале

Идеальная температура топлива для жарки мяса — 600-700 градусов. В таком случае шашлык получится максимально сочным и прожаренным.

Профессионалы советуют определять температуру по виду теплоносителя. Оптимально, когда угольки начинают «седеть», то есть на них образуется белый пепел.

Важно не путать температуру горения угля и дров. Если в мангал поместить березовую древесину и зажечь ее, температура дойдет до отметки 1070-1570 градусов. Такой показатель не подойдет для жарки шашлыка. Мясо попросту сгорит.

Измерение показателей

Для того чтобы определить температуру в мангале, начинающие могут воспользоваться пирометром. Этот прибор стоит недорого и облегчит жизнь любителям дачного отдыха. Однако можно измерить показатель и без использования специальных средств. Для этого потребуется только рука. Ее необходимо поднять над мангалом на высоте 7-8 см от топлива.

В процессе необходимо подсчитать, через какое время станет максимально горячо:

• через 1 секунду — уровень температуры от 350 градусов и больше;
• 2 секунды — около 280 градусов;
• 3 секунды — 250 градусов;
• 4 секунды — отметка в 200 градусов;
• 5 секунд или больше — меньше 150 градусов.

Измерение градусов таким способом очень условно и не слишком подходит для новичков. Только опытный шашлычник с помощью руки сможет безошибочно определить, какая температура в мангале.

Использование разнообразных видов топлива очень популярно. Уголь, торф и древесину применяют не только в быту, но и в промышленных целях. На современном рынке каждый найдет подходящий теплоноситель исходя из назначения и желаемых требований.

kaminguru.com

Температура горения различных видов угля

Эффективность и экономичность отопительной системы с твердотопливным котлом напрямую зависит от вида топлива. Помимо дров и отходов деревообработки в качестве энергоносителя активно используется уголь различных видов. Температура горения угля — один из важных показателей, но следует ли его учитывать при выборе топлива для печи или котла?

Уголь в печи

Уголь: разновидности и характеристики

Угли в первую очередь различаются по происхождению. В качестве энергоносителя используют древесный уголь, который получают путем пережигания древесины, а также ископаемое топливо.

Ископаемые угли — топливо, созданное природой. Они состоят из остатков древних растений и битумных масс, которые подверглись целому ряду превращений в процессе опускания под землю на большие глубины. Преобразование исходных веществ в эффективное топливо протекало при высоких температурах и в условиях дефицита кислорода под толщей земли. К ископаемым видам топлива относится бурые и каменные угли, а также антрацит.

Бурые угли

Среди ископаемых углей наиболее молодые — бурые угли. Свое название топливо получило за бурый цвет. Данный вид топлива характеризуется большим количеством летучих примесей и высоким содержанием влаги — до 40%. При этом количество чистого углерода может достигать 70%.

Из-за повышенной влажности у бурого угля низкая температура горения и невысокая теплоотдача. Воспламеняется топливо при 250°С, а температура горения бурых углей достигает 1900 °С. Теплота сгорания составляет приблизительно 3600 ккал/кг.

Как энергоноситель бурый уголь в естественном виде уступает дровам, поэтому его редко применяют для печей и твердотопливных агрегатов в частных домах. Но устойчивым спросом пользуется брикетированное топливо.

Бурые угли

Бурый уголь в брикетах — это топливо, прошедшее специальную подготовку. За счет снижения влажности повышается его энергоэффективность. Теплоотдача брикетированного топлива достигает 5000 ккал/кг.

Каменные угли

Каменные угли старше бурых, их залежи располагаются на глубине до 3 км. В этом виде топлива содержание чистого углерода может достигать 95%, а летучих примесей — до 30%. Влаги этот энергоноситель содержит не более 12%, что положительно влияет на теплоэффективность полезного ископаемого.

Температура горения каменного угля в идеальных условиях достигает 2100°С, но в отопительной печи топливо сжигается максимум при 1000°С. Теплоотдача каменноугольного топлива составляет 7000 ккал/кг. Его сложнее разжечь — для воспламенения требуется нагрев до 400°С.

Каменноугольный энергоноситель чаще остальных применяется для обогрева жилых домов и зданий иного назначения.

Каменный уоль

Антрацит

Самое древнее твердое ископаемое топливо, которое практически не содержит влаги и летучих примесей. Содержание углерода в антраците превышает 95%.

Удельная теплоотдача топлива достигает 8500 ккал/кг — это высший показатель среди углей. В идеальных условиях антрацит сгорает при 2250°С. Воспламеняется он при температуре не менее 600°С — это показатель для самых низкокалорийных видов. Для розжига требуется использовать дрова, чтобы создать необходимый нагрев.

Характеристики антрацита

Антрацит в первую очередь промышленное топливо. Его использование в печи или котле нерационально и дорого. Помимо высокой теплоотдачи к преимуществам антрацита относится низкая зольность и малодымность.

