Gudron în coșul cazanului

Factori care afectează temperatura de ardere

Temperatura de ardere a lemnului într-o sobă depinde nu numai de tipul de lemn. Factori importanți sunt, de asemenea, conținutul de umiditate al lemnului de foc și forța de tracțiune, care se datorează designului unității termice.

Influența umidității

În lemnul proaspăt tăiat, conținutul de umiditate ajunge de la 45 la 65%, în medie - aproximativ 55%. Temperatura de ardere a unui astfel de lemn de foc nu va crește la valorile maxime, deoarece energia termică va fi cheltuită pentru evaporarea umidității. În conformitate cu aceasta, transferul de căldură al combustibilului este redus.

Pentru ca cantitatea necesară de căldură să fie eliberată în timpul arderii lemnului, se folosesc trei moduri
:

• aproape de două ori mai mult lemn de foc proaspăt tăiat este folosit pentru încălzirea și gătitul spațiului (acest lucru se traduce prin costuri mai mari cu combustibilul și necesitatea întreținerii frecvente a coșului de fum și a conductelor de gaz, în care se va depune o cantitate mare de funingine);
• lemnul de foc proaspăt tăiat este pre-uscat (buștenii sunt tăiați, împărțiți în bușteni, care sunt stivuiți sub un baldachin - durează 1-1,5 ani pentru uscare naturală la 20% umiditate);
• se achizitioneaza lemn de foc uscat (costurile financiare sunt compensate de transferul ridicat de caldura al combustibilului).

Puterea calorică a lemnului de foc de mesteacăn din lemn proaspăt tăiat este destul de mare. Cenușa proaspăt tăiată, carpenul și alți combustibili din lemn de esență tare sunt de asemenea potrivite pentru utilizare.

Influența alimentării cu aer

Limitând aportul de oxigen la cuptor, reducem temperatura de ardere a lemnului și reducem transferul de căldură al combustibilului. Durata de ardere a încărcăturii de combustibil poate fi mărită prin închiderea clapetei unității cazanului sau aragazului, dar economiile de combustibil au ca rezultat o eficiență scăzută a arderii din cauza condițiilor suboptime. La lemnul care arde într-un șemineu de tip deschis, aerul intră liber din cameră, iar intensitatea tirajului depinde în principal de caracteristicile coșului de fum.

Formula simplificată pentru arderea ideală a lemnului este
:

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

Carbonul și hidrogenul sunt arse atunci când este furnizat oxigen (partea stângă a ecuației), rezultând căldură, apă și dioxid de carbon (partea dreaptă a ecuației).

Pentru ca lemnul uscat să ardă la temperatură maximă, volumul de aer care pătrunde în camera de ardere trebuie să atingă 130% din volumul necesar procesului de ardere. Când fluxul de aer este blocat de clapete, se formează o cantitate mare de monoxid de carbon, iar motivul pentru aceasta este lipsa de oxigen. Monoxidul de carbon (carbon nears) intră în coș, în timp ce temperatura din camera de ardere scade și transferul de căldură al lemnului de foc scade.

O abordare economică atunci când se folosește un cazan pe lemne cu combustibil solid este instalarea unui acumulator de căldură care va stoca excesul de căldură generat în timpul arderii combustibilului în modul optim, cu o tracțiune bună.

Cu sobele pe lemne, nu veți putea economisi combustibil așa, deoarece încălzesc direct aerul. Corpul unui cuptor de cărămidă masivă este capabil să acumuleze o parte relativ mică din energia termică, în timp ce pentru sobele metalice, căldura în exces ajunge direct în coș.

Dacă deschideți suflanta și creșteți tirajul în cuptor, intensitatea arderii și transferul de căldură al combustibilului vor crește, dar și pierderea de căldură va crește. Odată cu arderea lentă a lemnului de foc, cantitatea de monoxid de carbon crește și transferul de căldură scade.

Construim o baie rusească după minte

Vizualizări: 3 082 De regulă, principala sursă de căldură primită pentru nevoile de avânt în baie este arderea lemnului de foc.

Dar mai întâi, să ne referim pe scurt la problema structurii lemnului ca combustibil.

Lemnul este o combinație de compuși de hidrocarburi (polimeri polizaharidici) ai celulozei, hemicelulozei și ligninei.

Este capabil să ardă și formează amestecuri explozive cu aerul. Monoxidul de carbon, atunci când este ars, produce o flacără albastră. Monoxidul de carbon este foarte toxic. Inhalarea aerului cu o concentrație de monoxid de carbon de 0,4% este fatală pentru oameni.

