Decht v komíne kotla

Faktory ovplyvňujúce teplotu spaľovania

Teplota spaľovania dreva v kachliach závisí nielen od druhu dreva. Významnými faktormi sú aj vlhkosť palivového dreva a ťažná sila, ktorá je spôsobená konštrukciou tepelného agregátu.

Vplyv vlhkosti

V čerstvo narezanom dreve dosahuje obsah vlhkosti od 45 do 65%, v priemere - asi 55%. Teplota spaľovania takéhoto palivového dreva nestúpne na maximálne hodnoty, pretože tepelná energia sa vynaloží na odparovanie vlhkosti. V súlade s tým sa znižuje prenos tepla paliva.

Aby sa pri spaľovaní dreva uvoľnilo potrebné množstvo tepla, využívajú sa tri spôsoby
:

• na vykurovanie a varenie sa spotrebuje takmer dvojnásobok čerstvo narezaného palivového dreva (to znamená vyššie náklady na palivo a nutnosť častej údržby komína a plynovodov, v ktorých sa usadzuje veľké množstvo sadzí);
• čerstvo narezané palivové drevo sa predsuší (polená sa napília, rozdelia na polená, ktoré sa poukladajú pod prístrešok – prirodzené vysušenie na 20 % vlhkosť trvá 1 – 1,5 roka);
• nakupuje sa suché palivové drevo (finančné náklady sú kompenzované vysokým prenosom tepla paliva).

Výhrevnosť brezového palivového dreva z čerstvo narezaného dreva je pomerne vysoká. Na použitie je vhodné aj čerstvo narezaný popol, hrab a iné palivá z tvrdého dreva.

Vplyv prívodu vzduchu

Obmedzením prívodu kyslíka do pece znížime teplotu spaľovania dreva a znížime prestup tepla paliva. Trvanie spaľovania palivovej náplne je možné predĺžiť uzavretím klapky kotla alebo kachlí, avšak úspora paliva má za následok nízku účinnosť spaľovania v dôsledku neoptimálnych podmienok. Do spaľovania dreva v otvorenom krbe vstupuje vzduch voľne z miestnosti a intenzita ťahu závisí najmä od vlastností komína.

Zjednodušený vzorec pre ideálne spaľovanie dreva je
:

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

Uhlík a vodík sa spaľujú, keď sa dodáva kyslík (ľavá strana rovnice), výsledkom čoho je teplo, voda a oxid uhličitý (pravá strana rovnice).

Aby suché drevo horelo pri maximálnej teplote, musí objem vzduchu, ktorý vstupuje do spaľovacej komory, dosiahnuť 130% objemu potrebného na spaľovací proces. Keď je prúdenie vzduchu blokované klapkami, vzniká veľké množstvo oxidu uhoľnatého a dôvodom je nedostatok kyslíka. Oxid uhoľnatý (nespálený uhlík) ide do komína, pričom teplota v spaľovacej komore klesá a prenos tepla palivového dreva sa znižuje.

Ekonomickým prístupom pri použití kotla na drevo na tuhé palivo je inštalácia tepelného akumulátora, ktorý bude akumulovať prebytočné teplo vznikajúce pri spaľovaní paliva v optimálnom režime s dobrou trakciou.

Pri kachliach na drevo tak neušetríte palivo, pretože priamo ohrievajú vzduch. Teleso masívnej murovanej pece je schopné akumulovať relatívne malú časť tepelnej energie, kým pri kovových kachliach ide prebytočné teplo priamo do komína.

Ak otvoríte dúchadlo a zvýšite ťah v ohnisku, zvýši sa intenzita horenia a prestup tepla paliva, ale zvýšia sa aj tepelné straty. S pomalým spaľovaním palivového dreva sa zvyšuje množstvo oxidu uhoľnatého a znižuje sa prenos tepla.

Staviame ruský kúpeľ podľa mysle

Zobrazenia: 3 082 Hlavným zdrojom tepla prijímaného pre potreby plávania vo vani je spravidla spaľovanie palivového dreva.

Najprv sa však v krátkosti dotknime otázky štruktúry dreva ako paliva.

Drevo je kombináciou uhľovodíkových zlúčenín (polysacharidových polymérov) celulózy, hemicelulózy a lignínu.

Je schopný horieť a so vzduchom vytvára výbušné zmesi. Oxid uhoľnatý pri horení vytvára modrý plameň. Oxid uhoľnatý je vysoko toxický. Vdýchnutie vzduchu s koncentráciou oxidu uhoľnatého 0,4 % je pre človeka smrteľné.

Info

Štandardné plynové masky nechránia pred oxidom uhoľnatým, preto sa v prípade požiarov používajú špeciálne filtre alebo zariadenia na izoláciu kyslíka.

