Katran u dimnjaku kotla

Čimbenici koji utječu na temperaturu izgaranja

Temperatura gorenja drva u peći ne ovisi samo o vrsti drva. Značajni čimbenici su i sadržaj vlage u drvu za ogrjev i vučna sila, što je posljedica dizajna toplinske jedinice.

Utjecaj vlage

U svježe posječenom drvu, sadržaj vlage doseže od 45 do 65%, u prosjeku - oko 55%. Temperatura izgaranja takvog drva za ogrjev neće porasti na maksimalne vrijednosti, jer će se toplinska energija trošiti na isparavanje vlage. U skladu s tim, prijenos topline goriva je smanjen.

Kako bi se tijekom izgaranja drva oslobodila potrebna količina topline, koriste se tri načina
:

• gotovo dvostruko više svježe posječenog drva za ogrjev koristi se za grijanje i kuhanje prostora (to znači veće troškove goriva i potrebu za čestim održavanjem dimnjaka i plinskih kanala, u kojima će se taložiti velika količina čađe);
• svježe posječeno drvo za ogrjev se prethodno osuši (cjepanice se pile, cijepaju na trupce, koje se slažu ispod nadstrešnice - potrebno je 1-1,5 godina za prirodno sušenje do 20% vlažnosti);
• kupuje se suho drvo za ogrjev (financijski troškovi se nadoknađuju visokim prijenosom topline goriva).

Kalorična vrijednost brezovog drva za ogrjev od svježe posječenog drva je prilično visoka. Svježe rezani jasen, grab i druga tvrdokorna goriva također su prikladna za upotrebu.

Utjecaj dovoda zraka

Ograničavanjem dovoda kisika u peć snižavamo temperaturu izgaranja drva i smanjujemo prijenos topline goriva. Trajanje izgaranja tereta goriva može se produžiti zatvaranjem zaklopke kotlovske jedinice ili peći, ali ušteda goriva rezultira niskom učinkovitošću izgaranja zbog neoptimalnih uvjeta. Na drva koja gori u otvorenom kaminu, zrak slobodno ulazi iz prostorije, a intenzitet propuha ovisi uglavnom o karakteristikama dimnjaka.

Pojednostavljena formula za idealno izgaranje drva je
:

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

Ugljik i vodik izgaraju kada se dovodi kisik (lijeva strana jednadžbe), što rezultira toplinom, vodom i ugljičnim dioksidom (desna strana jednadžbe).

Kako bi suho drvo gorjelo na maksimalnoj temperaturi, volumen zraka koji ulazi u komoru za izgaranje mora doseći 130% volumena potrebnog za proces izgaranja. Kada je protok zraka blokiran zaklopkama, nastaje velika količina ugljičnog monoksida, a razlog tome je nedostatak kisika. Ugljični monoksid (nesagorjeli ugljik) odlazi u dimnjak, dok temperatura u komori za izgaranje pada, a prijenos topline drva za ogrjev se smanjuje.

Ekonomičan pristup pri korištenju kotla na drva na kruta goriva je ugradnja akumulatora topline koji će pohranjivati ​​višak topline koji nastaje tijekom izgaranja goriva u optimalnom načinu rada, uz dobru vuču.

Sa pećima na drva nećete moći tako štedjeti gorivo, jer one izravno zagrijavaju zrak. Tijelo masivne peći od opeke sposobno je akumulirati relativno mali dio toplinske energije, dok za metalne peći višak topline ide izravno u dimnjak.

Ako otvorite puhalo i povećate propuh u peći, pojačat će se intenzitet izgaranja i prijenos topline goriva, ali će se povećati i gubitak topline. Sa sporim izgaranjem drva za ogrjev povećava se količina ugljičnog monoksida, a smanjuje se prijenos topline.

Rusku kupku gradimo prema umu

Pregleda: 3 082 U pravilu je glavni izvor topline za potrebe lebdenja u kadi spaljivanje drva za ogrjev.

No prvo se ukratko dotaknimo pitanja strukture drva kao goriva.

Drvo je kombinacija ugljikovodičnih spojeva (polisaharidnih polimera) celuloze, hemiceluloze i lignina.

Sposoban je gorjeti i sa zrakom stvara eksplozivne smjese. Ugljični monoksid, kada izgori, proizvodi plavi plamen. Ugljični monoksid je vrlo otrovan. Udisanje zraka s koncentracijom ugljičnog monoksida od 0,4% pogubno je za ljude.

