Deguta katilo kamine

Veiksniai, turintys įtakos degimo temperatūrai

Malkų degimo krosnyje temperatūra priklauso ne tik nuo medienos rūšies. Taip pat reikšmingi veiksniai yra malkų drėgnumas ir traukos jėga, kurią lemia šiluminio mazgo konstrukcija.

Drėgmės įtaka

Šviežiai nupjautoje medienoje drėgnumas siekia nuo 45 iki 65%, vidutiniškai – apie 55%. Tokių malkų degimo temperatūra nepakils iki maksimalių verčių, nes šiluminė energija bus skirta drėgmei išgaruoti. Atsižvelgiant į tai, sumažėja kuro šilumos perdavimas.

Tam, kad degant medienai išsiskirtų reikiamas šilumos kiekis, naudojami trys būdai
:

• beveik dvigubai daugiau šviežiai nupjautų malkų sunaudojama patalpų šildymui ir maisto ruošimui (tai reiškia, kad kuro sąnaudos didėja ir reikia dažnai prižiūrėti kaminą ir dujotiekius, kuriuose nusės daug suodžių);
• šviežiai nupjautos malkos iš anksto išdžiovinamos (rąstai pjaunami, suskaldomi į rąstus, kurie sukraunami po baldakimu - natūraliai išdžiūti iki 20% drėgmės užtrunka 1-1,5 metų);
• perkamos sausos malkos (finansines išlaidas kompensuoja didelis kuro šilumos perdavimas).

Beržinių malkų kaloringumas iš šviežiai nupjautos medienos yra gana didelis. Taip pat tinka naudoti šviežiai nupjauti uosiai, skroblai ir kitas kietmedžio kuras.

Oro padavimo įtaka

Ribodami deguonies tiekimą į krosnį, sumažiname medienos degimo temperatūrą ir sumažiname kuro šilumos perdavimą. Kuro apkrovos degimo trukmę galima padidinti uždarant katilo agregato ar krosnies sklendę, tačiau taupant kurą dėl neoptimalių sąlygų degimo efektyvumas yra žemas. Į atviro tipo židinyje kūrenamas malkas oras laisvai patenka iš patalpos, o traukos intensyvumas daugiausia priklauso nuo kamino ypatybių.

Supaprastinta idealaus medienos degimo formulė yra
:

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

Anglis ir vandenilis deginami tiekiant deguonį (kairėje lygties pusėje), todėl susidaro šiluma, vanduo ir anglies dioksidas (dešinė lygties pusė).

Kad sausa mediena degtų maksimalia temperatūra, į degimo kamerą patenkančio oro tūris turi siekti 130% degimo procesui reikalingo tūrio. Kai oro srautas blokuojamas sklendėmis, susidaro didelis kiekis anglies monoksido, o to priežastis – deguonies trūkumas. Anglies monoksidas (nesudegusi anglis) patenka į kaminą, tuo tarpu degimo kameroje nukrenta temperatūra ir sumažėja malkų šilumos perdavimas.

Ekonomiškas būdas naudojant kieto kuro malkomis kūrenamą katilą yra įrengti šilumos akumuliatorių, kuris optimaliu režimu, esant geram sukibimui, kaups perteklinę šilumą, susidarančią kuro deginimo metu.

Su malkomis kūrenamomis krosnelėmis kuro taip sutaupyti nepavyks, nes jos tiesiogiai šildo orą. Masyvios mūrinės krosnies korpusas gali sukaupti palyginti nedidelę dalį šiluminės energijos, o metalinėms krosnims šilumos perteklius patenka tiesiai į kaminą.

Jei atidarysite orapūtę ir padidinsite trauką krosnyje, padidės degimo intensyvumas ir kuro šilumos perdavimas, tačiau padidės ir šilumos nuostoliai. Lėtai degant malkoms didėja anglies monoksido kiekis, mažėja šilumos perdavimas.

Rusišką pirtį statome pagal protą

Peržiūros: 3 082 Paprastai pagrindinis šilumos šaltinis, gaunamas sklandant vonioje, yra kūrenamos malkos.

Tačiau pirmiausia trumpai paliesime klausimą apie medienos, kaip kuro, sandarą.

Mediena yra celiuliozės, hemiceliuliozės ir lignino angliavandenilių junginių (polisacharidų polimerų) derinys.

Jis gali degti ir sudaro sprogius mišinius su oru. Degdamas anglies monoksidas sukelia mėlyną liepsną. Anglies monoksidas yra labai toksiškas. Įkvėpus oro, kuriame anglies monoksido koncentracija yra 0,4 %, žmogui mirtina.

Informacija

Standartinės dujokaukės neapsaugo nuo anglies monoksido, todėl gaisrų atveju naudojami specialūs filtrai arba deguonies izoliavimo įrenginiai.

