זפת בארובה של הדוד

גורמים המשפיעים על טמפרטורת הבעירה

הטמפרטורה של שריפת עצים בתנור תלויה לא רק בסוג העצים. גורמים משמעותיים הם גם תכולת הלחות של עצי הסקה וכוח המתיחה, הנובע מעיצוב היחידה התרמית.

השפעת הלחות

בעץ שזה עתה חתוך, תכולת הלחות מגיעה בין 45% ל-65%, בממוצע - כ-55%. טמפרטורת הבעירה של עצי הסקה כאלה לא תעלה לערכים המקסימליים, שכן האנרגיה התרמית תבזבז על אידוי לחות. בהתאם לכך, העברת החום של הדלק מצטמצמת.

על מנת שתשתחרר כמות החום הנדרשת במהלך שריפת העץ, נעשה שימוש בשלוש דרכים
:

• כמעט פי שניים יותר עצי הסקה טריים שנכרתו משמשים לחימום ובישול חלל (הדבר מתורגם לעלויות דלק גבוהות יותר ולצורך בתחזוקה תכופה של הארובה ותעלות הגז, שבהן ישקע כמות גדולה של פיח);
• עצי הסקה חתוכים טריים מיובשים מראש (הבולים מנוסרים, מפוצלים לבולי עץ, הנערמים מתחת לחופה - זה לוקח 1-1.5 שנים לייבוש טבעי עד 20% לחות);
• עצי הסקה יבשים נרכשים (עלויות כספיות מתקזזות על ידי העברת החום הגבוהה של הדלק).

הערך הקלורי של עצי הסקה ליבנה מעץ חתוך טרי גבוה למדי. גם אפר חתוך טרי, קרן קרן ושאר דלקים קשים מתאימים לשימוש.

השפעת אספקת האוויר

על ידי הגבלת אספקת החמצן לכבשן, אנו מורידים את טמפרטורת הבעירה של העץ ומפחיתים את העברת החום של הדלק. ניתן להגדיל את משך הבעירה של עומס הדלק על ידי סגירת הבולם של יחידת הדוד או הכיריים, אך חיסכון בדלק מביא ליעילות בעירה נמוכה עקב תנאים לא אופטימליים. לעצים בוערים באח פתוח, האוויר נכנס בחופשיות מהחדר, ועוצמת הטיוטה תלויה בעיקר במאפייני הארובה.

הנוסחה הפשוטה לבעירה האידיאלית של עץ היא
:

C + 2H2 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q (חום)

פחמן ומימן נשרפים בעת אספקת חמצן (צד שמאל של המשוואה), וכתוצאה מכך נוצרים חום, מים ופחמן דו חמצני (צד ימין של המשוואה).

על מנת שעץ יבש יישרף בטמפרטורה מקסימלית, נפח האוויר הנכנס לתא הבעירה חייב להגיע ל-130% מהנפח הנדרש לתהליך הבעירה. כאשר זרימת האוויר נחסמת על ידי בולמים, נוצרת כמות גדולה של פחמן חד חמצני, והסיבה לכך היא מחסור בחמצן. פחמן חד חמצני (פחמן לא שרוף) נכנס לארובה, בעוד הטמפרטורה בתא הבעירה יורדת והעברת החום של עצי הסקה יורדת.

גישה חסכונית בשימוש בדוד עצים בדלק מוצק היא התקנת מצבר חום שיאגור עודפי חום שנוצרים בזמן שריפת הדלק במצב האופטימלי, עם אחיזה טובה.

עם תנורי עצים, לא תוכל לחסוך כך בדלק, מכיוון שהם מחממים ישירות את האוויר. גוף תנור לבנים מסיבי מסוגל לצבור חלק קטן יחסית מהאנרגיה התרמית, בעוד שלכיריים ממתכת, עודף חום נכנס ישירות לארובה.

אם תפתחו את המפוח ותגדילו את הטיוטה בכבשן, עוצמת הבעירה והעברת החום של הדלק תגדל, אך גם איבוד החום יגדל. עם הבעירה האיטית של עצי הסקה, כמות הפחמן החד חמצני עולה והעברת החום פוחתת.

אנחנו בונים אמבטיה רוסית לפי השכל

צפיות: 3 082 ככלל, מקור החום העיקרי המתקבל לצרכי דאייה באמבטיה הוא שריפת עצי הסקה.

אך ראשית, בואו ניגע בקצרה בשאלת מבנה העץ כדלק.

עץ הוא שילוב של תרכובות פחמימנים (פוליסכרים פוליסכרידים) של תאית, המיצלולוזה וליגנין.

הוא מסוגל להישרף ויוצר תערובות נפץ עם אוויר. פחמן חד חמצני, כאשר נשרף, מייצר להבה כחולה. פחמן חד חמצני הוא רעיל מאוד. שאיפת אוויר עם ריכוז פחמן חד חמצני של 0.4% היא קטלנית לבני אדם.