Свойства древесного угля

Древесный уголь выделяют в отдельную категорию, поскольку это не ископаемое топливо, а продукт производства. Для его получения древесину обрабатывают особым образом, чтобы изменить структуру и удалить излишки влаги. Технология получения эффективного и удобного в использовании энергоносителя известна с давних времен – раньше древесину пережигали в глубоких ямах, перекрыв доступ кислороду, а сегодня применяются особые углевыжигательные печи.

Сжигание древесины в углевыжегательной печи

При нормальных условиях хранения влажность древесного угля составляет около 15%. Воспламеняется топливо уже при нагреве до 200°С. Удельная теплотворная способность энергоносителя высока — она достигает 7400 ккал/кг.

Температура горения древесного угля варьируется в зависимости от сорта древесины и условий сжигания. К примеру, березовые угли можно использовать для разогрева кузнечного горна и ковки металла — при интенсивной подаче воздуха гореть они будут при 1200-1300°С. В печке или отопительном котле температура в процессе горения достигнет 800-900°С, а при использовании угля в мангале на улице — 700°С.

Горючее из пережженной древесины характеризуется экономичностью — его расход значительно ниже по сравнению с использованием дров. Помимо высокой теплоотдачи оно характеризуется низкой зольностью.

За счет того, что древесный уголь сгорает с малым количеством золы и выделяет ровный жар без открытого пламени, он идеально подходит для приготовления мяса и других продуктов на открытом огне. Также его можно использовать для каминного отопления или приготовления еды на варочной печи.

Особенности сжигания углей

Рассматривая, при какой температуре горит тот или иной вид топлива, следует учитывать, что приводятся цифры, достижимые только в идеальных условиях. В домашней печи или твердотопливном котле такие условия создать невозможно, да и не нужно. Кирпичный или металлический теплогенератор не рассчитан на такой уровень нагрева, а теплоноситель в контуре быстро закипит.

Поэтому температура сгорания топлива определяется режимом его сжигания, то есть, от количества воздуха, подаваемого в топочную камеру. Ископаемый и древесный энергоноситель лучше всего горит, если подача воздуха достигает 100%. Для ограничения воздушного потока используется задвижка или заслонка, благодаря чему поддерживается оптимальная для печи температура сгорания топлива — около 800-900°С.

Сжигание углей в котле

При сжигании энергоносителя в котле нельзя допускать вскипание теплоносителя в водяной рубашке — если предохранительный клапан не сработает, произойдет взрыв. Кроме того, смесь пара и воды губительно действует на циркуляционный насос в системе отопления.

Чтобы контролировать процесс горения, используются следующие способы:

• энергоноситель загружается в топку и регулируется подача воздуха;
• угольная крошка или топливо кусочками подается дозировано (по той же схеме, что и в пеллетных котлах).

Особенности горения

Угли различаются по виду пламени. У горящего каменного и бурого угля языки пламени длинные, антрацит и древесный уголь относятся к короткопламенным энергоносителям. Короткопламенное топливо сгорает практически без остатка, выделяя большое количество тепловой энергии.

Сгорание длиннопламенных энергоносителей происходит в два этапа. Первым делом выделяются летучие фракции — горючий газ, который сгорает, поднявшись к верхней части топочной камеры. В процессе выделения газов уголь коксуется, и после выгорания летучих веществ начинает гореть образовавшийся кокс, образуя короткое пламя. Углерод выгорает, шлаки и зола остаются.

Заключение

Выбирая, какой энергоноситель лучше использовать для твердотопливного котла или печи, стоит обратить внимание на ископаемое топливо и древесный уголь. Температура горения не принципиальна, поскольку ее в любом случае придется ограничивать, чтобы соблюсти оптимальный режим эксплуатации теплогенератора.

Важно оценить доступность энергоносителя и его стоимость, теплоэффективность, удобство использования. Для котельных агрегатов чаще всего используют каменный или бурый уголь. Сжигание каменного угля в пиролизной печи — оптимальный вариант, который позволяет использовать максимум тепловой энергии, снизив расход топлива и уменьшив количество вредных выбросов.

Пиролизная печь для сжигания каменного угля

Печь или котельный агрегат должны быть рассчитаны на работу с высокотемпературным энергоносителем.

profiteplo.com

Температура горения угля

Для домовладельцев, пользующихся для обогрева жилища различными видами твердого топлива, немалый интерес представляет такой параметр, как температура горения угля. Логически рассуждая, чем выше эта температура, тем больше тепла можно получить при сжигании топлива. Но это теория, а на практике все происходит несколько иначе. О реальном сжигании этого ценного ископаемого и пойдет речь в данном материале.

Виды углей и их свойства

Все угли, добываемые из наших недр и пригодные к сжиганию в топках котлов и печей, делятся на 3 группы:

• бурые;
• каменные;
• антрацит.

Из всех перечисленных бурые угли считаются наиболее молодыми, включают в себя множество летучих примесей и отличаются бурым цветом, отсюда и возникло их название. Данное топливо содержит до 70% чистого углерода и до 40% влаги. По этой причине теплоотдача и температура горения бурого угля самые низкие среди прочих. Он легко загорается, поскольку низшая температура воспламенения составляет всего 250 ºС, но и теплота сгорания невысока – около 3600 ккал/кг, а температура сжигания – около 1900 ºС.

