Quitrà a la xemeneia de la caldera

Factors que afecten la temperatura de combustió

La temperatura de la llenya en una estufa depèn no només del tipus de llenya. Els factors significatius també són el contingut d'humitat de la llenya i la força de tracció, que es deu al disseny de la unitat tèrmica.

Influència de la humitat

A la fusta acabada de tallar, el contingut d'humitat arriba del 45 al 65%, de mitjana, al voltant del 55%. La temperatura de combustió d'aquesta llenya no augmentarà als valors màxims, ja que l'energia tèrmica es gastarà en l'evaporació de la humitat. D'acord amb això, es redueix la transferència de calor del combustible.

Per tal que s'alliberi la quantitat de calor necessària durant la combustió de la fusta, s'utilitzen tres maneres
:

• s'utilitza gairebé el doble de llenya acabada de tallar per a la calefacció i la cuina (això es tradueix en uns costos més elevats de combustible i la necessitat d'un manteniment freqüent de la xemeneia i els conductes de gas, en els quals s'assentarà una gran quantitat de sutge);
• La llenya acabada de tallar s'asseca prèviament (els troncs es tallen, es divideixen en troncs, que s'apilen sota un dosser: es triga 1-1,5 anys a assecar-se naturalment a un 20% d'humitat);
• es compra llenya seca (els costos financers es compensen amb l'elevada transferència de calor del combustible).

El poder calorífic de la llenya de bedoll de la fusta acabada de tallar és força elevat. La cendra acabada de tallar, el carpe i altres combustibles de fusta dura també són adequats per al seu ús.

Influència del subministrament d'aire

En limitar el subministrament d'oxigen al forn, baixem la temperatura de combustió de la llenya i reduïm la transferència de calor del combustible. La durada de la combustió de la càrrega de combustible es pot augmentar tancant l'amortidor de la unitat de la caldera o de l'estufa, però l'estalvi de combustible produeix una baixa eficiència de combustió a causa de condicions subòptimes. A la llenya que crema en una xemeneia de tipus obert, l'aire entra lliurement de l'habitació i la intensitat del corrent depèn principalment de les característiques de la xemeneia.

La fórmula simplificada per a la combustió ideal de la fusta és
:

C + 2H2 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q (calor)

El carboni i l'hidrogen es cremen quan es subministra oxigen (costat esquerre de l'equació), donant lloc a calor, aigua i diòxid de carboni (costat dret de l'equació).

Perquè la fusta seca cremi a la màxima temperatura, el volum d'aire que entra a la cambra de combustió ha d'arribar al 130% del volum necessari per al procés de combustió. Quan el flux d'aire està bloquejat per amortidors, es forma una gran quantitat de monòxid de carboni i la raó d'això és la manca d'oxigen. El monòxid de carboni (carboni no cremat) entra a la xemeneia, mentre que la temperatura de la cambra de combustió baixa i la transferència de calor de la llenya disminueix.

Un enfocament econòmic quan s'utilitza una caldera de llenya de combustible sòlid és instal·lar un acumulador de calor que emmagatzemi l'excés de calor generat durant la combustió del combustible en el mode òptim, amb una bona tracció.

Amb les estufes de llenya no podreu estalviar combustible així, ja que escalfen directament l'aire. El cos d'un forn de maó massiu és capaç d'acumular una part relativament petita de l'energia tèrmica, mentre que per a les estufes metàl·liques, l'excés de calor entra directament a la xemeneia.

Si obriu el ventilador i augmenteu el tiratge al forn, augmentarà la intensitat de la combustió i la transferència de calor del combustible, però també augmentarà la pèrdua de calor. Amb la combustió lenta de la llenya, la quantitat de monòxid de carboni augmenta i la transferència de calor disminueix.

Construïm un bany rus segons la ment

Vistes: 3 082 Per regla general, la principal font de calor rebuda per a les necessitats de volar al bany és cremar llenya.

Però primer, toquem breument la qüestió de l'estructura de la fusta com a combustible.

La fusta és una combinació de compostos hidrocarburs (polímers de polisacàrids) de cel·lulosa, hemicel·lulosa i lignina.

És capaç de cremar i forma mescles explosives amb l'aire. El monòxid de carboni, quan es crema, produeix una flama blava. El monòxid de carboni és altament tòxic. La inhalació d'aire amb una concentració de monòxid de carboni del 0,4% és fatal per als humans.