מידע

מסכות גז סטנדרטיות אינן מגנות מפני חד תחמוצת הפחמן, לכן משתמשים במסננים מיוחדים או במכשירי בידוד חמצן במקרה של שריפות.

דו תחמוצת הגופרית

גופרית דו חמצנית (SO 2 ) היא תוצר בעירה של גופרית ותרכובות גופרית. גז חסר צבע בעל ריח חריף אופייני. צפיפות יחסית של דו תחמוצת הגופרית = 2.25. הצפיפות של גז זה ב-T = 0 0 C ו-p = 760 מ"מ כספית היא 2.9 ק"ג/מ"ר, כלומר, הוא הרבה יותר כבד מאוויר.

הבה נבחן בקצרה את המאפיינים של מוצרי הבעירה העיקריים.

פחמן דו חמצני

פחמן דו חמצני או פחמן דו חמצני (CO 2) הוא תוצר של בעירה מלאה של פחמן. אין לו ריח וצבע. צפיפותו ביחס לאוויר = 1.52. הצפיפות של פחמן דו חמצני בטמפרטורה T \u003d 0 0 C ובלחץ רגיל p \u003d 760 מילימטר כספית (מ"מ כספית) היא 1.96 ק"ג / מ"ר (צפיפות האוויר באותם תנאים היא ρ \u003d 1.29 ק"ג / מ' 3).

חָשׁוּב

פחמן דו חמצני מסיס מאוד במים (ב-T = 15 0 C, ליטר אחד של גז מתמוסס בליטר אחד של מים). פחמן דו חמצני אינו תומך בעירה של חומרים, למעט מתכות אלקליות ואדמה אלקליין

בעירה של מגנזיום, למשל, מתרחשת באטמוספירה של פחמן דו חמצני לפי המשוואה:

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

הרעילות של פחמן דו חמצני זניחה.

צפיות: 3,317

ככלל, מקור החום העיקרי המתקבל לצרכי דאייה באמבטיה הוא שריפת עצי הסקה.

הבנה מהו תהליך שריפת העצים והיכולת לשלוט בכמות החום המופקת במהלך השימוש הזה והיעיל ביותר בו, מאפשרת בחירה מודעת לטובת דגם כזה או אחר של תנור סאונה.

אז, בואו ניקח בחשבון את היסודות הכימיים והפיזיים של תהליך שריפת דלק עץ, המתרחש בתא האש של כל תנור סאונה.

אך ראשית, בואו ניגע בקצרה בשאלת מבנה העץ כדלק.

עץ הוא שילוב של תרכובות פחמימנים (פוליסכרים פוליסכרידים) של תאית, המיצלולוזה וליגנין.

הם מתחממים רק בגלל חום הבעירה של פחמן C ומימן H המשתחרר מהעץ המחומם, או, בניסוח אחר, לגזים הללו יש תפקיד שלילי בבעירה. הם מקררים את אזור הבעירה, מונעים את שלמות תגובות החמצון של רכיבי הבעירה של העץ עד שהם הופכים למוצרים הסופיים CO2 ו-H2O, מפחיתים את חימום התנור ובסופו של דבר קובעים את תכולת החום של תוצרי הבעירה של התנור. לתדלק.

אז בואו נשרטט את הגבול.

שקלנו את הבסיס הפיזי והכימי של תהליך הבעירה של דלק פחמימני, שהוא עץ.

נקבע כי המטרה העיקרית של שריפת עצים בתנור היא שלמות הבעירה שלהם וניצול מרבי של אנרגיית התרמית והקרינה המשתחררת.

בשלב זה, העץ סופג באופן פעיל חום מבחוץ. אין תהליך בעירה.

בטמפרטורות של 150-275ºС, תהליך הפירוק של מבנה העץ המקורי לרכיבים מוצקים, נוזליים וגזים פשוטים יותר (פחמן חד חמצני CO, פחמן דו חמצני CO2, מתאן CH4, אלכוהול עץ (מתנול) CH3OH, חומצה אצטית CH3COOH, קריאוזוט-a תערובת של פנולים ופחמימנים ארומטיים) מתחילה. ). עץ ממשיך לספוג חום באופן פעיל. אין בעירה.

בטמפרטורות של 275-450ºС, תהליך הפירוק והפישוט הפעיל של מבנה העץ מתחיל בשחרור מהיר של חום, דלקים גזים וחימום עצמי של עץ. מתחיל פירוק תאית וליגנין.

באופן אידיאלי, רק חנקן N2 צריך להיפלט לאטמוספירה דרך הארובה, כמרכיב העיקרי של האוויר המסופק לתנור הכבשן יחד עם חמצן, אך לא לוקח חלק בעירה, פחמן דו חמצני CO2 ואדי מים H2O.

כפי שהוזכר קודם לכן, תוצרי התגובה של בעירה מלאה של עצי הסקה הם פחמן דו חמצני CO2 משריפת פחמן ואדי מים H2O משריפת מימן.

