Conținutul de cenușă al lemnului de foc de mesteacăn. Determinarea căldurii specifice de ardere a lemnului de foc

Lemnul de foc este cea mai veche și tradițională sursă de energie termică, care este un tip de combustibil regenerabil. Prin definiție, lemnul de foc este bucăți de lemn proporționale cu vatra, folosite pentru a aprinde și întreține focul în acesta. Din punct de vedere calitativ, lemnul de foc este cel mai instabil combustibil din lume.

Cu toate acestea, compoziția procentuală în greutate a oricărei mase de lemn este aproximativ aceeași. Include pana la 60% celuloza, pana la 30% lignina, 7...8% hidrocarburi asociate. Restul (1...3%) -

Standard de stat pentru lemn de foc

Funcționează pe teritoriul Rusiei
GOST 3243-88 Lemn de foc. Specificații
Descarca (descărcări: 1689)

Timp standard Uniunea Sovietică defineste:

1. Sortiment lemn de foc dupa marime
2. Cantitatea permisă de lemn putrezit
3. Gama de lemn de foc după puterea calorică
4. Metodologia de calcul a cantității de lemn de foc
5. Cerințe de transport și depozitare
   combustibil lemnos

Dintre toate informațiile GOST, cele mai valoroase sunt metodele de măsurare a stivelor de lemn și coeficienții de conversie a valorilor de la o măsură pliată la una densă (de la un metru pliabil la un metru cub). În plus, punctul de limitare a putregaiului inimii și al alburnului (nu mai mult de 65% din suprafața finală), precum și interzicerea putrezirii externe, prezintă un anumit interes. Este greu de imaginat un astfel de lemn de foc putred în epoca noastră cosmică a căutării calității.

In ceea ce priveste puterea calorica,
apoi GOST 3243-88 împarte toate lemnele de foc în trei grupuri:

Contabilitate lemn de foc

Să dea socoteală pentru orice valoare materială, cel mai important lucru sunt modalitățile și metodele de calcul al cantității sale. Cantitatea de lemn de foc poate fi luata in calcul, fie in tone si kilograme, fie in pliat si metri cubiși decimetri. În consecință - în unități de măsură de masă sau volumetrice

1. Contabilitatea lemnului de foc în unități de măsură de masă
   (în tone și kilograme)
   Această metodă de contabilizare a combustibilului lemnos este folosită extrem de rar datorită voluminității și stângăciei sale. A fost împrumutat de la lucrătorii lemnului și este o metodă alternativă pentru cazurile în care este mai ușor să cântăriți lemnul de foc decât să determinați volumul acestuia. Așadar, de exemplu, uneori, în timpul livrărilor angro de combustibil lemnos, poate fi mai ușor să cântăriți vagoanele încărcate și camioanele cu lemne, mai degrabă decât să determinați volumul „capselor” de lemn informe care se ridică pe ele.

   Avantaje
   
   - ușurința procesării informațiilor pentru calcularea ulterioară a puterii calorice totale a combustibilului în timpul calculelor de inginerie termică. Pentru ca puterea calorica a unei masuri de greutate a lemnului de foc se calculeaza in functie de si este practic neschimbata pentru orice tip de lemn, indiferent de localizarea geografica si gradul acestuia. Astfel, atunci când se contabilizează lemnul de foc în unități de masă, se ia în considerare greutatea netă a materialului combustibil minus greutatea umidității, a cărei cantitate este determinată de un umidificator.

   Defecte
   contabilizarea lemnului de foc în unităţi de măsură de masă
   - metoda este absolut inacceptabilă pentru măsurarea și contabilizarea loturilor de lemn de foc în condiţiile de teren exploatare forestieră, atunci când echipamentul special necesar (cântar și umiditate) este posibil să nu fie la îndemână
   - rezultatul măsurării umidității devine în curând irelevant, lemnul de foc devine rapid umed sau se usucă în aer

2. Contabilitatea lemnului de foc in unitati de masura volumetrice
   (în pliat și metri cubi și decimetri)
   Această metodă de contabilizare a combustibilului lemnos a devenit cea mai utilizată ca fiind cea mai simplă și cale rapidă luând în considerare masa combustibilului lemnos. Prin urmare, contabilitatea lemnului de foc se efectuează peste tot în unități de măsură volumetrice - metri de ori și metri cubi (măsuri de ori și densitate)

   Avantaje
   contabilitatea lemnului de foc în unităţi de măsură volumetrice
   - simplitate extremă în măsurarea stivelor de lemn cu un metru liniar
   - rezultatul măsurătorii este ușor de controlat, rămâne neschimbat mult timp și nu ridică îndoieli
   - metodologia de măsurare a loturilor de lemn și coeficienții de conversie a valorilor dintr-o măsură pliată în una densă sunt standardizate și stabilite în

   Defecte
   contabilizarea lemnului de foc în unităţi de măsură de masă
   - prețul pentru simplitatea contabilizării lemnului de foc în unități volumetrice este complicația calculelor termotehnice ulterioare pentru calcularea puterii calorifice totale a combustibilului lemnos (trebuie să țineți cont de tipul de copac, unde crește, gradul de putrezire a lemnul de foc etc.)

Puterea calorică a lemnului de foc

Puterea calorică a lemnului de foc
este, de asemenea, căldura de ardere a lemnului,
este si puterea calorica a lemnului de foc

Cum diferă puterea calorică a lemnului de foc de puterea calorică a lemnului?

Puterea calorică a lemnului și puterea calorică a lemnului de foc sunt valori înrudite și similare, identificate în Viata de zi cu zi cu conceptele de „teorie” și „practică”. În teorie, studiem puterea calorică a lemnului, dar în practică, ne ocupăm de puterea calorică a lemnului de foc. În același timp, buștenii de lemn reali pot avea o gamă mult mai largă de abateri de la normă decât probele de laborator.

De exemplu, lemnul de foc real are scoarță, care nu este lemn în sensul literal al cuvântului și, totuși, ocupă volum, participă la procesul de ardere a lemnului și are propria sa putere calorică. Adesea, puterea calorică a scoarței diferă semnificativ de puterea calorică a lemnului în sine. In plus, lemnul de foc adevarat poate avea densitati diferite de lemn in functie de lemn, sa aiba un procent mare etc.

Astfel, pentru lemnul de foc real, indicatorii de putere calorică sunt generalizați și ușor subestimați, întrucât pentru lemnul de foc real, toți factorii negativi care reducputerea lor calorică. Astfel se explică diferența mai mică de mărime dintre valorile calculate teoretic ale puterii calorice a lemnului și valorile aplicate practic ale puterii calorifice a lemnului de foc.

Cu alte cuvinte, teoria și practica sunt lucruri diferite.

Puterea calorică a lemnului de foc este cantitatea de căldură utilă generată în timpul arderii acestuia. Căldura utilă înseamnă căldură care poate fi îndepărtată din șemineu fără a afecta procesul de ardere. Puterea calorică a lemnului de foc este cel mai important indicator al calității combustibilului lemnos. Puterea calorică a lemnului de foc poate varia foarte mult și depinde, în primul rând, de doi factori - lemnul în sine și .

• Puterea calorică a lemnului depinde de cantitatea de substanță lemnoasă combustibilă prezentă pe unitate de masă sau volum de lemn. (mai multe detalii despre puterea calorică a lemnului în articol -)
• Conținutul de umiditate al lemnului depinde de cantitatea de apă și de altă umiditate prezentă pe unitate de masă sau volum de lemn. (mai multe detalii despre conținutul de umiditate a lemnului în articol -)

Tabel cu putere calorică volumetrică a lemnului de foc

Graduarea puterii calorice conform
(la umiditatea lemnului 20%)

Puterea calorică a lemnului putred

Este absolut adevărat că putregaiul deteriorează calitatea lemnului de foc și îi reduce puterea calorică. Dar cât de mult scade puterea calorică a lemnului de foc putrezit este o întrebare. GOST sovietic 2140-81 definește metodologia de măsurare a mărimii putregaiului, limitează cantitatea de putregai dintr-un buștean și numărul de bușteni putrezi dintr-un lot (nu mai mult de 65% din suprafața finală și nu mai mult de 20% din masa totală, respectiv). Dar, în același timp, standardele nu indică în niciun fel o modificare a puterii calorice a lemnului de foc în sine.

Este evident că în limitele cerințelor GOST Nu există o schimbare semnificativă a puterii calorice totale a masei lemnoase din cauza putregaiului, prin urmare, buștenii putrezi individuali pot fi neglijați în siguranță.

Dacă există mai mult putregai decât este acceptabil conform standardului, atunci este recomandabil să se țină cont de puterea calorică a unui astfel de lemn de foc în unități de măsură. Pentru că atunci când lemnul putrezește, au loc procese care distrug substanța și îi perturbă structura celulară. În același timp, în consecință, lemnul scade, ceea ce îi afectează în primul rând greutatea și practic nu îi afectează volumul. Astfel, unitățile de masă de putere calorică vor fi mai obiective pentru luarea în considerare a puterii calorice a lemnului de foc foarte putred.

Prin definiție, masa (greutatea) puterea calorică a lemnului de foc este practic independentă de volumul, tipul de lemn și gradul de putrezire a acestuia. Și, numai umiditatea lemnului are o mare influență asupra puterii calorice masice (greutate) a lemnului de foc

Puterea calorică a unei măsuri de greutate a lemnului de foc putred și putred este aproape egală cu puterea calorică a unei măsuri de greutate a lemnului de foc obișnuit și depinde numai de conținutul de umiditate al lemnului în sine. Pentru că numai greutatea apei deplasează greutatea substanțelor lemnoase combustibile din măsura greutății lemnului de foc, plus pierderea de căldură datorată evaporării apei și încălzirii vaporilor de apă. Care este exact ceea ce avem nevoie.

Puterea calorică a lemnului de foc din diferite regiuni

Volumetric Puterea calorică a lemnului de foc pentru același tip de arbore care crește în diferite regiuni poate diferi din cauza modificărilor densității lemnului în funcție de saturația cu apă a solului din zona de creștere. Mai mult, acestea nu trebuie să fie neapărat regiuni sau regiuni diferite ale țării. Chiar și într-o zonă mică (10...100 km) de exploatare forestieră, puterea calorică a lemnului de foc pentru același tip de lemn se poate modifica cu o diferență de 2...5% din cauza modificărilor de lemn. Acest lucru se explică prin faptul că în zonele aride (în condiții de lipsă de umiditate) crește și se formează o structură celulară mai mică și mai densă a lemnului decât în ​​terenurile mlăștinoase bogate în apă. Astfel, cantitatea totală de substanță combustibilă pe unitatea de volum va fi mai mare pentru lemnul de foc recoltat în zonele mai uscate, chiar și pentru aceeași zonă de tăiere. Desigur, diferența nu este atât de mare, cam 2...5%. Cu toate acestea, pentru colectările de lemn de foc la scară largă, acest lucru poate avea un efect economic real.