Sieros dioksidas

Sieros dioksidas (SO 2 ) yra sieros ir sieros junginių degimo produktas. Bespalvės dujos, turinčios būdingą aštrų kvapą. Santykinis sieros dioksido tankis = 2,25. Šių dujų tankis esant T = 0 0 C ir p = 760 mm Hg yra 2,9 kg/m 3, tai yra, jos yra daug sunkesnės už orą.

Trumpai panagrinėkime pagrindinių degimo produktų savybes.

Anglies dioksidas

Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Neturi spalvos ir kvapo. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52. Anglies dioksido tankis esant temperatūrai T \u003d 0 0 C ir esant normaliam slėgiui p \u003d 760 milimetrų gyvsidabrio stulpelio (mm Hg) yra 1,96 kg / m 3 (oro tankis tomis pačiomis sąlygomis yra ρ \u003d 1,29 kg / m 3).

Svarbu

Anglies dioksidas labai gerai tirpsta vandenyje (esant T = 15 0 C, vienas litras dujų ištirpsta viename litre vandens). Anglies dioksidas nepalaiko medžiagų degimo, išskyrus šarminius ir šarminius žemės metalus

Pavyzdžiui, magnio degimas vyksta anglies dioksido atmosferoje pagal lygtį:

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

Anglies dioksido toksiškumas yra nereikšmingas.

Peržiūrų: 3 317

Paprastai pagrindinis šilumos šaltinis, gaunamas sklandant vonioje, yra kūrenamos malkos.

Suvokimas, koks yra malkų kūrenimo procesas ir galimybė kontroliuoti jo metu išgaunamos šilumos kiekį bei efektyviausią jos panaudojimą, leidžia sąmoningai rinktis vieno ar kito pirties krosnies modelio naudai.

Taigi, panagrinėkime cheminius ir fizinius medienos kuro deginimo proceso pagrindus, kurie vyksta bet kurios pirties krosnies krosnyje.

Tačiau pirmiausia trumpai paliesime klausimą apie medienos, kaip kuro, sandarą.

Mediena yra celiuliozės, hemiceliuliozės ir lignino angliavandenilių junginių (polisacharidų polimerų) derinys.

Jos įkaista tik dėl anglies C ir vandenilio H degimo šilumos, išsiskiriančios iš įkaitintos medienos, arba, kitaip tariant, šios dujos atlieka neigiamą vaidmenį degant. Jie aušina degimo zoną, užkerta kelią degių medienos komponentų oksidacijos reakcijoms baigtis, kol jie virsta galutiniais produktais CO2 ir H2O, sumažina krosnies kaitinimą ir galiausiai nustato medienos degimo produktų šilumos kiekį. kuro.

Taigi nubrėžkime liniją.

Mes apsvarstėme angliavandenilio kuro, kuris yra mediena, degimo proceso fizikinį ir cheminį pagrindą.

Nustatyta, kad pagrindinis malkų kūrenimo krosnyje tikslas yra jų degimo pilnumas ir maksimaliai išnaudojama išsiskirianti šiluminė ir spinduliuotės energija.

Šiame etape medis aktyviai sugeria šilumą iš išorės. Degimo proceso nėra.

Esant 150-275ºС temperatūrai, vyksta pirminės medienos struktūros skilimas į paprastesnius kietus, skystus ir dujinius komponentus (anglies monoksidas CO, anglies dioksidas CO2, metanas CH4, medienos alkoholis (metanolis) CH3OH, acto rūgštis CH3COOH, kreozotas-a). fenolių ir aromatinių angliavandenilių mišinys) prasideda. ). Mediena ir toliau aktyviai sugeria šilumą. Degimo nėra.

Esant 275-450ºС temperatūrai, aktyvaus irimo ir medienos struktūros supaprastinimo procesas prasideda nuo greito šilumos išsiskyrimo, dujinio kuro ir savaiminio medienos įkaitimo. Prasideda celiuliozės ir lignino skilimas.

Idealiu atveju per kaminą į atmosferą būtų išmetamas tik azotas N2, kaip pagrindinis į krosnies krosnį tiekiamo oro komponentas kartu su deguonimi, bet nedalyvaujančiu degimu, anglies dioksidu CO2 ir vandens garais H2O.

Kaip minėta anksčiau, malkų visiško degimo reakcijos produktai yra anglies dioksidas CO2, susidaręs deginant anglį ir vandens garai H2O, susidarę deginant vandenilį.

Kaip balastinės dujos, kaip balastinės dujos veikia medienos kaitinimo metu išskiriami H2O kuro vandens garai, azotas N2, taip pat oro perteklius.

Degimo reakcijos produktai ir balastinės dujos nedalyvauja degime.