Oxid siričitý

Oxid siričitý (SO 2 ) je produktom spaľovania síry a zlúčenín síry. Bezfarebný plyn s charakteristickým štipľavým zápachom. Relatívna hustota oxidu siričitého = 2,25. Hustota tohto plynu pri T = 0 0 C a p = 760 mm Hg je 2,9 kg/m 3 , to znamená, že je oveľa ťažší ako vzduch.

Stručne zvážime vlastnosti hlavných produktov spaľovania.

Oxid uhličitý

Oxid uhličitý alebo oxid uhličitý (CO 2) je produktom úplného spaľovania uhlíka. Nemá vôňu a farbu. Jeho hustota vo vzťahu k vzduchu = 1,52. Hustota oxidu uhličitého pri teplote T \u003d 0 0 C a pri normálnom tlaku p \u003d 760 milimetrov ortuti (mm Hg) je 1,96 kg / m 3 (hustota vzduchu za rovnakých podmienok je ρ \u003d 1,29 kg / m 3).

Dôležité

Oxid uhličitý je vysoko rozpustný vo vode (pri T = 15 0 C sa jeden liter plynu rozpustí v jednom litri vody). Oxid uhličitý nepodporuje spaľovanie látok, s výnimkou alkalických kovov a kovov alkalických zemín

Spaľovanie horčíka napríklad prebieha v atmosfére oxidu uhličitého podľa rovnice:

C02 + 2 Mg \u003d C + 2 MgO.

Toxicita oxidu uhličitého je zanedbateľná.

Prezretí: 3 317

Hlavným zdrojom tepla prijímaného pre potreby stúpania vo vani je spravidla spaľovanie palivového dreva.

Pochopenie toho, aký je proces spaľovania dreva a schopnosť kontrolovať množstvo tepla získaného počas tohto a jeho najefektívnejšieho využitia, vám umožňuje vedome sa rozhodnúť v prospech jedného alebo druhého modelu saunovej pece.

Pozrime sa teda na chemické a fyzikálne základy procesu spaľovania dreveného paliva, ktoré sa vyskytuje v ohnisku akejkoľvek saunovej pece.

Najprv sa však v krátkosti dotknime otázky štruktúry dreva ako paliva.

Drevo je kombináciou uhľovodíkových zlúčenín (polysacharidových polymérov) celulózy, hemicelulózy a lignínu.

Zahrievajú sa iba spaľovacím teplom uhlíka C a vodíka H, ​​ktoré sa uvoľňuje z ohrievaného dreva. Chladia zónu horenia, zabraňujú úplnosti oxidačných reakcií horľavých zložiek dreva, kým sa nepremenia na finálne produkty CO2 a H2O, znižujú zahrievanie pece a v konečnom dôsledku určujú tepelný obsah produktov spaľovania palivo.

Poďme teda nakresliť čiaru.

Uvažovali sme o fyzikálnom a chemickom základe procesu spaľovania uhľovodíkového paliva, ktorým je drevo.

Zistilo sa, že hlavným účelom spaľovania dreva v kachliach je úplnosť ich spaľovania a maximálne využitie uvoľnenej tepelnej a radiačnej energie.

V tomto štádiu strom aktívne absorbuje teplo zvonku. Neexistuje žiadny proces spaľovania.

Pri teplotách 150-275ºС prebieha proces rozkladu pôvodnej štruktúry dreva na jednoduchšie pevné, kvapalné a plynné zložky (oxid uhoľnatý CO, oxid uhličitý CO2, metán CH4, drevný alkohol (metanol) CH3OH, kyselina octová CH3COOH, kreozot-a zmes fenolov a aromatických uhľovodíkov) začína. ). Drevo naďalej aktívne absorbuje teplo. Nedochádza k horeniu.

Pri teplotách 275-450ºС začína proces aktívneho rozkladu a zjednodušovania štruktúry dreva rýchlym uvoľňovaním tepla, plynných palív a samovoľným ohrevom dreva. Začína sa rozklad celulózy a lignínu.

V ideálnom prípade by mal byť komínom vypúšťaný do atmosféry iba dusík N2, ktorý je hlavnou zložkou vzduchu dodávaného do pece spolu s kyslíkom, ale nezúčastňuje sa spaľovania, oxidom uhličitým CO2 a vodnou parou H2O.

Ako už bolo spomenuté, produktmi reakcie úplného spaľovania palivového dreva sú oxid uhličitý CO2 zo spaľovania uhlíka a vodná para H2O zo spaľovania vodíka.