בתור גזי הנטל, אדי מים של דלק H2O המשתחררים מהעץ במהלך החימום, חנקן N2, וגם עודפי אוויר פועלים כגזי נטל.

תוצרי תגובה בעירה וגזי נטל אינם לוקחים חלק בשריפה.

שחרור חומרים בעירה לא מלאה של עץ

בְּטִיחוּת

• לפני תחילת הניסוי, לבש כפפות מגן ומשקפי מגן.
• בצע את הניסוי על מגש.
• שמור מיכל מים בקרבת מקום במהלך הניסוי.
• הסר את הכפפות לפני הדלקת הלפיד.

כללי בטיחות כלליים

• הימנע מלקבל כימיקלים לעיניים או לפה.
• אל תאפשר לאנשים ללא משקפי מגן, כמו גם לילדים קטנים ובעלי חיים, להיכנס לאתר הניסוי.
• הרחק את ערכת הניסוי מהישג ידם של ילדים מתחת לגיל 12.
• שטפו או נקו את כל הציוד והאביזרים לאחר השימוש.
• ודא שכל מיכלי הריאגנט סגורים היטב ומאוחסנים כראוי לאחר השימוש.
• ודא שכל המיכלים החד פעמיים נפטרים כראוי.
• השתמש רק בציוד ובריאגנטים המסופקים בערכה או המומלצים בהוראות הנוכחיות.
• אם השתמשת במיכל מזון או בכלי ניסוי, השלך אותם מיד. הם אינם מתאימים יותר לאחסון מזון.

מידע על עזרה ראשונה

• אם ריאגנטים באים במגע עם העיניים, יש לשטוף היטב את העיניים במים, ולהשאיר עיניים פקוחות במידת הצורך. פנה לטיפול רפואי מיידי.
• אם נבלע, יש לשטוף את הפה במים, לשתות מעט מים נקיים. אין לגרום להקאה. פנה לטיפול רפואי מיידי.
• במקרה של שאיפת ריאגנטים, הוצא את הקורבן לאוויר צח.
• במקרה של מגע בעור או כוויות, יש לשטוף את האזור הפגוע בהרבה מים למשך 10 דקות או יותר.
• אם יש ספק, יש לפנות מיד לרופא. קח איתך מגיב כימי ומיכל ממנו.
• במקרה של פציעה, פנה תמיד לרופא.

מצבי בעירה מיוחדים

מבעבע

הסמחה היא סוג מיוחד של בעירה איטית, אשר נשמרת על ידי החום המשתחרר בתגובת חמצן וחומר מעובה חם ישירות על פני החומר ומצטבר בשלב המעובה. דוגמה טיפוסית לעשן היא סיגריה דולקת. במהלך העשן, אזור התגובה מתפשט לאט דרך החומר. להבת פאזת הגז אינה נוצרת עקב טמפרטורה לא מספקת של המוצרים הגזים או שהיא נכבית עקב הפסדי חום גדולים משלב הגז. הסמקה נראית בדרך כלל בחומרים נקבוביים או סיביים. עשן עלול להוות סכנה גדולה בזמן שריפה, שכן בעירה לא מלאה משחררים חומרים רעילים לבני אדם.

בעירה במצב מוצק

תנור גז אינפרא אדום עם מטריצות נקבוביות כגופי חימום

בתערובות של אבקות אנאורגניות ואורגניות, יכולים להתרחש תהליכים אקסותרמיים בגל אוטומטי, שאינם מלווים בהתפתחות גזים ניכרת ויוצרים רק מוצרים מעובים. בשלבי ביניים יכולים להיווצר שלבים גזים ונוזליים, אשר עם זאת אינם עוזבים את המערכת הבוערת. ידועות דוגמאות לאבקות מגיבות שבהן לא הוכחה היווצרות של שלבים כאלה (טנטלום-פחמן). מצבים כאלה נקראים בעירה בשלב מוצק, נעשה שימוש גם במונחים בעירה ללא גז ו בעירת להבה מוצקה. תהליכים אלה מצאו יישום מעשי בטכנולוגיות של סינתזה עצמית בטמפרטורה גבוהה (SHS) שפותחו בהדרכת A.G. Merzhanov.

בעירה במדיום נקבובי

אם התערובת הבעירה הראשונית עוברת דרך מדיום נקבובי, למשל, מטריצה ​​קרמית, אז במהלך הבעירה שלה, חלק מהחום מושקע בחימום המטריצה. המטריצה ​​החמה, בתורה, מחממת את התערובת הראשונית. כך, מוחזר חלק מהחום של מוצרי הבעירה, מה שמאפשר להשתמש בתערובות רזות (עם יחס עודף דלק נמוך), שאינן נשרפות ללא מחזור חום.טכנולוגיות בעירה נקבוביות (המכונה גם בעירת סינון בספרות המקומית) יכולות להפחית פליטות של חומרים מזיקים והן משמשות בתנורים אינפרא אדום גז, תנורי חימום, והתקנים רבים אחרים.