Из-за своих низких показателей теплотворной способности ископаемое в естественном виде очень редко используется в качестве энергоносителя для обогрева частных домов. Другое дело – брикетированный уголь, его теплоотдача составляет 5000 ккал/кг.

Следующими по возрасту идут каменные угли, они действительно старше и залегают еще глубже в недрах, чем бурые (до 3 км). Чистого углерода в них – до 95%, воды – 12%, а летучих примесей – до 30%. Благодаря этому теплоотдача каменного горючего составляет 7000 ккал/кг, хотя для его розжига потребуется температура 400 ºС. Данное топливо теоретически сгорает при 2100 ºС, хотя температура горения каменного угля в печи никогда не достигает таких значений. Максимум, что может быть – это 1000 ºС. На практике это самый распространенный вид топлива, применяющийся в качестве энергоносителя для обогрева зданий.

Самый древний и глубокозалегающий вид – это антрацит, на 95% и более состоящий из углерода. Примесей и влаги практически не имеет, отличается наивысшей удельной теплоотдачей (порядка 8500 ккал/кг). А вот разжечь такое топливо непросто: самый низкокалорийный сорт антрацита возгорается при температуре 600 ºС. Теоретическая температура горения – 2250 ºС. Антрацит – отличное во всех отношениях топливо с низкой зольностью и малодымное, но цена его высока.

Для справки. Каменный уголь определенного типа используется для переработки в кокс, применяемый в металлургии. И, хотя температура горения коксового угля не выше, чем у каменного, после обогащения и термической обработки при Т = 1000 ºС он превращается в кокс с наивысшей теплотой сгорания и температурой.

О сжигании угля в печах

Приведенные выше значения температур в градусах для каждого вида топлива являются теоретическими. То есть, они достижимы при идеальных условиях сгорания энергоносителя, чего в реальной жизни, да еще и в домашних условиях, не бывает. Более того, сильно перегревать кирпичную печку или металлический котел нет смысла. Они не рассчитаны на подобные режимы.

По большому счету, интенсивность горения угля в печке зависит от количества подаваемого воздуха. Угли лучше всего отдают тепло при стопроцентной подаче воздуха, но на практике этого не происходит, поскольку мы ограничиваем его количество заслонкой или задвижкой. Иначе температура в камере сжигания слишком возрастет, а так она находится в пределах 800—900 ºС.

Что касается твердотопливного котла, то чересчур интенсивный режим горения может вызвать быстрое вскипание теплоносителя и последующий взрыв. Поэтому данный вид твердого топлива сжигают в котлах двумя способами:

• традиционный, с загрузкой в топку и ограничением количества воздуха.
• с помощью дозированной подачи, реализованной в автоматических котлах.

Температура горения древесного угля

Обычный древесный уголь, получаемый выжиганием сухих дров, обладает на удивление высокими показателями. Его удельная теплотворная способность достигает 7400 ккал/кг, влажность – максимум 15% (зависит от условий хранения) а зольность настолько низка, что после сжигания почти ничего не остается. Что касается температуры горения березовых углей, то на практике ее достаточно, чтобы размягчать и ковать металл в кузнице. Это примерно 1200—1300 ºС.

Этот нехитрый вид горючего используется также для приготовления пищи на различных уличных печах. И, хотя условия горения древесного угля в мангале далеко не идеальны, его расход выходит гораздо меньше, чем обычных дров. Это обусловлено приличным выделением тепла и отсутствием зольных включений.

Заключение

Ископаемые угли – это особый вид твердого топлива, отличающийся повышенной температурой сжигания. Если планируется его постоянное применение, то оборудование должно быть адаптировано с учетом этой особенности. Топливник печи надо выкладывать из шамотного кирпича, а котел лучше приобретать с автоматической подачей.

cotlix.com

Что лучше для отопления дома, антрацитовый уголь или дрова?

За последние месяцы стоимость энергии в США резко возросла. Это заставляет многих домовладельцев искать более дешевые альтернативные способы сохранения тепла и уюта в своих домах. Твердое топливо, такое как древесные гранулы, кордовая древесина и антрацитовый уголь, является жизнеспособной и более дешевой альтернативой электричеству, нефти и пропану. Статистика показывает, что почти два миллиона домохозяйств в Соединенных Штатах по-прежнему используют для отопления либо уголь, либо дрова.

Однако многие до сих пор не могут решить, дает ли сжигание угля больше преимуществ, чем сжигание дров. Хотя и дровяные, и угольные приборы имеют свои уникальные преимущества, один из них должен быть более практичным и эффективным, чем другой, верно? Здесь мы отвечаем на вопрос, который волнует многих домовладельцев: «Почему для сжигания топлива следует выбирать уголь, а не дрова?» Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах антрацитового угля как наилучшей, простой в использовании и недорогой альтернативы для отопления вашего дома. Также ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге, где обсуждается ручное сжигание антрацита по сравнению с приборами для сжигания антрацита Stoker.