Ako balastné plyny pôsobia ako balastné plyny vodná para z paliva H2O uvoľňovaná drevom počas kúrenia, dusík N2 a tiež prebytočný vzduch.

Produkty reakcie spaľovania a balastné plyny sa nezúčastňujú spaľovania.

Uvoľňovanie látok nedokonalé spaľovanie dreva

Bezpečnosť

• Pred začatím experimentu si nasaďte ochranné rukavice a okuliare.
• Vykonajte experiment na podnose.
• Počas experimentu majte v blízkosti nádobu s vodou.
• Pred zapálením baterky si odstráňte rukavice.

Všeobecné bezpečnostné pravidlá

• Zabráňte vniknutiu chemikálií do očí alebo úst.
• Na miesto experimentu nevpúšťajte ľudí bez okuliarov, ako aj malé deti a zvieratá.
• Experimentálnu súpravu uchovávajte mimo dosahu detí mladších ako 12 rokov.
• Po použití všetko vybavenie a príslušenstvo umyte alebo vyčistite.
• Po použití skontrolujte, či sú všetky nádoby s činidlami tesne uzavreté a správne uskladnené.
• Uistite sa, že všetky jednorazové nádoby sú správne zlikvidované.
• Používajte iba vybavenie a reagencie dodané v súprave alebo odporúčané v aktuálnych pokynoch.
• Ak ste použili nádobu na jedlo alebo experimentálne náčinie, okamžite ich zlikvidujte. Už nie sú vhodné na skladovanie potravín.

Informácie o prvej pomoci

• Ak sa reagencie dostanú do kontaktu s očami, dôkladne ich vypláchnite vodou a v prípade potreby majte oči otvorené. Okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.
• Pri požití vypláchnite ústa vodou, vypite trochu čistej vody. Nevyvolávajte zvracanie. Okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.
• V prípade vdýchnutia reagencií preneste postihnutého na čerstvý vzduch.
• V prípade kontaktu s pokožkou alebo popálenín oplachujte postihnuté miesto veľkým množstvom vody po dobu 10 minút alebo dlhšie.
• Ak máte pochybnosti, ihneď sa poraďte s lekárom. Vezmite si so sebou chemické činidlo a nádobu z neho.
• V prípade poranenia sa vždy poraďte s lekárom.

Špeciálne režimy spaľovania

Tlejúci

Temenie je špeciálny druh pomalého horenia, ktoré sa udržiava teplom uvoľneným pri reakcii kyslíka a horúceho skondenzovaného materiálu priamo na povrchu látky a akumulovaným v skondenzovanej fáze. Typickým príkladom tlenia je zapálená cigareta. Počas tlenia sa reakčná zóna pomaly šíri materiálom. Plameň v plynnej fáze nevzniká v dôsledku nedostatočnej teploty plynných produktov alebo zhasína v dôsledku veľkých tepelných strát z plynnej fázy. Tedenie sa bežne vyskytuje v poréznych alebo vláknitých materiáloch. Pri požiari môže byť veľkým nebezpečenstvom tlenie, pretože pri nedokonalom spaľovaní sa uvoľňujú látky toxické pre ľudí.

Spaľovanie v tuhom stave

Infračervený plynový sporák s poréznymi matricami ako vykurovacími prvkami

V zmesiach anorganických a organických práškov môže dochádzať k autovlnovým exotermickým procesom, ktoré nie sú sprevádzané výrazným vývojom plynu a tvoria len kondenzované produkty. V medzistupňoch sa môžu vytvárať plynné a kvapalné fázy, ktoré však neopúšťajú horiaci systém. Známe sú príklady reagujúcich práškov, pri ktorých nebola dokázaná tvorba takýchto fáz (tantal-uhlík). Takéto režimy sa nazývajú spaľovanie v pevnej fáze, používajú sa aj pojmy bezplynové spaľovanie a spaľovanie tuhým plameňom. Tieto procesy našli praktické uplatnenie v technológiách samošíriacej sa vysokoteplotnej syntézy (SHS) vyvinutej pod vedením A. G. Merzhanova.

Spaľovanie v poréznom médiu

Ak počiatočná horľavá zmes prechádza cez porézne médium, napríklad keramickú matricu, potom sa časť tepla počas spaľovania vynakladá na zahrievanie matrice. Horúca matrica zasa zahrieva počiatočnú zmes. Dochádza tak k spätnému získaniu časti tepla splodín horenia, čo umožňuje použiť chudé zmesi (s nízkym pomerom prebytku paliva), ktoré bez recirkulácie tepla nespália.Porézne technológie spaľovania (v domácej literatúre označované aj ako filtračné spaľovanie) dokážu znížiť emisie škodlivých látok a používajú sa v plynových infra sporákoch, ohrievačoch a mnohých ďalších zariadeniach.