שריפה ללא להבות

שלא כמו בעירה קונבנציונלית, כאשר נצפה אזור להבה זוהר, ניתן ליצור תנאים לבעירה ללא להבה. דוגמה לכך היא חמצון קטליטי של חומרים אורגניים על פני השטח של זרז מתאים, למשל, חמצון של אתנול על פלטינה שחורה. עם זאת, המונח "בעירה ללא להבה" אינו מוגבל למקרה של חמצון קטליטי על פני השטח, אלא מתייחס למצבים בהם הלהבה אינה נראית לעין בלתי מזוינת. לכן, מצבי בעירה במבערי קרינה או מצבים מסוימים של פירוק אקסותרמי של אבקות בליסטיות בלחץ נמוך נקראים גם חסרי להבה. חמצון ללא להבה, דרך מיוחדת לארגון בעירה בטמפרטורה נמוכה, הוא אחד הכיוונים המבטיחים ביצירת תאי בעירה עם פליטה נמוכה לתחנות כוח.

סִפְרוּת

• גאידון א. ספקטרוסקופיה ותורת הבעירה. — M.: הוצאה לאור לספרות זרה, 1950. - 308 עמ'.
• חיטרין ל.נ. פיזיקה של בעירה ופיצוץ. — M.: הוצאה לאור של אוניברסיטת מוסקבה, 1957. - 452 עמ'.
• שצ'לקין ק"י, טרושין י"ק. דינמיקת גז של בעירה. — M.: הוצאה לאור של האקדמיה למדעים של ברית המועצות, 1963. - 254 עמ'.
• לואיס ב., אלבה ג. בעירה, להבה ופיצוצים בגזים. מהדורה 2. לְכָל. מאנגלית. ed. ק"י שצ'לקין וא"א בוריסוב. — M.: מיר, 1968. - 592 עמ'.
• Pokhil P. F., Maltsev V. M., Zaitsev V. M. שיטות לחקר תהליכי בעירה ופיצוץ. — M.: נאוקה, 1969. - 301 עמ'.
• נובוז'ילוב B.V. בעירה לא יציבה של חומרי דלק רקטיים מוצקים. — M.: נאוקה, 1973. - 176 עמ'.
• לוטון ג'יי, ויינברג פ. היבטים חשמליים של בעירה. — M.: אנרגיה, 1976. - 296 עמ'.
• זלדוביץ י.ב., בארנבלט ג.י., ליברוביץ ו.ב., מחווילאדזה ג.מ. תיאוריה מתמטית של בעירה ופיצוץ. — M.: נאוקה, 1980. - 479 עמ'.
• (אנגלית)
• (אנגלית)
• (אנגלית)
• (אנגלית)
• (אנגלית)
• (אנגלית)

בעירה הטרוגנית

תהליכים הטרוגניים, בניגוד להומוגניים, בכימיה ובפיזיקה נקראים תהליכים המתרחשים במערכות הטרוגניות, כלומר, מערכות המכילות יותר מפאזה אחת (למשל, גז ונוזל), וכן תהליכים המתרחשים בגבול הפאזה. במחקר בעירה, המונח בעירה הטרוגנית משמש למערכות שבהן הדלק והמחמצן נמצאים בתחילה בשלבים שונים, גם אם בתהליך אידוי הדלק והתגובות הכימיות עצמן מתרחשות בשלב הגז. דוגמה טיפוסית היא שריפת פחם באוויר, שבה פחמן יכול להגיב עם חמצן על פני חלקיקי הפחם ליצירת פחמן חד חמצני. לאחר מכן, פחמן חד חמצני יכול להישרף בשלב הגז וליצור פחמן דו חמצני, ובמצבים מסוימים, הדלק יכול להתאדות מפני השטח של החלקיקים ולהתחמצן כפחמן גז בשלב הגז. למרות ההבדל במנגנונים, כל המשטרים הללו קשורים רשמית לבעירה הטרוגנית.

בעירה הטרוגנית חשובה ביותר ביישומים מעשיים של בעירה. רוב הדלקים נוחים יותר לאחסון ולהובלה בצורה נוזלית (כולל גז טבעי נוזלי)

תהליכי עבודה בתנורים, מנועי בעירה פנימית, מנועי דיזל, מנועי סילון אוויר, מנועי טילים נוזליים הם בעירה הטרוגנית, ואופטימיזציה של תהליך האידוי והערבוב של דלק ומחמצן לצורך אספקתם לתא הבעירה היא חלק חשוב באופטימיזציה. כל תהליך הבעירה במערכות עובדים.

כמעט כל השריפות הן גם בעירה הטרוגנית, אבל פיצוצי גזים ביתיים הם בעירה הומוגנית, שכן גם הדלק וגם המחמצן הם בתחילה גזים.

