Какова температура воспламенения дерева?

Факторы, влияющие на температуру горения

Температура горения дров в печи зависит не только от породы древесины. Значимыми факторами также являются влажность дров и сила тяги, которая обусловлена конструкцией теплового агрегата.

Влияние влажности

У свежесрубленной древесины показатель влажности достигает от 45 до 65%, в среднем – около 55%. Температура горения таких дров не поднимется до максимальных значений, так как тепловая энергия будет уходить на испарение влаги. В соответствии с этим снижается теплоотдача топлива.

Чтобы при сгорании древесины выделялось необходимое количество теплоты, используются три пути:

• для обогрева помещений и приготовления пищи используется почти вдвое больше свежесрубленных дров (это оборачивается ростом расходов на топливо и потребностью в частом обслуживании дымовой трубы и газоходов, в которых будет оседать большое количество сажи);
• свежесрубленные дрова предварительно высушиваются (бревна пилятся, раскалываются на поленья, которые укладывают в штабель под навес – для естественной сушки до 20% влажности требуется 1-1,5 года);
• закупаются сухие дрова (финансовые затраты компенсируются высокой теплоотдачей топлива).

Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока. Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Влияние подачи воздуха

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Упрощенная формула идеального сгорания древесины такова:

Углерод и водород сжигаются при подаче кислорода (левая часть уравнения), в результате образуется тепло, вода и углекислый газ (правая часть уравнения).

Чтобы сухие дрова горели при максимальной температуре, объем воздуха, который поступает в камеру сгорания, должен достигать 130% от объема, требуемого для процесса горения. При перекрывании потока воздуха заслонками образуется большое количество угарного газа, и причиной тому недостаток кислорода. Угарный газ (недожженный углерод) уходит в дымоходную трубу, при этом падает температура в камере сгорания и уменьшается теплоотдача дров.

Экономный подход при использовании твердотопливного котла на дровах – установка теплоаккумулятора, который будет запасать излишки тепла, образующегося при горении топлива в оптимальном режиме, с хорошей тягой.

С дровяными печами так экономить топливо не получится, поскольку они напрямую греют воздух. Тело массивной кирпичной печи способно аккумулировать относительно небольшую часть тепловой энергии, а у металлических печек излишки тепла напрямую уходят в дымоход.

Если вы открыли поддувало и увеличили тягу в печи, интенсивность горения и теплоотдача топлива увеличится, но и потери тепла также возрастут. При медленном сгорании дров возрастает количество угарного газа и уменьшается теплоотдача.

Последствия разогрева дерева

Процесс, когда на участок породы воздействует наружный источник тепла и появляется огонь. Это может быть бумага, подожженная спичкой, или что-то другое.

При температуре 120-150°С дерево начинает обугливаться. Образуется самовоспламе-няющийся уголь.

Когда градусы достигнут отметки 250-350°С, материал начнет термически разлагаться на составляющиеся. Поверхность дерева станет тлеть, но пламя нельзя увидеть. Появиться бурый дым. Порода уже нагрелась и готова к переходу в новую стадию.

Воспламенение

Начальный этап процесса горения, при котором термохимические реакции ускоряются. Активизируется при температуре от 460 градусов и выше.

Требуется дополнительная затрата энергии, чтобы испарилась вода. Также теплопроводность замедляется. Массивное округлое дерево горит хуже. Прямо-угольное с небольшим сечением – хорошо. Нестроганая поверхность дерева воспламеняется скорее в сравнении с гладкой

Также важно, чтобы поступало достаточно кислорода. Иначе ждать огня придется долго

Самовоспламенение

Процесс возможен без влияния внешних источников. Например, определенный участок породы подвергается перегреву. Он начинает обугливаться. Древесный уголь взаимодействует с кислородом. Над поверхностью появляется горючая смесь.

Высокая температура воспламеняет образование. Тлеющий древесный уголь появляется на ворсинках досок. Чтобы избежать самовозгорания, особенно, если порода находиться возле источников огня, нужно убирать неровности. Тогда чрезвычайной ситуации не произойдет.

Продукты сгорания

В процессе газообразные частицы и твердые превращаются в дым. Их состав зависит от породы дерева. Это соединения химических элементов с кислородом.