Info

Standardne plinske maske ne štite od ugljičnog monoksida, pa se u slučaju požara koriste posebni filteri ili uređaji za izolaciju kisika.

Sumporov dioksid

Sumporov dioksid (SO 2 ) je produkt izgaranja sumpora i sumpornih spojeva. Bezbojni plin karakterističnog oštrog mirisa. Relativna gustoća sumpor-dioksida = 2,25. Gustoća tog plina pri T = 0 0 C i p = 760 mm Hg iznosi 2,9 kg/m 3 , odnosno mnogo je teži od zraka.

Razmotrimo ukratko svojstva glavnih produkata izgaranja.

Ugljični dioksid

Ugljični dioksid ili ugljični dioksid (CO 2) je proizvod potpunog izgaranja ugljika. Nema miris i boju. Njegova gustoća u odnosu na zrak = 1,52. Gustoća ugljičnog dioksida pri temperaturi T = 0 0 C i pri normalnom tlaku p = 760 milimetara žive (mm Hg) je 1,96 kg / m 3 (gustoća zraka pod istim uvjetima je ρ = 1,29 kg / m 3).

Važno

Ugljični dioksid je vrlo topiv u vodi (pri T = 15 0 C, jedna litra plina otapa se u jednoj litri vode). Ugljični dioksid ne podržava izgaranje tvari, osim alkalijskih i zemnoalkalijskih metala

Izgaranje magnezija, na primjer, događa se u atmosferi ugljičnog dioksida prema jednadžbi:

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

Toksičnost ugljičnog dioksida je zanemariva.

Pregledi: 3 317

U pravilu, glavni izvor topline primljen za potrebe lebdenja u kadi je spaljivanje drva za ogrjev.

Razumijevanje kako je proces izgaranja drva i mogućnost kontrole količine topline koja se ekstrahira tijekom ovog i najučinkovitijeg korištenja omogućuje vam svjesno odlučivanje u korist jednog ili drugog modela peći za saunu.

Dakle, razmotrimo kemijske i fizičke temelje procesa sagorijevanja drvnog goriva, koji se događa u ložištu bilo koje peći za saunu.

No prvo se ukratko dotaknimo pitanja strukture drva kao goriva.

Drvo je kombinacija ugljikovodičnih spojeva (polisaharidnih polimera) celuloze, hemiceluloze i lignina.

Oni se zagrijavaju samo zbog topline izgaranja ugljika C i vodika H koji se oslobađaju iz zagrijanog drva. Ili, drugim riječima, ti plinovi imaju negativnu ulogu u izgaranju. Oni hlade zonu izgaranja, sprječavaju završetak oksidacijskih reakcija gorivih komponenti drva dok se ne pretvore u konačne produkte CO2 i H2O, smanjuju zagrijavanje peći i u konačnici određuju udio topline u produktima izgaranja drva. gorivo.

Pa povucimo crtu.

Razmotrili smo fizikalnu i kemijsku osnovu procesa izgaranja ugljikovodika goriva, a to je drvo.

Utvrđeno je da je glavna svrha sagorijevanja drva u peći potpunost njihovog izgaranja i maksimalno korištenje oslobođene toplinske i radijacijske energije.

U ovoj fazi, stablo aktivno apsorbira toplinu izvana. Nema procesa izgaranja.

Na temperaturama od 150-275ºS odvija se proces razgradnje izvorne strukture drva na jednostavnije čvrste, tekuće i plinovite komponente (ugljični monoksid CO, ugljični dioksid CO2, metan CH4, drveni alkohol (metanol) CH3OH, octena kiselina CH3COOH, kreozot-a mješavina fenola i aromatskih ugljikovodika) počinje. ). Drvo nastavlja aktivno apsorbirati toplinu. Nema izgaranja.

Na temperaturama od 275-450ºS počinje proces aktivne razgradnje i pojednostavljenja strukture drva brzim oslobađanjem topline, plinovitih goriva i samozagrijavanjem drva. Počinje razgradnja celuloze i lignina.

U idealnom slučaju, kroz dimnjak bi se u atmosferu trebao emitirati samo dušik N2, kao glavna komponenta zraka koji se dovodi u peć peći zajedno s kisikom, ali ne sudjeluje u izgaranju, ugljičnim dioksidom CO2 i vodenom parom H2O.

Kao što je ranije spomenuto, produkti reakcije potpunog izgaranja drva za ogrjev su ugljični dioksid CO2 izgaranjem ugljika i vodena para H2O iz izgaranja vodika.