Info

Măștile de gaz standard nu protejează împotriva monoxidului de carbon, așa că în cazul incendiilor se folosesc filtre speciale sau dispozitive de izolare a oxigenului.

Dioxid de sulf

Dioxidul de sulf (SO 2 ) este un produs de ardere al sulfului și al compușilor sulfului. Un gaz incolor cu un miros înțepător caracteristic. Densitatea relativă a dioxidului de sulf = 2,25. Densitatea acestui gaz la T = 0 0 C și p = 760 mm Hg este de 2,9 kg/m 3 , adică este mult mai greu decât aerul.

Să luăm în considerare pe scurt proprietățile principalelor produse de ardere.

Dioxid de carbon

Dioxidul de carbon sau dioxidul de carbon (CO 2 ) este un produs al arderii complete a carbonului. Nu are miros și culoare. Densitatea sa în raport cu aerul = 1,52. Densitatea dioxidului de carbon la o temperatură T \u003d 0 0 C și la presiune normală p \u003d 760 milimetri de mercur (mm Hg) este de 1,96 kg / m 3 (densitatea aerului în aceleași condiții este ρ \u003d 1,29 kg / m 3).

Important

Dioxidul de carbon este foarte solubil în apă (la T = 15 0 C, un litru de gaz se dizolvă într-un litru de apă). Dioxidul de carbon nu suportă arderea substanțelor, cu excepția metalelor alcaline și alcalino-pământoase

Arderea magneziului, de exemplu, are loc într-o atmosferă de dioxid de carbon conform ecuației:

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

Toxicitatea dioxidului de carbon este neglijabilă.

Vizualizari: 3 317

De regulă, principala sursă de căldură primită pentru nevoile de avânt în baie este arderea lemnului de foc.

Înțelegerea cum este procesul de ardere a lemnului și capacitatea de a controla cantitatea de căldură extrasă în timpul acesteia și cea mai eficientă utilizare a acesteia, vă permite să faceți în mod conștient o alegere în favoarea unuia sau altuia model de sobă de saună.

Deci, să luăm în considerare bazele chimice și fizice ale procesului de ardere a combustibilului lemnos, care are loc în focarul oricărei sobe de saună.

Dar mai întâi, să ne referim pe scurt la problema structurii lemnului ca combustibil.

Lemnul este o combinație de compuși de hidrocarburi (polimeri polizaharidici) ai celulozei, hemicelulozei și ligninei.

Ele se încălzesc doar datorită căldurii de ardere a carbonului C și a hidrogenului H eliberate din lemnul încălzit. Sau, altfel spus, aceste gaze joacă un rol negativ în ardere. Acestea răcesc zona de ardere, împiedică completarea reacțiilor de oxidare a componentelor combustibile ale lemnului până când acestea sunt transformate în produsele finale CO2 și H2O, reduc încălzirea cuptorului și, în cele din urmă, determină conținutul de căldură al produselor de ardere ale combustibil.

Deci, să tragem linie.

Am luat în considerare baza fizică și chimică a procesului de ardere a combustibilului cu hidrocarburi, care este lemnul.

S-a stabilit că scopul principal al arderii lemnului într-o sobă este completitatea arderii lor și utilizarea maximă a energiei termice și radiațiilor eliberate.

În această etapă, copacul absoarbe în mod activ căldura din exterior. Nu există proces de ardere.

La temperaturi de 150-275ºС, procesul de descompunere a structurii originale a lemnului în componente solide, lichide și gazoase mai simple (monoxid de carbon CO, dioxid de carbon CO2, metan CH4, alcool de lemn (metanol) CH3OH, acid acetic CH3COOH, creozot-a amestec de fenoli si hidrocarburi aromatice) incepe. ). Lemnul continuă să absoarbă în mod activ căldura. Nu există ardere.

La temperaturi de 275-450ºС, procesul de descompunere activă și simplificare a structurii lemnului începe cu eliberarea rapidă de căldură, combustibili gazoși și autoîncălzirea lemnului. Începe descompunerea celulozei și a ligninei.

În mod ideal, numai azotul N2 ar trebui să fie emis în atmosferă prin coșul de fum, ca componentă principală a aerului furnizat cuptorului împreună cu oxigenul, dar fără a lua parte la combustie, dioxid de carbon CO2 și vapori de apă H2O.

