Teer in de schoorsteen van de ketel

Factoren die de verbrandingstemperatuur beïnvloeden

De temperatuur van het stoken van hout in een kachel is niet alleen afhankelijk van de houtsoort. Belangrijke factoren zijn ook het vochtgehalte van brandhout en de trekkracht, die te wijten is aan het ontwerp van de thermische eenheid.

Invloed van vochtigheid

In vers gesneden hout bereikt het vochtgehalte gemiddeld 45 tot 65% - ongeveer 55%. De verbrandingstemperatuur van dergelijk brandhout zal niet tot de maximale waarden stijgen, omdat de thermische energie wordt besteed aan de verdamping van vocht. In overeenstemming hiermee wordt de warmteoverdracht van de brandstof verminderd.

Om bij de verbranding van hout de benodigde hoeveelheid warmte vrij te laten komen, worden drie manieren gebruikt:
:

• bijna twee keer zoveel vers gezaagd brandhout wordt gebruikt voor ruimteverwarming en koken (dit vertaalt zich in hogere brandstofkosten en de noodzaak van frequent onderhoud van de schoorsteen en gaskanalen, waarin een grote hoeveelheid roet zal neerslaan);
• vers gesneden brandhout wordt voorgedroogd (de stammen worden gezaagd, in stammen gesplitst, die onder een afdak worden gestapeld - het duurt 1-1,5 jaar voor natuurlijke droging tot 20% vochtigheid);
• droog brandhout wordt ingekocht (financiële kosten worden gecompenseerd door de hoge warmteoverdracht van de brandstof).

De verbrandingswaarde van berkenbrandhout van vers gekapt hout is vrij hoog. Vers gezaagde essen, haagbeuken en andere hardhoutbrandstoffen zijn ook geschikt voor gebruik.

Invloed van luchttoevoer

Door de toevoer van zuurstof naar de oven te beperken, verlagen we de verbrandingstemperatuur van het hout en verminderen we de warmteoverdracht van de brandstof. De duur van de verbranding van de brandstofbelasting kan worden verlengd door de klep van de keteleenheid of kachel te sluiten, maar brandstofbesparing resulteert in een laag verbrandingsrendement als gevolg van suboptimale omstandigheden. Voor de houtverbranding in een open haard komt lucht vrij uit de kamer en de intensiteit van de trek hangt voornamelijk af van de kenmerken van de schoorsteen.

De vereenvoudigde formule voor de ideale verbranding van hout is:
:

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

Koolstof en waterstof worden verbrand wanneer zuurstof wordt toegevoerd (linkerkant van de vergelijking), wat resulteert in warmte, water en koolstofdioxide (rechterkant van de vergelijking).

Om droog hout op maximale temperatuur te laten branden, moet het luchtvolume dat de verbrandingskamer binnenkomt 130% bereiken van het volume dat nodig is voor het verbrandingsproces. Wanneer de luchtstroom wordt geblokkeerd door dempers, wordt een grote hoeveelheid koolmonoxide gevormd, en de reden hiervoor is een gebrek aan zuurstof. Koolmonoxide (onverbrande koolstof) gaat de schoorsteen in, terwijl de temperatuur in de verbrandingskamer daalt en de warmteoverdracht van brandhout afneemt.

Een economische benadering bij het gebruik van een houtgestookte ketel met vaste brandstof is om een ​​warmteaccumulator te installeren die de overtollige warmte die wordt gegenereerd tijdens de verbranding van brandstof in de optimale modus, met goede tractie, opslaat.

Met houtkachels kun je niet zo brandstof besparen, omdat ze de lucht direct verwarmen. Het lichaam van een massieve steenoven is in staat om een ​​relatief klein deel van de thermische energie op te slaan, terwijl bij metalen kachels de overtollige warmte direct in de schoorsteen gaat.

Als u de ventilator opent en de trek in de oven verhoogt, neemt de verbrandingsintensiteit en warmteoverdracht van de brandstof toe, maar neemt ook het warmteverlies toe. Met de langzame verbranding van brandhout neemt de hoeveelheid koolmonoxide toe en neemt de warmteoverdracht af.

We bouwen een Russisch bad volgens de geest

Aantal keren bekeken: 3 082 In de regel is het verbranden van brandhout de belangrijkste warmtebron die wordt ontvangen voor de behoeften van het zweven in het bad.

Maar laten we eerst kort ingaan op de kwestie van de structuur van hout als brandstof.

Hout is een combinatie van koolwaterstofverbindingen (polysaccharidepolymeren) van cellulose, hemicellulose en lignine.