Informació

Les màscares de gas estàndard no protegeixen contra el monòxid de carboni, per la qual cosa s'utilitzen filtres especials o dispositius d'aïllament d'oxigen en cas d'incendi.

Diòxid de sulfur

El diòxid de sofre (SO 2 ) és un producte de combustió de sofre i compostos de sofre. Un gas incolor amb una olor acre característica. Densitat relativa del diòxid de sofre = 2,25. La densitat d'aquest gas a T = 0 0 C i p = 760 mm Hg és de 2,9 kg/m 3 , és a dir, és molt més pesat que l'aire.

Considerem breument les propietats dels principals productes de combustió.

Diòxid de carboni

El diòxid de carboni o diòxid de carboni (CO 2 ) és un producte de la combustió completa del carboni. No té olor ni color. La seva densitat en relació a l'aire = 1,52. La densitat del diòxid de carboni a una temperatura T \u003d 0 0 C i a pressió normal p \u003d 760 mil·límetres de mercuri (mm Hg) és de 1,96 kg / m 3 (la densitat de l'aire en les mateixes condicions és ρ \u003d 1,29 kg / m 3).

Important

El diòxid de carboni és altament soluble en aigua (a T = 15 0 C, un litre de gas es dissol en un litre d'aigua). El diòxid de carboni no admet la combustió de substàncies, amb l'excepció dels metalls alcalins i alcalinotèrres

La combustió del magnesi, per exemple, es produeix en una atmosfera de diòxid de carboni segons l'equació:

CO 2 +2 Mg \u003d C + 2 MgO.

La toxicitat del diòxid de carboni és insignificant.

Vistes: 3 317

Per regla general, la principal font de calor rebuda per a les necessitats de volar al bany és cremar llenya.

Comprendre com és el procés de cremar la llenya i la capacitat de controlar la quantitat de calor extreta durant aquest i el seu ús més eficient, permet triar de manera conscient a favor d'un o altre model d'estufa de sauna.

Per tant, considerem els fonaments químics i físics del procés de combustió de combustible de llenya, que es produeix a la caixa de foc de qualsevol estufa de sauna.

Però primer, toquem breument la qüestió de l'estructura de la fusta com a combustible.

La fusta és una combinació de compostos hidrocarburs (polímers de polisacàrids) de cel·lulosa, hemicel·lulosa i lignina.

Només s'escalfen a causa de la calor de combustió del carboni C i l'hidrogen H alliberats de la llenya escalfada, o, dit d'una altra manera, aquests gasos tenen un paper negatiu en la combustió. Refreden la zona de combustió, impedeixen la totalitat de les reaccions d'oxidació dels components combustibles de la fusta fins que es converteixen en els productes finals CO2 i H2O, redueixen l'escalfament del forn i, finalment, determinen el contingut de calor dels productes de combustió del combustible.

Així que tracem la línia.

Hem considerat la base física i química del procés de combustió del combustible d'hidrocarburs, que és la fusta.

Es va determinar que l'objectiu principal de cremar llenya en una estufa és la totalitat de la seva combustió i l'aprofitament màxim de l'energia tèrmica i de radiació alliberada.

En aquesta etapa, l'arbre absorbeix activament la calor de l'exterior. No hi ha procés de combustió.

A temperatures de 150-275ºС, el procés de descomposició de l'estructura original de la fusta en components sòlids, líquids i gasosos més simples (monòxid de carboni CO, diòxid de carboni CO2, metà CH4, alcohol de fusta (metanol) CH3OH, àcid acètic CH3COOH, creosota-a barreja de fenols i hidrocarburs aromàtics) comença. ). La fusta continua absorbint activament la calor. No hi ha combustió.

A temperatures de 275-450ºС, el procés de descomposició activa i simplificació de l'estructura de la fusta comença amb l'alliberament ràpid de calor, combustibles gasosos i autoescalfament de la fusta. Comença la descomposició de la cel·lulosa i la lignina.

Idealment, només s'hauria d'emetre a l'atmosfera nitrogen N2 a través de la xemeneia, com a component principal de l'aire subministrat al forn juntament amb l'oxigen, però sense participar en la combustió, el diòxid de carboni CO2 i el vapor d'aigua H2O.