Антрацит горит дольше и горячее, чем другие источники топлива

Самые горячие дрова разжигаются красным дубом при температуре около 1600 градусов по Фаренгейту. Мягкая древесина, такая как сосна, горит при гораздо более низкой температуре, менее 1000 градусов по Фаренгейту. Антрацитовый уголь горит при температуре выше 2500 градусов по Фаренгейту и может гореть до 3500 градусов в зависимости от потока воздуха для горения. Установки для сжигания древесины обычно зависят от естественной тяги для сжигания, тогда как в топочных установках для сжигания антрацита используется принудительный воздух для горения с помощью вентилятора. Это увеличивает эффективность и температуру производимого тепла.

Уголь является энергоемким топливом, что означает, что он эффективно сгорает и производит больше тепла на тонну. Это также означает, что устройство для сжигания угля способно производить в 2 раза больше БТЕ/ч. чем дровяной прибор. По сути, вы можете сжигать меньше угля дольше, что дает вам большую отдачу от затраченных средств. Требуется эквивалент шнура с половиной, чтобы равняться одной тонне угля, которая содержит 26 000 000 БТЕ тепловой энергии. Древесные гранулы менее энергоемкие и содержат около 7000 БТЕ на фунт или 14 000 000 БТЕ на тонну. Кордовая древесина (красный дуб) при содержании влаги 20% имеет энергетическую ценность 6 388 БТЕ на фунт, что дает 12 766 000 БТЕ на тонну. Расчет энергетической ценности деревянного шнура сложен, поскольку содержание влаги оказывает большое влияние на вес. Обычно шнур из дерева может весить более двух тонн.

Антрацитовый угольный топочный котел, топка или плита обычно горит не менее одного дня, не требуя никакого внимания. Это время может составлять несколько дней в зависимости от температуры наружного воздуха, что часто приводит к тому, что время горения превышает 32 часа весной и осенью.

Антрацит Удобнее хранить

Использование дров для отопления означает, что для хранения корда или древесных пеллет требуется достаточно много места вне зависимости от погодных условий. Большинство домохозяйств будут потреблять в среднем шесть связок древесины в год, что соответствует 768 кубическим футам или 28,5 кубическим ярдам площади комнаты. Углепотребители обычно дорабатывают только три тонны угля, что равно примерно 120 кубическим футам или 4,5 кубическим ярдам — примерно на 75% меньше места, чем узурпирует древесина. Древесина также подвержена заражению насекомыми и гниению, особенно при хранении во влажном помещении. Уголь водонепроницаем и не восприимчив к насекомым — он идеально подходит для открытых мусорных баков, гаражей или подвалов.

Также хранение угля не зависит от влаги, в то время как древесные пеллеты будут разрушены под воздействием влаги, а кордная древесина не будет так же хорошо гореть или выделять столько тепла. Источники опилок для древесных гранул были истощены из-за сокращения производства мебели в США и других отраслей, производящих опилки, поэтому деревья вырубаются для производства древесных гранул. Стоимость и дефицит источников кордовой древесины и пеллет растут, поскольку они конкурируют с рынком пиломатериалов. Это приводит к более крупным закупкам древесных пеллет (примерно в два раза больше места для хранения при той же энергетической ценности угля), чтобы гарантировать, что покупатель не иссякнет в течение зимы. Это в сочетании с требуемым дополнительным пространством означает больше головной боли при сжигании дров или пеллет.

Антрацит — более чистый и безопасный вариант сжигания

Несмотря на негативное влияние битуминозного угля на окружающую среду, антрацит безопаснее для окружающей среды. Антрацитовый уголь имеет самый низкий уровень выбросов серы по сравнению с битуминозным углем и другими видами ископаемого топлива. Он также известен как «каменный уголь» — в отличие от битуминозного угля, который называют «мягким углем». Антрацит также производит больше всего тепла из всех ископаемых видов топлива, если сравнивать фунт за фунтом. Антрацитовый уголь не производит дыма или выбросов твердых частиц и не подпадает под действие правил EPA, тогда как пеллетные и дровяные печи регулируются EPA из-за их выбросов.

Антрацит более безопасен, так как не образует остаточного креозотового налета. Только в 2021 году дровяные печи и печи на пеллетах стали причиной почти 25 000 пожаров в дымоходах в США. Еще никогда не было пожара в дымоходе из-за сжигания антрацита. Кроме того, дымоход, подключенный к устройству для сжигания антрацита, требует чистки только каждые 5–10 лет, а не каждый год, как требуется для дымоходов, подключенных к устройствам для сжигания древесины

. В то время как дымоход требует только периодической чистки, дымоход, соединенный с устройством для сжигания антрацита, необходимо чистить каждую весну, а иногда и чаще, в зависимости от использования угля.