Het kan branden en vormt explosieve mengsels met lucht. Koolmonoxide produceert bij verbranding een blauwe vlam. Koolmonoxide is zeer giftig. Het inademen van lucht met een koolmonoxideconcentratie van 0,4% is dodelijk voor de mens.

Info

Standaard gasmaskers bieden geen bescherming tegen koolmonoxide, daarom worden bij brand speciale filters of zuurstofisolatieapparaten gebruikt.

Zwaveldioxide

Zwaveldioxide (SO 2 ) is een verbrandingsproduct van zwavel en zwavelverbindingen. Een kleurloos gas met een kenmerkende scherpe geur. Relatieve dichtheid van zwaveldioxide = 2,25. De dichtheid van dit gas bij T = 0 0 C en p = 760 mm Hg is 2,9 kg/m 3 , dat wil zeggen, het is veel zwaarder dan lucht.

Laten we kort ingaan op de eigenschappen van de belangrijkste verbrandingsproducten.

Kooldioxide

Kooldioxide of kooldioxide (CO 2) is een product van de volledige verbranding van koolstof. Heeft geen geur en kleur. De dichtheid ten opzichte van lucht = 1,52. De dichtheid van koolstofdioxide bij een temperatuur T \u003d 0 0 C en bij normale druk p \u003d 760 millimeter kwik (mm Hg) is 1,96 kg / m 3 (luchtdichtheid onder dezelfde omstandigheden is ρ \u003d 1,29 kg / m 3).

Belangrijk

Kooldioxide is zeer goed oplosbaar in water (bij T = 15 0 C lost één liter gas op in één liter water). Kooldioxide ondersteunt geen verbranding van stoffen, met uitzondering van alkali- en aardalkalimetalen

De verbranding van magnesium vindt bijvoorbeeld plaats in een atmosfeer van kooldioxide volgens de vergelijking:

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

De toxiciteit van kooldioxide is verwaarloosbaar.

Bekeken: 3 317

In de regel is het verbranden van brandhout de belangrijkste warmtebron die wordt ontvangen voor de behoeften van het zweven in het bad.

Als u begrijpt hoe het proces van houtverbranding is en de mogelijkheid om de hoeveelheid warmte die daarbij wordt onttrokken en het meest efficiënte gebruik ervan te beheersen, kunt u bewust een keuze maken voor een of ander model van een saunakachel.

Laten we dus eens kijken naar de chemische en fysieke basis van het proces van het verbranden van houtbrandstof, dat plaatsvindt in de vuurhaard van elke saunakachel.

Maar laten we eerst kort ingaan op de kwestie van de structuur van hout als brandstof.

Hout is een combinatie van koolwaterstofverbindingen (polysaccharidepolymeren) van cellulose, hemicellulose en lignine.

Ze worden alleen warm door de verbrandingswarmte van koolstof C en waterstof H die vrijkomt uit het verwarmde hout. Of, om het anders te zeggen, deze gassen spelen een negatieve rol bij de verbranding. Ze koelen de verbrandingszone, voorkomen de volledigheid van de oxidatiereacties van de brandbare componenten van hout totdat ze worden omgezet in de eindproducten CO2 en H2O, verminderen de verwarming van de oven en bepalen uiteindelijk de warmte-inhoud van de verbrandingsproducten van de brandstof.

Dus laten we de grens trekken.

We hebben de fysische en chemische basis overwogen van het verbrandingsproces van koolwaterstofbrandstof, dat wil zeggen hout.

Er werd vastgesteld dat het belangrijkste doel van het verbranden van hout in een kachel de volledigheid van hun verbranding is en het maximale gebruik van de vrijgekomen thermische en stralingsenergie.

In dit stadium neemt de boom actief warmte van buiten op. Er is geen verbrandingsproces.

Bij temperaturen van 150-275ºС, het proces van ontbinding van de oorspronkelijke houtstructuur in eenvoudiger vaste, vloeibare en gasvormige componenten (koolmonoxide CO, kooldioxide CO2, methaan CH4, houtalcohol (methanol) CH3OH, azijnzuur CH3COOH, creosoot-a mengsel van fenolen en aromatische koolwaterstoffen) begint. ). Hout blijft actief warmte opnemen. Er is geen verbranding.

Bij temperaturen van 275-450ºС begint het proces van actieve ontbinding en vereenvoudiging van de houtstructuur met de snelle afgifte van warmte, gasvormige brandstoffen en zelfverhitting van hout. De afbraak van cellulose en lignine begint.

Idealiter zou alleen stikstof N2 via de schoorsteen in de atmosfeer moeten worden uitgestoten, als het hoofdbestanddeel van de lucht die samen met zuurstof naar de oven wordt gevoerd, maar niet deelneemt aan de verbranding, kooldioxide CO2 en waterdamp H2O.