Kao balastni plinovi kao balastni plinovi djeluju vodena para H2O goriva koju drvo oslobađa tijekom zagrijavanja, dušik N2, kao i višak zraka.

Produkti reakcije izgaranja i balastni plinovi ne sudjeluju u izgaranju.

Oslobađanje tvari nepotpuno izgaranje drva

Sigurnost

• Prije početka pokusa stavite zaštitne rukavice i naočale.
• Napravite pokus na pladnju.
• Držite posudu s vodom u blizini tijekom eksperimenta.
• Skinite rukavice prije nego što upalite baklju.

Opća sigurnosna pravila

• Izbjegavajte ulazak kemikalija u oči ili usta.
• Ne dopuštajte ljude bez zaštitnih naočala, kao ni malu djecu i životinje, na mjesto pokusa.
• Čuvajte eksperimentalni komplet izvan dohvata djece mlađe od 12 godina.
• Operite ili očistite svu opremu i pribor nakon upotrebe.
• Provjerite jesu li svi spremnici za reagens dobro zatvoreni i pravilno pohranjeni nakon upotrebe.
• Provjerite jesu li svi spremnici za jednokratnu upotrebu pravilno zbrinuti.
• Koristite samo opremu i reagense koji su isporučeni u kompletu ili preporučeni u trenutnim uputama.
• Ako ste koristili posudu za hranu ili pribor za eksperimentiranje, odmah ih bacite. Više nisu prikladni za skladištenje hrane.

Informacije prve pomoći

• Ako reagensi dođu u kontakt s očima, temeljito isperite oči vodom, držeći oči otvorene ako je potrebno. Odmah potražite liječničku pomoć.
• Ako se proguta, isperite usta vodom, popijte malo čiste vode. Ne izazivajte povraćanje. Odmah potražite liječničku pomoć.
• U slučaju udisanja reagensa, žrtvu iznijeti na svježi zrak.
• U slučaju dodira s kožom ili opeklina, ispirati zahvaćeno područje s puno vode 10 minuta ili duže.
• Ako ste u nedoumici, odmah se obratite liječniku. Sa sobom ponesite kemijski reagens i spremnik iz njega.
• U slučaju ozljede, uvijek se obratite liječniku.

Posebni načini izgaranja

Tinjajući

Tinjanje je posebna vrsta sporog izgaranja, koja se održava toplinom koja se oslobađa u reakciji kisika i vruće kondenzirane tvari izravno na površini tvari i akumulira u kondenziranoj fazi. Tipičan primjer tinjanja je zapaljena cigareta. Tijekom tinjanja, reakcijska zona se polako širi kroz materijal. Plamen plinske faze ne nastaje zbog nedovoljne temperature plinovitih produkata ili se gasi zbog velikih gubitaka topline iz plinske faze. Tinjanje se obično vidi u poroznim ili vlaknastim materijalima. Tinjanje može biti velika opasnost tijekom požara, jer nepotpuno izgaranje oslobađa tvari koje su otrovne za ljude.

Izgaranje u čvrstom stanju

Infracrvena plinska peć s poroznim matricama kao grijaćim elementima

U mješavinama anorganskih i organskih prahova mogu nastati autovalni egzotermni procesi, koji nisu praćeni zamjetnom evolucijom plina i tvore samo kondenzirane produkte. U srednjim fazama mogu nastati plinovite i tekuće faze, koje, međutim, ne napuštaju sustav izgaranja. Poznati su primjeri reagirajućih prahova u kojima nije dokazano stvaranje takvih faza (tantal-ugljik). Takvi načini se nazivaju izgaranje čvrste faze, također se koriste termini izgaranje bez plina i sagorijevanje čvrstog plamena. Ovi su procesi našli praktičnu primjenu u tehnologijama samopropagirajuće visokotemperaturne sinteze (SHS) razvijene pod vodstvom A. G. Merzhanova.

Izgaranje u poroznom mediju

Ako početna zapaljiva smjesa prolazi kroz porozni medij, na primjer, keramičku matricu, tada se tijekom njenog izgaranja dio topline troši na zagrijavanje matrice. Vruća matrica zauzvrat zagrijava početnu smjesu. Tako se dio topline produkata izgaranja rekuperira, što omogućuje korištenje posnih smjesa (s niskim omjerom viška goriva), koje ne izgaraju bez recirkulacije topline.Tehnologije poroznog izgaranja (koji se u domaćoj literaturi nazivaju i filtracijskim izgaranjem) mogu smanjiti emisije štetnih tvari i koriste se u plinskim infracrvenim pećima, grijačima i mnogim drugim uređajima.