Com s'ha esmentat anteriorment, els productes de la reacció de combustió completa de la llenya són el diòxid de carboni CO2 de la combustió de carboni i el vapor d'aigua H2O de la combustió de l'hidrogen.

Com a gasos de llast, el vapor d'aigua del combustible H2O alliberat per la fusta durant l'escalfament, el nitrogen N2 i l'excés d'aire actuen com a gasos de llast.

Els productes de la reacció de la combustió i els gasos de llast no participen en la combustió.

Alliberament de substàncies Combustió incompleta de la fusta

Seguretat

• Abans de començar l'experiment, poseu-vos guants i ulleres de protecció.
• Feu l'experiment en una safata.
• Mantingueu un recipient d'aigua a prop durant l'experiment.
• Traieu-vos els guants abans d'encendre la torxa.

Normes generals de seguretat

• Eviteu entrar productes químics als ulls o a la boca.
• No permeteu que persones sense ulleres, així com nens petits i animals, entrin al lloc de l'experiment.
• Mantingueu el kit experimental fora de l'abast dels nens menors de 12 anys.
• Rentar o netejar tots els equips i accessoris després del seu ús.
• Assegureu-vos que tots els recipients de reactius estiguin ben tancats i emmagatzemats correctament després de l'ús.
• Assegureu-vos que tots els envasos d'un sol ús s'eliminin correctament.
• Utilitzeu només l'equip i els reactius subministrats al kit o recomanats a les instruccions actuals.
• Si heu utilitzat un recipient d'aliment o estris d'experimentació, llenceu-los immediatament. Ja no són aptes per a l'emmagatzematge d'aliments.

Informació de primers auxilis

• Si els reactius entren en contacte amb els ulls, esbandiu els ulls bé amb aigua, mantenint els ulls oberts si cal. Busqueu atenció mèdica immediata.
• Si s'empassa, esbandida la boca amb aigua, beu una mica d'aigua neta. No induïu el vòmit. Busqueu atenció mèdica immediata.
• En cas d'inhalació de reactius, treure la víctima a l'aire fresc.
• En cas de contacte amb la pell o cremades, rentar la zona afectada amb aigua abundant durant 10 minuts o més.
• En cas de dubte, consulteu immediatament un metge. Porta amb tu un reactiu químic i un recipient.
• En cas de lesió, consulteu sempre un metge.

Modes de combustió especials

Ardent

La cocció és un tipus especial de combustió lenta, que es manté per la calor alliberada en la reacció de l'oxigen i la matèria condensada calenta directament a la superfície de la substància i acumulada en la fase condensada. Un exemple típic de fumar és un cigarret encès. Durant la combustió, la zona de reacció s'estén lentament pel material. La flama en fase gasosa no es forma a causa de la temperatura insuficient dels productes gasosos o s'apaga per grans pèrdues de calor de la fase gasosa. La combustió es veu habitualment en materials porosos o fibrosos. La cocció pot ser un gran perill durant un incendi, ja que la combustió incompleta allibera substàncies tòxiques per als humans.

Combustió en estat sòlid

Estufa de gas infraroig amb matrius poroses com a elements de calefacció

En les mescles de pols inorgànics i orgànics, es poden produir processos exotèrmics d'autoones, que no van acompanyats d'una evolució de gas notable i només formen productes condensats. En fases intermèdies es poden formar fases gasoses i líquides, que, però, no surten del sistema de combustió. Es coneixen exemples de pols que reaccionen en els quals no s'ha demostrat la formació d'aquestes fases (tantal-carboni). Aquests modes s'anomenen combustió en fase sòlida, també s'utilitzen els termes combustió sense gas i combustió de flama sòlida. Aquests processos han trobat una aplicació pràctica en les tecnologies de síntesi d'alta temperatura autopropagada (SHS) desenvolupades sota la direcció d'A. G. Merzhanov.

Combustió en un medi porós

Si la barreja combustible inicial passa per un medi porós, per exemple, una matriu ceràmica, durant la seva combustió, una part de la calor es gasta en escalfar la matriu. La matriu calenta, al seu torn, escalfa la mescla inicial. Així, es recupera part de la calor dels productes de la combustió, fet que permet utilitzar mescles magres (amb una baixa relació d'excés de combustible), que no cremen sense recirculació de calor.Les tecnologies de combustió porosa (també conegudes com a combustió de filtració a la literatura domèstica) poden reduir les emissions de substàncies nocives i s'utilitzen en estufes d'infrarojos de gas, escalfadors i molts altres dispositius.