După cum am menționat mai devreme, produsele reacției de ardere completă a lemnului de foc sunt dioxidul de carbon CO2 din arderea carbonului și vaporii de apă H2O din arderea hidrogenului.

Ca gaze de balast, vaporii de apă ai combustibilului H2O eliberați de lemn în timpul încălzirii, azotul N2 și, de asemenea, excesul de aer acționează ca gaze de balast.

Produșii de reacție de ardere și gazele de balast nu participă la ardere.

Eliberarea substanţelor de ardere incompletă a lemnului

Siguranță

• Înainte de a începe experimentul, puneți-vă mănuși și ochelari de protecție.
• Faceți experimentul pe o tavă.
• Păstrați un recipient cu apă în apropiere în timpul experimentului.
• Scoateți mănușile înainte de a aprinde lanterna.

Reguli generale de siguranță

• Evitați introducerea substanțelor chimice în ochi sau gură.
• Nu permiteți persoanelor fără ochelari de protecție, precum și copiilor mici și animalelor, la locul de experiment.
• Nu lăsați trusa experimentală la îndemâna copiilor sub 12 ani.
• Spălați sau curățați toate echipamentele și accesoriile după utilizare.
• Asigurați-vă că toate recipientele de reactivi sunt bine închise și depozitate corespunzător după utilizare.
• Asigurați-vă că toate recipientele de unică folosință sunt aruncate în mod corespunzător.
• Utilizați numai echipamentul și reactivii furnizați în kit sau recomandați în instrucțiunile curente.
• Dacă ați folosit un recipient pentru alimente sau ustensile de experiment, aruncați-le imediat. Nu mai sunt potrivite pentru depozitarea alimentelor.

Informații de prim ajutor

• Dacă reactivii vin în contact cu ochii, clătiți bine ochii cu apă, ținând ochii deschiși dacă este necesar. Solicitați imediat asistență medicală.
• Dacă este înghițit, clătiți gura cu apă, beți puțină apă curată. Nu induceți vărsăturile. Solicitați imediat asistență medicală.
• În cazul inhalării de reactivi, scoateți victima la aer curat.
• În caz de contact cu pielea sau arsuri, clătiți zona afectată cu multă apă timp de 10 minute sau mai mult.
• Dacă aveți dubii, consultați imediat un medic. Luați cu dvs. un reactiv chimic și un recipient din el.
• În caz de rănire, consultați întotdeauna un medic.

Moduri speciale de ardere

Mocnit

Mocnit este un tip special de ardere lentă, care este menținută de căldura degajată în reacția oxigenului și a materiei condensate fierbinți direct pe suprafața substanței și acumulată în faza condensată. Un exemplu tipic de mocnit este o țigară aprinsă. În timpul mocnirii, zona de reacție se răspândește lent prin material. Flacăra în fază gazoasă nu se formează din cauza temperaturii insuficiente a produselor gazoase sau se stinge din cauza pierderilor mari de căldură din faza gazoasă. Mocnirea este frecvent observată în materialele poroase sau fibroase. Mocnirea poate fi un mare pericol în timpul unui incendiu, deoarece arderea incompletă eliberează substanțe care sunt toxice pentru oameni.

Arderea în stare solidă

Sobă cu infraroșu pe gaz cu matrici poroase ca elemente de încălzire

În amestecurile de pulberi anorganice și organice, pot apărea procese exoterme autowave, care nu sunt însoțite de degajări vizibile de gaze și formează doar produse condensate. În fazele intermediare se pot forma faze gazoase și lichide care, însă, nu părăsesc sistemul de ardere. Sunt cunoscute exemple de pulberi care reacţionează în care nu s-a dovedit formarea unor astfel de faze (tantal-carbon). Astfel de moduri sunt numite ardere în fază solidă, se folosesc și termenii ardere fără gaz și ardere cu flacără solidă. Aceste procese și-au găsit aplicații practice în tehnologiile de sinteză cu autopropagare la temperatură înaltă (SHS) dezvoltate sub îndrumarea lui A. G. Merzhanov.

Arderea într-un mediu poros

Dacă amestecul combustibil inițial trece printr-un mediu poros, de exemplu, o matrice ceramică, atunci în timpul arderii sale o parte din căldură este cheltuită pentru încălzirea matricei. Matricea fierbinte, la rândul său, încălzește amestecul inițial. Astfel, o parte din căldura produselor de ardere este recuperată, ceea ce face posibilă utilizarea amestecurilor slabe (cu un raport scăzut de exces de combustibil), care nu ard fără recirculare a căldurii.Tehnologiile de ardere poroasă (denumite și combustie prin filtrare în literatura casnică) pot reduce emisiile de substanțe nocive și sunt utilizate în sobe cu infraroșu cu gaz, încălzitoare și multe alte dispozitive.