כדי לשפר את מאפייני האנרגיה של דלקים מוצקים, ניתן להוסיף להם מתכות. דלקים כאלה יכולים לשמש, למשל, עבור טורפדות צוללות במהירות גבוהה, שכן אלומיניום טהור נשרף היטב במים. הבעירה של אלומיניום ומתכות אחרות מתרחשת על פי מנגנון הטרוגני.

מהו תהליך הבעירה

בעירה היא תהליך בתחילת הפיזיקה והכימיה, המורכב מהפיכת חומר למוצר שיורי. במקביל, משתחררת אנרגיה תרמית בכמויות גדולות. תהליך הבעירה מלווה בדרך כלל בפליטת אור, הנקרא להבה. כמו כן, בתהליך הבעירה משתחרר פחמן דו חמצני - CO 2, עודף שלו בחדר לא מאוורר עלול לגרום לכאבי ראש, חנק ואף מוות.

לצורך מהלך תקין של התהליך, יש לעמוד במספר תנאים מחייבים.

ראשית, בעירה אפשרית רק בנוכחות אוויר. בלתי אפשרי בחלל ריק.

שנית, אם האזור שבו מתרחשת בעירה לא מחומם לטמפרטורת ההצתה של החומר, אז תהליך הבעירה ייפסק. לדוגמה, הלהבה תכבה אם בול עץ גדול נזרק מיד לתוך תנור שנורה לאחרונה, ולא מאפשר לו להתחמם על עצים קטנים.

שלישית, אם נושאי הבעירה לחים ופולטים אדי נוזלים, וקצב הבעירה עדיין נמוך, התהליך גם ייפסק.

הערות

1. I.N. זברב, נ.נ. סמירנוב. דינמיקת גז של בעירה. — M.: מוסקבה הוצאה לאור. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 p.
2. בעירה מוגדרת לפעמים כתגובה בין מחמצן לדלק. עם זאת, תהליכי בעירה כוללים, למשל, גם בעירה של דלקים מונומולקולריים וגם את פירוק האוזון, כאשר אנרגיה כימית מאוחסנת בקשרים כימיים בחומר אחד.
3. ↑ בוער //: / Ch. ed. א.מ. פרוחורוב. - מהדורה שלישית. — M. : אנציקלופדיה סובייטית, 1969-1978.
4. . אנציקלופדיה כימית. אוחזר ב-16 בספטמבר 2013.
5. (אנגלית) 1. ארה"ב מינהל מידע אנרגיה (EIA). אוחזר ב-4 בפברואר 2014.
6. Mallard E., Le Chatelier H. L. מודל תרמי להתפשטות להבה // Annals of Mines. - 1883. - כרך. 4. - עמ' 379.
7. , עם. שמונה.
8. מיכלסון V.A. על קצב ההצתה הרגיל של תערובות גזים נפיצים. - סובר. אופ. מ': אגרונום חדש, 1930, נ' 1
9. Burke S.P., Schumann T.E.W. להבות דיפוזיה // כימיה תעשייתית והנדסית. - 1928. - כרך. 20, מס' 10. - עמ' 998-1004.
10. , עם. 9.
11. פרנק-קמנצקי ד.א. התפלגות טמפרטורה בכלי תגובה ותיאוריה נייחת של פיצוץ תרמי // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - ת' 13, מס' 6. - ש' 738-755.
12. זלדוביץ י.ב., פרנק-קמנצקי ד.א. תיאוריית התפשטות הלהבה התרמית // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - ו' 12, מס' 1. - ש' 100-105.
13. בליאייב א.פ. על שריפת חומרי נפץ // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - ת' 12, מס' 1. - ש' 93-99.
14. זלדוביץ יא.ב. על תורת הבעירה של אבק שריפה וחומרי נפץ // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - ת' 12, מס' 1. - ש' 498-524.
15. זלדוביץ יא.ב. על התיאוריה של התפשטות פיצוץ במערכות גזים // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - ת' 10, לא. 5. - ש' 542-568.
16. פון נוימן ג'יי. תורת גלי הפיצוץ. דו"ח התקדמות לוועדת המחקר הביטחונית הלאומית div. B, OSRD-549 (1 באפריל 1942. PB 31090) // תורת גלי הפיצוץ. - ג'ון פון נוימן: יצירות אסופות, 1903-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - כרך. 6. - עמ' 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , עם. 26.
18. , עם. 659.
19. , עם. 9.
20. , עם. 206.
21. , עם. 686.
22. , עם. שמונה.
23. ↑, עמ'. 10.
24. , עם. 578.
25. , עם. 49.
26. , עם. 60.
27. , עם. 183.
28. , עם. 9.
29. , עם. 12.
30. . פרופ. הנתונים התרמודינמיים של בורקט. אוחזר ב-13 באוגוסט 2013.
31. . eLearning@CERFACS. אוחזר ב-13 באוגוסט 2013.
32. . אוחזר ב-13 באוגוסט 2013.
33. , עם. 25.
34. , עם. 95.
35. , עם. 57.
36. , עם. 66.
37. , עם. 187.
38. , עם. 193.
39. , עם. 200.
40. .
41. , עם. אחד.
42. , עם. 132.
43. , עם. 138.
44. .
45. . חדשות. אוחזר ב-19 באוגוסט 2013.
46. , עם. 10.
47. Pokhil P.F. עבודת הדוקטורט. המכון לפיזיקה כימית של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. 1953
48. , עם. 177.
49. , עם. 24.
50. ↑
51. לייפונסקי או.אי. עבודת הדוקטורט. המכון לפיזיקה כימית של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. 1945
52. לייפונסקי או.אי. לשאלת היסודות הפיזיים של הבליסטיקה הפנימית של קליעי רקטות // תורת הבעירה של אבק שריפה וחומרי נפץ / אד. עורכים: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Science, 1982. - S. 226-277.
53. , עם. 26.
54. זלדוביץ יא.ב. על תורת הבעירה של אבק שריפה וחומרי נפץ // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - ת' 12, מס' 1. - ש' 498-524.
55. , עם. 40.
56. אוהלמילר טי.ג'יי. (אנגלית). SFPE Handbook of Protection Protection Engineering, מהדורה שלישית. NIST (2002). אוחזר ב-15 באוגוסט 2013.
57. Merzhanov A. G., Mukasyan A. S. בעירת להבה מוצקה. — M.: הוצאת טורוס. — 336 עמ'. - 300 עותקים. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. המכון למקרו-קינטיקה מבנית ובעיות של מדעי החומרים RAS. . אוחזר ב-20 באוגוסט 2013.
59. . אנציקלופדיה גדולה של נפט וגז. אוחזר ב-31 באוגוסט 2013.
60. , עם. 23.