Puterea calorică în masă a lemnului de foc din același tip de lemn care crește în diferite regiuni nu va varia deloc, deoarece puterea calorică nu depinde de densitatea lemnului, ci depinde doar de conținutul de umiditate al acestuia.

Frasin | Conținut de cenușă din lemn de foc

Cenușa este o substanță minerală care este conținută în lemnul de foc și rămâne în reziduul solid după arderea completă a masei lemnoase. Conținutul de cenușă al lemnului de foc este gradul de mineralizare a acestuia. Conținutul de cenușă al lemnului de foc este măsurat ca procent din masa totală a combustibilului lemnos și indică conținutul cantitativ de substanțe minerale din acesta.

Distingeți cenușa interioară și cea externă

Cărbunii mari după ardere și căldura uniformă sunt un semn al materiilor prime bune

Criteriile principale

Cei mai importanți indicatori pentru materialul de ardere: densitatea, umiditatea și transferul de căldură. Toate sunt strâns legate între ele și determină cât de eficientă și utilă este arderea lemnului. Merită să luați în considerare fiecare dintre ele mai detaliat, ținând cont de diferitele tipuri de lemn și de metodele de recoltare a acestuia.

Densitate

Primul lucru pe care un cumpărător competent îl acordă atenție atunci când comandă material de încălzire cu lemne este densitatea acestuia. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât calitatea rasei este mai bună.

Toate speciile de lemn sunt împărțite în trei categorii principale:

• densitate scăzută (moale);
• mediu-dens (moderat dur);
• de înaltă densitate (solid).

Fiecare dintre ele are o densitate diferită și, prin urmare, căldura specifică de ardere a lemnului de foc. Soiurile dure sunt considerate a fi de cea mai înaltă calitate. Ard mai mult și produc mai multă căldură. În plus, formează o mulțime de cărbuni, care mențin căldura în focar.

Din cauza durității sale, un astfel de lemn de foc este greu de prelucrat, așa că unii consumatori preferă lemnul de densitate medie, precum mesteacănul sau frasinul. Structura lor vă permite să tăiați buștenii manual fără prea mult efort.

Umiditate

Al doilea indicator este umiditatea, adică procentul de apă din structura lemnului. Cu cât această valoare este mai mare, cu atât densitatea este mai mare, în timp ce resursa utilizată va genera mai puțină căldură cu același efort depus.

Căldura specifică de ardere a lemnului de foc uscat de mesteacăn este caracterizată ca fiind mai productivă decât a celor umede. Este demn de remarcat această caracteristică a mesteacănului: poate fi plasat în focar aproape imediat după tăiere, deoarece are umiditate scăzută. Pentru a maximiza efectul benefic, este mai bine să pregătiți materialul în mod corespunzător.

Pentru a îmbunătăți calitatea lemnului prin reducerea procentului de umiditate din acesta, se folosesc următoarele abordări:

• Lemnul de foc proaspăt este lăsat pentru o anumită perioadă de timp sub un baldachin să se usuce. Numărul de zile depinde de sezon și poate varia de la 80 la 310 de zile.
• Unele lemne de foc sunt uscate în interior, ceea ce îi crește puterea calorică.
• Cea mai bună opțiune este uscarea artificială. Puterea calorica este adusa la nivelul maxim prin aducerea procentului de umiditate la zero, fiind necesar un minim de timp pentru prepararea lemnului.

Disiparea căldurii

Un indicator precum transferul de căldură al lemnului de foc pare să sintetizeze cele două caracteristici anterioare. El este cel care indică cât de multă căldură poate furniza materialul selectat în condiții specifice.

Căldura de ardere a lemnului este cea mai mare pentru lemnul de esență tare. În consecință, situația este inversă cu lemnul moale. În condiții egale și contracție naturală, diferența de citiri poate ajunge la aproape 100%. De aceea, pentru a economisi bani, este logic să achiziționați lemn de foc de înaltă calitate, care este mai scump de cumpărat, deoarece producția sa este mai eficientă.

Aici merită menționată o astfel de proprietate precum temperatura de ardere a lemnului. Este cel mai mare la carpen, fag și frasin, peste 1000 de grade Celsius, în timp ce cantitatea maximă de căldură este produsă la nivelul de 85-87%. Stejarul si zada sunt aproape de ele, iar cei mai mici indicatori sunt plopul si arinul cu o productie de 39-47% la temperaturi in jur de 500 de grade.

Specii de lemn

Puterea calorică a lemnului de foc depinde în cea mai mare măsură de tipul lemnului. Există două categorii principale: conifere și foioase. Materialul de ardere de înaltă calitate aparține celui de-al doilea grup. Există, de asemenea, o clasificare aici, deoarece nu toate soiurile sunt potrivite pentru un anumit scop în ceea ce privește densitatea lor.

Conifere

Adesea, cel mai accesibil lemn sunt acele de pin. Costul său scăzut este determinat nu numai de prevalența molidului și a pinii, ci și de proprietățile sale. Faptul este că capacitatea de căldură a lemnului de foc de acest tip este scăzută și există și o mulțime de alte dezavantaje.

Principalul dezavantaj al coniferelor este prezența unei cantități mari de rășini. Când un astfel de lemn de foc este încălzit, rășina începe să se extindă și să fiarbă, ceea ce duce la împrăștierea scânteilor și a fragmentelor de ardere pe o distanță lungă. Rășina duce, de asemenea, la formarea funinginei și a arderii, care înfundă șemineul și coșul de fum.

foioase

Este mult mai profitabil să folosești lemn de esență tare. Toate soiurile sunt împărțite în trei categorii, în funcție de densitatea lor. Rasele moi includ:

• Tei;
• aspen;
• plop;
• arin;

Se ard rapid și, prin urmare, au o valoare mică în ceea ce privește încălzirea unei locuințe.

Copacii cu densitate medie includ:

• arțar;
• mesteacăn;
• zada;
• salcâm;
• cireașă.

Căldura specifică de ardere a lemnului de foc de mesteacăn este apropiată de cea a speciilor care sunt clasificate ca dure, în special stejarul.

• carpen;
• nuca;
• lemn de câine;

Puterea calorica a acestui tip de lemn de foc este maxima, insa prelucrarea lemnului este dificila datorita densitatii sale mari.

Stejarul este un alt tip popular de combustibil

Calitățile utile ale unor astfel de rase determină costul lor mai mare, dar acest lucru vă permite să reduceți cantitatea de material care va fi necesară pentru a menține o temperatură confortabilă în casă.

Alegerea materialului

Chiar și cele mai înalte calități ale lemnului pot fi anulate dacă este ales incorect pentru un anumit tip de activitate. De exemplu, practic nu contează ce a fost folosit pentru focul de noapte atunci când te adunăm cu prietenii. Aprinderea unui șemineu sau a sobei într-o baie este o chestiune complet diferită.

Pentru șemineu

Încălzirea casei poate deveni o problemă dacă încărcați soba cu lemne greșite. Acest lucru este deosebit de periculos atunci când utilizați un șemineu, deoarece un buștean strălucitor poate duce chiar la un incendiu.

Arderea discretă a lemnului și căldura emanată de la șemineu sunt punctul culminant al sufrageriei

Pentru arderea îndelungată și eliberarea unei cantități mari de căldură, ar trebui să acordați preferință stejarului, salcâmului, precum și mesteacănului și nucului. Pentru a curăța coșul de fum, puteți arde din când în când aspen și arin. Densitatea acestor roci este mică, dar au capacitatea de a arde funingine.

Pentru baie

Pentru a asigura o temperatură ridicată în baia de aburi a băii, este necesar un transfer maxim de căldură din lemn de foc. În plus, îți poți îmbunătăți condițiile de relaxare dacă folosești rase care saturează camera cu un miros plăcut, fără să emită Substanțe dăunătoareși rășini.

Citiți și despre pe lângă acest articol.

Pentru încălzirea băii de aburi alegere optimă vor fi, desigur, bușteni de stejar și mesteacăn. Sunt solide, dau căldură bună într-un volum mic și emit, de asemenea, vapori plăcuti. Teiul și arinul pot oferi, de asemenea, un efect suplimentar de vindecare. Puteți folosi doar materiale bine uscate, dar nu mai vechi de un an și jumătate până la doi ani.

Pentru gratar

Când gătiți pe grătar sau grătar, punctul principal nu este arderea lemnului în sine, ci formarea cărbunilor. De aceea, nu are sens să folosești ramuri subțiri și libere. Acestea pot fi folosite doar pentru a aprinde focul și apoi adăugați bușteni mari și duri la focar. Pentru ca fumul să aibă o aromă deosebită, se recomandă folosirea lemnului de foc de fructe pentru grătar. Le poți combina cu stejar și salcâm.

Folosind soiuri diferite lemn, fiți atenți la dimensiunea calelor. De exemplu, stejarul va dura mai mult să ardă și va mocni decât lemnul de măr, așa că este logic să luați bușteni de fructe mai groși.

Materiale de combustibil alternativ

Puterea calorică a anumitor tipuri de lemn de foc este destul de mare, dar departe de cea maximă posibilă. Pentru a economisi bani și spațiu pentru depozitarea materialului de încălzire, astăzi se acordă din ce în ce mai multă atenție opțiunilor alternative. Este optim să folosiți brichete presate.

Pentru aceeași sarcină la cuptor, lemnul presat produce mult mai multă căldură. Acest efect este posibil prin creșterea densității materialului. În plus, există un procent mult mai mic de umiditate. Un alt plus este formarea minimă de cenușă.

Brichetele și peleții sunt fabricați din rumeguș și așchii de lemn. Prin presarea deșeurilor, este posibil să se creeze un material de ardere incredibil de dens, care chiar și cel mai mult cele mai bune soiuri lemn Cu un cost mai mare pe metru cub de brichete, economiile finale se pot ridica la o sumă foarte semnificativă.

Este necesar să se pregătească și să achiziționeze materiale de ardere pe baza unei analize amănunțite a proprietăților acestora. Doar lemnul de foc de înaltă calitate vă poate oferi căldura necesară fără a vă afecta sănătatea sau structura de încălzire în sine.