Ardere fără flacără

Spre deosebire de arderea convențională, atunci când se observă o zonă de flacără luminoasă, este posibil să se creeze condiții pentru arderea fără flacără. Un exemplu este oxidarea catalitică a substanțelor organice pe suprafața unui catalizator adecvat, de exemplu, oxidarea etanolului pe negru de platină. Cu toate acestea, termenul „combustie fără flacără” nu se limitează la cazul oxidării catalitice de suprafață, ci se referă la situații în care flacăra nu este vizibilă cu ochiul liber. Prin urmare, modurile de ardere în arzătoarele cu radiație sau unele moduri de descompunere exotermă a pulberilor balistice la presiune scăzută sunt numite și fără flacără. Oxidarea fără flacără, o modalitate specială de organizare a arderii la temperatură scăzută, este una dintre direcțiile promițătoare în crearea camerelor de ardere cu emisii scăzute pentru centralele electrice.

Literatură

• Gaydon A. Spectroscopie și teoria arderii. — M.: Editura de literatură străină, 1950. - 308 p.
• Khitrin L.N. Fizica arderii și exploziei. — M.: Editura Universității din Moscova, 1957. - 452 p.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Dinamica gazelor a arderii. — M.: Editura Academiei de Științe a URSS, 1963. - 254 p.
• Lewis B., Elbe G. Combustie, flacără și explozii în gaze. a 2-a ed. Pe. din engleza. ed. K. I. Shchelkin și A. A. Borisov. — M.: Mir, 1968. - 592 p.
• Pokhil P. F., Maltsev V. M., Zaitsev V. M. Metode de studiere a proceselor de ardere și detonare. — M.: Nauka, 1969. - 301 p.
• Novozhilov B.V. Combustie instabilă a combustibililor solizi pentru rachete. — M.: Nauka, 1973. - 176 p.
• Lawton J., Weinberg F. Aspecte electrice ale arderii. — M.: Energie, 1976. - 296 p.
• Zeldovich Ya. B., Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. Teoria matematică a arderii și exploziei. — M.: Nauka, 1980. - 479 p.
• (Engleză)
• (Engleză)
• (Engleză)
• (Engleză)
• (Engleză)
• (Engleză)

ardere eterogenă

Procesele eterogene, spre deosebire de omogene, în chimie și fizică sunt numite procese care au loc în sisteme eterogene, adică sisteme care conțin mai mult de o fază (de exemplu, gaz și lichid), precum și procese care au loc la limita de fază. În cercetarea arderii, termenul ardere eterogenă utilizat pentru sistemele în care combustibilul și oxidantul sunt inițial în faze diferite, chiar dacă în proces combustibilul este vaporizat și reacțiile chimice în sine au loc în fază gazoasă. Un exemplu tipic este arderea cărbunelui în aer, în care carbonul poate reacționa cu oxigenul de pe suprafața particulelor de cărbune pentru a forma monoxid de carbon. Ulterior, monoxidul de carbon se poate arde în faza gazoasă și poate forma dioxid de carbon, iar în unele moduri, combustibilul se poate evapora de pe suprafața particulelor și se poate oxida sub formă de carbon gazos în faza gazoasă. În ciuda diferenței de mecanisme, toate aceste regimuri sunt formal legate de arderea eterogenă.

Arderea eterogenă este extrem de importantă în aplicațiile practice ale arderii. Majoritatea combustibililor sunt mai convenabil de depozitat și transportat sub formă lichidă (inclusiv gaze naturale lichefiate)

Procesele de lucru în cuptoare, motoare cu ardere internă, motoarele diesel, motoarele cu reacție de aer, motoarele cu rachete lichide sunt arderi eterogene, iar optimizarea procesului de evaporare și amestecare a combustibilului și a oxidantului pentru alimentarea lor către camera de ardere este o parte importantă a optimizarea întregului proces de ardere la muncitori.sisteme.

Aproape toate incendiile sunt și arderi eterogene, dar exploziile de gaze de uz casnic sunt arderi omogene, deoarece atât combustibilul, cât și oxidantul sunt inițial gaze.