Medžiagų išsiskyrimas nebaigus medienos degimas

Saugumas

• Prieš pradėdami eksperimentą, užsimaukite apsaugines pirštines ir užsimaukite akinius.
• Atlikite eksperimentą ant padėklo.
• Eksperimento metu šalia laikykite indą su vandeniu.
• Prieš uždegdami deglą, nusiimkite pirštines.

Bendrosios saugos taisyklės

• Venkite cheminių medžiagų patekimo į akis ar burną.
• Neleiskite žmonių be akinių, taip pat mažų vaikų ir gyvūnų į eksperimento vietą.
• Eksperimentinį rinkinį laikykite vaikams iki 12 metų nepasiekiamoje vietoje.
• Po naudojimo nuplaukite arba išvalykite visą įrangą ir priedus.
• Panaudojus įsitikinkite, kad visos reagento talpyklos yra sandariai uždarytos ir tinkamai laikomos.
• Įsitikinkite, kad visi vienkartiniai konteineriai yra tinkamai išmesti.
• Naudokite tik įrangą ir reagentus, pateiktus komplekte arba rekomenduojamus esamose instrukcijose.
• Jei naudojote maisto indą ar eksperimento reikmenis, nedelsdami išmeskite juos. Maistui laikyti jie nebetinka.

Pirmosios pagalbos informacija

• Jei reagentų pateko į akis, gerai praplaukite akis vandeniu, jei reikia, atmerkite akis. Nedelsdami kreipkitės medicininės pagalbos.
• Prarijus, praskalaukite burną vandeniu, išgerkite švaraus vandens. Neskatinkite vėmimo. Nedelsdami kreipkitės medicininės pagalbos.
• Įkvėpus reagentų, nukentėjusįjį išnešti į gryną orą.
• Patekus ant odos arba nudegus, pažeistą vietą plauti dideliu kiekiu vandens 10 minučių ar ilgiau.
• Jei abejojate, nedelsdami kreipkitės į gydytoją. Pasiimkite su savimi cheminį reagentą ir indą iš jo.
• Sužalojimo atveju visada kreipkitės į gydytoją.

Specialūs degimo režimai

Rukstanti

Rūkymas – tai ypatinga lėto degimo rūšis, kurią palaiko deguonies ir karštos kondensacijos reakcijos metu išsiskirianti šiluma tiesiai ant medžiagos paviršiaus ir susikaupusi kondensacinėje fazėje. Tipiškas rūkymo pavyzdys yra užsidegusi cigaretė. Rūkstant, reakcijos zona lėtai plinta per medžiagą. Dujinės fazės liepsna nesusidaro dėl nepakankamos dujinių produktų temperatūros arba užgęsta dėl didelių dujinės fazės šilumos nuostolių. Rūkimas dažniausiai pastebimas porėtose arba pluoštinėse medžiagose. Rūkymas gali kelti didelį pavojų gaisro metu, nes nepilno degimo metu išsiskiria žmonėms toksiškos medžiagos.

Kietojo kūno degimas

Infraraudonųjų spindulių dujinė viryklė su porėtomis matricomis kaip kaitinimo elementai

Neorganinių ir organinių miltelių mišiniuose gali vykti autobanginiai egzoterminiai procesai, kurie nėra lydimi pastebimo dujų išsiskyrimo ir sudaro tik kondensuotus produktus. Tarpiniuose etapuose gali susidaryti dujinės ir skystosios fazės, kurios vis dėlto nepalieka degimo sistemos. Yra žinomi reaguojančių miltelių pavyzdžiai, kuriuose tokių fazių susidarymas neįrodytas (tantalo-anglis). Tokie režimai vadinami kietosios fazės degimas, taip pat vartojami terminai degimas be dujų ir kietos liepsnos degimas. Šie procesai buvo praktiškai pritaikyti savaime sklindančios aukštos temperatūros sintezės (SHS) technologijose, sukurtose vadovaujant A. G. Meržanovui.

Degimas poringoje terpėje

Jei pradinis degus mišinys praeina per porėtą terpę, pavyzdžiui, keraminę matricą, tada jo degimo metu dalis šilumos išleidžiama matricai šildyti. Karšta matrica savo ruožtu įkaitina pradinį mišinį. Taip yra atgaunama dalis degimo produktų šilumos, todėl galima naudoti liesus mišinius (su mažu kuro pertekliaus santykiu), kurie nedega be šilumos recirkuliacijos.Poringo degimo technologijos (buitinėje literatūroje dar vadinamos filtravimo degimu) gali sumažinti kenksmingų medžiagų išmetimą ir yra naudojamos dujinėse infraraudonųjų spindulių krosnyse, šildytuvuose ir daugelyje kitų įrenginių.