Umiditate

Conținutul de umiditate al biomasei lemnoase este o caracteristică cantitativă care arată conținutul de umiditate din biomasă. Se face o distincție între umiditatea absolută și umiditatea relativă a biomasei.

Umiditate absolută se numește raportul dintre masa umidității și masa lemnului uscat:

Unde W a este umiditatea absolută, %; m este masa probei în stare umedă, g; m 0 - masa aceleiași probe, uscată la o valoare constantă, g.

Umiditatea relativă sau de funcționare Raportul dintre masa umidității și masa lemnului umed se numește:

Unde W p este umiditatea relativă sau de funcționare, %

La calcularea proceselor de uscare a lemnului se folosește umiditatea absolută. În calculele termice se utilizează numai umiditatea relativă sau de funcționare. Tinand cont de aceasta traditie consacrata, in viitor vom folosi doar umiditatea relativa.

Există două forme de umiditate conținute în biomasa lemnoasă: legată (higroscopică) și liberă. Umiditatea legată este situată în interiorul pereților celulari și este reținută de legături fizico-chimice; Îndepărtarea acestei umidități implică costuri suplimentare de energie și afectează semnificativ majoritatea proprietăților substanței lemnoase.

Umiditatea liberă se găsește în cavitățile celulare și în spațiile intercelulare. Umiditatea liberă este reținută numai prin legături mecanice, este îndepărtată mult mai ușor și are un impact mai mic asupra proprietăților mecanice ale lemnului.

Când lemnul este expus la aer, umiditatea este schimbată între aer și substanța lemnoasă. Dacă conținutul de umiditate al substanței lemnoase este foarte mare, acest schimb face ca lemnul să se usuce. Dacă umiditatea sa este scăzută, substanța lemnoasă este umezită. Cu o ședere lungă a lemnului în aer, temperatură stabilă și umiditate relativă, conținutul de umiditate al lemnului devine, de asemenea, stabil; aceasta se realizează atunci când presiunea vaporilor de apă din aerul din jur devine egală cu presiunea vaporilor de apă la suprafața lemnului. Cantitatea de conținut stabil de umiditate din lemn păstrat pentru o lungă perioadă de timp la o anumită temperatură și umiditate a aerului este aceeași pentru toate speciile de copaci. Umiditatea stabilă se numește echilibru și este complet determinată de parametrii aerului în care se află, adică de temperatura și umiditatea relativă a acestuia.

Conținutul de umiditate al lemnului de tulpină. În funcție de conținutul de umiditate, lemnul de tulpină este împărțit în umed, proaspăt tăiat, uscat la aer, uscat în cameră și absolut uscat.

Lemnul umed se numește perioadă lungă de timp situat în apă, de exemplu în timpul raftingului sau sortării într-un bazin de apă. Conținutul de umiditate al lemnului umed W p depășește 50%.

Lemnul proaspăt tăiat este lemnul care a păstrat umiditatea copacului în creștere. Depinde de tipul de lemn și variază în intervalul W p =33...50%.

Conținutul mediu de umiditate al lemnului proaspăt tăiat este, %, la molid 48, la zada 45, la brad 50, la pin cedru 48, la pin silvestru 47, la salcie 46, la tei 38, la aspen 45, la arin 46, pentru plop 48, pentru mesteacăn negru 44, pentru fag 39, pentru ulm 44, pentru carpen 38, pentru stejar 41, pentru paltin 33.

Uscat la aer este lemnul care a fost ținut mult timp în aer liber. În timp ce stați în aer liber, lemnul se usucă constant, iar umiditatea acestuia scade treptat până la o valoare stabilă. Umiditatea lemnului uscat la aer W p =13...17%.

Lemnul uscat în cameră este lemnul care a stat mult timp într-o cameră încălzită și ventilată. Umiditatea camerei-lemn uscat W p =7...11%.

Absolut uscat - lemn uscat la o temperatură de t=103±2 °C până la greutate constantă.

Într-un copac în creștere, conținutul de umiditate al lemnului de tulpină este distribuit neuniform. Acesta variază atât de-a lungul razei, cât și de-a lungul înălțimii trunchiului.

Conținutul maxim de umiditate al lemnului de tulpină este limitat de volumul total al cavităților celulare și al spațiilor intercelulare. Când lemnul putrezește, celulele sale sunt distruse, ducând la formarea unor cavități interne suplimentare; structura lemnului putred, pe măsură ce procesul de degradare progresează, devine liberă și poroasă, iar rezistența lemnului este redusă brusc.

Din aceste motive, conținutul de umiditate al putregaiului lemnului nu este limitat și poate atinge valori atât de mari încât arderea sa devine ineficientă. Porozitatea crescută a lemnului putred îl face foarte higroscopic; fiind în aer liber, devine rapid hidratat.

Continut de cenusa

Continut de cenusa se referă la conținutul de substanțe minerale din combustibil care rămân după arderea completă a întregii mase combustibile. Cenușa este o parte nedorită a combustibilului, deoarece reduce conținutul de elemente combustibile și complică funcționarea dispozitivelor de ardere.

Cenușa este împărțită în internă, conținută în materie lemnoasă și externă, care a intrat în combustibil în timpul achiziției, depozitării și transportului biomasei. În funcție de tip, cenușa are o fuzibilitate diferită atunci când este încălzită la temperaturi ridicate. Cenușa cu topire scăzută este cenușa care are o temperatură de debut a stării de topire lichidă sub 1350°C. Cenușa cu topire medie are o temperatură de început a stării de topire lichidă în intervalul 1350-1450 °C. Pentru cenușa refractară, această temperatură este peste 1450 °C.

Cenușa internă a biomasei lemnoase este refractară, iar cenușa externă are un punct de topire scăzut.

Conținutul de cenușă din scoarță diverse rase variază de la 0,5 la 8% și mai mult în cazul contaminării severe în timpul achiziției sau depozitării.

Densitatea lemnului

Densitatea materiei lemnoase este raportul dintre masa materialului care formează pereții celulari și volumul pe care îl ocupă. Densitatea substanței lemnoase este aceeași pentru toate tipurile de lemn și este egală cu 1,53 g/cm3. Conform recomandării comisiei CMEA, toți indicatorii proprietăților fizice și mecanice ale lemnului sunt determinați la o umiditate absolută de 12% și sunt convertiți la această umiditate.

Densitatea diferitelor tipuri de lemn

Densitatea în vrac a deșeurilor sub formă de diferite deșeuri de lemn mărunțit variază foarte mult. Pentru așchii uscate de la 100 kg/m3, până la 350 kg/m3 și mai mult pentru așchii umezi.

Caracteristicile termice ale lemnului

Se numește biomasa lemnoasă în forma în care intră în cuptoarele unităților de cazane combustibil de lucru. Compoziția biomasei lemnoase, adică conținutul din ea elemente individuale, este caracterizată de următoarea ecuație:
C р +Н р +О р +N р +A р +W р =100%,
unde C p, H p, O p, N p sunt conținutul de carbon, hidrogen, oxigen și azot din pasta de lemn, respectiv, %; A p, W p - conținutul de cenușă și, respectiv, umiditate în combustibil.

Pentru a caracteriza combustibilul în calculele de inginerie termică, se folosesc conceptele de masă uscată și masă combustibilă a combustibilului.

Greutate uscataÎn acest caz, combustibilul este biomasă uscată până la o stare absolut uscată. Compoziția sa este exprimată prin ecuație
C s + H s + O s + N s + A s = 100%.

Masa combustibila combustibilul este biomasa din care au fost îndepărtate umezeala și cenușa. Compoziția sa este determinată de ecuație
C g + N g + O g + N r = 100%.

Indicii semnelor componentelor biomasei înseamnă: p - conținutul componentului în masa de lucru, c - conținutul componentului în masa uscată, g - conținutul componentului în masa combustibilă a combustibilului.

Una dintre caracteristicile remarcabile ale lemnului de tulpină este stabilitatea uimitoare a compoziției sale elementare de masă combustibilă. De aceea Căldura specifică de ardere a diferitelor tipuri de lemn este practic aceeași.

Compoziția elementară a masei combustibile a lemnului de tulpină este aproape aceeași pentru toate speciile. De regulă, variația conținutului de componente individuale ale masei combustibile a lemnului de tulpină se încadrează în eroarea măsurătorilor tehnice, pe baza acesteia, în timpul calculelor termotehnice, a instalării dispozitivelor de ardere care ard lemnul de tulpină etc., este posibil. să accepte următoarea compoziție de lemn de tulpină pentru combustibil fără o masă de eroare mare: C g =51%, N g =6,1%, O g =42,3%, N g =0,6%.

Căldura de ardere Biomasa este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii a 1 kg dintr-o substanță. Există valori calorice mai mari și mai mici.

Putere calorică mai mare- aceasta este cantitatea de căldură degajată în timpul arderii a 1 kg de biomasă cu condensarea completă a tuturor vaporilor de apă formați în timpul arderii, cu degajarea de căldură cheltuită la evaporarea lor (așa-numita căldură latentă de evaporare). Cea mai mare putere calorică Q in este determinată de formula lui D. I. Mendeleev (kJ/kg):
Q în =340С р +1260Н р -109О р.

Puterea calorică netă(NTS) - cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii a 1 kg de biomasă, excluzând căldura consumată pe evaporarea umezelii formate în timpul arderii acestui combustibil. Valoarea sa este determinată de formula (kJ/kg):
Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

Căldura de ardere a lemnului de tulpină depinde doar de două cantități: conținutul de cenușă și umiditatea. Căldura inferioară de ardere a lemnului de tulpină a masei combustibile (uscate, fără cenușă!) este aproape constantă și egală cu 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Tipuri de deșeuri de lemn

În funcție de producția în care se generează deșeurile lemnoase, acestea pot fi împărțite în două tipuri: deșeuri din lemn și deșeuri de prelucrare a lemnului.

Deșeuri forestiere- Acestea sunt părțile separate ale lemnului în timpul procesului de tăiere. Acestea includ ace, frunze, lăstari nelignificați, ramuri, crenguțe, vârfuri, mucuri, vârfuri, butași de trunchi, scoarță, deșeuri din producția de lemn de celuloză mărunțit etc.

În forma sa naturală, deșeurile forestiere sunt slab transportabile; atunci când sunt folosite pentru energie, sunt mai întâi zdrobite în așchii.

Deșeuri de lemn- Acestea sunt deșeuri generate în producția de prelucrare a lemnului. Acestea includ: plăci, șipci, butași, lungimi scurte, așchii, rumeguș, deșeuri de producție de așchii industriale, praf de lemn, scoarță.