Zoals eerder vermeld, zijn de producten van de reactie van volledige verbranding van brandhout kooldioxide CO2 van de verbranding van koolstof en waterdamp H2O van de verbranding van waterstof.

Als ballastgassen fungeren waterdamp van de H2O-brandstof die door het hout vrijkomt bij verwarming, stikstof N2 en ook overtollige lucht als ballastgassen.

Verbrandingsreactieproducten en ballastgassen nemen niet deel aan de verbranding.

Vrijkomen van stoffen Onvolledige verbranding van hout

Veiligheid

• Trek beschermende handschoenen en een veiligheidsbril aan voordat u met het experiment begint.
• Doe het experiment op een dienblad.
• Houd een bak met water in de buurt tijdens het experiment.
• Trek de handschoenen uit voordat u de fakkel aansteekt.

Algemene veiligheidsregels

• Voorkom dat u chemicaliën in uw ogen of mond krijgt.
• Laat geen mensen zonder bril, evenals kleine kinderen en dieren, toe op de proefplaats.
• Houd de experimentele kit buiten het bereik van kinderen onder de 12 jaar.
• Was of reinig alle apparatuur en accessoires na gebruik.
• Zorg ervoor dat alle reagenscontainers na gebruik goed gesloten zijn en op de juiste manier worden bewaard.
• Zorg ervoor dat alle wegwerpverpakkingen op de juiste manier worden weggegooid.
• Gebruik alleen de apparatuur en reagentia die in de kit worden geleverd of in de huidige instructies worden aanbevolen.
• Als u een voedselcontainer of experimenteergerei hebt gebruikt, gooi deze dan onmiddellijk weg. Ze zijn niet langer geschikt voor het bewaren van voedsel.

EHBO-informatie

• Als reagentia in contact komen met de ogen, spoel de ogen dan grondig met water en houd de ogen zo nodig open. Zoek onmiddellijk medische hulp.
• Bij inslikken, mond spoelen met water, wat schoon water drinken. Geen braken opwekken. Zoek onmiddellijk medische hulp.
• In geval van inademing van reagentia, het slachtoffer in de frisse lucht brengen.
• In geval van contact met de huid of brandwonden, het getroffen gebied gedurende 10 minuten of langer met veel water spoelen.
• Raadpleeg bij twijfel onmiddellijk een arts. Neem een ​​chemisch reagens en een bakje daaruit mee.
• Raadpleeg bij letsel altijd een arts.

Speciale verbrandingsmodi

smeulend

Smeulen is een speciaal soort langzame verbranding, die in stand wordt gehouden door de warmte die vrijkomt bij de reactie van zuurstof en hete gecondenseerde materie direct op het oppervlak van de stof en zich ophoopt in de gecondenseerde fase. Een typisch voorbeeld van smeulen is een brandende sigaret. Tijdens het smeulen verspreidt de reactiezone zich langzaam door het materiaal. De gasfasevlam wordt niet gevormd door de onvoldoende temperatuur van de gasvormige producten of dooft uit door grote warmteverliezen uit de gasfase. Smeulen wordt vaak gezien in poreuze of vezelige materialen. Bij brand kan smeulen een groot gevaar zijn, omdat bij onvolledige verbranding stoffen vrijkomen die giftig zijn voor de mens.

Solid state verbranding

Infrarood gasfornuis met poreuze matrices als verwarmingselementen

In mengsels van anorganische en organische poeders kunnen autowave exotherme processen optreden, die niet gepaard gaan met merkbare gasontwikkeling en alleen gecondenseerde producten vormen. In tussenstadia kunnen gasvormige en vloeibare fasen worden gevormd, die echter het verbrandingssysteem niet verlaten. Er zijn voorbeelden van reagerende poeders bekend waarbij de vorming van dergelijke fasen niet is bewezen (tantaal-koolstof). Dergelijke modi worden genoemd vaste fase verbranding, de termen worden ook gebruikt gasloze verbranding en vaste vlam verbranding. Deze processen hebben praktische toepassing gevonden in de technologieën van zelfvoortplantende synthese bij hoge temperatuur (SHS), ontwikkeld onder leiding van A.G. Merzhanov.

Verbranding in een poreus medium

Als het aanvankelijke brandbare mengsel door een poreus medium gaat, bijvoorbeeld een keramische matrix, dan wordt tijdens de verbranding een deel van de warmte besteed aan het verwarmen van de matrix. De hete matrix verwarmt op zijn beurt het aanvankelijke mengsel. Zo wordt een deel van de warmte van de verbrandingsproducten teruggewonnen, wat het mogelijk maakt om arme mengsels (met een lage brandstofoverschotverhouding) te gebruiken die niet branden zonder warmterecirculatie.Poreuze verbrandingstechnologieën (in de huishoudelijke literatuur ook wel filtratieverbranding genoemd) kunnen de uitstoot van schadelijke stoffen verminderen en worden gebruikt in gas-infraroodkachels, verwarmingen en vele andere apparaten.

