Kátrány a kazán kéményében

Az égési hőmérsékletet befolyásoló tényezők

A kályhában égetett fa hőmérséklete nem csak a fa fajtájától függ. Jelentős tényező még a tűzifa nedvességtartalma és a vonóerő, ami a hőegység kialakításából adódik.

A páratartalom hatása

A frissen vágott fában a nedvességtartalom eléri a 45-65% -ot, átlagosan körülbelül 55%. Az ilyen tűzifa égési hőmérséklete nem emelkedik a maximális értékekre, mivel a hőenergiát a nedvesség elpárologtatására fordítják. Ennek megfelelően az üzemanyag hőátadása csökken.

Annak érdekében, hogy a fa elégetése során a szükséges hőmennyiség felszabaduljon, három módot alkalmaznak
:

• csaknem kétszer annyi frissen vágott tűzifát használnak fel a helyiségek fűtésére és főzésére (ez magasabb üzemanyagköltséget, valamint a kémény és a gázcsatornák gyakori karbantartásának szükségességét jelenti, amiben nagy mennyiségű korom telepszik meg);
• a frissen vágott tűzifát előszárítjuk (a rönköket lefűrészeljük, rönkökre hasítják, amelyeket lombkorona alá raknak - 1-1,5 év szükséges a természetes száradáshoz 20% páratartalomig);
• száraz tűzifát vásárolnak (a pénzügyi költségeket ellensúlyozza a tüzelőanyag magas hőátadása).

A frissen vágott fából nyert nyír tűzifa fűtőértéke meglehetősen magas. Frissen vágott kőris, gyertyán és egyéb keményfa tüzelőanyagok is alkalmasak a felhasználásra.

A levegőellátás hatása

A kemence oxigénellátásának korlátozásával csökkentjük a fa égési hőmérsékletét és csökkentjük a tüzelőanyag hőátadását. A tüzelőanyag-terhelés égésének időtartama a kazánegység vagy a kályha csappantyújának elzárásával növelhető, de a tüzelőanyag-megtakarítás a szuboptimális körülmények miatt alacsony égési hatásfokot eredményez. A nyitott kandallóban égetett fához a levegő szabadon jut be a helyiségből, és a huzat intenzitása elsősorban a kémény tulajdonságaitól függ.

A fa ideális égésének egyszerűsített képlete a
:

C + 2H2 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q (hő)

A szén és a hidrogén elégetik, amikor oxigént szállítanak (az egyenlet bal oldala), ami hőt, vizet és szén-dioxidot eredményez (az egyenlet jobb oldala).

Ahhoz, hogy a száraz fa maximális hőmérsékleten égjen, az égéstérbe belépő levegő mennyiségének el kell érnie az égési folyamathoz szükséges térfogat 130%-át. Ha a légáramlást csappantyúk blokkolják, nagy mennyiségű szén-monoxid képződik, ennek oka az oxigénhiány. A szén-monoxid (elégetlen szén) a kéménybe kerül, miközben az égéstérben csökken a hőmérséklet és csökken a tűzifa hőátadása.

A szilárd tüzelésű fatüzelésű kazán gazdaságos megközelítése egy olyan hőtároló felszerelése, amely a tüzelőanyag elégetésekor keletkező többlethőt optimális üzemmódban, jó tapadás mellett tárolja.

A fatüzelésű kályhákkal nem lehet így üzemanyagot megtakarítani, mivel közvetlenül melegítik a levegőt. A masszív tégla kemence teste a hőenergia viszonylag kis részét képes felhalmozni, míg a fém kályháknál a felesleges hő közvetlenül a kéménybe kerül.

Ha kinyitja a fúvót és növeli a huzatot a kemencében, az égés intenzitása és a tüzelőanyag hőátadása megnő, de a hőveszteség is nő. A tűzifa lassú égetésével megnő a szén-monoxid mennyisége és csökken a hőátadás.

Orosz fürdőt építünk az ész szerint

Megtekintések: 3 082 A fürdőben való szárnyaláshoz a fő hőforrást általában az égető tűzifa adja.

De először röviden érintsük meg a fa mint tüzelőanyag szerkezetének kérdését.

A fa cellulóz, hemicellulóz és lignin szénhidrogénvegyületeinek (poliszacharid polimerek) keveréke.

Képes égni, és levegővel robbanásveszélyes keveréket képez. A szén-monoxid égéskor kék lángot hoz létre. A szén-monoxid erősen mérgező. A 0,4%-os szén-monoxid-koncentrációjú levegő belélegzése emberre halálos kimenetelű.