Izgaranje bez plamena

Za razliku od konvencionalnog izgaranja, kada se promatra svijetleća zona plamena, moguće je stvoriti uvjete za izgaranje bez plamena. Primjer je katalitička oksidacija organskih tvari na površini prikladnog katalizatora, na primjer, oksidacija etanola na platinastoj crni. Međutim, pojam "bezplamensko izgaranje" nije ograničen na slučaj površinske katalitičke oksidacije, već se odnosi na situacije u kojima plamen nije vidljiv golim okom. Stoga se načini izgaranja u radijacijskim plamenicima ili neki načini egzotermne razgradnje balističkih prahova pri niskom tlaku također nazivaju beplamenim. Oksidacija bez plamena, poseban način organiziranja niskotemperaturnog izgaranja, jedan je od perspektivnih pravaca u stvaranju niskoemisionih komora za izgaranje za elektrane.

Književnost

• Gaydon A. Spektroskopija i teorija izgaranja. — M.: Naklada strane književnosti, 1950. - 308 str.
• Khitrin L. N. Fizika izgaranja i eksplozije. — M.: Izdavačka kuća Moskovskog sveučilišta, 1957. - 452 str.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Plinska dinamika izgaranja. — M.: Izdavačka kuća Akademije znanosti SSSR-a, 1963. - 254 str.
• Lewis B., Elbe G. Izgaranje, plamen i eksplozije u plinovima. 2. izd. Po. s engleskog. izd. K. I. Shchelkin i A. A. Borisov. — M.: Mir, 1968. - 592 str.
• Pokhil P. F., Maltsev V. M., Zaitsev V. M. Metode za proučavanje procesa izgaranja i detonacije. — M.: Nauka, 1969. - 301 str.
• Novozhilov B.V. Nestalno izgaranje čvrstih raketnih goriva. — M.: Nauka, 1973. - 176 str.
• Lawton J., Weinberg F. Električni aspekti izgaranja. — M.: Energija, 1976. - 296 str.
• Zeldovich Ya. B., Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. Matematička teorija izgaranja i eksplozije. — M.: Nauka, 1980. - 479 str.
• (Engleski)
• (Engleski)
• (Engleski)
• (Engleski)
• (Engleski)
• (Engleski)

heterogeno izgaranje

Heterogeni procesi, za razliku od homogenih, u kemiji i fizici nazivaju se procesi koji se odvijaju u heterogenim sustavima, odnosno sustavima koji sadrže više od jedne faze (na primjer, plin i tekućinu), kao i procesi koji se odvijaju na granici faza. U istraživanju izgaranja, izraz heterogeno izgaranje koristi se za sustave u kojima su gorivo i oksidant u početku u različitim fazama, čak i ako se u tom procesu gorivo isparava, a same kemijske reakcije odvijaju se u plinskoj fazi. Tipičan primjer je izgaranje ugljena u zraku, pri čemu ugljik može reagirati s kisikom na površini čestica ugljena da nastane ugljični monoksid. Nakon toga, ugljični monoksid može izgorjeti u plinskoj fazi i formirati ugljični dioksid, a u nekim načinima, gorivo može ispariti s površine čestica i oksidirati kao plinoviti ugljik u plinskoj fazi. Unatoč razlici u mehanizmima, svi su ti režimi formalno povezani s heterogenim izgaranjem.

Heterogeno izgaranje iznimno je važno u praktičnim primjenama izgaranja. Većina goriva je prikladnija za skladištenje i transport u tekućem obliku (uključujući ukapljeni prirodni plin)

Radni procesi u pećima, motorima s unutarnjim izgaranjem, dizel motorima, zračnim mlaznim motorima, tekućim raketnim motorima su heterogeno izgaranje, a optimizacija procesa isparavanja i miješanja goriva i oksidatora za njihovo dovođenje u komoru za izgaranje važan je dio. optimiziranje cjelokupnog procesa izgaranja kod radnika.sustavi.

Gotovo svi požari su također heterogeno izgaranje, ali eksplozije plina u kućanstvu su homogeno izgaranje, budući da su i gorivo i oksidant u početku plinovi.

Kako bi se poboljšale energetske karakteristike krutih goriva, mogu im se dodati metali. Takva goriva mogu se koristiti, na primjer, za brza podmornička torpeda, budući da čisti aluminij dobro gori u vodi. Izgaranje aluminija i drugih metala odvija se prema heterogenom mehanizmu.