Bezplamenné horenie

Na rozdiel od klasického spaľovania, pri pozorovaní zóny svetelného plameňa, je možné vytvárať podmienky pre bezplameňové horenie. Príkladom je katalytická oxidácia organických látok na povrchu vhodného katalyzátora, napríklad oxidácia etanolu na platinovej černi. Pojem „bezplameňové spaľovanie“ však nie je obmedzený na prípad povrchovej katalytickej oxidácie, ale vzťahuje sa na situácie, v ktorých plameň nie je voľným okom viditeľný. Preto sa režimy spaľovania v radiačných horákoch alebo niektoré spôsoby exotermického rozkladu balistických práškov pri nízkom tlaku nazývajú aj bezplameňové. Bezplameňová oxidácia, špeciálny spôsob organizácie nízkoteplotného spaľovania, je jedným zo sľubných smerov pri vytváraní nízkoemisných spaľovacích komôr pre elektrárne.

Literatúra

• Gaydon A. Spektroskopia a teória spaľovania. — M.: Vydavateľstvo zahraničnej literatúry, 1950. - 308 s.
• Khitrin L.N. Fyzika horenia a výbuchu. — M.: Vydavateľstvo Moskovskej univerzity, 1957. - 452 s.
• Shchelkin K.I., Troshin Ya.K. Dynamika spaľovania plynov. — M.: Vydavateľstvo Akadémie vied ZSSR, 1963. - 254 s.
• Lewis B., Elbe G. Horenie, plameň a výbuchy plynov. 2. vyd. Za. z angličtiny. vyd. K. I. Shchelkin a A. A. Borisov. — M.: Mir, 1968. - 592 s.
• Pokhil P. F., Maltsev V. M., Zaitsev V. M. Metódy štúdia procesov horenia a detonácie. — M.: Nauka, 1969. - 301 s.
• Novožilov B.V. Nestále spaľovanie tuhých raketových palív. — M.: Nauka, 1973. - 176 s.
• Lawton J., Weinberg F. Elektrické aspekty spaľovania. — M.: Energia, 1976. - 296 s.
• Zeldovich Ya. B., Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. Matematická teória horenia a výbuchu. — M.: Nauka, 1980. - 479 s.
• (Angličtina)
• (Angličtina)
• (Angličtina)
• (Angličtina)
• (Angličtina)
• (Angličtina)

heterogénne spaľovanie

Heterogénne procesy, na rozdiel od homogénnych, sa v chémii a fyzike nazývajú procesy vyskytujúce sa v heterogénnych systémoch, to znamená systémy obsahujúce viac ako jednu fázu (napríklad plyn a kvapalinu), ako aj procesy prebiehajúce na fázovom rozhraní. Vo výskume spaľovania termín heterogénne spaľovanie používané pre systémy, v ktorých sú palivo a okysličovadlo spočiatku v rôznych fázach, aj keď sa v procese palivo vyparuje a samotné chemické reakcie prebiehajú v plynnej fáze. Typickým príkladom je spaľovanie uhlia na vzduchu, pri ktorom môže uhlík reagovať s kyslíkom na povrchu častíc uhlia za vzniku oxidu uhoľnatého. Následne môže oxid uhoľnatý horieť v plynnej fáze a vytvárať oxid uhličitý a v niektorých režimoch sa palivo môže odparovať z povrchu častíc a oxidovať ako plynný uhlík v plynnej fáze. Napriek rozdielom v mechanizmoch všetky tieto režimy formálne súvisia s heterogénnym spaľovaním.

Heterogénne spaľovanie je mimoriadne dôležité v praktických aplikáciách spaľovania. Väčšinu palív je vhodnejšie skladovať a prepravovať v kvapalnej forme (vrátane skvapalneného zemného plynu)

Pracovné procesy v peciach, spaľovacích motoroch, dieselových motoroch, prúdových motoroch, kvapalných raketových motoroch sú heterogénne spaľovanie a optimalizácia procesu odparovania a miešania paliva a okysličovadla na ich prívod do spaľovacej komory je dôležitou súčasťou optimalizácie celý proces spaľovania u pracovníkov.systémy.

Takmer všetky požiare sú tiež heterogénne spaľovanie, ale výbuchy plynu v domácnostiach sú homogénne spaľovanie, pretože palivo aj okysličovadlo sú spočiatku plyny.

Na zlepšenie energetických charakteristík tuhých palív sa do nich môžu pridávať kovy. Takéto palivá sa dajú použiť napríklad pre vysokorýchlostné ponorkové torpéda, keďže čistý hliník dobre horí vo vode. Spaľovanie hliníka a iných kovov prebieha podľa heterogénneho mechanizmu.