סיווג סוגי בעירה

לפי מהירות התערובת, הבעירה מחולקת ל שריפה איטית (או דפלגציה) ו בעירה פיצוץ (הִתְפּוֹצְצוּת).גל הבעירה התפוצצות מתפשט במהירות תת-קולית, והתערובת הראשונית מחוממת בעיקר על ידי הולכה תרמית. גל הפיצוץ נע במהירות על-קולית, בעוד שהתגובה הכימית נתמכת על ידי חימום המגיבים על ידי גל ההלם, ובתמורה, תומכת בהתפשטות יציבה של גל ההלם. בעירה איטית מחולקת למינרית וסוערת בהתאם לאופי זרימת התערובת. בשריפת פיצוץ, זרימת המוצרים תמיד סוערת. בתנאים מסוימים, בעירה איטית עלולה להפוך לפיצוץ (eng. DDT, transition deflagration-to-detonation).

אם המרכיבים הראשוניים של התערובת הם גזים, בעירה נקראת שלב גז (או הומוגנית). בשריפת גז, חומר חמצון (בדרך כלל חמצן) מגיב עם דלק (למשל מימן או גז טבעי). אם המחמצן והדלק מעורבבים מראש ברמה המולקולרית, אזי מצב זה נקרא בעירה מעורבת מראש. אם המחמצן והדלק מופרדים זה מזה בתערובת הראשונית ונכנסים לאזור הבעירה באמצעות דיפוזיה, אזי בעירה קוראים דיפוזיה.

אם המחמצן והדלק נמצאים בשלבים שונים בתחילה, בעירה נקראת הטרוגנית. ככלל, במקרה זה, תגובת החמצון ממשיכה גם בשלב הגז במצב דיפוזיה, והחום המשתחרר בתגובה מושקע בחלקו על פירוק תרמי ואידוי של הדלק. למשל, פחם או פולימרים באוויר נשרפים לפי מנגנון זה. בתערובות מסוימות, עלולות להתרחש תגובות אקסותרמיות בשלב המעובה ליצירת מוצרים מוצקים ללא הוצאת גזים משמעותית. מנגנון זה נקרא בעירה מוצקה.

ישנם גם סוגים מיוחדים של בעירה כמו עשן, ללא להבה ובערה קרה.

בעירה, או בעירה גרעינית, קוראים בכוכבים תגובות תרמו-גרעיניות, שבהן נוצרים גרעינים של יסודות כימיים בתהליכים של נוקלאוסינתזה של כוכבים.

מאפיינים תרמיים של עץ

מיני עץ נבדלים בצפיפות, במבנה, בכמות ובהרכב השרפים. כל הגורמים הללו משפיעים על הערך הקלורי של העץ, על הטמפרטורה בה הוא בוער ועל מאפייני הלהבה.

עץ צפצפה הוא נקבובי, עצי הסקה כאלה בוערים בבהירות, אך מחוון הטמפרטורה המקסימלי מגיע ל-500 מעלות בלבד. מיני עצים צפופים (בוק, אפר, קרן), בוערים, פולטים מעל 1000 מעלות חום. מחווני ליבנה נמוכים במקצת - בערך 800 מעלות. לגש ואלון מתלקחים חמים יותר, מוציאים עד 900 מעלות חום. עצי הסקה מעץ אורן ואשוח בוערים ב-620-630 מעלות.