Info

A szabványos gázálarcok nem védenek a szén-monoxid ellen, ezért tűz esetén speciális szűrőket vagy oxigénszigetelő eszközöket használnak.

A kén-dioxid

A kén-dioxid (SO 2 ) a kén és a kénvegyületek égésterméke. Színtelen, jellegzetes szúrós szagú gáz. A kén-dioxid relatív sűrűsége = 2,25. Ennek a gáznak a sűrűsége T = 0 0 C és p = 760 Hgmm mellett 2,9 kg/m 3, vagyis sokkal nehezebb a levegőnél.

Tekintsük röviden a fő égéstermékek tulajdonságait.

Szén-dioxid

A szén-dioxid vagy szén-dioxid (CO 2) a szén teljes égésének terméke. Nincs szaga és színe. Levegőhöz viszonyított sűrűsége = 1,52. A szén-dioxid sűrűsége T \u003d 0 0 C hőmérsékleten és normál nyomáson p \u003d 760 higanymilliméter (Hgmm) 1,96 kg / m 3 (a levegő sűrűsége azonos körülmények között ρ \u003d 1,29 kg / m 3).

Fontos

A szén-dioxid jól oldódik vízben (T = 15 0 C-on egy liter gáz feloldódik egy liter vízben). A szén-dioxid nem támogatja az anyagok égését, kivéve az alkáli- és alkáliföldfémeket

A magnézium égése például szén-dioxid atmoszférában megy végbe a következő egyenlet szerint:

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

A szén-dioxid toxicitása elhanyagolható.

Megtekintve: 3 317

Általános szabály, hogy a fürdőben való szárnyaláshoz a fő hőforrás a tűzifa.

A fatüzelés folyamatának megértése és az ezalatt kinyert hőmennyiség szabályozásának képessége és annak leghatékonyabb felhasználása lehetővé teszi, hogy tudatosan válasszon a szaunakályha egyik vagy másik modellje mellett.

Tehát vegyük figyelembe a fa tüzelőanyag elégetésének folyamatának kémiai és fizikai alapjait, amely bármely szaunakályha tűzterében előfordul.

De először röviden érintsük meg a fa mint tüzelőanyag szerkezetének kérdését.

A fa cellulóz, hemicellulóz és lignin szénhidrogénvegyületeinek (poliszacharid polimerek) keveréke.

Csak a felfűtött fából felszabaduló szén C és hidrogén H égéshője miatt melegszenek fel, vagy más szóval, ezek a gázok negatív szerepet játszanak az égésben. Lehűtik az égési zónát, megakadályozzák a fa éghető komponenseinek oxidációs reakcióinak teljességét, amíg azok CO2 és H2O végtermékekké alakulnak, csökkentik a kemence fűtését, végső soron meghatározzák a fa égéstermékeinek hőtartalmát. üzemanyag.

Tehát húzzuk meg a határt.

Figyelembe vettük a szénhidrogén tüzelőanyag égetésének folyamatának fizikai és kémiai alapját, amely a fa.

Megállapítást nyert, hogy a fa kályhában történő égetésének fő célja az égés teljessége, valamint a felszabaduló hő- és sugárzási energia maximális kihasználása.

Ebben a szakaszban a fa aktívan elnyeli a hőt kívülről. Nincs égési folyamat.

150-275ºС hőmérsékleten az eredeti faszerkezet egyszerűbb szilárd, folyékony és gáznemű komponensekre bomlási folyamata (szén-monoxid CO, szén-dioxid CO2, metán CH4, faalkohol (metanol) CH3OH, ecetsav CH3COOH, kreozot-a fenolok és aromás szénhidrogének keveréke) kezdődik. ). A fa továbbra is aktívan felveszi a hőt. Nincs égés.

275-450ºС hőmérsékleten a fa szerkezetének aktív bomlásának és egyszerűsítésének folyamata a hő, a gáznemű tüzelőanyagok gyors felszabadulásával és a fa önmelegedésével kezdődik. Megkezdődik a cellulóz és a lignin lebontása.

Ideális esetben csak nitrogén N2 kerüljön a légkörbe a kéményen keresztül, amely a kemencekemencébe szállított levegő fő összetevője az oxigénnel együtt, de nem vesz részt az égésben, szén-dioxid CO2 és vízgőz H2O.

Amint azt korábban említettük, a tűzifa teljes égésének reakciójának termékei a szén égéséből származó szén-dioxid CO2 és a hidrogén égéséből származó vízgőz H2O.

Balasztgázként a fa által a fűtés során felszabaduló H2O tüzelőanyag vízgőze, a nitrogén N2, valamint a felesleges levegő ballasztgázként működik.