Aký je proces spaľovania

Spaľovanie je proces na prelome fyziky a chémie, ktorý spočíva v premene látky na zvyškový produkt. Súčasne sa tepelná energia uvoľňuje vo veľkých množstvách. Proces spaľovania je zvyčajne sprevádzaný emisiou svetla, ktoré sa nazýva plameň. Taktiež sa pri spaľovacom procese uvoľňuje oxid uhličitý – CO 2, ktorého nadbytok v nevetranej miestnosti môže viesť k bolestiam hlavy, duseniu až smrti.

Pre normálny priebeh procesu musí byť splnených niekoľko povinných podmienok.

Po prvé, spaľovanie je možné len za prítomnosti vzduchu. Vo vákuu nemožné.

Po druhé, ak sa oblasť, v ktorej dochádza k spaľovaniu, nezohreje na teplotu vznietenia materiálu, potom sa proces spaľovania zastaví. Plameň napríklad zhasne, ak sa veľké poleno okamžite hodí do čerstvo vypálenej pece a nedovolí, aby sa zohriala na malom dreve.

Po tretie, ak sú predmety spaľovania vlhké a vypúšťajú kvapalné výpary a rýchlosť horenia je stále nízka, proces sa tiež zastaví.

Poznámky

1. I.N. Zverev, N. N. Smirnov. Dynamika spaľovania plynov. — M.: Moskovské vydavateľstvo. un-ta., 1987. - S. 165. - 307 s.
2. Spaľovanie je niekedy definované ako reakcia medzi oxidačným činidlom a palivom. Medzi spaľovacie procesy však patrí napríklad tak spaľovanie monomolekulárnych palív, ako aj rozklad ozónu, kedy je chemická energia uložená v chemických väzbách v jednej látke.
3. ↑ Pálenie //: / Ch. vyd. A. M. Prochorov. - 3. vyd. — M. : Sovietska encyklopédia, 1969-1978.
4. . Chemická encyklopédia. Získané 16. septembra 2013.
5. (anglicky) 1. U.S. Energy Information Administration (EIA). Získané 4. februára 2014.
6. Mallard E., Le Chatelier H.L. Tepelný model šírenia plameňa // Annals of Mines. - 1883. - Sv. 4. - S. 379.
7. , S. osem.
8. Michelson V.A. Pri normálnej rýchlosti vznietenia výbušných zmesí plynov. - Šobr. op. M.: Nový agronóm, 1930, v. 1
9. Burke S.P., Schumann T.E.W. Difúzne plamene // Priemyselná a inžinierska chémia. - 1928. - Sv. 20, č. 10. - S. 998-1004.
10. , S. 9.
11. Frank-Kamenetsky D.A. Rozloženie teploty v reakčnej nádobe a stacionárna teória tepelného výbuchu // Journal of Physical Chemistry. - 1939. - T. 13, č. 6. - S. 738-755.
12. Zeldovich Ya. B., Frank-Kamenetsky D. A. Teória tepelného šírenia plameňa // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 12, č. 1. - S. 100-105.
13. Beljajev A.F. O spaľovaní výbušnín // Journal of Physical Chemistry. - 1938. - T. 12, č. 1. - S. 93-99.
14. Zeldovich Ya. B. K teórii spaľovania strelného prachu a výbušnín // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, č. 1. - S. 498-524.
15. Zeldovich Ya. B. K teórii šírenia detonácie v plynných systémoch // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1940. - T. 10, č. 5. - S. 542-568.
16. von Neumann J. Teória detonačných vĺn. Správa o pokroku Národnému výboru pre výskum obrany Div. B, OSRD-549 (1. apríla 1942. PB 31090) // Teória detonačných vĺn. - John von Neumann: Súborné diela, 1903-1957. - Oxford: Pergamon Press, 1963. - Vol. 6. - S. 178-218. - ISBN 978-0-08-009566-0.
17. , S. 26.
18. , S. 659.
19. , S. 9.
20. , S. 206.
21. , S. 686.
22. , S. osem.
23. ↑, s. 10.
24. , S. 578.
25. , S. 49.
26. , S. 60.
27. , S. 183.
28. , S. 9.
29. , S. 12.
30. . Na túto tému sa vyjadril prof. Burcatove termodynamické údaje. Získané 13. augusta 2013.
31. . eLearning@CERFACS. Získané 13. augusta 2013.
32. . Získané 13. augusta 2013.
33. , S. 25.
34. , S. 95.
35. , S. 57.
36. , S. 66.
37. , S. 187.
38. , S. 193.
39. , S. 200.
40. .
41. , S. jeden.
42. , S. 132.
43. , S. 138.
44. .
45. . Cnews. Získané 19. augusta 2013.
46. , S. 10.
47. Pokhil P.F. Doktorandská dizertačná práca. Ústav chemickej fyziky Akadémie vied ZSSR. 1953
48. , S. 177.
49. , S. 24.
50. ↑
51. Leipunsky O.I. Doktorandská dizertačná práca. Ústav chemickej fyziky Akadémie vied ZSSR. 1945
52. Leipunsky O.I. K otázke fyzikálnych základov vnútornej balistiky raketových projektilov // Teória horenia strelného prachu a výbušnín / Ed. redakcia: O. I. Leipunsky, Yu. V. Frolov. — M. : Science, 1982. - S. 226-277.
53. , S. 26.
54. Zeldovich Ya. B. K teórii spaľovania strelného prachu a výbušnín // Journal of Experimental and Theoretical Physics. - 1942. - T. 12, č. 1. - S. 498-524.
55. , S. 40.
56. Ohlemiller T.J. (Angličtina). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3. vydanie. NIST (2002). Získané 15. augusta 2013.
57. Merzhanov A. G., Mukasyan A. S. Spaľovanie pevným plameňom. — M.: Torus Press. — 336 s. - 300 kópií. - ISBN 978-5-94588-053-5.
58. Ústav štruktúrnej makrokinetiky a problémov materiálovej vedy RAS. . Získané 20. augusta 2013.
59. . Veľká encyklopédia ropy a zemného plynu. Získané 31. augusta 2013.
60. , S. 23.