Vlamloos branden

In tegenstelling tot conventionele verbranding, is het mogelijk om voorwaarden te scheppen voor vlamloze verbranding wanneer een lichtgevende vlamzone wordt waargenomen. Een voorbeeld is de katalytische oxidatie van organische stoffen op het oppervlak van een geschikte katalysator, bijvoorbeeld de oxidatie van ethanol op platinazwart. De term "vlamloze verbranding" is echter niet beperkt tot het geval van katalytische oxidatie aan het oppervlak, maar verwijst naar situaties waarin de vlam niet zichtbaar is voor het blote oog. Daarom worden verbrandingsmodi in stralingsbranders of sommige vormen van exotherme ontleding van ballistische poeders bij lage druk ook vlamloos genoemd. Vlamloze oxidatie, een speciale manier om verbranding bij lage temperatuur te organiseren, is een van de veelbelovende richtingen bij het creëren van emissiearme verbrandingskamers voor energiecentrales.

Literatuur

• Gaydon A. Spectroscopie en verbrandingstheorie. — M.: Uitgeverij van buitenlandse literatuur, 1950. - 308 p.
• Khitrin L.N. Fysica van verbranding en explosie. — M.: Uitgeverij van de Universiteit van Moskou, 1957. - 452 p.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Gasdynamiek van verbranding. — M.: Uitgeverij van de Academie van Wetenschappen van de USSR, 1963. - 254 p.
• Lewis B., Elbe G. Verbranding, vlam en explosies in gassen. 2e ed. Per. van Engels. red. K.I. Shchelkin en A.A. Borisov. — M.: Mir, 1968. - 592 d.
• Pokhil P.F., Maltsev V.M., Zaitsev V.M. Methoden voor het bestuderen van verbrandings- en detonatieprocessen. — M.: Nauka, 1969. - 301 d.
• Novozjilov B.V. Onstabiele verbranding van vaste raketstuwstoffen. — M.: Nauka, 1973. - 176 d.
• Lawton J., Weinberg F. Elektrische aspecten van verbranding. — M.: Energie, 1976. - 296 p.
• Zeldovich Ya B, Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. Wiskundige theorie van verbranding en explosie. — M.: Nauka, 1980. - 479 d.
• (Engels)
• (Engels)
• (Engels)
• (Engels)
• (Engels)
• (Engels)

heterogene verbranding

Heterogene processen, in tegenstelling tot homogeen, in chemie en natuurkunde worden processen genoemd die plaatsvinden in heterogene systemen, dat wil zeggen systemen die meer dan één fase bevatten (bijvoorbeeld gas en vloeistof), evenals processen die plaatsvinden aan de fasegrens. In verbrandingsonderzoek wordt de term heterogene verbranding gebruikt voor systemen waarin de brandstof en het oxidatiemiddel zich aanvankelijk in verschillende fasen bevinden, zelfs als daarbij de brandstof verdampt en de chemische reacties zelf plaatsvinden in de gasfase. Een typisch voorbeeld is de verbranding van steenkool in lucht, waarbij koolstof kan reageren met zuurstof op het oppervlak van de steenkooldeeltjes tot koolmonoxide. Vervolgens kan koolmonoxide in de gasfase opbranden en kooldioxide vormen, en in sommige modi kan de brandstof van het oppervlak van de deeltjes verdampen en als gasvormige koolstof in de gasfase oxideren. Ondanks het verschil in mechanismen, zijn al deze regimes formeel gerelateerd aan heterogene verbranding.

Heterogene verbranding is uiterst belangrijk in praktische toepassingen van verbranding. De meeste brandstoffen zijn handiger om in vloeibare vorm op te slaan en te vervoeren (inclusief vloeibaar aardgas)

Werkprocessen in ovens, verbrandingsmotoren, dieselmotoren, luchtstraalmotoren, vloeibare raketmotoren zijn heterogene verbranding, en optimalisatie van het proces van verdamping en vermenging van brandstof en oxidatiemiddel voor hun toevoer naar de verbrandingskamer is een belangrijk onderdeel van het optimaliseren het gehele verbrandingsproces in arbeiderssystemen.

Bijna alle branden zijn ook heterogene verbrandingen, maar huishoudelijke gasexplosies zijn homogene verbranding, aangezien zowel de brandstof als het oxidatiemiddel aanvankelijk gassen zijn.