Az égési reakciótermékek és a ballasztgázok nem vesznek részt az égésben.

Anyagok kibocsátása A fa nem teljes égése

Biztonság

• A kísérlet megkezdése előtt vegyen fel védőkesztyűt és védőszemüveget.
• Végezze el a kísérletet egy tálcán.
• A kísérlet ideje alatt tartson a közelben egy edényt vízzel.
• A fáklya meggyújtása előtt vegye le a kesztyűt.

Általános biztonsági szabályok

• Kerülje el, hogy vegyszerek a szemébe vagy a szájába kerüljenek.
• Ne engedjen be védőszemüveg nélküli embereket, valamint kisgyermekeket és állatokat a kísérlet helyszínére.
• Tartsa távol a kísérleti készletet 12 év alatti gyermekektől.
• Használat után mossa meg vagy tisztítsa meg az összes berendezést és tartozékot.
• Használat után győződjön meg arról, hogy minden reagenstartály szorosan le van zárva és megfelelően tárolva.
• Győződjön meg arról, hogy minden eldobható tartályt megfelelően ártalmatlanított.
• Csak a készletben található vagy az aktuális útmutatóban javasolt berendezéseket és reagenseket használja.
• Ha ételtartót vagy kísérleti edényt használt, azonnal dobja ki azokat. Élelmiszertárolásra már nem alkalmasak.

Elsősegélynyújtási információk

• Ha a reagensek szembe kerülnek, alaposan öblítse ki a szemet vízzel, szükség esetén tartsa nyitva a szemét. Azonnal orvoshoz kell fordulni.
• Lenyelés esetén öblítse ki a száját vízzel, igyon tiszta vizet. Ne hánytasson. Azonnal orvoshoz kell fordulni.
• Reagensek belélegzése esetén a sérültet friss levegőre kell vinni.
• Bőrrel való érintkezés vagy égési sérülés esetén öblítse le az érintett területet bő vízzel 10 percig vagy tovább.
• Ha kétségei vannak, azonnal forduljon orvoshoz. Vigyen magával egy kémiai reagenst és egy edényt belőle.
• Sérülés esetén mindig forduljon orvoshoz.

Különleges égési módok

Parázsló

A parázslás a lassú égés egy speciális fajtája, amelyet az oxigén és a forró kondenzált anyag reakciójában felszabaduló hő tart fenn közvetlenül az anyag felületén, és a kondenzált fázisban felhalmozódik. A parázslás tipikus példája a meggyújtott cigaretta. A parázslás során a reakciózóna lassan szétterül az anyagon. A gázfázisú láng a gáznemű termékek elégtelen hőmérséklete miatt nem jön létre, vagy a gázfázisból származó nagy hőveszteségek miatt kialszik. A parázslás általában porózus vagy rostos anyagoknál figyelhető meg. Tűz esetén a parázslás nagy veszélyt jelenthet, mivel a tökéletlen égés során az emberre mérgező anyagok szabadulnak fel.

Szilárdtest égés

Infravörös gáztűzhely porózus mátrixokkal fűtőelemként

Szervetlen és szerves porok keverékében autohullámos exoterm folyamatok léphetnek fel, amelyek nem járnak észrevehető gázfejlődéssel, és csak kondenzált termékeket képeznek. A közbenső szakaszokban gáz- és folyadékfázisok képződhetnek, amelyek azonban nem hagyják el az égőrendszert. Ismertek példák olyan reagáló porokra, amelyekben ilyen fázisok képződése nem bizonyított (tantál-szén). Az ilyen módokat ún szilárd fázisú égés, a kifejezések is használatosak gázmentes égés és szilárd láng égés. Ezek az eljárások gyakorlati alkalmazásra találtak az A. G. Merzhanov irányítása alatt kifejlesztett önszaporító magas hőmérsékletű szintézis (SHS) technológiáiban.

Égés porózus közegben

Ha a kezdeti éghető keverék porózus közegen, például kerámia mátrixon halad át, akkor az égés során a hő egy részét a mátrix melegítésére fordítják. A forró mátrix viszont felmelegíti a kezdeti keveréket. Így az égéstermékek hőjének egy része visszanyerhető, ami lehetővé teszi olyan (alacsony tüzelőanyag-felesleg arányú) sovány keverékek alkalmazását, amelyek hővisszavezetés nélkül nem égnek el.A porózus égetési technológiák (a hazai szakirodalomban szűréses égetésnek is nevezik) csökkenthetik a káros anyagok kibocsátását, és gáz-infravörös kályhákban, fűtőtestekben és sok más készülékben használatosak.