Klasifikácia typov spaľovania

Podľa rýchlosti miešania sa spaľovanie delí na pomalé horenie (alebo deflagrácia) a detonačné spaľovanie (detonácia).Vlna deflagračného horenia sa šíri podzvukovou rýchlosťou a počiatočná zmes sa zahrieva hlavne vedením tepla. Detonačná vlna sa šíri nadzvukovou rýchlosťou, pričom chemická reakcia je podporovaná zahrievaním reaktantov rázovou vlnou a naopak podporuje rovnomerné šírenie rázovej vlny. Pomalé spaľovanie sa podľa charakteru prúdenia zmesi delí na laminárne a turbulentné. Pri detonačnom spaľovaní je prúdenie produktov vždy turbulentné. Za určitých podmienok môže pomalé horenie prejsť do detonácie (angl. DDT, deflagration-to-detonation transition).

Ak sú počiatočnými zložkami zmesi plyny, potom sa spaľovanie nazýva plynná fáza (alebo homogénna). Pri spaľovaní v plynnej fáze reaguje oxidant (zvyčajne kyslík) s palivom (napr. vodíkom alebo zemným plynom). Ak sa okysličovadlo a palivo vopred zmiešajú na molekulárnej úrovni, potom sa tento režim nazýva predzmiešané spaľovanie. Ak sú okysličovadlo a palivo v počiatočnej zmesi od seba oddelené a vstupujú do spaľovacej zóny difúziou, potom sa spaľovanie nazýva difúzia.

Ak sú okysličovadlo a palivo spočiatku v rôznych fázach, potom sa spaľovanie nazýva heterogénne. Oxidačná reakcia v tomto prípade spravidla prebieha aj v plynnej fáze v difúznom režime a teplo uvoľnené pri reakcii sa čiastočne spotrebuje na tepelný rozklad a odparovanie paliva. Podľa tohto mechanizmu horí napríklad uhlie alebo polyméry vo vzduchu. V niektorých zmesiach môže dochádzať k exotermickým reakciám v kondenzovanej fáze za vzniku pevných produktov bez výrazného odplynenia. Tento mechanizmus sa nazýva spaľovanie v pevnej fáze.

Existujú aj také špeciálne druhy spaľovania, ako je tlenie, bezplameňové spaľovanie a spaľovanie so studeným plameňom.

Spaľovanie alebo jadrové spaľovanie sa nazýva termonukleárne reakcie vo hviezdach, pri ktorých v procesoch nukleosyntézy hviezd vznikajú jadrá chemických prvkov.

Tepelné vlastnosti dreva

Dreviny sa líšia hustotou, štruktúrou, množstvom a zložením živíc. Všetky tieto faktory ovplyvňujú výhrevnosť dreva, teplotu, pri ktorej horí, a vlastnosti plameňa.

Topoľové drevo je pórovité, takéto palivové drevo horí jasne, ale indikátor maximálnej teploty dosahuje iba 500 stupňov. Husté dreviny (buk, jaseň, hrab), horiace, vyžarujú cez 1000 stupňov tepla. Indikátory brezy sú o niečo nižšie - asi 800 stupňov. Smrekovec a dub sa rozpália viac a vydávajú až 900 stupňov tepla. Palivové drevo z borovice a smreku horí pri 620-630 stupňoch.