Антрацит прост в использовании и требует минимального обслуживания

Помимо того, что угольАнтрацит является более энергоемким источником тепла, его также легко загружать и использовать. Чтобы древесина хорошо функционировала, она должна быть высушена на воздухе и иметь влажность не более 20%. Высококачественной древесине обычно требуется до шести месяцев или больше, чтобы потерять большую часть содержащейся в ней воды и быть готовой к сжиганию. Кроме того, древесина дешевле, если покупать ее оптом длиной четыре фута или длиннее, но тогда вам придется рубить, штабелировать и приправлять древесину самостоятельно.

Как и древесина, антрацит дешевле при покупке оптом, однако его также можно купить в мешках по 40 фунтов. Рассыпной уголь обычно на 10-20% дешевле, чем уголь в мешках, но из-за его высокой плотности энергии в вашем подвале может храниться энергия на несколько лет. Также антрацит водонепроницаем и мало влажный, а это значит, что вы можете загрузить его прямо из мешка в свою угольную печь, котел или топку. Даже если она мокрая, вам нужно просто слить лишнюю воду и загрузить ее прямо в печь. Кочегары Leisure Line оснащены бункерами из нержавеющей стали, которые не боятся лишней влаги.

В целом, приборы для сжигания антрацита не требуют особого ухода и требуют обслуживания только в конце сезона. Печи и топки производства Leisure Line оснащены системой Coal-Trol, которая действительно является «круиз-контролем» для вашей печи. Просто установите желаемую температуру, а затем загрузите уголь и выньте золу по мере необходимости. Никаких резких перепадов температур, которые характерны для дровяных печей, только равномерное тепло, которое согревает ваш дом таким образом, что это нужно испытать, чтобы поверить.

Антрацит — более надежный источник тепла

Антрацитовый уголь — единственное ископаемое топливо, не торгуемое на фьючерсном рынке, поэтому его цена не меняется быстро. С 1949 по 2011 год стоимость антрацита, закупаемого в месте происхождения, выросла с 8,90 долларов США за короткую тонну до 70,90 долларов США за короткую тонну, причем этот рост происходил небольшими постепенными шагами. В то время как в горнодобывающей промышленности используется большой объем дизельного топлива, стоимость антрацита не увеличивается, если не происходит резкого увеличения стоимости дизельного топлива. Например, дизельное топливо за последние 8 месяцев подорожало вдвое, а стоимость антрацита подорожала менее чем на 20%. Для добычи антрацита доступно еще от 200 до 600 лет, и нынешние методы добычи основаны на мелиорации земель, а не на оставлении изуродованного ландшафта. Все районы угледобычи возвращаются к существовавшим ранее условиям, а после полной посадки местной растительности, включая деревья. Словом, это ответственный и надежный выбор.

Древесные пеллеты и кордная древесина подвержены дефициту, что может резко повлиять на цену. В настоящее время древесные пеллеты стоят в среднем 250 долларов за тонну, но только за последние два года эта цена выросла до 100 долларов за тонну. Средняя стоимость древесного шнура в 2019 году составляла 296 долларов, а некоторые цены на выдержанные и расколотые дрова доходили до 500 долларов. В 2022 году цены были немного ниже, но прогнозируется дефицит из-за периода более холодной, чем обычно, погоды и других факторов. Доступность коммерчески продаваемых дров зависит от других отраслей, таких как пиломатериалы, конкурирующие за доступные партии древесины. Кроме того, болезни и заражение насекомыми влияют на расстояние, на которое можно перемещать древесину, чтобы предотвратить любые проблемы. Этот фактор приводит к тому, что стоимость варьируется до 200% при сравнении штатов. Конечно, у сжигания дров есть одно большое преимущество: если у вас есть доступ к дровам, вы можете рубить их самостоятельно. С другой стороны, учитывая ваше время, стоимость оборудования, транспорта и топлива, это далеко не бесплатно..

Что нужно помнить при сжигании антрацита

Уголь — отличный вариант для домовладельцев, которые ищут более удобные источники тепла. Тем не менее, у него есть несколько недостатков, но с ними легко справиться при наличии соответствующих знаний и подготовки. Уголь воспламеняется при температуре более чем на 100 градусов выше, чем древесина, и для его воспламенения требуется несколько иной процесс. Уголь также может вызывать коррозию стальных дымоходов и металлических поверхностей. Весной лучше всего тщательно очистить плиту, котел или печь сразу после отключения. Также рекомендуется использовать нержавеющую сталь для всей вентиляции дымовых газов.

Антрацитовый уголь производит больше золы, чем древесина, однако зола антрацитового угля полезна для овощей и других растений, предпочитающих кислую почву (таких как помидоры!). В то время как опорожнение зольника потребуется каждые один-три дня, зола легко утилизируется и является отличным противоскользящим средством для зимнего льда. Вы можете хранить пепел в запечатанном пластике (он должен остыть перед помещением в пластик) или в металлических контейнерах и сохранить его для будущих проектов по ремонту дома, например, посыпать им скользкие дорожки или использовать его для покрытия выбоин на подъездной дорожке или прогулочные пути.