Lángtalan égés

A hagyományos égéstől eltérően, ha világító lángzónát észlelünk, lehetőség nyílik a lángmentes égés feltételeinek megteremtésére. Ilyen például a szerves anyagok katalitikus oxidációja megfelelő katalizátor felületén, például etanol oxidációja platinafeketén. A „lángmentes égés” kifejezés azonban nem korlátozódik a felületi katalitikus oxidáció esetére, hanem olyan helyzetekre vonatkozik, amikor a láng szabad szemmel nem látható. Ezért a sugárzó égők égési módjait vagy a ballisztikus porok alacsony nyomású exoterm bomlásának egyes módjait lángmentesnek is nevezik. A lángmentes oxidáció, az alacsony hőmérsékletű égés megszervezésének speciális módja, az egyik ígéretes irány az erőművek alacsony károsanyag-kibocsátású égéstereinek kialakításában.

Irodalom

• Gaydon A. Spektroszkópia és égéselmélet. — M.: Külföldi Irodalmi Kiadó, 1950. - 308 p.
• Khitrin L. N. Az égés és robbanás fizikája. — M.: Moszkvai Egyetem Kiadója, 1957. - 452 p.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Az égés gázdinamikája. — M.: A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kiadója, 1963. - 254 p.
• Lewis B., Elbe G. Égés, láng és robbanás gázokban. 2. kiadás Per. angolról. szerk. K. I. Shchelkin és A. A. Boriszov. — M.: Mir, 1968. - 592 p.
• Pokhil P. F., Maltsev V. M., Zaitsev V. M. Égési és detonációs folyamatok tanulmányozási módszerei. — M.: Nauka, 1969. - 301 p.
• Novozhilov B.V. Szilárd rakétahajtóanyagok bizonytalan égése. — M.: Nauka, 1973. - 176 p.
• Lawton J., Weinberg F. Az égés elektromos vonatkozásai. — M.: Energia, 1976. - 296 p.
• Zeldovich Ya. B., Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. Az égés és robbanás matematikai elmélete. — M.: Nauka, 1980. - 479 p.
• (Angol)
• (Angol)
• (Angol)
• (Angol)
• (Angol)
• (Angol)

heterogén égés

A kémiában és a fizikában heterogén folyamatoknak nevezzük a homogénekkel szemben heterogén, azaz több fázist (például gázt és folyadékot) tartalmazó rendszereket, valamint a fázishatáron végbemenő folyamatokat. Az égéskutatásban a kifejezés heterogén égés olyan rendszerekben használatos, amelyekben az üzemanyag és az oxidálószer kezdetben különböző fázisban van, még akkor is, ha a folyamat során az üzemanyag elpárolog, és maguk a kémiai reakciók a gázfázisban mennek végbe. Tipikus példa a szén levegőben történő elégetése, amelyben a szén a szénrészecskék felületén lévő oxigénnel reagálva szén-monoxidot képezhet. Ezt követően a szén-monoxid a gázfázisban kiéghet és szén-dioxidot képezhet, illetve bizonyos üzemmódokban az üzemanyag elpárologhat a részecskék felületéről, és gázfázisban gáznemű szénként oxidálódhat. A mechanizmusok különbözősége ellenére ezek a rezsimek formálisan a heterogén égéshez kapcsolódnak.

A heterogén égés rendkívül fontos az égés gyakorlati alkalmazásaiban. A legtöbb tüzelőanyag kényelmesebben tárolható és szállítható folyékony formában (beleértve a cseppfolyósított földgázt is)

A kemencék, belső égésű motorok, dízelmotorok, légsugárhajtóművek, folyékony rakétamotorok munkafolyamatai heterogén égésűek, és az üzemanyag és az oxidálószer párolgási és keverési folyamatának optimalizálása az égéstérbe való bejutáshoz az optimalizálás fontos része. a teljes égési folyamat a dolgozókban.

Szinte minden tűz egyben heterogén égés is, de a háztartási gázrobbanások homogén égésnek minősülnek, mivel a tüzelőanyag és az oxidálószer is kezdetben gáz.

A szilárd tüzelőanyagok energetikai jellemzőinek javítása érdekében fémek adhatók hozzájuk. Ilyen üzemanyagok használhatók például nagy sebességű tengeralattjáró torpedókhoz, mivel a tiszta alumínium jól ég a vízben. Az alumínium és más fémek égése heterogén mechanizmus szerint megy végbe.