Degimas be liepsnos

Skirtingai nuo įprasto degimo, kai stebima šviečianti liepsnos zona, galima sudaryti sąlygas degti be liepsnos. Pavyzdys yra katalizinis organinių medžiagų oksidavimas ant tinkamo katalizatoriaus paviršiaus, pavyzdžiui, etanolio oksidavimas ant platinos juodos spalvos. Tačiau terminas „degimas be liepsnos“ neapsiriboja tik paviršiaus katalizine oksidacija, bet reiškia situacijas, kai liepsnos nematoma plika akimi. Todėl degimo režimai radiaciniuose degikliuose arba kai kurie balistinių miltelių egzoterminio skilimo režimai esant žemam slėgiui dar vadinami beliepsniais. Oksidacija be liepsnos, ypatingas žematemperatūrinio degimo organizavimo būdas, yra viena iš perspektyvių krypčių kuriant mažai taršos degimo kameras elektrinėms.

Literatūra

• Gaydon A. Spektroskopija ir degimo teorija. — M.: Užsienio literatūros leidykla, 1950. - 308 p.
• Khitrin L. N. Degimo ir sprogimo fizika. — M.: Maskvos universiteto leidykla, 1957. - 452 p.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Dujų degimo dinamika. — M.: SSRS mokslų akademijos leidykla, 1963. - 254 p.
• Lewisas B., Elbe G. Degimas, liepsna ir sprogimai dujose. 2-asis leidimas Per. iš anglų kalbos. red. K. I. Ščelkinas ir A. A. Borisovas. — M.: Mir, 1968. - 592 p.
• Pokhilas P. F., Maltsevas V. M., Zaicevas V. M. Degimo ir detonacijos procesų tyrimo metodai. — M.: Nauka, 1969. - 301 p.
• Novozhilov B.V. Nepastovus kietojo raketinio kuro degimas. — M.: Nauka, 1973. - 176 p.
• Lawtonas J., Weinbergas F. Elektriniai degimo aspektai. — M.: Energija, 1976. - 296 p.
• Zeldovičius Ya. B., Barenblatt G. I., Librovičius V. B., Makhviladze G. M. Matematinė degimo ir sprogimo teorija. — M.: Nauka, 1980. - 479 p.
• (Anglų)
• (Anglų)
• (Anglų)
• (Anglų)
• (Anglų)
• (Anglų)

nevienalytis degimas

Heterogeniniai procesai, priešingai nei homogeniniai, chemijoje ir fizikoje vadinami procesais, vykstančiais nevienalytėse sistemose, tai yra sistemose, kuriose yra daugiau nei viena fazė (pavyzdžiui, dujos ir skystis), taip pat procesai, vykstantys ties fazių riba. Degimo tyrimuose terminas nevienalytis degimas naudojamas sistemoms, kuriose kuras ir oksidatorius iš pradžių yra skirtingose ​​fazėse, net jei proceso metu kuras išgaruoja, o pačios cheminės reakcijos vyksta dujų fazėje. Tipiškas pavyzdys yra anglies deginimas ore, kai anglis gali reaguoti su deguonimi ant anglies dalelių paviršiaus ir sudaryti anglies monoksidą. Vėliau anglies monoksidas gali perdegti dujų fazėje ir sudaryti anglies dioksidą, o kai kuriais režimais kuras gali išgaruoti nuo dalelių paviršiaus ir dujų fazėje oksiduotis kaip dujinė anglis. Nepaisant mechanizmų skirtumų, visi šie režimai formaliai yra susiję su nevienalyčiu degimu.

Heterogeninis degimas yra nepaprastai svarbus praktiniam degimo pritaikymui. Daugumą kuro patogiau laikyti ir transportuoti skystu pavidalu (įskaitant suskystintas gamtines dujas)

Darbo procesai krosnyse, vidaus degimo varikliuose, dyzeliniuose varikliuose, oro reaktyviniuose varikliuose, skystųjų raketų varikliuose yra nevienalytis degimas, o kuro ir oksidatoriaus garavimo ir maišymo proceso optimizavimas, kad jie būtų tiekiami į degimo kamerą, yra svarbi dalis. viso degimo proceso optimizavimas darbuotojuose.sistemos.

Beveik visi gaisrai taip pat yra nevienalytis degimas, tačiau buitinių dujų sprogimai yra vienalytis degimas, nes ir kuras, ir oksidatorius iš pradžių yra dujos.

Norint pagerinti kietojo kuro energetines charakteristikas, į juos galima pridėti metalų. Toks kuras gali būti naudojamas, pavyzdžiui, greitųjų povandeninių laivų torpedoms, nes grynas aliuminis gerai dega vandenyje. Aliuminio ir kitų metalų degimas vyksta pagal nevienalytį mechanizmą.