איכות עצי הסקה וכיצד לבחור נכון

לעצי הסקה ליבנה יש את היחס הטוב ביותר של יעילות חום ועלות - זה לא משתלם כלכלית לחמם עם מינים יקרים יותר עם טמפרטורות בעירה גבוהות.

אשוחית, אשוח ואורן מתאימים להכנת שריפות - עצים רכים אלו מספקים חום בינוני יחסית. אבל לא מומלץ להשתמש בעצי הסקה כאלה בדוד דלק מוצק, בתנור או באח - הם לא פולטים מספיק חום כדי לחמם ביעילות את הבית ולבשל אוכל, הם נשרפים עם היווצרות כמות גדולה של פיח.

דלק מאספן, טיליה, צפצפה, ערבה ואלמון נחשב לעצי הסקה באיכות נמוכה - עץ נקבובי פולט מעט חום בזמן הבעירה. אלדר וכמה סוגי עצים אחרים "יורים" גחלים בתהליך השריפה, מה שעלול להוביל לשריפה אם משתמשים בעצי הסקה להדלקת אח פתוח.

בעת הבחירה, יש לשים לב גם למידת הלחות של העץ - עצי הסקה לחים נשרפים יותר ומותירים יותר אפר

מה קובע את יעילות הבעירה

יעילות הבעירה היא אינדיקטור שנקבע על ידי אנרגיה תרמית, שאינה "עופה אל הארובה", אלא מועברת לכבשן ומחממת אותה. נתון זה מושפע ממספר גורמים.

קודם כל, זה שלמות עיצוב הכבשן. סדקים, סדקים, עודפי אפר, ארובה מלוכלכת ובעיות נוספות הופכים את הבעירה ללא יעילה.

הגורם החשוב השני הוא צפיפות העץ. אלון, אפר, אגס, לגש וליבנה הם בעלי הצפיפות הגבוהה ביותר. הקטן ביותר - אשוח, אספן, אורן, טיליה. ככל שהצפיפות גבוהה יותר, פיסת העץ תישרף זמן רב יותר, ולכן ככל שהיא תשחרר חום זמן רב יותר.

חתיכות עץ גדולות לא יעלו מיד באש. יש צורך להדליק אש, החל בענפים קטנים. הם יתנו גחלים שיספקו את הטמפרטורה הדרושה כדי להצית את העץ שהוטען לתוך התנור במנות גדולות יותר.

מוצרי הצתה, במיוחד במנגל, אינם מומלצים, שכן הם פולטים חומרים מזיקים לאדם בעת שריפה. יותר מדי חומר הצתה בתא כיבוי סגור עלול לגרום לפיצוץ.

אבל בכל זאת, איך זפת נוצרת בתנורים

האלמנט העיקרי המרכיב את העץ, חום או פחם, הוא פחמן. מים מהווים 20-35% ממשקל העץ, ואשלגן, מגנזיום, נתרן ושאר יסודות אינם עולים על 1-3% מהמשקל ונשארים בעיקר בשאריות אפר, ולוקחים חלק מינימלי ביצירת זפת.

זה פחמן שנשרף בתנורים. ואם בדודי דלק מוצק פשוטים יש תהליכים פשוטים למדי שקל לנהל, אך קשים לאוטומטיים, אז בתנורי פירוליזה זהו התהליך הנ"ל של זיקוק יבש של עץ שיכול להתרחש לעתים קרובות הרבה יותר.

בהשפעת טמפרטורה גבוהה וחמצן לא מספק, מתרחש פירוק תרמי של עץ: גז עץ משתחרר, המורכב מפחמן חד חמצני, מימן, חנקן (הממוקם באוויר הראשוני), כמו גם הגיבורים העיקריים של האירוע - פחמימנים של פחמן תרכובות עם חנקן, חמצן, מימן (לדוגמה, מתאן, פרופאן, אצטילן). יתר על כן, בשל הזרקת האוויר המשנית לתא השריפה של הדוד, הגזים המשתחררים נשרפים. עם בעירה לא מלאה של גזים אלה, כלומר פחמימנים, מתרחשת תגובה כימית, שבמהלכה נוצרת זפת.

עם בעירה לא מלאה של גזים אלה, כלומר פחמימנים (מתאן, פרופאן וכו'), במקום בעירה, מתרחשת תגובה כימית, שבמהלכה נוצרת זפת.

דודי פירוליזה ידועים ביעילות הגבוהה שלהם, ביעילותם, הם מסוגלים להשתמש באנרגיה של קשרים כימיים של עץ, פחמן ב-97-98%. אם מזוט, זפת נוצר בדוד, אז זה אומר שאתה צריך לשכוח את היעילות, והדוד שלך מוגדר, מורכב או מותקן בצורה לא נכונה!