Mi az égési folyamat

Az égés a fizika és a kémia fordulóján lévő folyamat, amely abból áll, hogy egy anyagot visszamaradó termékké alakítanak át. Ugyanakkor a hőenergia nagy mennyiségben szabadul fel. Az égési folyamatot általában fénykibocsátás kíséri, amit lángnak neveznek. Ezenkívül az égési folyamat során szén-dioxid - CO 2 - szabadul fel, amelynek feleslege egy szellőzetlen helyiségben fejfájáshoz, fulladáshoz és akár halálhoz is vezethet.

A folyamat normál lefolyásához számos kötelező feltételnek kell teljesülnie.

Először is, az égés csak levegő jelenlétében lehetséges. Lehetetlen légüres térben.

Másodszor, ha azt a területet, ahol az égés megtörténik, nem melegítik fel az anyag gyulladási hőmérsékletére, akkor az égési folyamat leáll. Például a láng kialszik, ha egy nagy fahasábot azonnal bedobnak egy újonnan tüzelt kemencébe, és nem engedik felmelegedni a kis fán.

Harmadszor, ha az égési alanyok nedvesek és folyékony gőzöket bocsátanak ki, és az égési sebesség még mindig alacsony, a folyamat szintén leáll.

Megjegyzések

1. BAN BEN. Zverev, N. N. Szmirnov. Az égés gázdinamikája. — M.: Moszkvai Könyvkiadó. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 p.
2. Az égést néha egy oxidálószer és egy tüzelőanyag közötti reakcióként határozzák meg. Az égési folyamatok közé azonban tartozik például mind a monomolekuláris tüzelőanyagok elégetése, mind az ózon lebomlása, amikor a kémiai energia egy anyagban kémiai kötésekben raktározódik.
3. ↑ Égetés //: / Ch. szerk. A. M. Prohorov. - 3. kiadás — M. : Szovjet enciklopédia, 1969-1978.
4. . Kémiai Enciklopédia. Letöltve: 2013. szeptember 16.
5. (angol) 1. U.S. Energy Information Administration (EIA). Letöltve: 2014. február 4.
6. Mallard E., Le Chatelier H. L. A láng terjedésének hőmodellje // Annals of Mines. - 1883. - Kt. 4. - 379. o.
7. , Val vel. nyolc.
8. Michelson V. A. A robbanásveszélyes gázkeverékek normál gyulladási sebességéről. - Sobr. op. M.: Új agronómus, 1930, 1. v
9. Burke S.P., Schumann T.E.W. Diffúziós lángok // Ipari és mérnöki kémia. - 1928. - 1. évf. 20., 10. sz. - P. 998-1004.
10. , Val vel. 9.
11. Frank-Kamenetsky D. A. Hőmérséklet-eloszlás reakcióedényben és a hőrobbanás stacioner elmélete // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - T. 13., 6. sz. - S. 738-755.
12. Zeldovich Ya. B., Frank-Kamenetsky D. A. Theory of Thermal Flame Propagation // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 12., 1. sz. - S. 100-105.
13. Beljajev A.F. A robbanóanyagok égéséről // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - T. 12., 1. sz. - S. 93-99.
14. Zeldovich Ya. B. A lőpor és a robbanóanyagok égésének elméletéről // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12., 1. sz. - S. 498-524.
15. Zeldovich Ya. B. A detonáció terjedésének elméletéről gázhalmazállapotú rendszerekben // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - T. 10, sz. 5. - S. 542-568.
16. von Neumann J. A detonációs hullámok elmélete. Előrehaladási jelentés a Honvédelmi Kutatási Bizottság részére Oszt. B, OSRD-549 (1942. április 1. PB 31090) // A detonációs hullámok elmélete. - Neumann János: Összegyűjtött művek, 1903-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - Vol. 6. - P. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , Val vel. 26.
18. , Val vel. 659.
19. , Val vel. 9.
20. , Val vel. 206.
21. , Val vel. 686.
22. , Val vel. nyolc.
23. ↑ , p. 10.
24. , Val vel. 578.
25. , Val vel. 49.
26. , Val vel. 60.
27. , Val vel. 183.
28. , Val vel. 9.
29. , Val vel. 12.
30. . Prof. Burcat termodinamikai adatai. Letöltve: 2013. augusztus 13.
31. . eLearning@CERFACS. Letöltve: 2013. augusztus 13.
32. . Letöltve: 2013. augusztus 13.
33. , Val vel. 25.
34. , Val vel. 95.
35. , Val vel. 57.
36. , Val vel. 66.
37. , Val vel. 187.
38. , Val vel. 193.
39. , Val vel. 200.
40. .
41. , Val vel. egy.
42. , Val vel. 132.
43. , Val vel. 138.
44. .
45. . Cnews. Letöltve: 2013. augusztus 19.
46. , Val vel. 10.
47. Pokhil P.F. Doktori disszertáció. A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézete. 1953
48. , Val vel. 177.
49. , Val vel. 24.
50. ↑
51. Leipunsky O.I. Doktori disszertáció. A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kémiai Fizikai Intézete. 1945
52. Leipunsky O.I. A rakétalövedékek belső ballisztikájának fizikai alapjainak kérdéséhez // A lőpor és a robbanóanyagok égésének elmélete / Szerk. szerkesztők: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Science, 1982. - S. 226-277.
53. , Val vel. 26.
54. Zeldovich Ya. B. A lőpor és a robbanóanyagok égésének elméletéről // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12., 1. sz. - S. 498-524.
55. , Val vel. 40.
56. Ohlemiller T.J. (Angol). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3. kiadás. NIST (2002). Letöltve: 2013. augusztus 15.
57. Merzhanov A. G., Mukasyan A. S. Szilárd láng égés. — M.: Torus Press. — 336 p. - 300 példányban. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Szerkezeti Makrokinetikai és Anyagtudományi Problémák Intézet RAS. . Letöltve: 2013. augusztus 20.
59. . Olaj és gáz nagy enciklopédiája. Letöltve: 2013. augusztus 31.
60. , Val vel. 23.