Kas yra degimo procesas

Degimas yra fizikos ir chemijos posūkio procesas, kurio metu medžiaga paverčiama likutiniu produktu. Tuo pačiu metu šiluminė energija išsiskiria dideliais kiekiais. Degimo procesą paprastai lydi šviesos spinduliavimas, vadinamas liepsna. Taip pat degimo proceso metu išsiskiria anglies dioksidas – CO 2, kurio perteklius nevėdinamoje patalpoje gali sukelti galvos skausmą, uždusimą ir net mirtį.

Įprastai proceso eigai turi būti įvykdytos kelios privalomos sąlygos.

Pirma, degimas įmanomas tik esant orui. Neįmanoma vakuume.

Antra, jei vieta, kurioje vyksta degimas, nėra įkaitinta iki medžiagos užsidegimo temperatūros, degimo procesas sustos. Pavyzdžiui, liepsna užges, jei didelis rąstas tuoj pat bus įmestas į ką tik iškūrentą orkaitę, neleidžiant jai įkaisti ant mažų malkų.

Trečia, jei degimo objektai yra drėgni ir išskiria skysčio garus, o degimo greitis vis dar mažas, procesas taip pat sustos.

Pastabos

1. I.N. Zverevas, N. N. Smirnovas. Dujų degimo dinamika. — M.: Maskvos leidykla. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 p.
2. Degimas kartais apibrėžiamas kaip reakcija tarp oksidatoriaus ir kuro. Tačiau degimo procesai apima, pavyzdžiui, ir monomolekulinio kuro degimą, ir ozono skilimą, kai cheminė energija kaupiama cheminiuose ryšiuose vienoje medžiagoje.
3. ↑ Dega //: / Ch. red. A. M. Prokhorovas. - 3 leidimas. — M. : sovietinė enciklopedija, 1969-1978.
4. . Cheminė enciklopedija. Žiūrėta 2013 m. rugsėjo 16 d.
5. (anglų k.) 1. JAV Energetikos informacijos administracija (EIA). Žiūrėta 2014 m. vasario 4 d.
6. Mallard E., Le Chatelier H. L. Šiluminis liepsnos plitimo modelis // Kasyklų metraštis. - 1883. - T. 4. - P. 379.
7. , Su. aštuoni.
8. Michelsonas V. A. Dėl įprasto sprogių dujų mišinių užsidegimo greičio. - Sobr. op. M.: Naujasis agronomas, 1930, 1 v
9. Burke'as S.P., Schumannas T.E.W. Difuzinės liepsnos // Pramoninė ir inžinerinė chemija. - 1928. - T. 20, Nr. 10. - P. 998-1004.
10. , Su. 9.
11. Frankas-Kamenetskis D. A. Temperatūros pasiskirstymas reakcijos inde ir stacionari terminio sprogimo teorija // Fizikinės chemijos žurnalas. - 1939. - T. 13, Nr. 6. - S. 738-755.
12. Zeldovičius Ya. B., Frankas-Kamenetskis D. A. Šiluminės liepsnos plitimo teorija // Fizikinės chemijos žurnalas. - 1938. - V. 12, Nr. 1. - S. 100-105.
13. Belyajevas A. F. Apie sprogmenų degimą // Fizikinės chemijos žurnalas. - 1938. - T. 12, Nr. 1. - S. 93-99.
14. Zeldovičius Ya. B. Apie parako ir sprogmenų degimo teoriją // Eksperimentinės ir teorinės fizikos žurnalas. - 1942. - T. 12, Nr. 1. - S. 498-524.
15. Zeldovičius Ya. B. Apie detonacijos plitimo dujinėse sistemose teoriją // Eksperimentinės ir teorinės fizikos žurnalas. - 1940. - T. 10, Nr. 5. - S. 542-568.
16. von Neumannas J. Detonacinių bangų teorija. Pažangos ataskaita Krašto apsaugos tyrimų komitetui sk. B, OSRD-549 (1942 m. balandžio 1 d. PB 31090) // Detonacinių bangų teorija. - Johnas von Neumannas: Surinkti kūriniai, 1903-1957. - Oksfordas: Pergamon Press, 1963. - T. 6. - P. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , Su. 26.
18. , Su. 659.
19. , Su. 9.
20. , Su. 206.
21. , Su. 686.
22. , Su. aštuoni.
23. ↑ , p. 10.
24. , Su. 578.
25. , Su. 49.
26. , Su. 60.
27. , Su. 183.
28. , Su. 9.
29. , Su. 12.
30. . Prof. Burcato termodinaminiai duomenys. Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 13 d.
31. . eLearning@CERFACS. Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 13 d.
32. . Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 13 d.
33. , Su. 25.
34. , Su. 95.
35. , Su. 57.
36. , Su. 66.
37. , Su. 187.
38. , Su. 193.
39. , Su. 200.
40. .
41. , Su. vienas.
42. , Su. 132.
43. , Su. 138.
44. .
45. . Cnews. Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 19 d.
46. , Su. 10.
47. Pokhil P.F. Daktaro disertacija. SSRS mokslų akademijos Cheminės fizikos institutas. 1953 m
48. , Su. 177.
49. , Su. 24.
50. ↑
51. Leipunskis O.I. Daktaro disertacija. SSRS mokslų akademijos Cheminės fizikos institutas. 1945 m
52. Leipunskis O.I. Į klausimą apie raketų sviedinių vidinės balistikos fizikinius pagrindus // Parako ir sprogmenų degimo teorija / Red. redaktoriai: O. I. Leipunskis, Yu. V. Frolovas. — M. : Mokslas, 1982. - S. 226-277.
53. , Su. 26.
54. Zeldovičius Ya. B. Apie parako ir sprogmenų degimo teoriją // Eksperimentinės ir teorinės fizikos žurnalas. - 1942. - T. 12, Nr. 1. - S. 498-524.
55. , Su. 40.
56. Ohlemilleris T.J. (Anglų). SFPE priešgaisrinės apsaugos inžinerijos vadovas, 3-asis leidimas. NIST (2002). Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 15 d.
57. Meržanov A. G., Mukasyan A. S. Kietos liepsnos degimas. — M.: „Torus Press“. – 336 p. – 300 egz. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Struktūrinės makrokinetikos ir medžiagotyros problemų institutas RAS. . Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 20 d.
59. . Didelė naftos ir dujų enciklopedija. Žiūrėta 2013 m. rugpjūčio 31 d.
60. , Su. 23.