Crema sense flama

A diferència de la combustió convencional, quan s'observa una zona de flama lluminosa, és possible crear condicions per a una combustió sense flama. Un exemple és l'oxidació catalítica de substàncies orgàniques a la superfície d'un catalitzador adequat, per exemple, l'oxidació de l'etanol sobre negre de platí. No obstant això, el terme "combustió sense flama" no es limita al cas de l'oxidació catalítica superficial, sinó que fa referència a situacions en què la flama no és visible a ull nu. Per tant, els modes de combustió en cremadors de radiació o alguns modes de descomposició exotèrmica de pols balístiques a baixa pressió també s'anomenen sense flama. L'oxidació sense flama, una forma especial d'organitzar la combustió a baixa temperatura, és una de les direccions prometedores en la creació de cambres de combustió de baixes emissions per a centrals elèctriques.

Literatura

• Gaydon A. Espectroscòpia i teoria de la combustió. — M.: Editorial de literatura estrangera, 1950. - 308 p.
• Khitrin L.N. Física de combustió i explosió. — M.: Editorial de la Universitat de Moscou, 1957. - 452 p.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Dinàmica de gasos de combustió. — M.: Editorial de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS, 1963. - 254 p.
• Lewis B., Elba G. Combustió, flama i explosions en gasos. 2a ed. Per. de l'anglès. ed. K. I. Shchelkin i A. A. Borisov. — M.: Mir, 1968. - 592 p.
• Pokhil P. F., Maltsev V. M., Zaitsev V. M. Mètodes per estudiar els processos de combustió i detonació. — M.: Nauka, 1969. - 301 p.
• Novozhilov B.V. Combustió inestable de propulsors sòlids de coets. — M.: Nauka, 1973. - 176 p.
• Lawton J., Weinberg F. Aspectes elèctrics de la combustió. — M.: Energia, 1976. - 296 p.
• Zeldovich Ya. B., Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. Teoria matemàtica de la combustió i l'explosió. — M.: Nauka, 1980. - 479 p.
• (anglès)
• (anglès)
• (anglès)
• (anglès)
• (anglès)
• (anglès)

combustió heterogènia

Els processos heterogenis, a diferència dels homogenis, en química i física s'anomenen processos que ocorren en sistemes heterogenis, és a dir, sistemes que contenen més d'una fase (per exemple, gas i líquid), així com els processos que tenen lloc al límit de fase. En la investigació de la combustió, el terme combustió heterogènia s'utilitza per a sistemes en què el combustible i l'oxidant es troben inicialment en diferents fases, encara que en el procés el combustible es vaporitzi i les reaccions químiques en si es produeixen en fase gasosa. Un exemple típic és la combustió de carbó a l'aire, en la qual el carboni pot reaccionar amb l'oxigen a la superfície de les partícules de carbó per formar monòxid de carboni. Posteriorment, el monòxid de carboni pot cremar-se en la fase gasosa i formar diòxid de carboni, i en alguns modes, el combustible es pot evaporar de la superfície de les partícules i oxidar-se com a carboni gasós en la fase gasosa. Malgrat la diferència de mecanismes, tots aquests règims estan formalment relacionats amb la combustió heterogènia.

La combustió heterogènia és extremadament important en les aplicacions pràctiques de la combustió. La majoria dels combustibles són més còmodes d'emmagatzemar i transportar en forma líquida (inclòs el gas natural liquat)

Els processos de treball en forns, motors de combustió interna, motors dièsel, motors de raig d'aire, motors de coets líquids són una combustió heterogènia, i l'optimització del procés d'evaporació i barreja de combustible i oxidant per al seu subministrament a la cambra de combustió és una part important de l'optimització. tot el procés de combustió en els treballadors.

Gairebé tots els incendis són també combustió heterogènia, però les explosions domèstiques de gas es classifiquen com a combustió homogènia, ja que tant el combustible com l'oxidant són inicialment gasos.

Per millorar les característiques energètiques dels combustibles sòlids, es poden afegir metalls. Aquests combustibles es poden utilitzar, per exemple, per a torpedes submarins d'alta velocitat, ja que l'alumini pur crema bé a l'aigua. La combustió de l'alumini i altres metalls es produeix segons un mecanisme heterogeni.