Az égéstípusok osztályozása

A keverék sebessége szerint az égés fel van osztva lassú égés (vagy deflagráció) és detonációs égés (robbanás).A deflagrációs égési hullám szubszonikus sebességgel terjed, és a kezdeti keveréket főként hővezetés melegíti fel. A detonációs hullám szuperszonikus sebességgel halad, míg a kémiai reakciót a reagensek felmelegedése támogatja a lökéshullám által, és ez támogatja a lökéshullám egyenletes terjedését. A lassú égést a keverék áramlásának jellege szerint laminárisra és turbulensre osztják. A detonációs égés során a termékek áramlása mindig turbulens. Bizonyos körülmények között a lassú égés detonációba fordulhat (pl. DDT, deflagráció-detonáció átmenet).

Ha a keverék kezdeti komponensei gázok, akkor az égést gázfázisúnak (vagy homogénnek) nevezzük. A gázfázisú égés során egy oxidálószer (általában oxigén) reagál egy tüzelőanyaggal (pl. hidrogénnel vagy földgázzal). Ha az oxidálószert és az üzemanyagot molekuláris szinten előkeverik, akkor ezt az üzemmódot előkevert égésnek nevezik. Ha az oxidálószer és a tüzelőanyag a kezdeti keverékben elválik egymástól, és diffúzióval jutnak az égési zónába, akkor az égést diffúziónak nevezzük.

Ha az oxidálószer és az üzemanyag kezdetben különböző fázisban vannak, akkor az égést heterogénnek nevezzük. Általános szabály, hogy ebben az esetben az oxidációs reakció gázfázisban is diffúziós üzemmódban megy végbe, és a reakcióban felszabaduló hőt részben a tüzelőanyag hőbontására és elpárologtatására fordítják. Például a levegőben lévő szén vagy polimerek ennek a mechanizmusnak megfelelően égnek. Egyes keverékekben a kondenzált fázisban exoterm reakciók léphetnek fel, amelyek szilárd terméket képeznek jelentős gázkibocsátás nélkül. Ezt a mechanizmust szilárdfázisú égésnek nevezik.

Léteznek olyan speciális égési módok is, mint a parázsló, lángmentes és hideglángos égés.

Az égést, vagy magégetést a csillagokban termonukleáris reakcióknak nevezzük, amelyek során a csillagok nukleoszintézisének folyamataiban kémiai elemek magjai keletkeznek.

A fa termikus jellemzői

A fafajták sűrűségükben, szerkezetükben, mennyiségükben és a gyanták összetételében különböznek egymástól. Mindezek a tényezők befolyásolják a fa fűtőértékét, az égési hőmérsékletet és a láng jellemzőit.

A nyárfa porózus, az ilyen tűzifa fényesen ég, de a maximális hőmérséklet-mutató csak 500 fokot ér el. Sűrű fafajták (bükk, kőris, gyertyán), égő, 1000 fok feletti hőt bocsátanak ki. A nyírfa mutatók valamivel alacsonyabbak - körülbelül 800 fok. A vörösfenyő és a tölgy jobban fellángol, és akár 900 fokos hőt is kiad. A fenyő és luc tűzifa 620-630 fokon ég.