Om de energetische eigenschappen van vaste brandstoffen te verbeteren, kunnen er metalen aan worden toegevoegd. Dergelijke brandstoffen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor onderzeese torpedo's met hoge snelheid, omdat puur aluminium goed brandt in water. De verbranding van aluminium en andere metalen gebeurt volgens een heterogeen mechanisme.

Wat is het verbrandingsproces?

Verbranding is een proces aan het begin van de natuurkunde en scheikunde, dat bestaat uit de omzetting van een stof in een restproduct. Tegelijkertijd komt thermische energie in grote hoeveelheden vrij. Het verbrandingsproces gaat meestal gepaard met de emissie van licht, dat een vlam wordt genoemd. Ook komt tijdens het verbrandingsproces koolstofdioxide vrij - CO 2 waarvan een overmaat in een ongeventileerde ruimte kan leiden tot hoofdpijn, verstikking en zelfs de dood.

Voor het normale verloop van het proces moet aan een aantal dwingende voorwaarden worden voldaan.

Ten eerste is verbranding alleen mogelijk in aanwezigheid van lucht. Onmogelijk in een vacuüm.

Ten tweede, als het gebied waarin de verbranding plaatsvindt niet wordt verwarmd tot de ontstekingstemperatuur van het materiaal, stopt het verbrandingsproces. De vlam gaat bijvoorbeeld uit als een groot houtblok onmiddellijk in een nieuw gestookte oven wordt gegooid, zodat het niet op klein hout kan opwarmen.

Ten derde, als de verbrandingsonderwerpen vochtig zijn en vloeibare dampen afgeven, en de verbrandingssnelheid nog laag is, zal het proces ook stoppen.

Opmerkingen:

1. IN. Zverev, N.N. Smirnov. Gasdynamiek van verbranding. — M.: Uitgeverij Moskou. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 d.
2. Verbranding wordt soms gedefinieerd als de reactie tussen een oxidatiemiddel en een brandstof. Verbrandingsprocessen omvatten echter bijvoorbeeld zowel de verbranding van monomoleculaire brandstoffen als de afbraak van ozon, wanneer chemische energie wordt opgeslagen in chemische bindingen in één stof.
3. ↑ Branden //: / Ch. red. A.M. Prokhorov. - 3e druk. — M. : Sovjet-encyclopedie, 1969-1978.
4. . Chemische Encyclopedie. Ontvangen 16 september 2013.
5. (Engels) 1. V.S. Energie Informatie Administratie (EIA). Ontvangen 4 februari 2014.
6. Mallard E., Le Chatelier H.L. Thermisch model voor vlamvoortplanting // Annals of Mines. - 1883. - Vol. 4. - P. 379.
7. , Met. acht.
8. Michelson V.A. Over de normale ontstekingssnelheid van explosieve gasmengsels. - Sobr. op. M.: Nieuwe agronoom, 1930, v. 1
9. Burke SP, Schumann T.E.W. Diffusievlammen // Industriële en technische chemie. - 1928. - Vol. 20, nr. 10. - P. 998-1004.
10. , Met. 9.
11. Frank-Kamenetsky D.A. Temperatuurverdeling in een reactievat en stationaire theorie van thermische explosie // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - T. 13, nr. 6. - S. 738-755.
12. Zeldovich Ya B, Frank-Kamenetsky D.A. Theorie van thermische vlamvoortplanting // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 12, nr. 1. - S. 100-105.
13. Belyaev A.F. Over de verbranding van explosieven // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - T. 12, nr. 1. - S. 93-99.
14. Zeldovich Ya B. Over de theorie van de verbranding van buskruit en explosieven // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, nr. 1. - S. 498-524.
15. Zeldovich Ya B. Over de theorie van detonatievoortplanting in gasvormige systemen // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - T. 10, nr. 5. - S. 542-568.
16. van Neumann J. Theorie van detonatiegolven. Voortgangsrapportage aan de National Defense Research Committee Div. B, OSRD-549 (1 april 1942. PB 31090) // Theorie van detonatiegolven. - John von Neumann: Verzamelde werken, 1903-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - Vol. 6. - P. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , Met. 26.
18. , Met. 659.
19. , Met. 9.
20. , Met. 206.
21. , Met. 686.
22. , Met. acht.
23. , blz. 10.
24. , Met. 578.
25. , Met. 49.
26. , Met. 60.
27. , Met. 183.
28. , Met. 9.
29. , Met. 12.
30. . prof. Burcat's thermodynamische gegevens. Ontvangen 13 augustus 2013.
31. . eLearning@CERFACS. Ontvangen 13 augustus 2013.
32. . Ontvangen 13 augustus 2013.
33. , Met. 25.
34. , Met. 95.
35. , Met. 57.
36. , Met. 66.
37. , Met. 187.
38. , Met. 193.
39. , Met. 200.
40. .
41. , Met. een.
42. , Met. 132.
43. , Met. 138.
44. .
45. . Cnieuws. Ontvangen 19 augustus 2013.
46. , Met. 10.
47. Pokhil PF Doctoraatsproefschrift. Instituut voor Chemische Fysica van de Academie van Wetenschappen van de USSR. 1953
48. , Met. 177.
49. , Met. 24.
50. ↑
51. Leipunsky O.I. Doctoraatsproefschrift. Instituut voor Chemische Fysica van de Academie van Wetenschappen van de USSR. 1945
52. Leipunsky O.I. Op de kwestie van de fysieke fundamenten van de interne ballistiek van raketprojectielen // Theorie van verbranding van buskruit en explosieven / Ed. redactie: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Wetenschap, 1982. - S. 226-277.
53. , Met. 26.
54. Zeldovich Ya B. Over de theorie van de verbranding van buskruit en explosieven // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, nr. 1. - S. 498-524.
55. , Met. 40.
56. Ohlemiller TJ (Engels). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3e editie. NIST (2002). Ontvangen 15 augustus 2013.
57. Merzhanov A.G., Mukasyan A.S. Vaste vlamverbranding. — M.: Toruspers. — 336 blz. - 300 exemplaren. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Instituut voor structurele macrokinetiek en problemen van materiaalwetenschap RAS. . Ontvangen 20 augustus 2013.
59. . Grote encyclopedie van olie en gas. Ontvangen 31 augustus 2013.
60. , Met. 23.