Pe baza naturii biomasei, deșeurile lemnoase pot fi împărțite în următoarele tipuri: deșeuri din elementele coroanei; deșeuri de lemn de tulpină; deșeuri de scoarță; putrezirea lemnului.

În funcție de formă și dimensiunea particulelor, deșeurile de lemn sunt de obicei împărțite în următoarele grupe: deșeuri de lemn masiv și deșeuri de lemn moale.

Deșeuri de lemn bulgăre- acestea sunt tăieturi, vârfuri, decupaje, plăci, șipci, tăieturi, lungimi scurte. Deșeurile de lemn moale includ rumeguș și așchii.

Cea mai importantă caracteristică a lemnului zdrobit este compoziția sa fracționată. Compoziția fracționată este raportul cantitativ al particulelor de anumite dimensiuni în masa totala lemn tocat. Fracția de lemn zdrobit este procentul de particule de o anumită dimensiune în masa totală.

Lemnul mărunțit poate fi împărțit în următoarele tipuri în funcție de dimensiunea particulelor:

• — praf de lemn, format în timpul șlefuirii lemnului, placajului și plăcilor de lemn; partea principală a particulelor trece printr-o sită cu o gaură de 0,5 mm;
• — rumeguş, formate la tăierea longitudinală și transversală a lemnului, trec printr-o sită cu orificii de 5...6 mm;
• — așchii de lemn obţinute prin măcinarea lemnului şi deseuri de lemnîn tocatori; partea principală a așchiilor trece printr-o sită cu orificii de 30 mm și rămâne pe o sită cu orificii de 5...6 mm;
• — chipsuri mari, a căror dimensiune a particulelor este mai mare de 30 mm.

Să notăm separat caracteristicile prafului de lemn. Praful de lemn generat în timpul șlefuirii lemnului, a placajului, a plăcilor aglomerate și a plăcilor din fibre nu poate fi depozitat nici în depozitele tampon ale cazanelor, nici în depozitele pentru depozitarea în afara sezonului a combustibililor lemnos mici din cauza pericolului ridicat de vânt și explozie. La arderea prafului de lemn în dispozitivele de ardere, este necesar să se asigure respectarea tuturor regulilor de ardere a combustibilului pulverizat, prevenind apariția fulgerelor și exploziilor în interiorul dispozitivelor de ardere și pe căile de gaze ale cazanelor de abur și apă caldă.

Praful de șlefuit este un amestec de particule de lemn cu o dimensiune medie de 250 de microni cu pulbere abrazivă separată de hârtia de șlefuit în timpul procesului de șlefuire. material lemnos. Conținutul de material abraziv din praful de lemn poate ajunge până la 1% din greutate.

Caracteristicile arderii biomasei lemnoase

Caracteristică importantă Avantajul biomasei lemnoase ca combustibil este absența sulfului și a fosforului în ea. După cum știți, principala pierdere de căldură în orice cazan este pierderea de energie termică cu gazele de ardere. Mărimea acestei pierderi este determinată de temperatura gazelor de evacuare. La arderea combustibililor care conțin sulf, această temperatură este menținută la cel puțin 200...250 °C pentru a evita coroziunea cu acid sulfuric a suprafețelor de încălzire a cozii. La arderea deșeurilor de lemn care nu conțin sulf, această temperatură poate fi coborâtă la 100...120 °C, ceea ce va crește semnificativ randamentul unităților de cazan.

Conținutul de umiditate al combustibilului lemnos poate varia în limite foarte largi. În industria de mobilă și prelucrarea lemnului, conținutul de umiditate al anumitor tipuri de deșeuri este de 10...12%; în întreprinderile forestiere, conținutul de umiditate al majorității deșeurilor este de 45...55%; conținutul de umiditate al scoarței la decojire. deșeurile după rafting sau sortare în bazine de apă ajung la 80%. Creșterea conținutului de umiditate al combustibilului lemnos reduce productivitatea și eficiența unităților de cazane. Randamentul de substanțe volatile la arderea combustibilului lemnos este foarte mare - ajunge la 85%. Aceasta este, de asemenea, una dintre caracteristicile biomasei lemnoase ca combustibil și necesită o lungime mare a flăcării în care se realizează arderea componentelor combustibile care părăsesc stratul.

Produs de cocsificare din biomasă lemnoasă - cărbune se caracterizează printr-o reactivitate ridicată în comparație cu cărbunii fosili. Reactivitatea ridicată a cărbunelui face posibilă operarea dispozitivelor de ardere la valori scăzute ale coeficientului de aer în exces, ceea ce are un efect pozitiv asupra eficienței centralelor de cazane la arderea biomasei lemnoase în ele.

Cu toate acestea, alături de acestea proprietăți pozitive lemnul are caracteristici care afectează negativ funcționarea cazanelor. Astfel de caracteristici, în special, includ capacitatea de a absorbi umiditatea, adică o creștere a umidității în mediul acvatic. Odată cu creșterea umidității, puterea calorică mai scăzută scade rapid, consumul de combustibil crește, arderea devine mai dificilă, ceea ce necesită adoptarea unor soluții speciale de proiectare în echipamentele cazanelor și cuptorului. La o umiditate de 10% și un conținut de cenușă de 0,7%, NCV va fi de 16,85 MJ/kg, iar la o umiditate de 50% doar 8,2 MJ/kg. Astfel, consumul de combustibil al cazanului la aceeași putere se va modifica de mai mult de 2 ori la trecerea de la combustibil uscat la combustibil umed.

Trăsătură caracteristică lemnul ca combustibil are un conținut intern de cenușă nesemnificativ (nu depășește 1%). În același timp, incluziunile externe de minerale în deșeurile forestiere ajung uneori la 20%. Cenușa formată în timpul arderii lemnului pur este refractară, iar îndepărtarea ei din zona de ardere a cuptorului nu prezintă nicio dificultate tehnică deosebită. Incluziunile minerale din biomasa lemnoasă sunt fuzibile. Când se arde lemn cu un conținut semnificativ, se formează zgură sinterizată, a cărei îndepărtare din zona de temperatură înaltă a dispozitivului de ardere este dificilă și necesită soluții tehnice speciale pentru a asigura funcționarea eficientă a focarului. Zgura sinterizată formată în timpul arderii biomasei lemnoase cu conținut ridicat de cenuşă are o afinitate chimică cu cărămizile, iar atunci când temperaturi mariîn dispozitivul de ardere este sinterizat cu suprafaţa zidărie pereții cuptorului, ceea ce face dificilă îndepărtarea zgurii.

Putere de caldura denumită de obicei temperatura maximă de ardere dezvoltată la ardere completă combustibil fără exces de aer, adică în condițiile în care toată căldura eliberată în timpul arderii este cheltuită complet pentru încălzirea produselor de ardere rezultate.

Termenul de putere termică a fost propus la un moment dat de către D.I. Mendeleev ca o caracteristică a combustibilului, reflectând calitatea acestuia din punctul de vedere al capacității sale de a fi utilizat pentru procese la temperatură înaltă. Cu cât puterea termică a combustibilului este mai mare, cu atât este mai mare calitatea energiei termice degajate în timpul arderii acestuia, cu atât eficiența de funcționare a cazanelor cu abur și apă caldă este mai mare. Puterea de căldură reprezintă limita până la care se apropie temperatura reală din cuptor pe măsură ce procesul de ardere se îmbunătățește.

Producția de căldură a combustibilului lemnos depinde de conținutul de umiditate și de conținutul de cenușă. Puterea termică a lemnului absolut uscat (2022 °C) este cu doar 5% mai mică decât puterea termică a combustibilului lichid. Când umiditatea lemnului este de 70%, puterea termică scade de mai mult de 2 ori (939 °C). Prin urmare, o umiditate de 55-60% este limita practică pentru utilizarea lemnului în scopuri de combustibil.

Influența conținutului de cenușă din lemn asupra performanței sale termice este mult mai slabă decât influența umidității asupra acestui factor.

Influența conținutului de umiditate a biomasei lemnoase asupra eficienței centralelor de cazane este extrem de semnificativă. La arderea biomasei lemnoase absolut uscate cu conținut scăzut de cenușă, eficiența de funcționare a unităților de cazane, atât din punct de vedere al productivității, cât și al eficienței lor, se apropie de randamentul de funcționare a cazanelor cu combustibil lichid și, în unele cazuri, depășește randamentul de funcționare a centralelor care utilizează anumite tipuri de cărbune.

O creștere a umidității biomasei lemnoase determină inevitabil o scădere a eficienței centralelor de cazane. Ar trebui să știți acest lucru și să dezvoltați și să luați în mod constant măsuri pentru a preveni intrarea precipitațiilor atmosferice, a apei din sol etc. în combustibilul lemnos.

Conținutul de cenușă al biomasei lemnoase îngreunează arderea. Prezența incluziunilor minerale în biomasa lemnoasă se datorează utilizării unor procese tehnologice insuficient avansate pentru recoltarea lemnului și prelucrarea primară a acestuia. Acestea ar trebui să fie preferate procese tehnologice, în care se poate minimiza contaminarea deșeurilor lemnoase cu incluziuni minerale.

Compoziția fracționată a lemnului zdrobit ar trebui să fie optimă pentru acest tip de dispozitiv de ardere. Abaterile de dimensiunea particulelor de la cea optimă, atât în ​​sus, cât și în jos, reduc eficiența dispozitivelor de ardere. Așchiile folosite pentru a tăia lemnul în așchii de combustibil nu ar trebui să producă abateri mari ale dimensiunii particulelor în direcția creșterii acestora. Cu toate acestea, prezența unui număr mare de particule prea mici este, de asemenea, nedorită.

Pentru a asigura arderea eficientă a deșeurilor lemnoase, este necesar ca proiectarea unităților de cazane să îndeplinească caracteristicile acestui tip de combustibil.

Voi scrie aici un rezumat despre problemele luate în considerare și apoi ceva de genul paragrafelor din care urmează aceste rezumate.