Što je proces izgaranja

Izgaranje je proces na prijelazu fizike i kemije, koji se sastoji u pretvorbi tvari u rezidualni proizvod. Istodobno se toplinska energija oslobađa u velikim količinama. Proces izgaranja obično je popraćen emisijom svjetlosti, koja se naziva plamenom. Također, tijekom procesa izgaranja oslobađa se ugljični dioksid – CO 2 čiji višak u neprozračenoj prostoriji može dovesti do glavobolje, gušenja pa čak i smrti.

Za normalan tijek procesa potrebno je ispuniti niz obveznih uvjeta.

Prvo, izgaranje je moguće samo u prisutnosti zraka. Nemoguće u vakuumu.

Drugo, ako se područje u kojem dolazi do izgaranja ne zagrije na temperaturu paljenja materijala, tada će se proces izgaranja zaustaviti. Na primjer, plamen će se ugasiti ako se velika cjepanica odmah baci u svježe zapaljenu peć, sprječavajući da se zagrije na malim drvima.

Treće, ako su predmeti izgaranja vlažni i ispuštaju tekuću paru, a brzina izgaranja je još uvijek niska, proces će se također zaustaviti.

Bilješke

1. U. Zverev, N. N. Smirnov. Plinska dinamika izgaranja. — M.: Moskovska izdavačka kuća. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 str.
2. Izgaranje se ponekad definira kao reakcija između oksidatora i goriva. Međutim, procesi izgaranja uključuju, na primjer, i izgaranje monomolekularnih goriva i razgradnju ozona, kada se kemijska energija pohranjuje u kemijskim vezama u jednoj tvari.
3. ↑ Gori //: / Ch. izd. A. M. Prokhorov. - 3. izd. — M. : Sovjetska enciklopedija, 1969-1978.
4. . Kemijska enciklopedija. Preuzeto 16. rujna 2013.
5. (engleski) 1. U.S. Uprava za energetske informacije (EIA). Preuzeto 4. veljače 2014.
6. Mallard E., Le Chatelier H. L. Toplinski model za širenje plamena // Annals of Mines. - 1883. - God. 4. - Str. 379.
7. , s. osam.
8. Michelson V. A. O normalnoj brzini paljenja eksplozivnih plinskih smjesa. - Sobr. op. M.: Novi agronom, 1930, v. 1
9. Burke S.P., Schumann T.E.W. Difuzijski plamenovi // Industrial & Engineering Chemistry. - 1928. - God. 20, br. 10. - Str. 998-1004.
10. , s. 9.
11. Frank-Kamenetsky D. A. Raspodjela temperature u reakcijskoj posudi i stacionarna teorija toplinske eksplozije // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - T. 13, br. 6. - S. 738-755.
12. Zeldovich Ya. B., Frank-Kamenetsky D. A. Teorija širenja toplinskog plamena // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 12, br. 1. - S. 100-105.
13. Beljajev A. F. O izgaranju eksploziva // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - T. 12, br. 1. - S. 93-99.
14. Zeldovich Ya. B. O teoriji izgaranja baruta i eksploziva // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, br. 1. - S. 498-524.
15. Zeldovich Ya. B. O teoriji širenja detonacije u plinovitim sustavima // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - T. 10, br. 5. - S. 542-568.
16. von Neumann J. Teorija detonacijskih valova. Izvješće o napretku Odboru za istraživanje nacionalne obrane Div. B, OSRD-549 (1. travnja 1942. PB 31090) // Teorija detonacijskih valova. - John von Neumann: Sabrana djela, 1903.-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - Vol. 6. - Str. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , s. 26.
18. , s. 659.
19. , s. 9.
20. , s. 206.
21. , s. 686.
22. , s. osam.
23. ↑ , str. 10.
24. , s. 578.
25. , s. 49.
26. , s. 60.
27. , s. 183.
28. , s. 9.
29. , s. 12.
30. . Prof. Burcatovi termodinamički podaci. Preuzeto 13. kolovoza 2013.
31. . eLearning@CERFACS. Preuzeto 13. kolovoza 2013.
32. . Preuzeto 13. kolovoza 2013.
33. , s. 25.
34. , s. 95.
35. , s. 57.
36. , s. 66.
37. , s. 187.
38. , s. 193.
39. , s. 200.
40. .
41. , s. jedan.
42. , s. 132.
43. , s. 138.
44. .
45. . Cnews. Preuzeto 19. kolovoza 2013.
46. , s. 10.
47. Pokhil P.F. Doktorska disertacija. Institut za kemijsku fiziku Akademije znanosti SSSR-a. 1953. godine
48. , s. 177.
49. , s. 24.
50. ↑
51. Leipunsky O.I. Doktorska disertacija. Institut za kemijsku fiziku Akademije znanosti SSSR-a. 1945. godine
52. Leipunsky O.I. Na pitanje fizičkih temelja unutarnje balistike raketnih projektila // Teorija izgaranja baruta i eksploziva / Ed. urednici: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Znanost, 1982. - S. 226-277.
53. , s. 26.
54. Zeldovich Ya. B. O teoriji izgaranja baruta i eksploziva // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, br. 1. - S. 498-524.
55. , s. 40.
56. Ohlemiller T.J. (Engleski). SFPE priručnik za inženjerstvo zaštite od požara, 3. izdanje. NIST (2002). Preuzeto 15. kolovoza 2013.
57. Merzhanov A. G., Mukasyan A. S. Izgaranje čvrstog plamena. — M.: Torus Press. — 336 str. - 300 primjeraka. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Institut za strukturnu makrokinetiku i probleme znanosti o materijalima RAS. . Preuzeto 20. kolovoza 2013.
59. . Velika enciklopedija nafte i plina. Preuzeto 31. kolovoza 2013.
60. , s. 23.