Quin és el procés de combustió

La combustió és un procés al gir de la física i la química, que consisteix en la transformació d'una substància en un producte residual. Al mateix temps, s'allibera energia tèrmica en grans quantitats. El procés de combustió sol anar acompanyat de l'emissió de llum, que s'anomena flama. A més, durant el procés de combustió, s'allibera diòxid de carboni: CO 2, un excés del qual en una habitació sense ventilació pot provocar mals de cap, asfixia i fins i tot la mort.

Per al curs normal del procés, s'han de complir una sèrie de condicions obligatòries.

En primer lloc, la combustió només és possible en presència d'aire. Impossible en el buit.

En segon lloc, si la zona on es produeix la combustió no s'escalfa a la temperatura d'ignició del material, el procés de combustió s'aturarà. Per exemple, la flama s'apagarà si es llença immediatament un tronc gran a un forn acabat de fer, evitant que s'escalfi sobre llenya petita.

En tercer lloc, si els subjectes de combustió estan humits i emeten vapors líquids i la velocitat de combustió encara és baixa, el procés també s'aturarà.

Notes

1. I.N. Zverev, N. N. Smirnov. Dinàmica de gasos de combustió. — M.: Editorial de Moscou. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 p.
2. De vegades, la combustió es defineix com la reacció entre un oxidant i un combustible. Tanmateix, els processos de combustió inclouen, per exemple, tant la combustió de combustibles monomoleculars com la descomposició de l'ozó, quan l'energia química s'emmagatzema en enllaços químics en una substància.
3. ↑ Cremar //: / Cap. ed. A. M. Prokhorov. - 3a ed. — M. : Enciclopèdia soviètica, 1969-1978.
4. . Enciclopèdia Química. Recuperat el 16 de setembre de 2013.
5. (anglès) 1. EUA Administració d'Informació Energètica (EIA). Recuperat el 4 de febrer de 2014.
6. Mallard E., Le Chatelier H.L. Model tèrmic per a la propagació de la flama // Annals of Mines. - 1883. - Vol. 4. - Pàg. 379.
7. , Amb. vuit.
8. Michelson V.A. Sobre la velocitat normal d'ignició de les mescles de gasos explosius. - Sobr. op. M.: Nou agrònom, 1930, v. 1
9. Burke S.P., Schumann T.E.W. Flames de difusió // Química industrial i d'enginyeria. - 1928. - Vol. 20, núm 10. - Pàg. 998-1004.
10. , Amb. 9.
11. Frank-Kamenetsky D. A. Distribució de la temperatura en un recipient de reacció i teoria estacionària de l'explosió tèrmica // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - T. 13, núm 6. - S. 738-755.
12. Zeldovich Ya. B., Frank-Kamenetsky D. A. Teoria de la propagació tèrmica de la flama // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 12, núm 1. - S. 100-105.
13. Belyaev A.F. Sobre la combustió d'explosius // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - T. 12, núm 1. - S. 93-99.
14. Zeldovich Ya. B. Sobre la teoria de la combustió de pólvora i explosius // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, núm 1. - S. 498-524.
15. Zeldovich Ya. B. Sobre la teoria de la propagació de la detonació en sistemes gasosos // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - T. 10, núm. 5. - S. 542-568.
16. von Neumann J. Teoria de les ones de detonació. Informe de progrés al Comitè d'Investigació de Defensa Nacional Div. B, OSRD-549 (1 d'abril de 1942. PB 31090) // Teoria de les ones de detonació. - John von Neumann: Obres col·leccionades, 1903-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - Vol. 6. - Pàg. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , Amb. 26.
18. , Amb. 659.
19. , Amb. 9.
20. , Amb. 206.
21. , Amb. 686.
22. , Amb. vuit.
23. ↑ , pàg. 10.
24. , Amb. 578.
25. , Amb. 49.
26. , Amb. 60.
27. , Amb. 183.
28. , Amb. 9.
29. , Amb. 12.
30. . Prof. Dades termodinàmiques de Burcat. Recuperat el 13 d'agost de 2013.
31. . eLearning@CERFACS. Recuperat el 13 d'agost de 2013.
32. . Recuperat el 13 d'agost de 2013.
33. , Amb. 25.
34. , Amb. 95.
35. , Amb. 57.
36. , Amb. 66.
37. , Amb. 187.
38. , Amb. 193.
39. , Amb. 200.
40. .
41. , Amb. un.
42. , Amb. 132.
43. , Amb. 138.
44. .
45. . Cnews. Recuperat el 19 d'agost de 2013.
46. , Amb. 10.
47. Pokhil P.F. Tesi doctoral. Institut de Física Química de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS. 1953
48. , Amb. 177.
49. , Amb. 24.
50. ↑
51. Leipunsky O.I. Tesi doctoral. Institut de Física Química de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS. 1945
52. Leipunsky O.I. A la qüestió dels fonaments físics de la balística interna dels projectils de coets // Teoria de la combustió de pólvora i explosius / Ed. editors: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Ciència, 1982. - S. 226-277.
53. , Amb. 26.
54. Zeldovich Ya. B. Sobre la teoria de la combustió de pólvora i explosius // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, núm 1. - S. 498-524.
55. , Amb. 40.
56. Ohlemiller T.J. (anglès). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3a edició. NIST (2002). Recuperat el 15 d'agost de 2013.
57. Merzhanov A. G., Mukasyan A. S. Combustió de flama sòlida. — M.: Torus Press. — 336 pàg. - 300 exemplars. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Institut de Macrocinètica Estructural i Problemes de Ciència dels Materials RAS. . Recuperat el 20 d'agost de 2013.
59. . Gran enciclopèdia de petroli i gas. Recuperat el 31 d'agost de 2013.
60. , Amb. 23.