1. Puterea calorică specifică a oricărui lemn 18 - 0,1465W, MJ/kg= 4306-35W kcal/kg, W-umiditate.
2. Puterea calorică volumetrică a mesteacănului (10-40%) 2,6 kW*h/l
3. Puterea calorică volumetrică a pinului (10-40%) 2,1 kW*h/l
4. Uscarea la 40% și mai jos nu este atât de dificilă. Pentru cheresteaua rotundă este chiar necesar dacă se plănuiește despicarea.
5. Cenușa nu arde. Funinginea și cărbunele sunt aproape de cărbune
6. Când arde lemnul uscat, se eliberează 567 de grame de apă per kilogram de lemn de foc.
7. Alimentarea minimă teoretică de aer pentru ardere este de 5,2 m3/kg_lemn_de_foc uscat.Aportul normal de aer este de aproximativ 3m3/l_pin și 3_5 m3/l_mesteacăn.
8. Într-un coș de fum a cărui temperatură a peretelui interior este peste 75 de grade, nu se formează condens (cu lemne de foc până la 70% umiditate).
9. Eficiența cazanului/încălzitorului cuptorului fără recuperare de căldură nu poate depăși 91% la o temperatură gaze de ardere 200 de grade
10. Un dispozitiv de recuperare a căldurii gazelor de ardere cu condensare a aburului poate, în limită, să returneze până la 30% sau mai mult din căldura de ardere a lemnului de foc, în funcție de umiditatea inițială a acestuia.
11. Diferența dintre expresia obținută aici pentru puterea calorică specifică a lemnului de foc și dependența de literatură se datorează în primul rând utilizării diferitelor definiții ale umidității
12. Puterea calorică volumetrică a lemnului de foc putred cu o densitate uscată de 0,3 kg/l este de 1,45 kW*h/l într-o gamă largă de umiditate.
13. Pentru a determina puterea calorică volumetrică a diferitelor tipuri de lemn de foc, este suficient să măsurați densitatea lemnului de foc uscat la aer de acest tip, să înmulțiți cu 4 și să obțineți puterea calorică. în kWh litri din acest lemn de foc aproape indiferent de umiditate. O voi numi regula de patru

Conţinut
1. Dispoziții generale.
2. Puterea calorică a lemnului absolut uscat.
3. Puterea calorică a lemnului umed.
3.1. Calcul teoretic al căldurii de evaporare a apei din lemn.
3.2. Calculul căldurii de evaporare a apei din lemn
4. Dependența densității lemnului de umiditate
5. Puterea calorică volumetrică.
6. Despre conținutul de umiditate al lemnului de foc.
7. Fum, cărbune, funingine și cenușă
8. Câți vapori de apă se produc atunci când arde lemnul?
9.Caldura latenta.
10. Cantitatea de aer necesară pentru arderea lemnului
10.1. Cantitatea gazelor de ardere
11. Căldura gazelor de ardere
12. Despre randamentul cuptorului
13. Potenţialul total de recuperare a căldurii
14. Încă o dată despre dependența puterii calorice a lemnului de foc de umiditate
15. Despre puterea calorică a lemnului de foc putrezit
16. Despre puterea calorică volumetrică a oricărui lemn de foc.

Terminat deocamdată. Voi fi bucuros să adaug completări și comentarii/sugestii constructive.

1. Dispoziții generale.
Permiteți-mi să fac o rezervare imediat că s-a dovedit că prin conținutul de umiditate a lemnului mă refer la două concepte diferite. Voi opera în continuare doar cu conținutul de umiditate despre care se discută cheresteaua. Acestea. masa de apă din copac împărțită la masa reziduului uscat și nu masa de apă împărțită la masa totală.

Acestea. 100% umiditate înseamnă că o tonă de lemn de foc conține 500 kg apă și 500 kg lemn de foc absolut uscat

Conceptul unu. Desigur, este posibil să vorbim despre puterea calorică a lemnului de foc în kilograme, dar este incomod, deoarece conținutul de umiditate al lemnului de foc variază foarte mult și, în consecință, și puterea calorică specifică. În același timp, cumpărăm lemn de foc la metrul cub, nu la tonă.
Cumpărăm cărbune în tone, astfel încât puterea sa calorică este în primul rând interesantă pe kg.
Cumpărăm gaz la metrul cub, deci puterea calorică a gazului este interesantă pe metrul cub.
Cărbunele are o putere calorică de aproximativ 25 MJ/kg, iar gazul de aproximativ 40 MJ/m3. Despre lemne de foc scriu de la 10 la 20 MJ/kg. Să ne dăm seama. Mai jos vom vedea că puterea calorică volumetrică, spre deosebire de valoarea masei pentru lemn de foc, nu se modifică atât de mult.

2. Puterea calorică a lemnului absolut uscat.
Pentru început, vom determina puterea calorică a lemnului de foc complet uscat (0%) pur și simplu prin compoziția elementară a lemnului.
Prin urmare, cred că procentele sunt date pe bază de masă.
1000 g lemn de foc absolut uscat contine:
495 g C
442 g O
63 g H
Reacțiile noastre finale. Le omitem pe cele intermediare (efectele lor termice, într-o măsură sau alta, sunt prezente în reacția finală):
С+O2->CO2+94 kcal/mol~400 kJ/mol
H2+0,5O2->H2O+240 kJ/mol

Acum să determinăm oxigenul suplimentar - care va furniza căldura de ardere.
495g C ->41,3 mol
442g O2->13,8 mol
63g H2->31,5 mol
Arderea carbonului necesită 41,3 moli de oxigen, iar arderea hidrogenului necesită 15,8 moli de oxigen.
Să luăm în considerare două opțiuni extreme. În primul, tot oxigenul prezent în lemnul de foc este asociat cu carbon, în al doilea cu hidrogen
Numaram:
prima varianta
Căldura primită (41,3-13,8)*400+31,5*240=11000+7560=18,6 MJ/kg
a 2-a varianta
Căldura primită 41,3*400+(31,5-13,8*2)*240=16520+936=17,5 MJ/kg
Adevărul, împreună cu toată chimia, este undeva la mijloc.
Cantitatea de dioxid de carbon și vapori de apă eliberați în timpul arderii complete este aceeași în ambele cazuri.

Acestea. puterea calorică a oricărui lemn de foc absolut uscat (chiar aspen, chiar stejar) 18+-0,5 MJ/kg~5,0+-0,1 kW*h/kg

3. Puterea calorică a lemnului umed.
Acum căutăm date pentru puterea calorică în funcție de umiditate.
Pentru a calcula puterea calorică specifică în funcție de umiditate, se propune utilizarea formulei Q=A-50W, unde A variază de la 4600 la 3870 http://tehnopost.kiev.ua/ru/drova/13-teplotvornost-drevesiny- drova.html
sau luați 4400 în conformitate cu GOST 3000-45 http://www.pechkaru.ru/Svojstva drevesin.html
Să ne dăm seama. am obtinut pentru lemn de foc uscat 18 MJ/kg = 4306 kcal/kg.
iar 50W corespunde la 20,9 kJ/g de apă. Căldura de evaporare a apei este de 2,3 kJ/g. Și aici există o discrepanță. Prin urmare, formula poate să nu fie aplicabilă într-o gamă largă de parametri de umiditate. La niveluri scăzute de umiditate din cauza A incert, la niveluri ridicate de umiditate (mai mult de 20-30%) din cauza 50 incorectă.
În datele despre puterea calorică directă, există contradicții de la sursă la sursă și există incertitudine cu privire la ce se înțelege prin umiditate. Nu voi oferi link-uri. Prin urmare, calculăm pur și simplu căldura de evaporare a apei în funcție de umiditate.

3.1. Calcul teoretic al căldurii de evaporare a apei din lemn.
Pentru a face acest lucru vom folosi dependențe

Să ne limităm la 20 de grade.
de aici
3% -> 5% (rel)
4% -> 10% (rel)
6% -> 24% (rel)
9% -> 44% (rel)
12% -> 63% (rel)
15% -> 73% (rel)
20% -> 85% (rel)
28% -> 97% (rel)

Cum putem obține căldura de vaporizare din asta? dar destul de simplu.
mu(pereche)=mu0+RT*ln(pi)
În consecință, diferența dintre potențialele chimice ale aburului față de lemn și apă este determinată ca delta(mu)=RT*ln(pi/psat). pi este presiunea parțială a vaporilor deasupra arborelui, psat este presiunea parțială a vaporilor saturați. Raportul lor este umiditatea relativă a aerului exprimată ca fracție, să o notăm H.
respectiv
R=8,31 J/mol/K
T=293K
Diferența de potențial chimic este diferența de căldură de evaporare exprimată în J/mol. Să scriem expresia în unități mai digerabile în kJ/kg
delta(Qsp)=(1000/18)*8,31*293/1000 ln(H)=135ln(H) kJ/kg precizie la semn

3.2. Calculul căldurii de evaporare a apei din lemn
De aici datele noastre grafice sunt procesate în valori instantanee ale căldurii de evaporare a apei:
3% -> 2,71 MJ/kg
4% -> 2,61 MJ/kg
6% -> 2,49 MJ/kg
9% -> 2,41 MJ/kg
12% -> 2,36 MJ/kg
15% -> 2,34 MJ/kg
20% -> 2,32 MJ/kg
28% -> 2,30MJ/kg
Urmează 2,3 MJ/kg
Sub 3% vom lua în considerare 3MJ/kg.
Bine. Avem date universale aplicabile oricărui lemn, având în vedere că poza originală este aplicabilă și oricărui lemn. Asta este foarte bine. Acum să luăm în considerare procesul de umezire a lemnului și scăderea corespunzătoare a puterii calorice
sa avem 1 kg de reziduu uscat, umiditate 0g, putere calorica 18 MJ/kg
umezit la 3% - se adaugă 30 g de apă. Masa a crescut cu aceste 30 de grame, iar căldura de ardere a scăzut cu căldura de evaporare a acestor 30 de grame. Totalul nostru este (18MJ-30/1000*3MJ)/1,03kg=17,4MJ/kg
umezită în continuare cu încă 1%, masa a crescut cu încă 1%, iar căldura latentă a crescut cu 0,0271 MJ. Total 17,2 MJ/kg
Și așa mai departe, recalculăm toate valorile. Primim:
0% -> 18,0 MJ/kg
3% -> 17,4 MJ/kg
4% -> 17,2 MJ/kg
6% -> 16,8 MJ/kg
9% -> 16,3 MJ/kg
12% -> 15,8 MJ/kg
15% -> 15,3 MJ/kg
20% -> 14,6 MJ/kg
28% -> 13,5 MJ/kg
30%-> 13,3MJ/kg
40% -> 12,2 MJ/kg
70%->9,6MJ/kg
Ura! Aceste date din nou nu depind de tipul de lemn.
În acest caz, dependența este descrisă perfect printr-o parabolă:
Q=0,0007143*W^2 - 0,1702W + 17,82
sau liniar în intervalul 0-40
Q = 18 - 0,1465W, MJ/kg sau kcal/kg Q=4306-35W (nu 50 deloc) Ne vom ocupa de diferența separat mai târziu.