Classificatie van verbrandingstypes

Volgens de snelheid van het mengsel is de verbranding verdeeld in: Langzaam verbranden (of deflagratie) en detonatie verbranding (ontploffing).De deflagratie-verbrandingsgolf plant zich voort met subsonische snelheid en het aanvankelijke mengsel wordt voornamelijk verwarmd door thermische geleiding. De detonatiegolf reist met supersonische snelheid, terwijl de chemische reactie wordt ondersteund door de verwarming van de reactanten door de schokgolf en op zijn beurt de gestage voortplanting van de schokgolf ondersteunt. Langzame verbranding wordt onderverdeeld in laminair en turbulent, afhankelijk van de aard van de mengselstroom. Bij detonatieverbranding is de stroom van producten altijd turbulent. Onder bepaalde omstandigheden kan langzame verbranding overgaan in detonatie (bijv. DDT, deflagration-to-detonation transition).

Als de initiële componenten van het mengsel gassen zijn, wordt verbranding gasfase (of homogeen) genoemd. Bij verbranding in de gasfase reageert een oxidatiemiddel (meestal zuurstof) met een brandstof (bijv. waterstof of aardgas). Als het oxidatiemiddel en de brandstof op moleculair niveau zijn voorgemengd, wordt deze modus voorgemengde verbranding genoemd. Als het oxidatiemiddel en de brandstof in het oorspronkelijke mengsel van elkaar worden gescheiden en via diffusie de verbrandingszone binnenkomen, wordt verbranding diffusie genoemd.

Als het oxidatiemiddel en de brandstof zich aanvankelijk in verschillende fasen bevinden, wordt verbranding heterogeen genoemd. In de regel verloopt in dit geval de oxidatiereactie ook in de gasfase in de diffusiemodus en wordt de bij de reactie vrijkomende warmte gedeeltelijk besteed aan thermische ontleding en verdamping van de brandstof. Zo verbranden bijvoorbeeld kolen of polymeren in de lucht volgens dit mechanisme. In sommige mengsels kunnen exotherme reacties in de gecondenseerde fase optreden om vaste producten te vormen zonder significante ontgassing. Dit mechanisme wordt vastefaseverbranding genoemd.

Er zijn ook speciale soorten verbranding als smeulende, vlamloze en koude vlam verbranding.

Verbranding, of nucleaire verbranding, wordt thermonucleaire reacties in sterren genoemd, waarbij de kernen van chemische elementen worden gevormd in de processen van stellaire nucleosynthese.

Thermische eigenschappen van hout

Houtsoorten verschillen in dichtheid, structuur, hoeveelheid en samenstelling van harsen. Al deze factoren zijn van invloed op de calorische waarde van hout, de temperatuur waarop het brandt en de eigenschappen van de vlam.

Populierenhout is poreus, dergelijk brandhout brandt fel, maar de maximale temperatuurindicator bereikt slechts 500 graden. Dichte houtsoorten (beuk, es, haagbeuk), brandend, stoten meer dan 1000 graden warmte uit. Berkenindicatoren zijn iets lager - ongeveer 800 graden. Lariks en eiken worden heter en geven tot 900 graden warmte af. Brandhout van dennen en sparren brandt op 620-630 graden.