Classificació dels tipus de combustió

Segons la velocitat de la mescla, la combustió es divideix en crema lenta (o deflagració) i combustió de detonació (detonació).L'ona de combustió de deflagració es propaga a velocitat subsònica i la mescla inicial s'escalfa principalment per conductivitat tèrmica. L'ona de detonació viatja a velocitat supersònica, mentre que la reacció química és recolzada per l'escalfament dels reactius per l'ona de xoc i, al seu torn, suporta la propagació constant de l'ona de xoc. La combustió lenta es subdivideix en laminar i turbulent segons la naturalesa del flux de la mescla. En la combustió per detonació, el flux de productes és sempre turbulent. En determinades condicions, la combustió lenta pot convertir-se en detonació (eng. DDT, transició de deflagració a detonació).

Si els components inicials de la mescla són gasos, la combustió s'anomena fase gasosa (o homogènia). En la combustió en fase gasosa, un agent oxidant (generalment oxigen) interacciona amb un combustible (per exemple, hidrogen o gas natural). Si l'oxidant i el combustible es barregen prèviament a nivell molecular, aquest mode s'anomena combustió premesclada. Si l'oxidant i el combustible es separen entre si en la mescla inicial i entren a la zona de combustió per difusió, llavors la combustió s'anomena difusió.

Si l'oxidant i el combustible es troben inicialment en diferents fases, la combustió s'anomena heterogènia. Com a regla general, en aquest cas, la reacció d'oxidació també transcorre en fase gasosa en mode de difusió, i la calor alliberada en la reacció es gasta parcialment en la descomposició tèrmica i l'evaporació del combustible. Per exemple, el carbó o els polímers de l'aire cremen segons aquest mecanisme. En algunes mescles, es poden produir reaccions exotèrmiques en la fase condensada per formar productes sòlids sense una evolució significativa de gas. Aquest mecanisme s'anomena combustió en fase sòlida.

També hi ha tipus de combustió tan especials com la combustió fumant, sense flama i amb flama freda.

La combustió, o combustió nuclear, s'anomena reaccions termonuclears a les estrelles, en les quals els nuclis dels elements químics es formen en els processos de nucleosíntesi estel·lar.

Característiques tèrmiques de la fusta

Les espècies de fusta difereixen en densitat, estructura, quantitat i composició de resines. Tots aquests factors afecten el poder calorífic de la fusta, la temperatura a la qual es crema i les característiques de la flama.

La fusta d'àlber és porosa, aquesta llenya crema intensament, però l'indicador de temperatura màxima arriba només als 500 graus. Les espècies de fusta densa (faig, freixe, carpe), ardent, emeten més de 1000 graus de calor. Els indicadors de bedoll són una mica més baixos: uns 800 graus. El làrix i el roure s'escalfen més, donant fins a 900 graus de calor. La llenya de pi i avet crema a 620-630 graus.