Pentru a îmbunătăți caracteristicile energetice ale combustibililor solizi, li se pot adăuga metale. Astfel de combustibili pot fi utilizați, de exemplu, pentru torpile submarine de mare viteză, deoarece aluminiul pur arde bine în apă. Arderea aluminiului și a altor metale are loc conform unui mecanism eterogen.

Care este procesul de ardere

Arderea este un proces la cotitura fizicii si chimiei, care consta in transformarea unei substante intr-un produs rezidual. În același timp, energia termică este eliberată în cantități mari. Procesul de ardere este de obicei însoțit de emisia de lumină, care se numește flacără. De asemenea, în timpul procesului de ardere se eliberează dioxid de carbon - CO 2, un exces al căruia într-o încăpere neaerisită poate duce la dureri de cap, sufocare și chiar moarte.

Pentru desfășurarea normală a procesului, trebuie îndeplinite o serie de condiții obligatorii.

În primul rând, arderea este posibilă numai în prezența aerului. Imposibil în vid.

În al doilea rând, dacă zona în care are loc arderea nu este încălzită la temperatura de aprindere a materialului, atunci procesul de ardere se va opri. De exemplu, flacăra se va stinge dacă un buștean mare este imediat aruncat într-un cuptor proaspăt ars, împiedicându-l să se încălzească pe lemne mici.

În al treilea rând, dacă subiecții arderii sunt umezi și emit vapori de lichid, iar viteza de ardere este încă scăzută, procesul se va opri și el.

Note

1. ÎN. Zverev, N. N. Smirnov. Dinamica gazelor a arderii. — M.: Editura Moscova. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 p.
2. Combustia este uneori definită ca reacția dintre un oxidant și un combustibil. Cu toate acestea, procesele de ardere includ, de exemplu, atât arderea combustibililor monomoleculari, cât și descompunerea ozonului, atunci când energia chimică este stocată în legături chimice într-o substanță.
3. ↑ Arderea //: / Cap. ed. A. M. Prohorov. - Ed. a 3-a. — M. : Enciclopedia sovietică, 1969-1978.
4. . Enciclopedia chimică. Preluat la 16 septembrie 2013.
5. (engleză) 1. S.U.A. Energy Information Administration (EIA). Preluat la 4 februarie 2014.
6. Mallard E., Le Chatelier H.L. Model termic pentru propagarea flăcării // Annals of Mines. - 1883. - Vol. 4. - P. 379.
7. , Cu. opt.
8. Michelson V. A. Despre viteza normală de aprindere a amestecurilor de gaze explozive. - Sobr. op. M.: Nou agronom, 1930, v. 1
9. Burke S.P., Schumann T.E.W. Flăcări de difuzie // Industrial & Engineering Chemistry. - 1928. - Vol. 20, nr 10. - p. 998-1004.
10. , Cu. 9.
11. Frank-Kamenetsky D. A. Distribuția temperaturii într-un vas de reacție și teoria staționară a exploziei termice // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - T. 13, nr 6. - S. 738-755.
12. Zeldovich Ya. B., Frank-Kamenetsky D. A. Teoria propagării termice a flăcării // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 12, Nr. 1. - S. 100-105.
13. Belyaev A.F. Despre arderea explozivilor // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - T. 12, nr 1. - S. 93-99.
14. Zeldovich Ya. B. Despre teoria arderii prafului de pușcă și explozivilor // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, nr 1. - S. 498-524.
15. Zeldovich Ya. B. Despre teoria propagării detonației în sistemele gazoase // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - T. 10, nr. 5. - S. 542-568.
16. von Neumann J. Teoria undelor de detonare. Raport de progres către Comitetul de Cercetare pentru Apărare Națională Div. B, OSRD-549 (1 aprilie 1942. PB 31090) // Teoria undelor de detonare. - John von Neumann: Opere colectate, 1903-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - Vol. 6. - P. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , Cu. 26.
18. , Cu. 659.
19. , Cu. 9.
20. , Cu. 206.
21. , Cu. 686.
22. , Cu. opt.
23. ↑ , p. 10.
24. , Cu. 578.
25. , Cu. 49.
26. , Cu. 60.
27. , Cu. 183.
28. , Cu. 9.
29. , Cu. 12.
30. . Prof. Datele termodinamice ale lui Burcat. Preluat la 13 august 2013.
31. . eLearning@CERFACS. Preluat la 13 august 2013.
32. . Preluat la 13 august 2013.
33. , Cu. 25.
34. , Cu. 95.
35. , Cu. 57.
36. , Cu. 66.
37. , Cu. 187.
38. , Cu. 193.
39. , Cu. 200.
40. .
41. , Cu. unu.
42. , Cu. 132.
43. , Cu. 138.
44. .
45. . Cnews. Preluat la 19 august 2013.
46. , Cu. 10.
47. Pokhil P.F. Disertatie doctorala. Institutul de Fizică Chimică al Academiei de Științe a URSS. 1953
48. , Cu. 177.
49. , Cu. 24.
50. ↑
51. Leipunsky O.I. Disertatie doctorala. Institutul de Fizică Chimică al Academiei de Științe a URSS. 1945
52. Leipunsky O.I. La întrebarea fundamentelor fizice ale balisticii interne a proiectilelor de rachete // Teoria arderii prafului de pușcă și explozivilor / Ed. redactori: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Science, 1982. - S. 226-277.
53. , Cu. 26.
54. Zeldovich Ya. B. Despre teoria arderii prafului de pușcă și explozivilor // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, nr 1. - S. 498-524.
55. , Cu. 40.
56. Ohlemiller T.J. (Engleză). SFPE Manual de inginerie de protecție împotriva incendiilor, ediția a 3-a. NIST (2002). Preluat la 15 august 2013.
57. Merzhanov A. G., Mukasyan A. S. Arderea cu flacără solidă. — M.: Torus Press. — 336 p. - 300 de exemplare. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Institutul de Macrocinetică Structurală și Probleme de Știința Materialelor RAS. . Preluat la 20 august 2013.
59. . Marea enciclopedie a petrolului și gazelor. Preluat la 31 august 2013.
60. , Cu. 23.