Продуктами горения являются:

• углекислый газ;
• пары воды;
• азот;
• окись углерода;
• сернистый газ.

Перечисленные продукты гореть в дальнейшем не могут. Кроме одного исключения. Им является окись углерода. Твердые частицы дыма – это сажа. Состав продуктов зависит от условий горения. Оно может быть полным, и нет.

Если воздуха мало, появляется едкий дым. Он очень опасен для человека. Часто его вдыхание в больших количествах приводит к летальному исходу.

Температурные показатели в печи

Процесс горения связан с изометрическими процессами, в течение которых выделяется большое количество тепла. Однако для устойчивого горения древесину необходимо нагреть до определённой степени. Факторы, способствующие сжиганию топливной древесины:

• порода дерева;
• влажность материала;
• объем поступающего воздуха.

Это интересно: теплота сгорания каменного и древесного угля.

Один из факторов температуры горения – порода дерева

Для воспламенения дров в печи необходимо нагреть деревянную поверхность от отдельного источника тепла до температуры 120-150°C. При дальнейшем нагревании увеличивается процент пиролизных газов и появляется огонь. Важную роль в возникновении огня играет:

• мощность источника нагрева;
• поперечное сечение древесины;
• скорость воздушного потока;
• плотность материала.

Вместе с теплотворной способностью дров представляет интерес их тепловая мощность. Каждая порода дерева горит по-своему — одна позволяет получить высокую температуру пламени, а другая даёт противоположную картину. Большинство печей имеет тепловую мощность около 6-8 кВт, то есть температура в печи на дровах может примерно достигать от 500 до 1000°C.

Уголь каменный

Я неспроста упомянул сей вид природного топлива, ибо во-первых — каменный уголь является самыми что ни на есть натуральными древесными дровами — хоть и весьма «старыми», во-вторых — несмотря на то, что он не встречается в естественных условиях на поверхности земли, им иногда можно разжиться в походных условиях — возле сельских котельных (где он бывает свален в кучу или вовсе валяется на дороге) и на ж/д линиях (где он высыпается из вагонов). Знаю рыбаков, которые неоднократно им пользовались (особенно — во времена СССР).

• Костровая мощность: 2,79дэ.
• Теплотворная способность: 10500 кВт·ч/м³.
• Температура горения: 1000 °C.
• Время горения: очень длительное.
• Пламя: ровное, жаркое, с характерным дымом.
• Сложность разжигания: самая высокая. Под каменный уголь придётся сперва развести небольшой костёр из обычных дров.

Тепловые характеристики древесины

Породы древесины различаются по плотности, структуре, количеству и составу смол. Все эти факторы влияют на теплотворность дров, на температуру, при которой они сгорают, и на характеристики пламени.

Древесина тополя пористая, такие дрова горят ярко, но максимальный температурный показатель достигает лишь 500 градусов. Плотные породы дерева (бук, ясень, граб), сгорая, выделяют свыше 1000 градусов тепла. Показатели березы несколько ниже – около 800 градусов. Лиственница и дуб разгораются жарче, выдавая до 900 градусов тепла. Сосновые и еловые дрова горят при 620-630 градусах.

Качество дров и как правильно выбирать

У берёзовых дров лучшее соотношение теплоэффективности и стоимости – топить более дорогими породами с высокими показателями температуры сгорания экономически невыгодно.

Ель, пихта и сосна пригодны для разведения костров – эти хвойные породы обеспечивают относительно умеренное тепло. Но в твердотопливном котле, в печи или камине такие дрова использовать не рекомендуется – они выделяют недостаточно тепла для эффективного обогрева жилища и приготовления пищи, сгорают с образованием большого количества сажи.

Низкокачественными дровами считается топливо из осины, липы, тополя, ивы и ольхи – пористая древесина при горении выделяет мало тепла. Ольха и некоторые другие виды древесины «стреляют» угольками в процессе горения, что может привести к возникновению пожара, если дрова использовать для топки открытого камина.

При выборе также следует обратить внимание на степень влажности древесины – сырые дрова хуже горят и оставляют больше золы

Реализация

И так, все мы знаем, что лампы накаливания сильно не эффективны и являются, по мимо своего основного назначения, хорошими источниками тепла.