Klasifikacija tipova izgaranja

Prema brzini kretanja smjese izgaranje se dijeli na sporo gorenje (ili deflagracija) i detonacijskog izgaranja (detonacija).Val izgaranja deflagracije širi se podzvučnom brzinom, a početna smjesa se zagrijava uglavnom toplinskom vodljivošću. Detonacijski val putuje nadzvučnom brzinom, dok je kemijska reakcija podržana zagrijavanjem reaktanata udarnim valom i, zauzvrat, podržava postojano širenje udarnog vala. Sporo izgaranje se prema prirodi strujanja smjese dijeli na laminarno i turbulentno. Kod detonacijskog izgaranja tok proizvoda je uvijek turbulentan. U određenim uvjetima polagano izgaranje može prijeći u detonaciju (eng. DDT, deflagration-to-detonation prijelaz).

Ako su početne komponente smjese plinovi, tada se izgaranje naziva plinovitim (ili homogenim). Kod izgaranja u plinskoj fazi, oksidacijsko sredstvo (obično kisik) stupa u interakciju s gorivom (na primjer, vodikom ili prirodnim plinom). Ako su oksidant i gorivo prethodno pomiješani na molekularnoj razini, tada se ovaj način naziva prethodno miješano izgaranje. Ako su oksidator i gorivo odvojeni jedno od drugog u početnoj smjesi i difuzijom ulaze u zonu izgaranja, tada se izgaranje naziva difuzijom.

Ako su oksidator i gorivo u početku u različitim fazama, tada se izgaranje naziva heterogenim. U pravilu se i u ovom slučaju reakcija oksidacije odvija u plinskoj fazi u difuzijskom režimu, a toplina koja se oslobađa u reakciji djelomično se troši na toplinsku razgradnju i isparavanje goriva. Na primjer, ugljen ili polimeri u zraku izgaraju prema ovom mehanizmu. U nekim smjesama može doći do egzotermnih reakcija u kondenziranoj fazi za stvaranje čvrstih proizvoda bez značajnog ispuštanja plinova. Taj se mehanizam naziva izgaranjem u čvrstoj fazi.

Postoje i takve posebne vrste izgaranja kao što su tinjajuće, bezplamensko izgaranje i sagorijevanje hladnog plamena.

Izgaranje ili nuklearno izgaranje naziva se termonuklearne reakcije u zvijezdama, u kojima se u procesima zvjezdane nukleosinteze formiraju jezgre kemijskih elemenata.

Toplinske karakteristike drva

Drvene vrste razlikuju se po gustoći, strukturi, količini i sastavu smola. Svi ovi čimbenici utječu na ogrjevnu vrijednost drva, temperaturu na kojoj gori i karakteristike plamena.

Drvo topole je porozno, takvo drvo za ogrjev gori jako, ali pokazatelj maksimalne temperature doseže samo 500 stupnjeva. Gusta šuma (bukva, jasen, grab), goruća, emitira preko 1000 stupnjeva topline. Pokazatelji breze su nešto niži - oko 800 stupnjeva. Ariš i hrast žare se toplije, dajući do 900 stupnjeva topline. Drvo za ogrjev od bora i smreke gori na 620-630 stupnjeva.