La qualitat de la llenya i com triar-ne la correcta

La llenya de bedoll té la millor relació d'eficiència tèrmica i cost: no és econòmicament rendible escalfar amb espècies més cares amb temperatures de combustió elevades.

L'avet, l'avet i el pi són adequats per fer foc: aquestes fustes toves proporcionen una calor relativament moderada. Però no es recomana utilitzar aquesta llenya en una caldera de combustible sòlid, en una estufa o una llar de foc: no emeten prou calor per escalfar la llar i cuinar de manera eficaç, es cremen amb la formació d'una gran quantitat de sutge.

El combustible de tremol, til·ler, àlber, salze i vern es considera llenya de baixa qualitat: la fusta porosa emet poca calor durant la combustió. El vern i alguns altres tipus de llenya "disparan" brases en procés de crema, que poden provocar un incendi si s'utilitza llenya per encendre una xemeneia oberta.

Quan escolliu, també heu de parar atenció al grau d'humitat de la fusta: la llenya crua crema pitjor i deixa més cendres.

Què determina l'eficiència de la combustió

L'eficiència de la combustió és un indicador determinat per l'energia tèrmica, que no "vola cap a la xemeneia", sinó que es transfereix al forn, escalfant-lo. Aquesta xifra està influenciada per diversos factors.

En primer lloc, és la integritat del disseny del forn. Esquerdes, esquerdes, excés de cendres, una xemeneia bruta i altres problemes fan que la combustió sigui ineficient.

El segon factor important és la densitat de l'arbre. El roure, el freixe, la pera, el làrix i el bedoll tenen la densitat més alta. El més petit: avet, tremol, pi, til·ler. Com més gran sigui la densitat, més temps es cremarà la peça de fusta i, per tant, més temps alliberarà calor.

Les peces grans de fusta no s'encendran immediatament. Cal encendre el foc, començant per petites branques. Donaran carbons que proporcionaran la temperatura necessària per encendre la llenya carregada al forn en porcions més grans.

Els productes d'encesa, especialment a la barbacoa, no són recomanables, ja que emeten substàncies nocives per a l'ésser humà quan es cremen. Massa agent d'ignició en una caixa de foc tancada pot provocar una explosió.

Però tot i així, com es forma quitrà als forns

L'element principal que constitueix la fusta, marró o carbó, és el carboni. L'aigua representa el 20-35% del pes de la fusta, i el potassi, el magnesi, el sodi i altres elements no superen l'1-3% del pes i es mantenen principalment en residus de cendra, prenent una part mínima en la formació de quitrà.

És el carboni que es crema als forns. I si a les calderes simples de combustible sòlid hi ha processos bastant senzills que són fàcils de gestionar, però difícils d'automatitzar, aleshores als forns de piròlisi és l'esmentat procés de destil·lació en sec de la fusta el que es pot produir amb molta més freqüència.

Sota la influència de l'alta temperatura i l'oxigen insuficient, es produeix la descomposició tèrmica de la fusta: s'allibera gas de fusta, que consisteix en monòxid de carboni, hidrogen, nitrogen (situat a l'aire primari), així com els principals herois de l'ocasió: hidrocarburs de carboni. compostos amb nitrogen, oxigen, hidrogen (per exemple, metà, propà, acetilè). A més, a causa de la injecció d'aire secundari a la cambra de postcombustió de la caldera, els gasos alliberats es cremen. Amb la combustió incompleta d'aquests gasos, és a dir, els hidrocarburs, es produeix una reacció química, durant la qual es forma quitrà.

Amb la combustió incompleta d'aquests gasos, és a dir, els hidrocarburs (metà, propà, etc.), en comptes de la combustió, es produeix una reacció química, durant la qual es forma quitrà.

Les calderes de piròlisi són conegudes per la seva alta eficiència, la seva eficiència, són capaços d'utilitzar l'energia dels enllaços químics de la fusta, el carboni en un 97-98%. Si es forma gasoil, quitrà a la caldera, això significa que hauríeu d'oblidar-vos de l'eficiència i que la vostra caldera està configurada, muntada o instal·lada incorrectament!