4. Dependența densității lemnului de umiditate
Voi lua în considerare două rase. Pin și mesteacăn

Pentru început, am scotocit și am decis să mă ocup de următoarele date despre densitatea lemnului

Cunoscând valorile densității, putem determina greutatea volumetrică a reziduului uscat și a apei în funcție de umiditate; nu luăm în considerare lemnul proaspăt tăiat, deoarece umiditatea nu este determinată.
Prin urmare, densitatea mesteacănului este 2.10E-05x2 + 2.29E-03x + 6.00E-01
pin 1.08E-05x2 + 2.53E-03x + 4.70E-01
aici x este umiditatea.
Voi simplifica la o expresie liniară în intervalul 0-40%
Se dovedește
pin ro=0,47+0,003W
mesteacan ro=0,6+0,003W
Ar fi bine să colectăm statistici asupra datelor, deoarece pinul are 0,47 m.b. si despre cazul, dar mesteacanul este mai usor, si 0,57 undeva.

5. Puterea calorică volumetrică.
Acum să calculăm puterea calorică pe unitatea de volum de pin și mesteacăn
Pentru mesteacăn

0 0,6 18 10,8
15 0,64 15,31541 9,801862
25 0,67 13,91944 9,326025
75 0,89 9,273572 8,253479
La mesteacăn se poate observa că puterea calorică volumetrică variază de la 8 MJ/l pentru lemnul proaspăt tăiat până la 10,8 pentru lemnul complet uscat. Într-un interval practic semnificativ de 10-40% de la aproximativ 9 la 10 MJ/l ~ 2,6 kW*h/l

Pentru pin
umiditate densitate capacitate termică specifică capacitate termică volumetrică
0 0,47 18 8,46
15 0,51 15,31541 7,810859
25 0,54 13,91944 7,516497
75 0,72 9,273572 6,676972
La mesteacăn se poate observa că puterea calorică volumetrică variază de la 6,5 ​​MJ/l pentru lemnul proaspăt tăiat până la 8,5 pentru lemnul complet uscat. Într-un interval practic semnificativ de 10-40% de la aproximativ 7 la 8 MJ/l ~ 2,1 kW*h/l

6. Despre conținutul de umiditate al lemnului de foc.
Mai devreme am menționat intervalul practic semnificativ de 10-40%. vreau sa clarific. Din considerentele anterioare, devine evident că este mai indicat să arzi lemnul uscat decât lemnul umed și pur și simplu este mai ușor să-l ardeți și mai ușor să îl transportați la focar. Rămâne de înțeles ce înseamnă uscat.
Dacă ne uităm la poza de mai sus, vom vedea că la aceleași 20 de grade peste 30%, umiditatea aerului de echilibru lângă un astfel de copac este de 100% (rel.). Ce înseamnă? AK este că bușteniul se comportă ca o băltoacă și se usucă în orice condiții meteorologice, se poate usca chiar și în ploaie. Viteza de uscare este limitată doar de difuzie, ceea ce înseamnă lungimea buștenului dacă nu este tocat.
Apropo, viteza de uscare a unui buștean de 35 cm lungime este aproximativ echivalentă cu viteza de uscare a unei plăci de cincizeci și cincizeci și, din cauza crăpăturilor din buștean, viteza de uscare a acestuia crește suplimentar în comparație cu o scândură și așezarea acesteia în jumătățile de bușteni cu un singur rând îmbunătățesc și mai mult uscarea în comparație cu o scândură. Se pare că în câteva luni de vară, într-un polen cu un singur rând pe stradă, poți ajunge la o umiditate de 30% sau mai puțin pentru o jumătate de metru de lemn de foc. Cele ciobite se usucă în mod natural și mai repede.
Gata să discutăm dacă există rezultate.

Nu este greu de imaginat ce fel de buștean arată și se simte. Nu conține crăpături la capăt și se simte ușor umed la atingere. Dacă se află la întâmplare în apă, pot apărea mucegai și ciuperci. Tot felul de bug-uri aleargă fericiți dacă este cald. Bineînțeles că se injectează singur, dar fără tragere de inimă. Cred că peste 50% nu există aproape deloc înțepături. Securea/sătarul intră cu un „squelch” și tot efectul

Lemnul uscat la aer are deja crăpături și conținutul de umiditate este mai mic de 20%. Se înțeapă relativ ușor și arde bine.

Ce este 10%? Să ne uităm la poză. Aceasta nu este neapărat uscare în cameră. Aceasta poate fi uscare într-o saună sau pur și simplu într-o cameră încălzită în timpul sezonului. Acest lemn de foc arde - ai doar timp să-l arunci, se aprinde perfect, este ușor și „sună” la atingere. Ele sunt, de asemenea, excelent rindeluite în așchii.

7. Fum, cărbune, funingine și cenușă
Produsele principale ale arderii lemnului sunt dioxidul de carbon și vaporii de apă. Care, împreună cu azotul, sunt componentele principale ale gazelor de ardere.
În plus, rămân reziduuri nearse. Aceasta este funingine (sub formă de fulgi în coș și, de fapt, ceea ce numim fum), cărbune și cenușă. Compoziția lor este următoarea:
cărbune:
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1490.html
compoziție: 80-92% C, 4,0-4,8% H, 5-15% O - aceeași piatră în esență, așa cum este sugerat
Cărbunele conține și 1-3% minerale. impurități, cap. arr. carbonați și oxizi de K, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe.
Și iată-l frasin Ce sunt oxizii metalici neinflamabili. Apropo, cenușa este folosită în lume ca aditiv pentru ciment, de asemenea, clincherul, de fapt, primit doar pentru livrare (fără costuri suplimentare de energie).

funingine
Compoziția elementară,
Carbon, C 89 – 99
Hidrogen, H 0,3 – 0,5
Oxigen, O 0,1 – 10
Sulf, S0.1 – 1.1
Minerale0.5
Adevărat, acestea sunt funingine ușor diferite - dar funingine tehnice. Dar cred că diferența este mică.

Atât cărbunele, cât și funinginea sunt aproape de cărbune în compoziție, ceea ce înseamnă că nu numai că ard, dar au și o putere calorică ridicată - la nivelul de 25 MJ / kg. Cred că formarea atât a cărbunelui, cât și a funinginei se datorează în primul rând temperaturii insuficiente în focar/lipsei de oxigen.

8. Câți vapori de apă se produc atunci când arde lemnul?
1 kg de lemn de foc uscat conține 63 de grame de hidrogen sau
Când sunt arse, aceste 63 de grame de apă vor produce maximum 63*18/2 (cheltuim două grame de hidrogen pentru a produce 18 grame de apă) = 567 grame/kg_lemn.
Cantitatea totală de apă generată în timpul arderii lemnului va fi astfel
0% ->567 g/kg
10%->615 g/kg
20%->673 g/kg
40%->805 g/kg
70%->1033 g/kg

9.Caldura latenta.
O întrebare interesantă este: dacă umiditatea formată în timpul arderii lemnului este condensată și căldura rezultată este îndepărtată, cât de mult este acolo? O vom evalua.
0% ->567 g/kg->1,3MJ/kg->7,2% din puterea calorică a lemnului de foc
10%->615 g/kg->1,4MJ/kg->8,8% din puterea calorică a lemnului de foc
20%->673 g/kg->1,5MJ/kg->10,6% din puterea calorică a lemnului de foc
40%->805 g/kg->1,9MJ/kg->15,2% din puterea calorică a lemnului de foc
70%->1033 g/kg->2,4MJ/kg->24,7% din căldura de ardere a lemnului
Aceasta este limita teoretică a aditivului care poate fi stors din condensarea apei. În plus, dacă nu încălziți cu lemn brut, atunci întregul efect marginal este în intervalul 8-15%

10. Cantitatea de aer necesară pentru arderea lemnului
A doua sursă de căldură potențială pentru creșterea eficienței unui cazan/cuptor TT este extragerea căldurii din gazele de ardere.
Avem deja toate datele necesare, așa că nu vom intra în surse. Mai întâi trebuie să calculați alimentarea minimă teoretică de aer pentru arderea lemnului. Pentru început cu cele uscate.
Să ne uităm la paragraful 2

1 kg lemn de foc:
495g C ->41,3 mol
442g O2->13,8 mol
63g H2->31,5 mol
Arderea carbonului necesită 41,3 moli de oxigen, iar arderea hidrogenului necesită 15,8 moli de oxigen. Mai mult, există deja 13,8 moli de oxigen. Necesarul total de oxigen pentru ardere este de 43,3 mol/kg_lemn. de aici necesarul de aer 216 mol/kg_lemn= 5,2 mc/kg_lemn(oxigen - o cincime).
Pentru diferite conținuturi de umiditate a lemnului avem
0%->5,2 m3/kg->2,4 m3/l_pin! 3,1 m3/l_, mesteacăn
10%->4,7 m3/kg->2,4 m3/l_pin! 3,0 m3/l_, mesteacăn
20%->4,3 m3/kg->2,3 m3/l_pin! 2,9 mc/l_, mesteacan
40%->3,7 m3/kg->2,2 m3/l_pin! 2,7 mc/l_, mesteacăn
70%->3,1 m3/kg->2,1 m3/l_pin! 2,5 mc/l_, mesteacan
Ca și în cazul puterii calorice, vedem că aportul necesar de aer pe litru de lemn de foc depinde puțin de umiditatea acestuia.

În acest caz, este imposibil să furnizați aer mai puțin decât valoarea obținută - va avea loc arderea incompletă a combustibilului, formarea monoxid de carbon, funingine și cărbune. De asemenea, nu este recomandabil să furnizați mult mai mult, deoarece acest lucru are ca rezultat arderea incompletă a oxigenului, o scădere a temperaturii maxime a gazelor de ardere și pierderi mari în coș.

Introduceți coeficientul de exces de aer (gama) ca raport dintre alimentarea reală cu aer și minimul teoretic (5 m3/kg). Valoarea coeficientului în exces poate varia și este de obicei de la 1 la 1,5.