De kwaliteit van brandhout en hoe u de juiste kiest

Brandhout van berken heeft de beste verhouding tussen warmte-efficiëntie en kosten - het is economisch niet rendabel om te verwarmen met duurdere soorten met hoge verbrandingstemperaturen.

Vuren, sparren en dennen zijn geschikt om vuur te maken - deze naaldhoutsoorten zorgen voor een relatief matige warmte. Maar het wordt niet aanbevolen om dergelijk brandhout te gebruiken in een ketel voor vaste brandstoffen, in een kachel of open haard - ze geven niet genoeg warmte af om het huis effectief te verwarmen en voedsel te koken, ze verbranden met de vorming van een grote hoeveelheid roet.

Brandstof van esp, linde, populier, wilg en els wordt beschouwd als brandhout van lage kwaliteit - poreus hout geeft weinig warmte af tijdens de verbranding. Els en sommige andere houtsoorten "schieten" sintels tijdens het branden, wat kan leiden tot brand als brandhout wordt gebruikt om een ​​open haard te stoken.

Let bij het kiezen ook op de mate van vochtgehalte van het hout - vochtig brandhout brandt slechter en laat meer as achter

Wat bepaalt de efficiëntie van de verbranding?

Verbrandingsefficiëntie is een indicator die wordt bepaald door thermische energie, die niet "wegvliegt in de schoorsteen", maar wordt overgebracht naar de oven en deze verwarmt. Dit cijfer wordt beïnvloed door verschillende factoren.

Allereerst is het de integriteit van het ovenontwerp. Scheuren, scheuren, overtollige as, een vuile schoorsteen en andere problemen maken de verbranding inefficiënt.

De tweede belangrijke factor is de dichtheid van de boom. Eiken, essen, peer, lariks en berken hebben de hoogste dichtheid. De kleinste - sparren, espen, dennen, linden. Hoe hoger de dichtheid, hoe langer het stuk hout zal branden en dus hoe langer het warmte afgeeft.

Grote stukken hout zullen niet meteen vlam vatten. Het is noodzakelijk om een ​​vuur aan te steken, te beginnen met kleine takken. Ze geven kolen die voor de nodige temperatuur zorgen om het hout dat in grotere porties in de oven wordt geladen, te ontsteken.

Ontstekingsproducten, vooral in de barbecue, worden niet aanbevolen, omdat ze bij verbranding schadelijke stoffen afgeven. Te veel ontstekingsmiddel in een gesloten vuurhaard kan een explosie veroorzaken.

Maar toch, hoe teer wordt gevormd in ovens

Het belangrijkste element waaruit hout, bruin of steenkool, bestaat, is koolstof. Water maakt 20-35% van het gewicht van hout uit, en kalium, magnesium, natrium en andere elementen maken niet meer dan 1-3% van het gewicht uit en blijven voornamelijk in asresten, waarbij ze een minimale rol spelen in de vorming van teer.

Het is koolstof die in ovens verbrandt. En als er in eenvoudige vastebrandstofketels vrij eenvoudige processen zijn die gemakkelijk te beheren zijn, maar moeilijk te automatiseren, dan kan in pyrolyse-ovens het bovengenoemde proces van droge destillatie van hout veel vaker voorkomen.

Onder invloed van hoge temperatuur en onvoldoende zuurstof treedt thermische ontleding van hout op: houtgas komt vrij, dat bestaat uit koolmonoxide, waterstof, stikstof (gelegen in primaire lucht), evenals de belangrijkste helden van de gelegenheid - koolwaterstoffen van koolstof verbindingen met stikstof, zuurstof, waterstof (bijvoorbeeld methaan, propaan, acetyleen). Verder worden door de secundaire luchtinjectie in de naverbrandingskamer van de ketel de vrijgekomen gassen verbrand. Bij onvolledige verbranding van deze gassen, namelijk koolwaterstoffen, treedt een chemische reactie op waarbij teer wordt gevormd.

Bij onvolledige verbranding van deze gassen, namelijk koolwaterstoffen (methaan, propaan, etc.), treedt in plaats van verbranding een chemische reactie op waarbij teer wordt gevormd.

Pyrolyseketels staan ​​bekend om hun hoge efficiëntie, hun efficiëntie, ze kunnen de energie van chemische bindingen van hout, koolstof met 97-98% gebruiken. Als stookolie, teer wordt gevormd in de ketel, dan betekent dit dat u het rendement moet vergeten en dat uw ketel verkeerd is geconfigureerd, gemonteerd of geïnstalleerd!