El motiu principal de l'aparició de quitrà a la xemeneia és una quantitat insuficient d'oxigen subministrada a la cambra de combustió, la qual cosa comporta una disminució de la temperatura a la qual s'ha de dur a terme el procés.

També podeu identificar motius com ara un muntatge i una disposició inadequats, ventilador de baixa potència (bomba) de la caldera, caiguda de tensió a la xarxa, xemeneia insuficientment alta, llenya humida. Tampoc hauríeu de ser massa econòmic: el subministrament d'aire per sota d'un cert nivell pot allargar el procés de combustió (piròlisi) a la caldera durant un període de temps més llarg, però provocarà la formació de quitrà. I això està ple no només de la neteja regular de la xemeneia, sinó també de la fallada de la caldera i de la cambra de combustió.

Com tractar amb quitrà si ja s'ha començat a formar?

1. Augment de la temperatura de combustió. Això es pot fer augmentant el subministrament d'aire i utilitzant fusta més seca.

2. Canvi de geometria, longitud de la xemeneia, conductes de gas. Això hauria de reduir la resistència al gas, millorar la tracció i augmentar així el subministrament d'aire sense augmentar la potència del sobrealimentador (bomba).

3. Augment de la temperatura de combustió ajustant la potència de la bomba o afegint llenya més seca al final del foc. Això ajudarà a cremar el quitrà que s'ha aconseguit formar a la xemeneia.

Si ha aparegut una quantitat significativa de quitrà a la xemeneia, primer s'ha de netejar amb un mètode químic o antic. I només llavors canvieu la configuració del sistema.

Un augment significatiu de la temperatura i la posterior ignició del quitrà a la xemeneia pot provocar un incendi al sostre o altres conseqüències catastròfiques. El quitrà és inflamable, per la qual cosa hauríeu de tenir molta cura.

Un incendi de quitrà netejarà la xemeneia, però pot ser un perill d'incendi

També és molt popular la teoria que la formació de quitrà depèn del tipus de fusta. A la xarxa es pot trobar molta informació que el quitrà es forma només a partir de la caixa de foc amb coníferes o determinats tipus de llenya, i es pot combatre cremant llenya de bedoll. Aquí val la pena recordar que els nostres avantpassats extreien quitrà de l'escorça de bedoll, posant-lo en una olla tancada amb un forat al fons i escalfant-lo. I la crema de quitrà a la xemeneia quan es canvia el combustible no es pot explicar per una composició química diferent, sinó per un millor grau d'assecat o una temperatura de combustió més alta. Per tant, l'associació de quitrà amb resina d'arbre és només una il·lusió.

Resumim. Quitrà en una xemeneia, llar de foc, xemeneia no és un diagnòstic, és només un símptoma. Com trobar i curar el problema: les nostres properes publicacions us ho explicaran.

Per a més informació, us aconsellem que us poseu en contacte amb els especialistes de Waterstore.

Com l'home dominava el foc

El foc era conegut per les persones que vivien a l'edat de pedra. La gent no sempre ha estat capaç de fer foc pel seu compte. El primer coneixement d'una persona amb el procés de combustió, segons els científics, es va produir de manera empírica. El foc, extret d'un incendi forestal o guanyat d'una tribu veïna, era guardat com el més preuat que tenia la gent.

Amb el temps, una persona es va adonar que alguns materials tenen les propietats més combustibles. Per exemple, l'herba seca o la molsa es poden encendre amb només unes quantes espurnes.

Després de molts anys, de nou empíricament, la gent va aprendre a extreure foc amb mitjans improvisats. Els historiadors anomenen l'esca i el sílex el primer "encenedor" d'una persona, que, quan es colpejaven, donava espurnes. Més tard, la humanitat va aprendre a extreure foc amb l'ajuda d'una branca col·locada en un rebaix especial de la fusta. La temperatura d'ignició de l'arbre s'aconseguia mitjançant la rotació intensiva de l'extrem de la branca a l'enfonsament. Moltes comunitats ortodoxes continuen utilitzant aquests mètodes avui dia.

Molt més tard, l'any 1805, el químic francès Jean Chancel va inventar els primers llumins. L'invent va obtenir una distribució enorme i una persona ja podia extreure foc amb confiança si calia.

El desenvolupament del procés de combustió es considera el principal factor que va donar impuls al desenvolupament de la civilització. A més, la combustió continuarà sent un factor d'aquest tipus en un futur proper.