Clasificarea tipurilor de ardere

În funcție de viteza de mișcare a amestecului, arderea se împarte în ardere lenta (sau deflagrație) și ardere prin detonare (detonaţie).Unda de ardere a deflagrației se propagă cu viteză subsonică, iar amestecul inițial este încălzit în principal prin conductivitate termică. Unda de detonare se deplasează cu viteză supersonică, în timp ce reacția chimică este susținută de încălzirea reactanților de către unda de șoc și, la rândul său, susține propagarea constantă a undei de șoc. Arderea lentă se împarte în laminară și turbulentă în funcție de natura curgerii amestecului. În arderea prin detonare, fluxul de produse este întotdeauna turbulent. În anumite condiții, arderea lentă se poate transforma în detonare (ing. DDT, tranziție de la deflagrație la detonare).

Dacă componentele inițiale ale amestecului sunt gaze, atunci arderea se numește fază gazoasă (sau omogenă). În arderea în fază gazoasă, un agent oxidant (de obicei oxigen) interacționează cu un combustibil (de exemplu, hidrogen sau gaz natural). Dacă oxidantul și combustibilul sunt preamestecate la nivel molecular, atunci acest mod se numește combustie preamestecată. Dacă oxidantul și combustibilul sunt separate unul de celălalt în amestecul inițial și intră în zona de ardere prin difuzie, atunci arderea se numește difuzie.

Dacă oxidantul și combustibilul sunt inițial în faze diferite, atunci arderea se numește eterogenă. De regulă, în acest caz, reacția de oxidare are loc și în faza gazoasă în modul de difuzie, iar căldura eliberată în reacție este cheltuită parțial pe descompunerea termică și evaporarea combustibilului. De exemplu, cărbunele sau polimerii din aer ard în conformitate cu acest mecanism. În unele amestecuri, pot apărea reacții exoterme în faza condensată pentru a forma produse solide fără degajare semnificativă. Acest mecanism se numește ardere în fază solidă.

Există, de asemenea, tipuri speciale de ardere, cum ar fi arderea mocnită, fără flacără și cu flacără rece.

Arderea sau arderea nucleară se numește reacții termonucleare în stele, în care nucleele elementelor chimice se formează în procesele de nucleosinteză stelară.

Caracteristicile termice ale lemnului

Speciile de lemn diferă prin densitatea, structura, cantitatea și compoziția rășinilor. Toți acești factori afectează puterea calorică a lemnului, temperatura la care arde și caracteristicile flăcării.

Lemnul de plop este poros, un astfel de lemn de foc arde puternic, dar indicatorul de temperatură maximă atinge doar 500 de grade. Pădurile dese (fag, frasin, carpen), arzătoare, emit peste 1000 de grade de căldură. Indicatorii de mesteacăn sunt oarecum mai mici - aproximativ 800 de grade. Zada și stejarul se încinge mai mult, dând până la 900 de grade de căldură. Lemnul de foc de pin și molid arde la 620-630 de grade.