Kvaliteta drva za ogrjev i kako odabrati ono pravo

Drvo za ogrjev od breze ima najbolji omjer toplinske učinkovitosti i cijene - nije ekonomski isplativo grijati skupljim vrstama s visokim temperaturama izgaranja.

Smreka, jela i bor prikladni su za paljenje vatre - ovo meko drvo daje relativno umjerenu toplinu. Ali ne preporuča se koristiti takva drva za ogrjev u kotlu na kruto gorivo, u peći ili kaminu - ne emitiraju dovoljno topline za učinkovito zagrijavanje doma i kuhanje hrane, te izgaraju s stvaranjem velike količine čađe.

Gorivo od jasike, lipe, topole, vrbe i johe smatra se nekvalitetnim drvima za ogrjev - porozno drvo emitira malo topline tijekom izgaranja. Joha i neke druge vrste drva "pucaju" u procesu gorenja, što može dovesti do požara ako se drva za loženje otvorenog kamina.

Prilikom odabira treba obratiti pažnju i na stupanj vlage u drvu - vlažno drvo za ogrjev gore gore i ostavlja više pepela

Što određuje učinkovitost izgaranja

Učinkovitost izgaranja je pokazatelj koji je određen toplinskom energijom, koja ne "odleti u dimnjak", već se prenosi u peć, zagrijavajući je. Nekoliko čimbenika utječe na ovu brojku.

Prije svega, to je integritet dizajna peći. Pukotine, pukotine, višak pepela, prljavi dimnjak i drugi problemi čine izgaranje neučinkovitim.

Drugi važan čimbenik je gustoća stabla. Najveću gustoću imaju hrast, jasen, kruška, ariš i breza. Najmanji - smreka, aspen, bor, lipa. Što je veća gustoća, to će komad drva dulje gorjeti, a samim time i dulje će otpuštati toplinu.

Veliki komadi drva neće se odmah zapaliti. Potrebno je zapaliti vatru, počevši od malih grana. Oni će dati ugljen koji će osigurati potrebnu temperaturu za zapaljenje drva uloženog u peć u većim obrocima.

Proizvodi za paljenje, osobito na roštilju, se ne preporučuju jer pri izgaranju ispuštaju tvari štetne za ljude. Previše sredstva za paljenje u zatvorenom ložištu može uzrokovati eksploziju.

Ali ipak, kako nastaje katran u pećima

Glavni element od kojeg se sastoji drvo, smeđi ili kameni ugljen je ugljik. Voda čini 20-35% težine drva, a kalij, magnezij, natrij i drugi elementi ne prelaze 1-3% težine i ostaju uglavnom u ostacima pepela, sudjelujući minimalno u stvaranju katrana.

Ugljik je taj koji gori u pećima. I ako u jednostavnim kotlovima na kruta goriva postoje prilično jednostavni procesi kojima je lako upravljati, ali ih je teško automatizirati, onda se u pećima za pirolizu puno češće može dogoditi gore spomenuti proces suhe destilacije drva.

Pod utjecajem visoke temperature i nedovoljnog kisika dolazi do termičke razgradnje drva: oslobađa se drvni plin koji se sastoji od ugljičnog monoksida, vodika, dušika (nalazi se u primarnom zraku), kao i glavnih junaka prigode - ugljikovodika spojevi ugljika s dušikom, kisikom, vodikom (na primjer, metan, propan, acetilen). Nadalje, uslijed ubrizgavanja sekundarnog zraka u komoru za naknadno izgaranje kotla, oslobođeni plinovi se spaljuju. Kod nepotpunog izgaranja ovih plinova, odnosno ugljikovodika, dolazi do kemijske reakcije tijekom koje nastaje katran.

Kod nepotpunog izgaranja ovih plinova, odnosno ugljikovodika (metan, propan i dr.), umjesto izgaranja dolazi do kemijske reakcije tijekom koje nastaje katran.

Pirolizni kotlovi poznati su po visokoj učinkovitosti, učinkovitosti, u stanju su koristiti energiju kemijskih veza drva, ugljika za 97-98%. Ako se u kotlu stvara loživo ulje, katran, to znači da biste trebali zaboraviti na učinkovitost, a vaš kotao je pogrešno konfiguriran, montiran ili instaliran!