Наконец, вам не разрешается бросать какие-либо материалы, кроме антрацита, в вашу угольную печь, котел или топку. Это может расплавить предмет и заставить его прилипнуть к золе. Это может заблокировать поток воздуха и снизить эффективность вашей печи или плиты или вызвать опасное состояние, которое может привести к травмам.

Подведение итогов

Выжигание антрацита, как и все, чем вы никогда раньше не занимались, требует надлежащего обучения. Leisure Line предлагает множество ресурсов по ссылке для владельцев на нашем веб-сайте. Антрацит воспламеняется медленнее, чем дерево. Но, с несколькими попытками и практикой, вы скоро легко и без проблем зажжете свою угольную печь или топку. Ключ в том, чтобы улучшить свои знания об антраците и никогда не недооценивать силу опыта и подготовки. В заключение, как дрова, так и антрацит для отопления вашего дома имеют свои преимущества и недостатки. Просмотрите этот блог, а затем спросите себя: «Какой из них лучше соответствует моим потребностям и желаниям?». Мы рекомендуем вам изучить оба, прежде чем принять решение.

Антрацитовый уголь горячее, чище, дешевле, безопаснее и легче, чем древесина или древесные гранулы. Если вы готовы приобрести антрацитовую угольную топку, угольный котел или угольную топку, или просто у вас есть вопросы, команда компании Leisure Line Stove Company может вам помочь! Мы — американская производственная компания, специализирующаяся на оказании помощи клиентам в создании уюта в их домах за меньшие деньги. Мы работаем в первую очередь для людей, поэтому превыше всего ценим качество, оперативность и простоту! Позвоните нам по телефону 570-752-1811 для запросов.

Сжигание дров и древесного угля – знайте огромную разницу

Древесный уголь горит намного горячее, чем дрова, и в сверхлегких воздухонагревателях он может гореть при разрушительных температурах (~1000+C), особенно когда в топливной смеси мало или совсем нет дров . Понимание этих вопросов является ключом к безопасному использованию древесного угля в качестве широко распространенного бесплатного топлива и неизбежного побочного продукта пиролиза древесины.

Введение

Древесный уголь остается после завершения пиролиза всех летучих и горючих газов (древесный газ, органический газ или дым) из древесины. Моя сверхлегкая духовка оптимизирована для сжигания сбалансированной смеси дерева и древесного угля. Он достигнет высокой и разрушительной температуры, если нагнетательный вентилятор останется включенным, а древесный компонент, который может быть подвергнут пиролизу, будет истощен или будет добавлен чистый древесный уголь в качестве единственного топлива (см. пример на фотографии ниже)

Разрушение горелки с использованием загрузки чистого древесного угля (без дров) плюс высокая скорость подачи воздуха. Судя по цвету накаливания печи, ее температура 1000+С. « Как приготовить ужин, разжигая печь и превращая ее в фонарь» Микротитановая печь для палатки работает слишком жарко! Это происходит, когда древесный уголь становится доминирующей частью топливной смеси. Короткая булочка в дымоходе печи-микропалатки из ящика для бенто из нержавеющей стали. «Я думаю, что на мгновение загорелась сажа в дымоходе». Еще один вид печи-палатки Bento Box. Было слишком жарко. «Вы почти можете видеть пламя сквозь металл печи». Горячая печь для палатки KISS ночью.

Понимание «сжигания дров»

Обзор Брауна, опубликованный в 1958 году, дает прекрасное исчерпывающее описание сжигания древесины и древесного угля, которое может объяснить большинство необычных характеристик горения, которые я наблюдаю в своих маленьких печках. Ее стоит прочитать, если вы хотите лучше понять процесс горения древесины.

Он указывает, что древесный уголь может самовозгораться при температурах от 150 до 250 или даже 100°C, что полностью отличается от температур воспламенения от 350 до 750°C для продуктов пиролиза из древесины. На мой взгляд, эта низкая температура воспламенения объясняет, почему небольшое количество древесного угля при добавлении в печь перед запуском может помочь ей очень быстро загореться и ускорить установление горячей угольной базы в печи.

В обзоре Брауна также указывается, что от половины до двух третей энергии сгорания древесины приходится на пиролиз и пламя, а оставшаяся часть приходится на сжигание раскаленного древесного угля.

Также в обзоре, касающемся сжигания древесины, он утверждает, что;

«Самоподдерживающееся диффузионное пламя из органического топлива, горит при 1100°С или несколько выше……. Пока газы выходят достаточно быстро, чтобы покрыть поверхность дерева, исключая кислород, образовавшийся древесный уголь не может гореть и остается накапливаться.

«…….он (уголь ) не может идти навстречу воздуху для своего горения, а должен гореть на месте, когда воздух достигает его».

Я считаю, что его замечательные слова всесторонне объясняют наблюдения, которые я сделал с моими необычными конструкциями печей в течение многих лет (сверхлегкая воздуходувная печь и сверхлегкая печь-палатка). Понимание значения этих слов очень поможет понять своеобразный принцип работы моих печей.