10.1. Cantitatea gazelor de ardere
În același timp, am ars 43,3 moli de oxigen, dar am eliberat 41,3 moli de CO2, 31,5 moli de apă chimică și toată umezeala din lemn.
Astfel, cantitatea de gaze arse la ieșirea din cuptor este mai mare decât la intrare și se calculează în funcție de temperatura camerei
0% ->5,9 m3/kg, din care vapori de apă 0,76 m3/kg
10%->5,5 m3/kg, din care vapori de apă 0,89 m3/kg inclusiv evaporat 0,13
20%->5,2 m3/kg, din care vapori de apă 1,02 m3/kg inclusiv evaporat 0,26
40%->4,8 m3/kg, din care vapori de apă 1,3 m3/kg
70%->4,4 m3/kg, din care vapori de apă 1,69 m3/kg
De ce avem nevoie de toate acestea?
Dar de ce. În primul rând, putem determina ce temperatură trebuie menținută coșul de fum, astfel încât să nu existe niciodată condens în el. (apropo, nu am deloc condens in teava).
Pentru a face acest lucru, vom găsi temperatura corespunzătoare umidității relative a gazelor de ardere pentru 70% din lemn de foc. Este posibil conform programului de mai sus. Căutăm 1,68/4,4=0,38.
Dar nu se poate conform programului! Există o greșeală
Luăm aceste date http://www.fptl.ru/spravo4nik/davlenie-vodyanogo-para.html și obținem o temperatură de 75 de grade. Acestea. dacă hornul este mai fierbinte, nu va exista condens în el.

Pentru factorii în exces mai mari de unu, cantitatea de gaze arse trebuie calculată ca cantitatea calculată de gaze arse (5,2 m3/kg la 20%) plus (gamma-1) ori cantitatea de aer necesară teoretic (4,3 m3/kg la 20%). 20%). .
De exemplu, pentru un exces de 1,2 si 20% umiditate avem 5,2+0,2*4,3=6,1m3/kg

11. Căldura gazelor de ardere
Să ne limităm la cazul în care temperatura gazelor de ardere este de 200 de grade. Am luat una dintre valorile de pe linkul http://celsius-service.ru/?page_id=766
Și vom căuta căldura în exces a gazelor de ardere în comparație cu temperatura camerei - potențialul de recuperare a căldurii. Să presupunem un coeficient de exces de aer de 1,2. Date despre gazele de ardere de aici: http://thermalinfo.ru/publ/gazy/gazovye_smesi/teploprovodnosti_i_svojstva_dymovykh_gazov/28-1-0-33
Densitate la 200 grade 0,748, Cp=1,097.
la zero 1,295 și 1,042.
Vă rugăm să rețineți că densitatea este raportată conform legii gazelor ideale: 0,748=1,295*273/473. Iar capacitatea termică este practic constantă. Deoarece operăm cu debite recalculate cu 20 de grade, determinăm densitatea la o temperatură dată - 1,207. iar Cp luăm media, aproximativ 1,07. Capacitatea totală de căldură a cubului nostru de fum standard este de 1,29 kJ/m3/K

0% ->6,9 m3/kg->1,6MJ/kg->8,9% din puterea calorică a lemnului de foc
10%->6,4 m3/kg->1,5MJ/kg->9,3% din puterea calorică a lemnului de foc
20%->6,1 m3/kg->1,4MJ/kg->9,7% din puterea calorică a lemnului de foc
40%->5,5 m3/kg->1,3MJ/kg->10,5% din puterea calorică a lemnului
70%->5,0 m3/kg->1,2MJ/kg->12,1% din puterea calorică a lemnului

În plus, vom încerca să justificăm diferența dintre puterea calorică literară a lemnului de foc 4400-50W și 4306-35W obținut mai sus. Justificați diferența de coeficient.
Să presupunem că autorii formulei consideră că căldura pentru încălzirea aburului suplimentar este aceleași pierderi ca și căldura latentă și contracția lemnului. Am alocat între 10 și 20% abur suplimentar de 0,13 m3/kg_lemn. Fără a ne deranja să găsim valoarea capacității termice a vaporilor de apă (încă nu diferă mult), obținem pierderi suplimentare pentru încălzirea apei suplimentare 0,13 * 1,3 * 180 = 30,4 KJ/kg_lemn. Un procent de umiditate este de zece ori mai mică de 3 kJ/kg/% sau 0,7 kcal/kg/%. Nu am primit 15. Încă o inconsecvență. Nu mai văd încă motive.

12. Despre randamentul cuptorului
Există dorința de a înțelege ce se află în așa-numitul. Randamentul cazanului. Căldura gazelor de ardere este cu siguranță o pierdere. Pierderile prin pereți sunt, de asemenea, necondiționate (dacă nu sunt considerate dăunătoare). Căldura latentă - pierdere? Nu. Căldura latentă din umiditatea evaporată se află în puterea calorică redusă a lemnului de foc. Apa formată chimic este un produs de ardere și nu o pierdere de putere (nu se evaporă, ci se formează imediat sub formă de abur).
In total randamentul maxim al cazanului/cuptorului este determinat de potentialul de recuperare a caldurii (fara a se tine cont de condens) scris chiar mai sus. Și este de aproximativ 90% și nu mai mult de 91. Pentru a crește eficiența, este necesar să se reducă temperatura gazelor de ardere la ieșirea din cuptor, de exemplu, prin reducerea intensității arderii, dar în același timp una ar trebui să se aștepte la o formare mai extinsă de funingine - este fumurie și nu arde 100% a lemnului -> o scădere a eficienței.

13. Potenţialul total de recuperare a căldurii.
Din datele prezentate mai sus, este destul de simplu de calculat pentru cazul răcirii de la gazele de ardere 200 la 20 și condensului de umiditate. Pentru simplitatea tuturor umezelii.

0% ->2,9MJ/kg->16% din puterea calorică a lemnului de foc
10%->3,0MJ/kg->18,6% din puterea calorică a lemnului de foc
20%->3,0MJ/kg->20,6% din puterea calorică a lemnului de foc
40%->3,2MJ/kg->26,3% din puterea calorică a lemnului de foc
70%->3,6MJ/kg->37,4% din puterea calorică a lemnului de foc
Trebuie remarcat faptul că valorile sunt destul de vizibile. Acestea. Există un potențial de recuperare a căldurii, în timp ce amploarea efectelor în termeni absoluti în MJ/kg depinde slab de umiditate, ceea ce simplifică probabil calculul ingineresc. În efectul indicat, aproximativ jumătate se datorează condensului, restul se datorează capacității termice a gazelor arse.

14. Încă o dată despre dependența puterii calorice a lemnului de foc de umiditate
Să încercăm să justificăm diferența dintre puterea calorică literară a lemnului de foc 4400-50W și 4306-35W obținut mai sus în coeficientul înainte de W.
Să presupunem că autorii formulei consideră că căldura pentru încălzirea aburului suplimentar este aceleași pierderi ca și căldura latentă și contracția lemnului. Am alocat între 10 și 20% abur suplimentar de 0,13 m3/kg_lemn. Fără a ne deranja să găsim valoarea capacității termice a vaporilor de apă (încă nu diferă mult), obținem pierderi suplimentare pentru încălzirea apei suplimentare 0,13 * 1,3 * 180 = 30,4 KJ/kg_lemn. Un procent de umiditate este de zece ori mai mică de 3 kJ/kg/% sau 0,7 kcal/kg/%. Nu am primit 15. Încă o inconsecvență.

Să presupunem încă o opțiune. Ideea este că autorii cunoscutei formule au operat cu așa-numita umiditate absolută a lemnului, în timp ce aici am operat cu umiditate relativă.
În termeni absoluti, W este considerat raportul dintre masa de apă și masa totală a lemnului de foc și, în termeni relativi, raportul dintre masa de apă și masa de reziduu uscat (a se vedea paragraful 1).
Pe baza acestor definiții, vom construi dependența umidității absolute de relativă
0%(rel)->0%(abs)
10%(rel)->9,1%(abs)
20%(rel)->16,7%(abs)
40%(rel)->28,6%(abs)
70%(rel)->41,2%(abs)
100%(rel)->50%(abs)
Să ne uităm din nou separat la intervalul 10-40. Este posibil să se aproximeze dependența obținută a dreptei W = 1,55 Wabs - 4,78.
Inlocuim aceasta expresie in formula pentru puterea calorica obtinuta anterior si avem o noua expresie liniara pentru puterea calorica specifica a lemnului de foc
4306-35W=4306-35*(1,55 Wabs - 4,78)=4473-54W. În cele din urmă am obținut un rezultat mult mai apropiat de datele din literatură.

15. Despre puterea calorică a lemnului de foc putrezit
Atunci când pornesc un foc în aer liber, inclusiv la grătare, eu, probabil ca mulți oameni, prefer să-l ard cu lemne uscate. Acest lemn de foc este format din ramuri uscate destul de putrezite. Ard bine, destul de fierbinți, dar pentru a forma o anumită cantitate de cărbune este nevoie de aproximativ de două ori mai mult decât mesteacănul normal uscat la aer. Dar de unde pot lua acest mesteacăn uscat din pădure? De aceea mă înec cu ceea ce am și cu ceea ce nu dăunează pădurii. Acelasi lemn de foc este perfect pentru incalzirea unui aragaz/cazan in casa.
Ce este acest lemn uscat? Acesta este același lemn în care a avut loc de obicei procesul de putrezire, incl. direct pe rădăcină, ca urmare, densitatea reziduului uscat a scăzut foarte mult și a apărut o structură liberă. Această structură liberă este mai permeabilă la vapori decât lemnul obișnuit, astfel încât ramura s-a uscat chiar pe rădăcină în anumite condiții.
Vorbesc despre acest fel de lemn de foc

Puteți folosi și trunchiuri de copaci putrezite dacă sunt uscate. Este foarte greu să arzi lemnul umed putred, așa că nu îl vom lua în considerare deocamdată.

Nu am măsurat niciodată densitatea unui astfel de lemn de foc. Dar subiectiv această densitate este de aproximativ o ori și jumătate mai mică pin silvestru(cu toleranțe largi). Pe baza acestui postulat vom calcula capacitatea termica volumetrica in functie de umiditate, in timp ce eu o incalzesc de obicei cu lemn uscat din lemn de esenta tare, a cărui densitate a fost inițial mai mare decât cea a pinului. Acestea. Să luăm în considerare cazul în care un buștean putred are o densitate a reziduurilor uscate care este jumătate din cea a lemnului original.
Deoarece pentru mesteacăn și pin formulele liniare pentru dependența densității au coincis (până la densitatea lemnului de foc absolut uscat), atunci pentru lemnul putred vom folosi și această formulă:
ro=0,3+0,003W. Aceasta este o estimare foarte aproximativă, dar nimeni nu pare să fi cercetat cu adevărat problema ridicată aici. M.b. Canadienii au informații, dar au și propria lor pădure, cu proprietăți proprii.
0% (0,30 kg/l) ->18,0MJ/kg ->5,4MJ/l=1,5kW*h/l
10% (0,33 kg/l) ->16,1MJ/kg->5,3MJ/l=1,5kW*h/l
20% (0,36 kg/l) ->14,6MJ/kg->5,3MJ/l=1,5kW*h/l
40% (0,42 kg/l) ->12,2MJ/kg->5,1MJ/l=1,4kW*h/l
70% (0,51 kg/l) ->9,6MJ/kg->4,9MJ/l=1,4kW*h/l
Ceea ce nu mai este deosebit de surprinzător, puterea calorică volumetrică a lemnului de foc putred depinde din nou slab de umiditate și este de aproximativ 1,45 kW*h/l.