Degimo tipų klasifikacija

Pagal mišinio judėjimo greitį degimas skirstomas į lėtas deginimas (arba deflagracija) ir detonacinis degimas (detonacija).Deflagracinė degimo banga plinta ikigarsiniu greičiu, o pradinis mišinys šildomas daugiausia dėl šilumos laidumo. Detonacijos banga sklinda viršgarsiniu greičiu, o cheminę reakciją palaiko reagentų kaitinimas smūgine banga ir, savo ruožtu, palaiko tolygų smūginės bangos sklidimą. Lėtas degimas pagal mišinio srauto pobūdį skirstomas į laminarinį ir turbulentinį. Detonacinio degimo metu produktų srautas visada yra audringas. Tam tikromis sąlygomis lėtas degimas gali virsti detonacija (angl. DDT, deflagracijos-detonacijos perėjimas).

Jei pradiniai mišinio komponentai yra dujos, tada degimas vadinamas dujų faze (arba vienalyčiu). Degimo dujų fazėje metu oksidatorius (dažniausiai deguonis) sąveikauja su kuru (pavyzdžiui, vandeniliu arba gamtinėmis dujomis). Jei oksidatorius ir kuras yra iš anksto sumaišyti molekuliniu lygiu, tada šis režimas vadinamas iš anksto sumaišytu degimu. Jei pradiniame mišinyje oksidatorius ir kuras yra atskirti vienas nuo kito ir difuzijos būdu patenka į degimo zoną, tada degimas vadinamas difuzija.

Jei oksidatorius ir kuras iš pradžių yra skirtingose ​​fazėse, tada degimas vadinamas nevienalyčiu. Paprastai šiuo atveju oksidacijos reakcija taip pat vyksta dujų fazėje difuzijos režimu, o reakcijoje išsiskirianti šiluma iš dalies panaudojama terminiam skilimui ir degalų išgaravimui. Pavyzdžiui, anglis ar polimerai ore dega pagal šį mechanizmą. Kai kuriuose mišiniuose gali įvykti egzoterminės reakcijos kondensuotoje fazėje ir susidaryti kieti produktai be reikšmingo dujų išsiskyrimo. Šis mechanizmas vadinamas kietosios fazės degimu.

Egzistuoja ir tokie specialūs degimo būdai kaip rūkstantis, beliepsnis ir šaltos liepsnos degimas.

Degimu, arba branduoliniu degimu, vadinamos termobranduolinės žvaigždės, kurių metu cheminių elementų branduoliai susidaro žvaigždžių nukleosintezės procesuose.

Šiluminės medienos savybės

Medienos rūšys skiriasi tankiu, struktūra, kiekiu ir dervų sudėtimi. Visi šie veiksniai turi įtakos medienos kaloringumui, temperatūrai, kurioje ji dega, ir liepsnos savybėms.

Tuopų mediena yra porėta, tokios malkos dega ryškiai, tačiau maksimalios temperatūros indikatorius siekia vos 500 laipsnių. Tankūs miškai (bukai, uosiai, skroblai), degantys, išskiria virš 1000 laipsnių šilumos. Beržo rodikliai kiek žemesni – apie 800 laipsnių. Maumedis ir ąžuolas liepsnoja karščiau, išskirdami iki 900 laipsnių šilumos. Pušies ir eglės malkos dega 620-630 laipsnių temperatūroje.