Calitatea lemnului de foc și cum să-l alegi pe cel potrivit

Lemnul de foc de mesteacăn are cel mai bun raport între eficiență termică și cost - nu este rentabil din punct de vedere economic să încălziți cu specii mai scumpe cu temperaturi ridicate de ardere.

Molidul, bradul și pinul sunt potrivite pentru a face focuri - aceste lemne de rășinoase oferă căldură relativ moderată. Dar nu este recomandat să folosiți un astfel de lemn de foc într-un cazan cu combustibil solid, într-o sobă sau într-un șemineu - nu emit suficientă căldură pentru a încălzi eficient casa și a găti alimente și se ard cu formarea unei cantități mari de funingine.

Combustibilul din aspen, tei, plop, salcie și arin este considerat lemn de foc de calitate scăzută - lemnul poros emite puțină căldură în timpul arderii. Arinul și alte tipuri de lemn „împușcă” jar în procesul de ardere, care poate duce la un incendiu dacă lemnul de foc este folosit pentru a aprinde un șemineu deschis.

Atunci când alegeți, ar trebui să acordați atenție gradului de umiditate al lemnului - lemnul de foc umed arde mai rău și lasă mai multă cenușă

Ceea ce determină eficiența arderii

Eficiența arderii este un indicator care este determinat de energia termică, care nu „zboară în coș”, ci este transferată în cuptor, încălzindu-l. Mai mulți factori influențează această cifră.

În primul rând, este integritatea designului cuptorului. Crăpăturile, crăpăturile, excesul de cenușă, un coș murdar și alte probleme fac arderea ineficientă.

Al doilea factor important este densitatea copacului. Stejarul, frasinul, parul, zada și mesteacănul au cea mai mare densitate. Cel mai mic - molid, aspen, pin, tei. Cu cât densitatea este mai mare, cu atât bucata de lemn va arde mai mult și, prin urmare, va elibera căldură mai mult timp.

Bucățile mari de lemn nu vor lua foc imediat. Este necesar să aprindeți un foc, începând cu ramuri mici. Vor da cărbuni care vor asigura temperatura necesară pentru a aprinde lemnul încărcat în cuptor în porții mai mari.

Produsele de aprindere, în special la grătar, nu sunt recomandate, deoarece emit substanțe nocive pentru om la ardere. Prea mult agent de aprindere într-o cutie de foc închisă poate provoca o explozie.

Dar totuși, cum se formează gudronul în cuptoare

Principalul element din care este compus lemnul, cărbunele maro sau cărbune tare, este carbonul. Apa reprezintă 20-35% din greutatea lemnului, iar potasiul, magneziul, sodiul și alte elemente nu depășesc 1-3% din greutate și rămân în principal în reziduurile de cenușă, jucând o parte minimă în formarea gudronului.

Este carbonul care arde în cuptoare. Și dacă în cazanele simple cu combustibil solid există procese destul de simple, ușor de gestionat, dar greu de automatizat, atunci în cuptoarele de piroliză este procesul menționat mai sus de distilare uscată a lemnului care poate apărea mult mai des.

Sub influența temperaturii ridicate și a oxigenului insuficient, are loc descompunerea termică a lemnului: se eliberează gaz de lemn, care constă din monoxid de carbon, hidrogen, azot (situat în aerul primar), precum și principalii eroi ai ocaziei - hidrocarburi de compuși de carbon cu azot, oxigen, hidrogen (de exemplu, metan, propan, acetilenă). În plus, datorită injectării de aer secundar în camera de post-ardere a cazanului, gazele eliberate sunt arse. La arderea incompletă a acestor gaze, și anume a hidrocarburilor, are loc o reacție chimică, în timpul căreia se formează gudron.

La arderea incompletă a acestor gaze, și anume hidrocarburi (metan, propan etc.), în loc de ardere, are loc o reacție chimică, în timpul căreia se formează gudron.

Cazanele de piroliză sunt cunoscute pentru randamentul lor ridicat, randamentul lor, sunt capabile să utilizeze energia legăturilor chimice ale lemnului, carbon cu 97-98%. Dacă în cazan se formează păcură, gudron, atunci aceasta înseamnă că ar trebui să uiți de eficiență, iar cazanul tău este configurat, asamblat sau instalat incorect!

Motivul principal pentru apariția gudronului în coș este o cantitate insuficientă de oxigen furnizată camerei de ardere, ceea ce duce la o scădere a temperaturii la care ar trebui să aibă loc procesul.