De belangrijkste reden voor het verschijnen van teer in de schoorsteen is een onvoldoende hoeveelheid zuurstof die aan de verbrandingskamer wordt toegevoerd, wat leidt tot een verlaging van de temperatuur waarbij het proces moet plaatsvinden.

Ook kunt u oorzaken aanwijzen zoals onjuiste montage en indeling, laag vermogen blower (pomp) van de ketel, spanningsval in het net, onvoldoende hoge schoorsteen, vochtig brandhout. Ook moet je niet te zuinig zijn: luchttoevoer onder een bepaald niveau kan het verbrandingsproces (pyrolyse) in de ketel voor langere tijd rekken, maar leidt tot teervorming. En dit is niet alleen beladen met regelmatige reiniging van de schoorsteen, maar ook met het falen van de ketel en de verbrandingskamer.

Hoe om te gaan met teer als het zich al begint te vormen?

1. Verhoging van de verbrandingstemperatuur. Dit kan door de luchttoevoer te vergroten en droger hout te gebruiken.

2. Veranderen van de geometrie, lengte van de schoorsteen, gaskanalen. Dit zou de gasweerstand moeten verminderen, de tractie moeten verbeteren en dus de luchttoevoer moeten vergroten zonder het vermogen van de supercharger (pomp) te vergroten.

3. Verhogen van de verbrandingstemperatuur door het pompvermogen aan te passen of droger hout toe te voegen aan het einde van het vuur. Dit zal helpen om de teer die zich in de schoorsteen heeft gevormd te verbranden.

Als er een aanzienlijke hoeveelheid teer in de schoorsteen is verschenen, moet deze eerst worden gereinigd met een chemische of verouderde methode. En pas dan de systeemconfiguratie wijzigen.

Een forse temperatuurstijging en daaropvolgende ontbranding van teer in de schoorsteen kan leiden tot een dakbrand of andere catastrofale gevolgen. Teer is ontvlambaar, dus u moet uiterst voorzichtig zijn.

Een teerbrand maakt de schoorsteen schoon, maar kan brandgevaarlijk zijn

Ook is de theorie vrij populair dat de vorming van teer afhankelijk is van de houtsoort. Op het net kun je veel informatie vinden dat teer alleen wordt gevormd uit de vuurhaard met naaldhout of bepaalde houtsoorten, en je kunt het bestrijden door berkenhout te verbranden. Hier is het de moeite waard eraan te denken dat onze voorouders teer uit berkenschors haalden, het in een gesloten pot met een gat in de bodem legden en het opwarmden. En het verbranden van teer in de schoorsteen bij het wisselen van brandstof is niet te verklaren door een andere chemische samenstelling, maar door een betere drogingsgraad of een hogere verbrandingstemperatuur. Dus de associatie van teer met boomhars is slechts een waanidee.

Laten we samenvatten. Teer in een schoorsteen, open haard, schoorsteen is geen diagnose, het is slechts een symptoom. Hoe u het probleem kunt vinden en oplossen - onze volgende publicaties zullen het u vertellen.

Voor meer informatie adviseren wij u contact op te nemen met de specialisten van Waterstore.

Hoe de mens vuur beheerste

Vuur was bekend bij mensen die in het stenen tijdperk leefden. Mensen zijn niet altijd in staat geweest om zelf vuur te maken. De eerste kennismaking van een persoon met het verbrandingsproces vond volgens wetenschappers empirisch plaats. Vuur, gewonnen uit een bosbrand of gewonnen van een naburige stam, werd bewaakt als het kostbaarste dat mensen hadden.

Na verloop van tijd merkte een persoon op dat sommige materialen de meest brandende eigenschappen hebben. Droog gras of mos kan bijvoorbeeld al door een paar vonken worden ontstoken.

Na vele jaren, opnieuw empirisch, leerden mensen vuur te maken met geïmproviseerde middelen. Historici noemen de eerste "aansteker" van een persoon tondel en vuursteen, die, wanneer ze elkaar raken, vonken gaven. Later leerde de mensheid vuur te maken met een takje dat in een speciale uitsparing in het hout werd geplaatst. De ontstekingstemperatuur van de boom werd bereikt door intensief draaien van het uiteinde van de twijg in de nis. Veel orthodoxe gemeenschappen gebruiken deze methoden nog steeds.

Veel later, in 1805, vond de Franse chemicus Jean Chancel de eerste lucifers uit. De uitvinding kreeg een enorme verspreiding en een persoon kon indien nodig al vol vertrouwen vuur maken.

De ontwikkeling van het verbrandingsproces wordt beschouwd als de belangrijkste factor die een impuls gaf aan de ontwikkeling van de beschaving. Bovendien zal verbranding in de nabije toekomst zo'n factor blijven.