Malkų kokybė ir kaip išsirinkti tinkamas

Beržinės malkos pasižymi geriausiu šilumos naudingumo ir savikainos santykiu – ekonomiškai neapsimoka šildyti brangesnėmis rūšimis, kurių degimo temperatūra aukšta.

Eglė, eglė ir pušis tinka kūrenti laužus – šios spygliuočių medienos suteikia palyginti saikingą šilumą. Bet tokių malkų nerekomenduojama naudoti kieto kuro katile, krosnyje ar židinyje – jos neišskiria tiek šilumos, kad būtų galima efektyviai šildyti namus ir gaminti maistą, o perdega, susidarant dideliam kiekiui suodžių.

Kuras iš drebulės, liepų, tuopų, gluosnių ir alksnių laikomas nekokybiškomis malkomis – akyta mediena degdama išskiria mažai šilumos. Alksnis ir kai kurios kitos medienos rūšys degimo procese „šaudo“ žarijas, kurios gali sukelti gaisrą, jei malkomis kūrenama atvira židinys.

Renkantis reikėtų atkreipti dėmesį ir į medienos drėgnumo laipsnį – drėgnos malkos blogiau dega ir palieka daugiau pelenų

Kas lemia degimo efektyvumą

Degimo efektyvumas – tai rodiklis, kurį lemia šiluminė energija, kuri „neišskrenda į kaminą“, o perduodama į krosnį, ją kaitindama. Šiam skaičiui įtakos turi keli veiksniai.

Visų pirma, tai yra krosnies konstrukcijos vientisumas. Įtrūkimai, įtrūkimai, pelenų perteklius, nešvarus kaminas ir kitos problemos daro degimą neefektyvų.

Antras svarbus veiksnys yra medžio tankumas. Didžiausias tankumas yra ąžuolas, uosis, kriaušė, maumedis ir beržas. Patys mažiausi – eglė, drebulė, pušis, liepa. Kuo didesnis tankis, tuo ilgiau medienos gabalas degs, todėl ilgiau išskirs šilumą.

Dideli medienos gabalai iškart neužsidegs. Būtina užkurti ugnį, pradedant nuo mažų šakelių. Jie duos anglių, kurios užtikrins reikiamą temperatūrą, kad užsidegtų didesnėmis porcijomis į krosnį įkeltas medis.

Uždegimo produktai, ypač kepsninėje, nerekomenduojami, nes degdami išskiria žmogui kenksmingas medžiagas. Per daug uždegimo medžiagos uždaroje krosnyje gali sukelti sprogimą.

Bet vis tiek, kaip krosnyse susidaro derva

Pagrindinis elementas, sudarantis medieną, rudą ar anglį, yra anglis. Vanduo sudaro 20-35% medienos masės, o kalis, magnis, natris ir kiti elementai neviršija 1-3% masės ir daugiausia lieka pelenų liekanose, minimaliai dalyvaujant dervų susidarymui.

Tai anglis, kuri dega krosnyse. Ir jei paprastuose kieto kuro katiluose yra gana paprasti procesai, kuriuos lengva valdyti, bet sunku automatizuoti, tai pirolizės krosnyse būtent minėtasis medienos sausojo distiliavimo procesas gali vykti daug dažniau.

Veikiant aukštai temperatūrai ir nepakankamam deguonies kiekiui, vyksta medienos terminis skilimas: išsiskiria medienos dujos, kurias sudaro anglies monoksidas, vandenilis, azotas (esantys pirminiame ore), taip pat pagrindiniai šventės herojai – anglies angliavandeniliai. junginiai su azotu, deguonimi, vandeniliu (pavyzdžiui, metanas, propanas, acetilenas). Be to, dėl antrinio oro įpurškimo į katilo degimo kamerą išsiskiriančios dujos sudeginamos. Nevisiškai sudegus šioms dujoms, būtent angliavandeniliams, įvyksta cheminė reakcija, kurios metu susidaro derva.

Nevisiškai sudegus šioms dujoms, būtent angliavandeniliams (metanui, propanui ir kt.), vietoj degimo vyksta cheminė reakcija, kurios metu susidaro derva.

Pirolizės katilai yra žinomi dėl savo didelio naudingumo, efektyvumo, jie gali 97-98% panaudoti medienos cheminių jungčių energiją, anglį. Jeigu katile susidaro mazutas, derva, vadinasi, reikėtų pamiršti efektyvumą, o jūsų katilas sukonfigūruotas, surinktas ar sumontuotas neteisingai!