Я так думаю;

• Мой нагнетательный вентилятор заставляет гораздо больше воздуха проникать в «Брауновскую оболочку диффузионного пламени от органического топлива», а затем достигает (и сжигает) древесного угля и уменьшает вышеупомянутое накопление древесного угля.
• Когда углеводородное топливо (древесный газ) заканчивается, мой нагнетательный вентилятор подает к древесному углю гораздо больше воздуха, чем это может сделать диффузионный процесс, и делает это с высокой скоростью, что вызывает гораздо большую турбулентность. Эти изменения заставляют древесный уголь быстро гореть и достигать разрушительно высоких температур. «прямо как кузнечная кузница».

Это означает, что без продувки вентилятором уголь горит медленно при более низких температурах в течение длительного времени только при слабо рассеивающей подаче воздуха. Это позволяет печи «работать вхолостую» или «держать огонь» в течение длительного времени». При выключенном вентиляторе тепло от медленного горения древесного угля отлично подходит для кипячения / приготовления пищи и поддержания температуры воды близкой к температуре кипения. В этом состоянии, вставив заправленные топливные палочки и запустив воздуходувку, можно быстро разогнать печь до полной мощности, когда это необходимо.

Хотя я предупреждаю о потенциальном вреде сжигания древесного угля, он по-прежнему является прекрасным топливом для сверхлегкой духовки, потому что в некоторых кемпингах его так много в старых кострах, он горит так чисто, что его просто нужно смешать с деревянной палкой. топливо или сжигается с меньшим количеством воздуха для нагнетания воздуха (см. работу импульсного нагнетателя), чтобы получить очень удовлетворительное и неразрушающее топливо.

Понимание химии огня и возникающих в результате механизмов переноса тепла

Тепло от сгорания древесного угля интенсивное (~1000 C), и при сгорании образуется очень мало газа. Жар в основном приходится на древесный уголь и не может уйти, как это делает пламя, поддерживающее тягу дымохода горелки в перевернутых J-образных горелках моих печей-палаток.

Мое грубое описание химии горения древесного угля. Две молекулы углерода (твердого тела) реагируют с двумя молекулами кислорода (газа) и образуют две молекулы углекислого газа (газа). В этой реакции не происходит увеличения количества молекул газа, создающего сильную тягу дымохода. В моих печах с перевернутыми (или перевернутыми) горелками это означает, что если «подача» дров остановится, то горение регрессирует только к древесному углю (без пламени), и топливная труба станет нежелательной заменой дымохода. «Это очень горячая химия, но она в основном ограничена поверхностью древесного угля, но подождите, пока я не воспользуюсь огнетушителем USB ».

Это горение древесного угля контрастирует с движущимся и расширяющимся пламенем, образующимся при сжигании дыма при пиролизе древесины. В этой реакции возникает горячий язык пламени и газа, который выходит и удаляется от пиролизной древесины. «Он может отправиться в поисках кислорода, чтобы завершить свое сгорание и перенести свое тепло в отдаленные места. ” Количество молекул газа удваивается по мере того, как пламя движется к дымоходу во время полного сгорания углеводородов. Эта способность перемещаться к дымоходу поддерживает поток газа, приводя в действие тягу горелки и поддерживая горение. «Без этого движения горячего пламени и газа печь J-горелки перестанет работать».

Мое грубое описание химии сжигания древесины посредством пиролиза. Две связанные углеводородные единицы представляют собой небольшую часть длинных углеводородов твердой древесины, газифицированных пиролизом. Они реагируют с тремя молекулами кислорода с образованием двух молекул углекислого газа и двух молекул воды. В ходе реакции количество молекул газа увеличивается. Это движущееся и расширяющееся горячее пламя может отдавать тепло удаленной дымоходной трубе, поддерживая «тягу» печи. «Это горячая химия в движении».

Дополнительный пар от воды во влажном топливе (кустарниковые палочки) и тепловое расширение всех газов, включая ~78% азота в воздухе, добавляют к этому эффекту тяги горелки.

Согласно Dr Karl австралийская лиственная древесина состоит примерно из 42% целлюлозы, 26% гемицеллюлозы и 26% лигнина. Таким образом, это составляет около 94% «деревянного материала», и поэтому мне, вероятно, следует использовать целлюлозу, а не углеводород, как указано выше), чтобы лучше приблизиться к химическому составу горения древесины.

Химия чистого сжигания целлюлозы.

Металл защищен от дыма?

Я также считаю, что наличие дыма в горелке также может химически защитить металл печи от окисления, создав восстановительные условия в горелке. Я не могу найти ссылку на это. Дым должен быть в горелке, чтобы печь имела устойчиво движущийся фронт газа/пламени, который заканчивает свое сгорание за пределами основной горелки над топливными палками и под вторым котлом (и за его пределами) в нагнетательной печи. Или, наоборот, в моих купольных печах он часто может догорать в нижней части дымохода.

Кипячение воды в двух кастрюлях при постоянно работающем вентиляторе с большим запасом тепла. Сгорание газа завершается под вторым котлом и далеко за пределами основной камеры сгорания. Это указывает на то, что в основной камере сгорания должен быть несгоревший дым.