Glavni razlog za pojavu katrana u dimnjaku je nedovoljna količina kisika koja se dovodi u komoru za izgaranje, što dovodi do smanjenja temperature na kojoj bi se proces trebao odvijati.

Također možete identificirati razloge kao što su nepravilna montaža i raspored, slaba snaga puhala (pumpa) kotla, pad napona u mreži, nedovoljno visok dimnjak, vlažna drva za ogrjev. Također ne biste trebali biti previše štedljivi: dovod zraka ispod određene razine može produljiti proces izgaranja (piroliza) u kotlu na dulje vrijeme, ali će dovesti do stvaranja katrana. A to je ispunjeno ne samo redovitim čišćenjem dimnjaka, već i kvarom kotla i komore za izgaranje.

Kako se nositi s katranom ako se već počeo stvarati?

1. Povećanje temperature izgaranja. To se može učiniti povećanjem dovoda zraka i korištenjem suhih drva.

2. Promjena geometrije, duljine dimnjaka, plinskih kanala. To bi trebalo smanjiti otpor plina, poboljšati vuču, a time i povećati dovod zraka bez povećanja snage kompresora (pumpe).

3. Povećanje temperature izgaranja podešavanjem snage pumpe ili dodavanjem suhih drva na kraju vatre. To će pomoći da se spali katran koji se uspio formirati u dimnjaku.

Ako se u dimnjaku pojavila značajna količina katrana, prvo ga treba očistiti kemijskom ili zastarjelom metodom. I tek onda promijenite konfiguraciju sustava.

Značajan porast temperature i naknadno paljenje katrana u dimnjaku može dovesti do požara na krovu ili drugih katastrofalnih posljedica. Katran je zapaljiv, stoga morate biti izuzetno oprezni.

Vatra od katrana će očistiti dimnjak, ali može predstavljati opasnost od požara

Također je prilično popularna teorija da stvaranje katrana ovisi o vrsti drva. Na netu možete pronaći dosta informacija da se katran stvara samo iz ložišta s crnogoričnim ili određenim vrstama drva, a protiv toga se možete boriti spaljivanjem brezovog ogrjeva. Ovdje je vrijedno prisjetiti se da su naši preci vadili katran iz kore breze, polažući ga u zatvoreni lonac s rupom na dnu i zagrijavajući. A gorenje katrana u dimnjaku pri mijenjanju goriva može se objasniti ne drugačijim kemijskim sastavom, već boljim stupnjem sušenja ili višom temperaturom izgaranja. Dakle, povezanost katrana sa smolom drveća samo je zabluda.

Hajde da rezimiramo. Katran u dimnjaku, kaminu, dimnjaku nije dijagnoza, to je samo simptom. Kako pronaći i izliječiti problem - reći će vam naše sljedeće publikacije.

Za više informacija savjetujemo da se obratite stručnjacima Waterstorea.

Kako je čovjek ovladao vatrom

Vatra je bila poznata ljudima koji su živjeli u kamenom dobu. Ljudi nisu uvijek mogli sami zapaliti vatru. Prvo upoznavanje osobe s procesom izgaranja, prema znanstvenicima, dogodilo se empirijski. Vatra, izvučena iz šumskog požara ili dobivena od susjednog plemena, čuvala se kao najdragocjenija stvar koju su ljudi imali.

S vremenom je osoba primijetila da neki materijali imaju najviše gorućih svojstava. Na primjer, suha trava ili mahovina mogu se zapaliti od samo nekoliko iskri.

Nakon mnogo godina, opet empirijski, ljudi su naučili vaditi vatru pomoću improviziranih sredstava. Povjesničari tinder i kremen nazivaju prvim "upaljačem" osobe, koji su, kada su se udarili, davali iskre. Kasnije je čovječanstvo naučilo vaditi vatru uz pomoć grančice postavljene u posebno udubljenje u drvu. Temperatura paljenja stabla postignuta je intenzivnom rotacijom kraja grančice u udubini. Mnoge pravoslavne zajednice i danas nastavljaju koristiti ove metode.

Mnogo kasnije, 1805. godine, francuski kemičar Jean Chancel izumio je prve šibice. Izum je dobio ogromnu distribuciju, a osoba je već mogla samouvjereno izvlačiti vatru ako je potrebno.

Razvoj procesa izgaranja smatra se glavnim čimbenikom koji je dao poticaj razvoju civilizacije. Štoviše, izgaranje će ostati takav čimbenik u bliskoj budućnosti.