De asemenea, puteți identifica motive precum asamblarea și amenajarea necorespunzătoare, suflanta (pompa) cu putere redusă a cazanului, căderea de tensiune în rețea, coșul de fum insuficient de înalt, lemnul de foc umed. De asemenea, nu trebuie să fii prea economic: alimentarea cu aer sub un anumit nivel poate întinde procesul de ardere (piroliza) în cazan pentru o perioadă mai lungă de timp, dar va duce la formarea gudronului. Și acest lucru este plin nu numai de curățarea regulată a coșului de fum, ci și de defecțiunea cazanului și a camerei de ardere.

Cum să faci față gudronului dacă a început deja să se formeze?

1. Ridicarea temperaturii de ardere. Acest lucru se poate face prin creșterea alimentării cu aer și folosind lemn mai uscat.

2. Modificarea geometriei, a lungimii coșului de fum, a conductelor de gaz. Acest lucru ar trebui să reducă rezistența la gaz, să îmbunătățească tracțiunea și astfel să crească alimentarea cu aer fără a crește puterea supraalimentatorului (pompei).

3. Creșterea temperaturii de ardere prin reglarea puterii pompei sau adăugarea de lemn uscat la sfârșitul focului. Acest lucru va ajuta la arderea gudronului care a reușit să se formeze în coș.

Dacă în coș a apărut o cantitate semnificativă de gudron, acesta trebuie mai întâi curățat cu o metodă chimică sau învechită. Și abia apoi modificați configurația sistemului.

O creștere semnificativă a temperaturii și aprinderea ulterioară a gudronului în coș poate duce la un incendiu pe acoperiș sau la alte consecințe catastrofale. Gudronul este inflamabil, așa că ar trebui să fii extrem de atent.

Un incendiu de gudron va curăța coșul de fum, dar poate fi un pericol de incendiu

Este, de asemenea, destul de populară teoria că formarea gudronului depinde de tipul de lemn. Pe net gasiti o multime de informatii ca gudronul se formeaza doar din focarul cu conifere sau anumite tipuri de lemne, si il puteti combate prin arderea lemnului de foc de mesteacan. Aici merită să ne amintim că strămoșii noștri extrageau gudron din scoarța de mesteacăn, îl puneau într-o oală închisă cu o gaură în fund și îl încălziu. Iar arderea gudronului în coș la schimbarea combustibilului poate fi explicată nu printr-o compoziție chimică diferită, ci printr-un grad mai bun de uscare sau o temperatură mai mare de ardere. Deci asocierea gudronului cu rășina de copac este doar o iluzie.

Să rezumam. Gudron într-un coș, șemineu, coș nu este un diagnostic, este doar un simptom. Cum să găsiți și să remediați problema - următoarele publicații vă vor spune.

Pentru mai multe informații, vă sfătuim să contactați specialiștii Waterstore.

Cum a stăpânit omul focul

Focul era cunoscut oamenilor care au trăit în epoca de piatră. Oamenii nu au reușit întotdeauna să facă foc singuri. Prima cunoaștere a unei persoane cu procesul de ardere, conform oamenilor de știință, a avut loc empiric. Focul, extras dintr-un incendiu de pădure sau câștigat de la un trib vecin, era păzit ca fiind cel mai prețios lucru pe care îl aveau oamenii.

De-a lungul timpului, o persoană a observat că unele materiale au cele mai multe proprietăți de ardere. De exemplu, iarba uscată sau mușchiul poate fi aprins de doar câteva scântei.

După mulți ani, din nou empiric, oamenii au învățat să extragă foc folosind mijloace improvizate. Istoricii numesc tinder și silex prima „brichetă” a unei persoane, care, atunci când se loveau, dădeau scântei. Mai târziu, omenirea a învățat să extragă focul cu ajutorul unei crenguțe așezate într-o adâncitură specială din lemn. Temperatura de aprindere a arborelui a fost atinsă prin rotirea intensivă a capătului crengului în adâncitură. Multe comunități ortodoxe continuă să folosească aceste metode și astăzi.

Mult mai târziu, în 1805, chimistul francez Jean Chancel a inventat primele chibrituri. Invenția a câștigat o răspândire enormă, iar o persoană putea deja să extragă cu încredere focul, dacă era necesar.

Dezvoltarea procesului de ardere este considerată principalul factor care a dat impuls dezvoltării civilizației. Mai mult, arderea va rămâne un astfel de factor în viitorul apropiat.