Если перейти к цифрам, то галогенная лампа 50вт нагревается примерно до 200 градусов, 75вт порядка 230 градусов. Таким образом мы получаем источник тепла с нужной температурой — дешевого и сердито.

И так нам нужно 10 минут свободного времени и наличие всех компонент. Поехали.

Подготовка нагревателя

Берем лампу, если у нее есть защитное стекло — его можно удалить и отчистить стекло и отражатель от клея, которым это стекло крепится — это проще сделать, после первой эксплуатации — она хорошо прогреется и стекло само отпадет (я так сделал).

Ставим стекло на место (оно будет выпадать — нам это не важно) и оборачиваем лампу фольгой, оставляя контакты свободными. Это немного поднимет температуру, создаваемую лампой и избавит от излишнего света (который для нас побочное)

Подключение питающего провода

Немного скажу о клемме для лампы — как правило они из керамики, провода с силиконовой изоляцией — все это для безопасности эксплуатации при высоких температурах.

Соединяем сетевой шнур путем скрутки и изолируем. Все электронный уголь готов к эксплуатации.

Монтаж на кальяне =)

Устанавливаем наш электронный уголь на кальян. Сетевой провод лучше зафиксировать.

Делаем колпак для кальяна.

Внимание! нельзя фольгой допускать замыкания отводов клеммы, лучше вообще не допускать соприкосновение фольги и клеммы. Включаем в розетку — если светится значит работает

Для уменьшения свечения — уменьшаем выходное отверстие колпака (как показано на предыдущем рисунке). С учетом предостережения о замыкании

Включаем в розетку — если светится значит работает. Для уменьшения свечения — уменьшаем выходное отверстие колпака (как показано на предыдущем рисунке). С учетом предостережения о замыкании.

Напоследок о сжигании угольной пыли

Мелкая фракция, остающаяся от рядового угля, тоже является полноценным топливом. Проблема заключается в загрузке – бо́льшая часть пыли сразу просыпается в зольник. Если загрузить ее поверх дров, перекрывается доступ кислорода, горение ухудшается. В подобных случаях можно применить 3 способа:

1. Дедовский. Каменноугольная пыль перемешивается с водой, делаются лепешки и высушиваются на солнце.
2. Брикетирование. Если вы располагаете большим количеством пыли, есть смысл изготовить либо заказать шнековый пресс для формования угольных брикетов в домашних условиях.
3. Добавить к мелкой фракции воды и загружать в топку в старых полиэтиленовых пакетах.

Последний способ – наиболее простой и быстрый в реализации. Вода добавляется к пыли в соотношении 1 : 10, субстанция тщательно перемешивается и раскладывается по пакетам. Котел разгоняется до рабочей температуры на дровах, затем в топку загружается 2—3 таких порции. Подробнее о методе рассказывается на видео:

Watch this video on YouTube

Черёмуха

Данное дерево часто сопутствует ольхе с ивой, хотя встречается не так массово. Про точные теплотворные характеристики черёмухи мне пока ничего неизвестно. Однако, по всем прикидкам — она должна стоять на одном уровне с дубом, ибо по своей плотности приближается к нему — в чём мы неоднократно убеждались, заготавливая черёмуховые дрова, отличавшиеся от прочих более тяжёлым весом. Испытания показали, что разгораются они довольно сложно (примерно как вязовые), пламя дают тихое и ровное, а углей образуют мало. Но пока горят — жар выделяют на уровне ольхи, или даже чуть больше. Греться и готовить еду на черёмуховых поленьях можно вполне. Единственное «но» — все черёмуховые сухары, что нам попадались — как стоящие на корню, так и лежащие на земле — были пропитаны влагой. Возможно, что в просушенном виде это дерево покажет себя в разы лучше.

Температура воспламенения и другие параметры

Процесс горения угля – это химическая реакция окисления углерода, протекающая при высокой начальной температуре с интенсивным выделением теплоты. Теперь попроще: угольное топливо не может воспламениться подобно бумаге, для возгорания требуется предварительный нагрев до 370-700 °С в зависимости от марки горючего.