A tűzifa minősége és a megfelelő kiválasztása

A nyírfa tűzifa hőhatékonysága és költsége a legjobb arányban - gazdaságilag nem kifizetődő a drágább, magas égési hőmérsékletű fafajokkal fűteni.

A lucfenyő, a fenyő és a fenyő alkalmas tüzek készítésére – ezek a puhafák viszonylag mérsékelt hőt adnak. De nem ajánlott ilyen tűzifát szilárd tüzelésű kazánban, kályhában vagy kandallóban használni - nem bocsátanak ki elegendő hőt az otthon hatékony fűtéséhez és az étel elkészítéséhez, nagy mennyiségű korom képződésével égnek ki.

A nyárfa, hárs, nyár, fűz és éger tüzelőanyaga alacsony minőségű tűzifának minősül - a porózus fa égés közben kevés hőt bocsát ki. Az éger és más fafajták az égés során "lövi" a parazsat, ami tüzet okozhat, ha tűzifával nyitott kandallót tüzelnek.

Kiválasztásnál ügyeljen a fa nedvességtartalmára is - a nedves tűzifa rosszabbul ég és több hamut hagy maga után

Mi határozza meg az égés hatékonyságát

Az égési hatásfok olyan mutató, amelyet a hőenergia határoz meg, amely nem „repül a kéménybe”, hanem átkerül a kemencébe, felmelegítve azt. Ezt a számot több tényező is befolyásolja.

Először is, ez a kemence kialakításának integritása. Repedések, repedések, felesleges hamu, piszkos kémény és egyéb problémák hatástalanná teszik az égést.

A második fontos tényező a fa sűrűsége. A legnagyobb sűrűségű a tölgy, a kőris, a körte, a vörösfenyő és a nyír. A legkisebb - lucfenyő, nyárfa, fenyő, hárs. Minél nagyobb a sűrűség, annál hosszabb ideig ég a fadarab, és így annál hosszabb ideig ad le hőt.

A nagy fadarabok nem gyulladnak meg azonnal. Tüzet kell gyújtani, kis ágakkal kezdve. Olyan szenet adnak, amely biztosítja a szükséges hőmérsékletet a kemencébe betöltött fa nagyobb adagokban történő meggyújtásához.

Gyújtótermékek, különösen a grillezésben nem ajánlottak, mivel égéskor emberre káros anyagokat bocsátanak ki. Túl sok gyújtóanyag zárt tűztérben robbanást okozhat.

De mégis, hogyan képződik kátrány a kemencékben

A fát (barna vagy szén) alkotó fő elem a szén. A fa tömegének 20-35%-át víz teszi ki, a kálium, magnézium, nátrium és egyéb elemek pedig nem haladják meg a tömeg 1-3%-át, és főként hamumaradványokban maradnak meg, minimális részt vállalva a kátrány képződésében.

Ez a szén, amely a kemencékben ég el. És ha az egyszerű szilárd tüzelésű kazánokban meglehetősen egyszerű folyamatok vannak, amelyek könnyen kezelhetők, de nehezen automatizálhatók, akkor a pirolízis kemencékben a fa száraz desztillációjának fent említett folyamata sokkal gyakrabban fordulhat elő.

A magas hőmérséklet és az elégtelen oxigén hatására a fa termikus bomlása következik be: fagáz szabadul fel, amely szén-monoxidból, hidrogénből, nitrogénből (az elsődleges levegőben található), valamint az alkalom fő hőseiből - szén-szénhidrogénekből áll. nitrogénnel, oxigénnel, hidrogénnel alkotott vegyületek (például metán, propán, acetilén). Továbbá a kazán utóégető kamrájába történő másodlagos levegő befecskendezése miatt a felszabaduló gázok elégetik. Ezeknek a gázoknak, nevezetesen a szénhidrogéneknek a nem teljes égésekor kémiai reakció megy végbe, amelynek során kátrány képződik.

Ezeknek a gázoknak, nevezetesen a szénhidrogéneknek (metán, propán stb.) tökéletlen égésekor az égés helyett kémiai reakció megy végbe, melynek során kátrány képződik.

A pirolízis kazánok nagy hatásfokukról ismertek, hatékonyságukról, a fa kémiai kötéseinek energiáját, a szén 97-98%-ban képesek hasznosítani. Ha fűtőolaj, kátrány képződik a kazánban, akkor ez azt jelenti, hogy felejtse el a hatékonyságot, és a kazán hibásan van konfigurálva, összeszerelve vagy telepítve!