Kvalita palivového dreva a ako si vybrať to správne

Brezové palivové drevo má najlepší pomer tepelnej účinnosti a nákladov – ekonomicky nie je výhodné vykurovať drahšími druhmi s vysokými teplotami spaľovania.

Smrek, jedľa a borovica sú vhodné na zakladanie ohňa – tieto mäkké dreviny poskytujú pomerne mierne teplo. Neodporúča sa však používať takéto palivové drevo v kotli na tuhé palivá, v kachliach alebo krbe - nevyžarujú dostatok tepla na efektívne vykurovanie domu a varenie jedla, horia s tvorbou veľkého množstva sadzí.

Palivo z osiky, lipy, topoľa, vŕby a jelše sa považuje za palivové drevo nízkej kvality - pórovité drevo pri spaľovaní vydáva málo tepla. Jelša a niektoré ďalšie druhy dreva pri spaľovaní „vystreľujú“ žeravé uhlíky, čo môže viesť k požiaru, ak sa palivové drevo použije na zapálenie otvoreného krbu.

Pri výbere si treba všímať aj mieru vlhkosti dreva – vlhké palivové drevo horšie horí a zanecháva viac popola

Čo určuje účinnosť spaľovania

Účinnosť spaľovania je ukazovateľ, ktorý je určený tepelnou energiou, ktorá „neodletí do komína“, ale prenáša sa do pece a ohrieva ju. Tento údaj je ovplyvnený viacerými faktormi.

V prvom rade je to celistvosť konštrukcie pece. Praskliny, praskliny, prebytočný popol, špinavý komín a iné problémy spôsobujú, že spaľovanie je neefektívne.

Druhým dôležitým faktorom je hustota stromu. Najvyššiu hustotu má dub, jaseň, hruška, smrekovec a breza. Najmenší - smrek, osika, borovica, lipa. Čím vyššia je hustota, tým dlhšie bude kus dreva horieť, a teda tým dlhšie bude uvoľňovať teplo.

Veľké kusy dreva sa okamžite nevznietia. Je potrebné zapáliť oheň, počnúc malými vetvami. Poskytnú uhlie, ktoré zabezpečia potrebnú teplotu na zapálenie dreva naloženého do pece vo väčších dávkach.

Zápalné produkty, najmä pri grilovaní, sa neodporúčajú, pretože pri spaľovaní uvoľňujú látky škodlivé pre človeka. Príliš veľa zápalného činidla v uzavretom ohnisku môže spôsobiť výbuch.

Ale predsa, ako vzniká decht v peciach

Hlavným prvkom, ktorý tvorí drevo, hnedé alebo uhlie, je uhlík. Voda tvorí 20-35% hmotnosti dreva a draslík, horčík, sodík a ďalšie prvky nepresahujú 1-3% hmotnosti a zostávajú prevažne v zvyškoch popola, na tvorbe dechtu sa podieľajú minimálne.

Je to uhlík, ktorý horí v peciach. A ak v jednoduchých kotloch na tuhé palivá existujú pomerne jednoduché procesy, ktoré sa dajú ľahko riadiť, ale je ťažké ich automatizovať, potom v pyrolýznych peciach môže oveľa častejšie prebiehať vyššie uvedený proces suchej destilácie dreva.

Pod vplyvom vysokej teploty a nedostatku kyslíka dochádza k tepelnému rozkladu dreva: uvoľňuje sa drevoplyn, ktorý pozostáva z oxidu uhoľnatého, vodíka, dusíka (nachádza sa v primárnom vzduchu), ako aj hlavných hrdinov tejto príležitosti - uhľovodíkov uhlíka zlúčeniny s dusíkom, kyslíkom, vodíkom (napríklad metán, propán, acetylén). Ďalej v dôsledku vstrekovania sekundárneho vzduchu do spaľovacej komory kotla dochádza k spaľovaniu uvoľnených plynov. Pri nedokonalom spaľovaní týchto plynov, a to uhľovodíkov, dochádza k chemickej reakcii, pri ktorej vzniká decht.

Pri nedokonalom spaľovaní týchto plynov, a to uhľovodíkov (metán, propán atď.), dochádza namiesto horenia k chemickej reakcii, pri ktorej vzniká decht.

Pyrolýzne kotly sú známe svojou vysokou účinnosťou, svojou účinnosťou, sú schopné využiť energiu chemických väzieb dreva, uhlíka o 97-98%. Ak sa v kotle tvorí vykurovací olej, decht, znamená to, že by ste mali zabudnúť na účinnosť a váš kotol je nesprávne nakonfigurovaný, zmontovaný alebo nainštalovaný!