Pagrindinė deguto atsiradimo kamine priežastis yra nepakankamas į degimo kamerą tiekiamas deguonies kiekis, dėl kurio sumažėja temperatūra, kurioje turėtų vykti procesas.

Taip pat galite nustatyti tokias priežastis kaip netinkamas surinkimas ir išdėstymas, mažo galingumo katilo orapūtė (siurblys), įtampos kritimas tinkle, nepakankamai aukštas kaminas, drėgnos malkos. Taip pat neturėtumėte būti pernelyg taupūs: oro padavimas žemiau tam tikro lygio gali ilgesniam laikui ištempti degimo procesą (pirolizę) katile, tačiau dėl to susidarys dervos. Ir tai susiję ne tik su reguliariu kamino valymu, bet ir su katilo bei degimo kameros gedimu.

Kaip elgtis su derva, jei ji jau pradėjo formuotis?

1. Degimo temperatūros pakėlimas. Tai galima padaryti padidinus oro tiekimą ir naudojant sausesnę medieną.

2. Keičiama geometrija, kamino ilgis, dujotiekiai. Tai turėtų sumažinti dujų pasipriešinimą, pagerinti trauką ir taip padidinti oro tiekimą nedidinant kompresoriaus (siurblio) galios.

3. Degimo temperatūros didinimas reguliuojant siurblio galią arba įdedant sausesnių malkų ugnies pabaigoje. Tai padės sudeginti degutą, kuris sugebėjo susidaryti kamine.

Jei dūmtraukyje atsirado nemažas kiekis dervos, pirmiausia jį reikia išvalyti cheminiu ar pasenusiu būdu. Ir tik tada pakeiskite sistemos konfigūraciją.

Žymiai pakilus temperatūrai ir vėlesniam deguto užsidegimui kamine gali kilti stogo gaisras ar kitos katastrofiškos pasekmės. Derva yra degi, todėl turėtumėte būti ypač atsargūs.

Deguto ugnis išvalys kaminą, tačiau gali kelti gaisro pavojų

Taip pat gana populiari teorija, kad dervos susidarymas priklauso nuo medienos rūšies. Tinkle galima rasti daug informacijos, kad derva susidaro tik iš pakuros su spygliuočių ar tam tikrų rūšių mediena, o su ja galima kovoti kūrenant beržines malkas. Čia verta prisiminti, kad degutą mūsų protėviai ištraukdavo iš beržo tošies, klodami į uždarą puodą su skylute dugne ir kaitindami. O dervos degimą kamine keičiant kurą galima paaiškinti ne kitokia chemine sudėtimi, o geresniu džiovinimo laipsniu ar aukštesne degimo temperatūra. Taigi dervos susiejimas su medžio sakais yra tik kliedesys.

Apibendrinkime. Derva kamine, židinyje, kamine – ne diagnozė, tai tik simptomas. Kaip rasti ir išgydyti problemą – jums pasakys kituose mūsų leidiniuose.

Norėdami gauti daugiau informacijos, patariame kreiptis į Waterstore specialistus.

Kaip žmogus įvaldė ugnį

Ugnis buvo žinoma žmonėms, gyvenusiems akmens amžiuje. Žmonės ne visada galėjo patys užsikurti ugnį. Pirmoji žmogaus pažintis su degimo procesu, pasak mokslininkų, įvyko empiriškai. Ugnis, kilusi iš miško gaisro arba išgauta iš kaimyninės genties, buvo saugoma kaip brangiausias žmonių turtas.

Laikui bėgant žmogus pastebėjo, kad kai kurios medžiagos turi daugiausiai degimo savybių. Pavyzdžiui, išdžiūvusią žolę ar samanas gali uždegti vos kelios kibirkštys.

Po daugelio metų, vėlgi empiriškai, žmonės išmoko išgauti ugnį improvizuotomis priemonėmis. Istorikai pirmuoju žmogaus „žiebtuvu“ vadina skardą ir titnagą, kurie, atsitrenkę vienas į kitą, sukeldavo kibirkštis. Vėliau žmonija išmoko išgauti ugnį šakele, įdėta į specialią įdubą medienoje. Medžio užsidegimo temperatūra buvo pasiekta intensyviai sukant šakelės galą įduboje. Daugelis stačiatikių bendruomenių ir šiandien taiko šiuos metodus.

Daug vėliau, 1805 m., pirmuosius degtukus išrado prancūzų chemikas Jeanas Chanselis. Išradimas sulaukė didžiulio paplitimo, o prireikus žmogus jau galėjo drąsiai išgauti ugnį.

Degimo proceso raida laikoma pagrindiniu veiksniu, davusiu impulsą civilizacijos vystymuisi. Be to, degimas išliks tokiu veiksniu artimiausioje ateityje.