Теперь я слышу, как некоторые из вас говорят; «Как углерод, который является топливом, может защитить металлическую поверхность?» У меня есть трубка горелки из плавленого кварцевого стекла на одной из моих печей для палатки, чтобы обеспечить небольшой свет внутри моей палатки. Это лишь частичный успех, поскольку углеродные отложения медленно накапливаются на внутренней стороне стекла. Теперь, несмотря на высокую температуру на поверхности стекла (по цвету до 1000°С), стойкие нагары сохраняются в течение длительного времени, и их трудно полностью сжечь.

«Меня это не удивляет. Углерод — замечательный элемент из алмазных драгоценных камней, абразивов, углеродных волокон, очистителей, пороха, активированного угля, конденсаторов, изоляторов, проводников, электродов, моторных щеток, графитовых смазок, строительных блоков земной жизни и угля, a досадный элемент, причастный к изменению климата (если вы еще не завязли головой в политическом песке или в какой-либо другой дыре). Какой элемент, полный чудес».

Me

Примечание. После подготовки этого поста я наткнулся на видео (ниже), где два эксперта по ракетным печам обсуждают причины распада металла (включая отсутствие углерода) в частях нагревателей ракетной массы. «Теперь я больше не чувствую себя одиноким голосом в этом вопросе».

Моя Экспериментальная керамическая горелка со стаканом угольной горелки из плавленого кварца и USB огнетушителем демонстрирует эти моменты. По конструкции горелка разделяет горение древесного угля от дров. Воздух впрыскивается в уголь, чтобы предпочтительно сжечь его. Следовательно, создаваемая температура настолько высока, что на стекле не откладывается углерод, и происходит медленная эрозия или расстеклование плавленого кварца, из которого сделана стеклянная трубка.

Выбор дров

Я выбираю несколько сухих тлеющих веток для розжига огня, и, хотя продолжительное использование этих дров будет поддерживать горение большим пламенем, дрова будут гореть быстро и оставят незначительные угли.

Высокогорные равнины Богонг зимой. Много мертвых стоячих палок для заправки небольших печей. «Идеальный дровяной сарай находится на деревьях».

Более удовлетворительное горение дают плотные палки с твердой древесиной и даже с неповрежденной корой. Плотная древесина по-прежнему содержит большую часть первоначальной энергии смол, камедей и масел, даже если она немного влажная. Эта древесина лучше подходит для устойчивого нагревания для удобного приготовления пищи с меньшей потребностью в дозаправке и будет поддерживать значительный слой горячих углей. Это также означает, что пламя горелки будет менее склонно к преждевременному воспламенению поступающих топливных стержней.

Если во второй позиции приготовления требуется больше тепла, то следует использовать несколько более сухих или более тонких топливных стержней поверх стержней-демпферов, и, наоборот, влажные стержни сверху предотвратят преждевременное возгорание. Наконец, когда есть установленный горячий угольный пласт, более плотные палки дают лучшее топливо, потому что их меньшая площадь поверхности / объем означает, что они горят медленнее, и из них получаются лучшие, более крупные и твердые угли, которые также горят медленнее.

Топливные палочки влажные и мокрые

В моих зимних приключениях влажные, мокрые или даже замороженные ветки иногда являются моим единственным топливом. Однако это не проблема, так как они по-прежнему являются отличным топливом для моих хорошо спроектированных печей.

Все, что нужно, это немного сухой древесины или самодельных палочек-ускорителей для сверхлегкого огня, чтобы начать работу, а обильное тепло автоматически сделает оттаивание и сушку.

Кипячение кастрюли с водой из больших, твердых, мокрых и зеленых палочек в качестве топлива. «Здесь не так много лишнего тепла». Сверхлегкая печь с креплением на трех опорах. Влажное топливо сохнет в трубе горелки с самоподпиткой, а также в стеллаже для хранения, подвешенном под печью. «Здесь также не так много лишнего тепла».

Для моих палаточных печей с перевернутыми горелками они работают лучше с тонкими влажными топливными палками, чем с сухими. Это связано с тем, что влажные топливные стержни препятствуют «обратному горению» или предварительному воспламенению во входной трубе. Также подойдет смесь влажных и сухих палочек. Эти вопросы подробно обсуждаются в моем посте «Экспериментальная керамическая горелка», где я сделал платформу для керамической горелки для тестирования различных конфигураций перевернутой горелки, не опасаясь термического разрушения.

Расщепление палочек

Еще один способ борьбы с мокрыми палочками — мелко их расколоть, чтобы они быстро высыхали и быстро и легко горели. Этот метод можно использовать для запуска горелки, если у вас нет сухих дров.

Заключение

Понимание процесса горения с первых принципов является ключом к использованию чудесной способности обогрева практически любой древесины.

Кульминацией этих экспериментов, экспериментов, размышлений и игр с дровяными печами стала моя простая компактная печь-палатка KISS и печи с наружным воздуходувом, которые могут быть одной печью.