A kátrány megjelenésének fő oka a kéményben az elégtelen mennyiségű oxigén az égéstérbe, ami a folyamat hőmérsékletének csökkenéséhez vezet.

Olyan okokat is azonosíthat, mint a helytelen összeszerelés és elrendezés, a kazán alacsony teljesítményű ventilátora (szivattyúja), a hálózat feszültségesése, nem kellően magas kémény, nedves tűzifa. Nem szabad túl gazdaságosnak lenni: egy bizonyos szint alatti levegőellátás hosszabb ideig megnyújthatja az égési folyamatot (pirolízis) a kazánban, de kátrány képződéséhez vezet. És ez nemcsak a kémény rendszeres tisztításával, hanem a kazán és az égéstér meghibásodásával is tele van.

Hogyan kezeljük a kátrányt, ha már elkezdett kialakulni?

1. Az égési hőmérséklet emelése. Ez a levegőellátás növelésével és szárazabb fa felhasználásával valósítható meg.

2. A kémény geometriájának, hosszának, gázvezetékeinek megváltoztatása. Ez csökkenti a gázellenállást, javítja a tapadást, és így növeli a levegőellátást anélkül, hogy növelné a feltöltő (szivattyú) teljesítményét.

3. Az égési hőmérséklet növelése a szivattyú teljesítményének beállításával vagy a tűz végén szárazabb fa hozzáadásával. Ez segít kiégetni a kátrányt, amely a kéményben képződik.

Ha jelentős mennyiségű kátrány jelent meg a kéményben, először vegyszeres vagy elavult módszerrel meg kell tisztítani. És csak ezután módosítsa a rendszer konfigurációját.

A hőmérséklet jelentős emelkedése, majd a kátrány meggyulladása a kéményben tetőtűzhöz vagy más katasztrofális következményekhez vezethet. A kátrány gyúlékony, ezért nagyon óvatosnak kell lenni.

A kátránytűz kitisztítja a kéményt, de tűzveszélyes is lehet

Nagyon népszerű az az elmélet is, hogy a kátrány képződése a fa fajtájától függ. A neten rengeteg információt lehet találni arról, hogy a kátrány csak a tűztérből, tűlevelű vagy bizonyos fafajtákkal képződik, és nyír tűzifával lehet felvenni a harcot. Itt érdemes emlékezni arra, hogy őseink a kátrányt nyírfakéregből vonták ki, zárt, alján lyukas edénybe fektették és felmelegítették. A kátrány égése a kéményben pedig az üzemanyagcsere során nem az eltérő kémiai összetétellel, hanem a jobb száradási foktal vagy magasabb égési hőmérséklettel magyarázható. Tehát a kátránynak a fagyantával való asszociációja csak téveszme.

Foglaljuk össze. A kátrány a kéményben, kandallóban, kéményben nem diagnózis, csak tünet. Hogyan lehet megtalálni és gyógyítani a problémát - következő kiadványaink megmondják.

További információért javasoljuk, hogy forduljon a Waterstore szakembereihez.

Hogyan uralta az ember a tüzet

A tüzet ismerték a kőkorszakban élő emberek. Az emberek nem mindig voltak képesek maguktól tüzet gyújtani. A tudósok szerint az ember első megismerése az égési folyamattal tapasztalati úton történt. Az erdőtűzből vagy a szomszédos törzstől nyert tüzet úgy őrizték, mint az emberek legdrágább dolgait.

Idővel egy személy észrevette, hogy egyes anyagoknak a legtöbb égési tulajdonsága van. Például a száraz fű vagy moha néhány szikra hatására meggyullad.

Sok év elteltével, ismét empirikusan, az emberek megtanulták rögtönzött eszközökkel kinyerni a tüzet. A történészek az ember első „gyújtójának” tincsnek és kovakőnek nevezik, amelyek egymásnak ütközve szikrát keltettek. Később az emberiség megtanulta a tüzet kinyerni a fa speciális mélyedésébe helyezett gallyal. A fa gyulladási hőmérsékletét a gally végének intenzív forgatásával sikerült elérni a mélyedésben. Sok ortodox közösség ma is alkalmazza ezeket a módszereket.

Jóval később, 1805-ben Jean Chancel francia vegyész találta fel az első gyufát. A találmány hatalmas elterjedtségre tett szert, és az ember már magabiztosan tudta kivenni a tüzet, ha szükséges.

Az égési folyamat fejlődését tekintik a fő tényezőnek, amely lendületet adott a civilizáció fejlődésének. Ráadásul az égés a közeljövőben is ilyen tényező marad.