הסיבה העיקרית להופעת זפת בארובה היא כמות לא מספקת של חמצן המסופקת לתא הבעירה, מה שמוביל לירידה בטמפרטורה שבה אמור להתבצע התהליך.

ניתן גם לזהות סיבות כמו הרכבה ופריסה לא נכונה, מפוח (משאבה) בעל הספק נמוך של הדוד, נפילת מתח ברשת, ארובה לא מספיק גבוהה, עצי הסקה לחים. כדאי גם לא להיות חסכוני מדי: אספקת אוויר מתחת לרמה מסוימת עלולה למתוח את תהליך הבעירה (פירוליזה) בדוד לתקופה ארוכה יותר, אך תוביל להיווצרות זפת. וזה כרוך לא רק בניקוי קבוע של הארובה, אלא גם בכשל של הדוד ותא הבעירה.

איך מתמודדים עם זפת אם היא כבר החלה להיווצר?

1. העלאת טמפרטורת הבעירה. ניתן לעשות זאת על ידי הגדלת אספקת האוויר ושימוש בעץ יבש יותר.

2. שינוי הגיאומטריה, אורך הארובה, תעלות גז. זה אמור להפחית את התנגדות הגזים, לשפר את האחיזה, ובכך להגדיל את אספקת האוויר מבלי להגביר את כוחו של המגדש (משאבה).

3. הגדלת טמפרטורת הבעירה על ידי התאמת תפוקת המשאבה או הוספת עצים יבשים יותר בתום האש. זה יעזור לשרוף את הזפת שהצליחה להיווצר בארובה.

במידה והופיעה כמות משמעותית של זפת בארובה, יש לנקות אותה תחילה בשיטה כימית או מיושנת. ורק אז שנה את תצורת המערכת.

עלייה משמעותית בטמפרטורה ובעקבות כך הצתת זפת בארובה עלולה להוביל לשריפה בגג או לתוצאות קטסטרופליות אחרות. זפת דליק, אז אתה צריך להיות זהיר ביותר.

שריפה בזפת תנקה את הארובה, אך עלולה להוות סכנת שריפה

התיאוריה גם די פופולרית כי היווצרות זפת תלויה בסוג העץ. ברשת ניתן למצוא מידע רב על כך שזפת נוצרת רק מקופת האש עם עצים מחטניים או מסוגים מסוימים, וניתן להילחם בכך על ידי שריפת עצי הסקה ליבנה. כאן כדאי לזכור שאבותינו הוציאו זפת מקליפת ליבנה, הניחו אותה בסיר סגור עם חור בתחתיתו וחממו אותה. ושריפת זפת בארובה בעת החלפת דלק יכולה להיות מוסברת לא על ידי הרכב כימי שונה, אלא על ידי דרגת ייבוש טובה יותר או טמפרטורת בעירה גבוהה יותר. אז הקשר של זפת עם שרף עצים הוא רק אשליה.

בואו נסכם. זפת בארובה, קמין, ארובה זה לא אבחנה, זה רק סימפטום. איך למצוא ולרפא את הבעיה - הפרסומים הבאים שלנו יגידו לך.

למידע נוסף, אנו ממליצים ליצור קשר עם מומחי Waterstore.

איך האדם שלט באש

האש הייתה ידועה לאנשים שחיו בתקופת האבן. אנשים לא תמיד הצליחו להבעיר אש בעצמם. ההיכרות הראשונה של אדם עם תהליך הבעירה, על פי מדענים, התרחשה באופן אמפירי. אש, שהופקה משריפת יער או זכתה משבט שכן, נשמרה כדבר היקר ביותר שהיה לאנשים.

עם הזמן, אדם שם לב שלכמה חומרים יש את התכונות הבוערות ביותר. לדוגמה, דשא יבש או אזוב יכול להידלק רק על ידי כמה ניצוצות.

לאחר שנים רבות, שוב מבחינה אמפירית, אנשים למדו לחלץ אש באמצעים מאולתרים. היסטוריונים מכנים את ה"מצית" הראשון של אדם טנדר וצור, שכאשר הם פגעו זה בזה, נתנו ניצוצות. מאוחר יותר למדה האנושות לחלץ אש בעזרת ענף שהונח בשקע מיוחד בעץ. טמפרטורת ההצתה של העץ הושגה על ידי סיבוב אינטנסיבי של קצה הענף בשקע. קהילות אורתודוכסיות רבות ממשיכות להשתמש בשיטות אלו כיום.

הרבה יותר מאוחר, ב-1805, המציא הכימאי הצרפתי ז'אן צ'נסל את הגפרורים הראשונים. ההמצאה זכתה להפצה עצומה, ואדם כבר יכול היה לחלץ אש בביטחון במידת הצורך.

התפתחות תהליך הבעירה נחשבת לגורם העיקרי שנתן תנופה להתפתחות הציוויליזציה. יתר על כן, בעירה תישאר גורם כזה בעתיד הקרוב.