16. Despre puterea calorică volumetrică a oricărui lemn de foc.
În general, rocile luate în considerare, inclusiv lemnul putred, pot fi combinate sub o singură formulă pentru puterea calorică. Pentru a obține o formulă care nu este în întregime academică, dar aplicabilă în practică, în loc de lemn absolut uscat, scriem pentru 20%:
Densitate putere calorică
0,66 kg/l -> 2,7 kW*h/l
0,53 kg/l -> 2,1 kW*h/l
0,36 kg/l -> 1,5 kW*h/l
Acestea. Puterea calorică volumetrică a lemnului de foc uscat la aer, indiferent de specie, este de aproximativ Q=4*densitate (în kg/l), kW*h/l

Acestea. pentru a înțelege ce va produce lemnul de foc specific (diverse fructe, putrezite, conifere etc.) Puteți determina densitatea lemnului de foc uscat la aer condiționat o singură dată - cântărind și determinând volumul. Înmulțiți cu 4 și aplicați valoarea rezultată pentru aproape orice conținut de umiditate al lemnului de foc.
Aș efectua o măsurătoare similară făcând un buștean scurt (în limita a 10 cm) aproape de un cilindru sau paralelipiped dreptunghiular (plăci). Scopul este să nu deranjezi măsurarea volumului și să-l usuci la aer suficient de repede. Permiteți-mi să vă reamintesc că uscarea de-a lungul fibrelor este de 6,5 ori mai rapidă decât peste ele. Și această bucată de lemn de 10 cm se va usca în aer într-o săptămână vara.

_____________________________________________________________________________
Desenele postate aici se află pe alte resurse. Pentru a păstra conținutul informațiilor și în conformitate cu clauza 6.8 din Regulile forumului, le atașez ca atașamente. Dacă aceste atașamente încalcă drepturile cuiva, vă rog să-mi spuneți - atunci vor fi șterse.

Atasamente:

Comentarii

Puterea calorică a lemnului de foc depinde de tipul copacului și de umiditatea acestuia

Numim lemn de foc bucăți de lemn folosite în reacții rapide de oxidare cu oxigenul atmosferic pentru a produce lumină și căldură. Pur și simplu aprindem un foc pe pământ după ce mergem la picnic. Sau in aparate speciale - gratare, focare, boilere, sobe, takyrs sau altele.

Există diferite tipuri de lemn de foc, cantitatea de căldură obținută din arderea acestuia, împărțită la masă (volum), se numește căldură specifică de ardere a uleiului de încălzire. Puterea calorică a lemnului de foc depinde de tipul copacului și de conținutul de umiditate al acestuia. În plus, completitudinea arderii și eficiența utilizării energiei de ardere depind de alți factori. Sobe diferite, forță de aspirare, design coș de fum - totul afectează rezultatul.

Esența parametrului fizic

Energia se măsoară în „jouli” - cantitatea de muncă efectuată pentru a deplasa 1 metru atunci când se aplică o forță de 1 newton în direcția de aplicare. Sau în „calorii” - cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 g de apă cu 1 °C la o presiune de 760 mm Hg. O calorie internațională corespunde la 4,1868 Jouli.

Capacitatea termică specifică a unui combustibil este cantitatea de căldură produsă prin arderea completă împărțită la masa sau volumul combustibilului.

Valoarea nu este constantă, deoarece lemnul de foc poate varia foarte mult, iar acest parametru variază în mod corespunzător. În laborator, căldura specifică este măsurată prin ardere în dispozitive speciale. Rezultatul este valabil pentru o anumită probă, dar numai pentru acea probă.

Căldura specifică totală a uleiului de încălzire se măsoară cu răcirea simultană a produselor de ardere și condensarea apei evaporate - pentru a se ține cont de TOATEA cantitate de energie primită.

În practică, se folosește mai des funcționarea decât căldura specifică de ardere, fără a ține cont de toată energia primită.

Esența procesului de ardere

Dacă încălziți lemnul, la 120–150 ˚C acesta devine închis la culoare. Aceasta este o carbonizare lentă, care se transformă în cărbune. Ridicarea temperaturii la 350–350 ˚С, vom vedea descompunerea termică, înnegrirea cu eliberarea de fum alb sau maro. Când sunt încălzite în continuare, gazele de piroliză eliberate (CO și hidrocarburi volatile) se vor aprinde, transformându-se în flăcări. După ardere de ceva timp, cantitatea de substanțe volatile va scădea, iar cărbunii vor continua să ardă, dar fără flacără. În practică, pentru a aprinde și menține arderea, lemnul trebuie încălzit la 450–650 ˚C.

Procesul de ardere a lemnului

Ulterior, temperatura de ardere a uleiului de încălzire în focar variază de la aproximativ 500 ˚С (plop) la 1000 și mai mult (frasin, fag). Această valoare depinde în mare măsură de tiraj, de designul cuptorului și de mulți alți factori.

Dependent de umiditate

Cu cât umiditatea este mai mare, cu atât arderea este mai proastă, cu atât eficiența sobei este mai mică și cu atât este mai dificilă aprinderea și întreținerea focului. Iar puterea calorică a lemnului de foc este mai mică.

Indicatori de putere calorică (cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a 1 kg de lemn de foc, în funcție de umiditate)

Atât căldura specifică a uleiului de încălzire, cât și rata de utilizare a acestuia scad. Motivele sunt următoarele.

1. Apa din compozitie reduce cantitatea de combustibil ca atare: la o umiditate de 50% lemnul de foc contine jumatate din apa. Și nu va arde...
2. O parte din energia uleiului de încălzire va fi cheltuită pentru încălzire și evaporarea umidității.
3. Lemnul umed conduce mai bine căldura, ceea ce face dificilă încălzirea părții din buștean care este aprinsă la temperatura de ardere.

Lemnul proaspăt tăiat variază în conținutul de umiditate în funcție de momentul tăierii, tipul de copac și locul de creștere, dar în medie conține aproximativ 50% apă.

De aceea l-au pus în grămezi de lemne sub un baldachin. În timpul depozitării, o parte din umiditate se va evapora. Când umiditatea scade de la 50 la 20%, căldura specifică de ardere a uleiului de încălzire se dublează aproximativ.

Dependența de densitate

Destul de ciudat, compoziția arborilor din diferite specii este similară: 35–46% celuloză, 20–28% lignină + esteri, rășini și alte substanțe. Iar diferența de căldură de ardere a uleiului de încălzire se datorează porozității, adică cât spațiu ocupă golurile. În consecință, decât lemn mai dens, cu atât puterea calorică a lemnului de foc din acesta este mai mare. Peleții combustibili de calitate superioară obținuți prin uscarea și presarea deșeurilor lemnoase au o densitate de 1,1 kg/dm 3, adică mai mare decât densitatea apei. În care se îneacă.

Caracteristicile economice ale diferitelor lemne de foc

Forma contează: cu cât buștenii sunt mai mici, cu atât se aprind mai ușor și ard mai repede. Este clar că lungimea depinde și de design: prea lung nu poate fi plasat într-o sobă sau șemineu; capetele ies în afară. Prea scurt - forță de muncă suplimentară la tăiere sau tocare. Temperatura de ardere a lemnului de foc depinde de cantitatea de umiditate, de tipul de lemn și de cantitatea de aer furnizată. Temperatura este cea mai scăzută la arderea lemnului de foc din plop, cea mai ridicată la arderea lemnului de esență tare: frasin, artar de munte, stejar.

Importanța umidității a fost scrisă mai sus. Nu numai transferul de căldură al combustibilului în cuptor, ci și costurile forței de muncă pentru despicare sau tăiere depind foarte mult de acesta. Este mai ușor să despicați și să tăiați lemnul umed, proaspăt tăiat. Cu toate acestea, este prea umed și vâscos, ceea ce îl face să doară rău. Partea capului este mai densă, iar cioturile smulse și zonele din apropierea nodurilor au o rezistență crescută. Acolo straturile de lemn se împletesc, ceea ce îl face mult mai puternic. Stejarul se desparte bine pe direcția longitudinală, care a fost folosit de tolăieri încă din cele mai vechi timpuri. Obținerea șindrilei, și despicarea lemnului de foc are secretele ei.

Molidul este o specie „împușcatoare”, motiv pentru care nu este de dorit pentru utilizare în șeminee sau incendii. Când sunt încălzite, „bulele” interne cu rășină fierb și aruncă particulele arse destul de departe, ceea ce este periculos: este ușor să arzi hainele lângă foc. Sau poate provoca un incendiu în apropierea șemineului. Într-un cuptor închis, acest lucru nu contează. Mesteacanul produce o flacara fierbinte si este un lemn de foc excelent. Dar cu tiraj slab se formează o mulțime de substanțe rășinoase (înainte de a face gudron de mesteacăn) și se depune multă funingine. Arinul și aspenul, dimpotrivă, produc puțină funingine. Chibriturile sunt realizate în principal din aspen.

În practică, este convenabil să tăiați și să împărțiți imediat lemnul de foc proaspăt tăiat. Apoi stivuiți-l sub copertine, făcând grămezi de lemne astfel încât aerul să treacă, uscând combustibilul și crescând transferul de căldură. Tocarea lemnului este o sarcină care necesită forță de muncă, așa că atunci când cumpărați, acordați atenție acestui lucru. În plus, vă vor aduce lemne de foc stivuite sau în vrac.

În al doilea caz, uleiul de încălzire este plasat într-un corp „slăbit”, iar clientul plătește parțial pentru aer. În plus, combustibilul lichid sau gazos folosit pentru încălzire are un avantaj: este ușor să automatizezi alimentarea. Au nevoie de mult lemn de foc făcut singur. Toate acestea trebuie luate în considerare atunci când alegeți o sobă sau un cazan pentru casa dvs.

Video: Cum să alegi lemn de foc pentru focar