Hlavným dôvodom výskytu dechtu v komíne je nedostatočné množstvo kyslíka dodávaného do spaľovacej komory, čo vedie k zníženiu teploty, pri ktorej by mal proces prebiehať.

Môžete tiež identifikovať dôvody, ako je nevhodná montáž a usporiadanie, málo výkonné dúchadlo (čerpadlo) kotla, pokles napätia v sieti, nedostatočne vysoký komín, vlhké palivové drevo. Tiež by ste nemali byť príliš hospodárni: prívod vzduchu pod určitú úroveň môže natiahnuť proces spaľovania (pyrolýzu) v kotli na dlhší čas, ale povedie k tvorbe dechtu. A to je plné nielen pravidelného čistenia komína, ale aj zlyhania kotla a spaľovacej komory.

Ako sa vysporiadať s dechtom, ak sa už začal vytvárať?

1. Zvýšenie teploty spaľovania. Dá sa to dosiahnuť zvýšením prívodu vzduchu a použitím suchšieho dreva.

2. Zmena geometrie, dĺžky komína, plynovodov. To by malo znížiť odpor plynu, zlepšiť trakciu, a tým zvýšiť prívod vzduchu bez zvýšenia výkonu kompresora (čerpadla).

3. Zvýšenie teploty spaľovania úpravou výkonu čerpadla alebo priložením suchšieho dreva na konci ohňa. To pomôže vypáliť decht, ktorý sa podarilo vytvoriť v komíne.

Ak sa v komíne objavilo značné množstvo dechtu, treba ho najskôr vyčistiť chemickou alebo zastaranou metódou. A až potom zmeňte konfiguráciu systému.

Výrazné zvýšenie teploty a následné vznietenie dechtu v komíne môže viesť k požiaru strechy alebo iným katastrofálnym následkom. Decht je horľavý, preto by ste mali byť mimoriadne opatrní.

Požiar dechtu vyčistí komín, ale môže predstavovať nebezpečenstvo požiaru

Pomerne populárna je aj teória, že tvorba dechtu závisí od druhu dreva. Na nete sa dá nájsť množstvo informácií, že decht vzniká len z ohniska s ihličnatým alebo niektorým druhom dreva a dá sa s ním bojovať spaľovaním brezového palivového dreva. Tu je potrebné pripomenúť, že naši predkovia získavali decht z brezovej kôry, ukladali ho do uzavretého hrnca s otvorom na dne a zahrievali. A horenie dechtu v komíne pri výmene paliva nie je možné vysvetliť iným chemickým zložením, ale lepším stupňom sušenia alebo vyššou teplotou spaľovania. Takže spojenie dechtu so živicou stromov je len klam.

Poďme si to zhrnúť. Decht v komíne, krbe, komíne nie je diagnóza, je to len symptóm. Ako nájsť a vyliečiť problém - naše ďalšie publikácie vám povedia.

Pre viac informácií vám odporúčame kontaktovať špecialistov Waterstore.

Ako človek ovláda oheň

Oheň poznali ľudia, ktorí žili v dobe kamennej. Nie vždy si ľudia dokázali založiť oheň sami. K prvému zoznámeniu človeka s procesom spaľovania podľa vedcov došlo empiricky. Oheň získaný z lesného požiaru alebo získaný od susedného kmeňa bol strážený ako to najcennejšie, čo ľudia mali.

Časom si človek všimol, že niektoré materiály majú najhorúcejšie vlastnosti. Napríklad suchú trávu alebo mach dokáže zapáliť len pár iskier.

Po mnohých rokoch, opäť empiricky, sa ľudia naučili hasiť oheň pomocou improvizovaných prostriedkov. Historici nazývajú prvý „zapaľovač“ človeka troud a pazúrik, ktoré, keď sa navzájom udreli, vyvolali iskry. Neskôr sa ľudstvo naučilo hasiť oheň vetvičkou umiestnenou v špeciálnom výklenku v dreve. Teplota vznietenia stromu bola dosiahnutá intenzívnym otáčaním konca vetvičky v priehlbine. Mnohé pravoslávne komunity používajú tieto metódy aj dnes.

Oveľa neskôr, v roku 1805, francúzsky chemik Jean Chancel vynašiel prvé zápalky. Vynález získal obrovskú distribúciu a človek už mohol v prípade potreby s istotou extrahovať oheň.

Rozvoj spaľovacieho procesu sa považuje za hlavný faktor, ktorý dal impulz rozvoju civilizácie. Navyše spaľovanie zostane takýmto faktorom aj v blízkej budúcnosti.