Если ограничить количество поступающего кислорода (прикрыть поддувало, перевести ТТ-котел в режим тления), вместо СО2 образуется угарный горючий газ СО, выбрасываемый в дымоход, КПД горения существенно снизится. Чтобы добиться высокой эффективности, нужно обеспечить благоприятствующие условия:

Бурые угли воспламеняются при температуре +370 °С, каменные – 470 °С, антрациты – 700 градусов. Требуется предварительный нагрев отопительного агрегата с помощью дров (опилочных брикетов).
Воздух в топливник подается с избытком, коэффициент запаса составляет 1.3-1.5.
Горение поддерживается за счет высокой температуры раскаленного слоя углей, лежащих на колосниковой решетке

Важно обеспечить проход кислорода через всю толщу топлива, поскольку воздух движется через зольник благодаря естественной дымоходной тяге.

Теоретическая температура сжигания и удельная теплоотдача различных видов топлива показана в сравнительной таблице. Заметно, что в идеальных условиях любое горючее выделит максимум теплоты при взаимодействии с нужным объемом воздуха.

На практике создать подобные условия нереально, поэтому воздух подается с некоторым избытком. Реальная температура горения бурых углей в обычном ТТ-котле лежит в пределах 700…800 °С, каменных пород и антрацитов – 800…1100 градусов.

Если переборщить с количеством кислорода, энергия начнет расходоваться на подогрев воздуха и попросту вылетать в трубу, КПД печи заметно упадет. Причем температура огня может достигать и 1500 °С. Процесс напоминает обычный костер – пламя большое, тепла мало. Пример эффективного сжигания каменного угля ретортной горелкой на автоматическом котле представлен в видеосюжете:

Полноценное сжигание угольного топлива требует особого подхода к вопросу. Задача – достичь максимального КПД источника тепла, не перегреть теплоноситель и не устроить пожар из-за слишком высокой температуры.

Антрацит — самый калорийный коксующийся уголь

К каждому типу угля нужно приноровиться. Незнакомое горючее лучше засыпать мелкими порциями, регулируя тягу шибером и наблюдая за ростом температуры. Когда вычислите все нюансы горения данной марки, заполняйте топливник на 2/3.

Температура горения угля считается тем основным критерием, который позволяет избежать ошибок при выборе топлива. Именно от этой величины напрямую зависит производительность котла, его качественная работа.

Виды углей, применяемые для отопления

Образование черного топлива в недрах занимает от нескольких сотен тысяч до миллионов лет. Чем глубже и древнее месторождение, тем выше плотность и теплота сгорания угольной массы. Энергетическая ценность горючего зависит от одного показателя – процентного содержания чистого углерода в составе ископаемого.

Перечислим разновидности углей, сжигаемых в отопительных печах, в порядке возрастания калорийности:

1. Бурый уголь содержит до 70% углерода. Оставшиеся 30% – летучие вещества (связанный кислород, азот, водород) и примеси – сера, железо, фосфор, кремний и алюминий.
2. Более плотный каменный уголь на 82% состоит из углерода, остальное – примеси и влага.
3. Антрацит – самое древнее топливо, содержащее до 95% углерода.

При сгорании бурые угли выделяют наименьшее количество тепловой энергии

Каменноугольное твердое топливо делится на виды и классы по физическим свойствам и размерам фракции. В зависимости от происхождения состав угля меняется, что влияет на его характеристики – температуру воспламенения и горения, теплотворную способность и зольность. Ниже в таблице представлена классификация каменных углей по содержанию летучих веществ, влаги и золы.

После добычи угольная смесь проходит калибровку – деление на фракции. Чем крупнее куски, тем выше цена энергоносителя и лучше происходит сжигание. Насколько отличаются и как обозначаются угли разной крупности, покажем в очередной таблице.

Мы не причисляем к общей классификации древесный уголь по нескольким причинам:

• горючее не является ископаемым, это продукт сухой переработки (перегонки) древесины;
• использование выжженного угля для обогрева жилища невыгодно экономически, дешевле купить обычных дров;
• данное топливо хорошо подходит для работы кузнечного горна, газогенератора либо сжигания в мангале.

Так выглядит горение длиннопламенной марки каменного угля

Ольховые дрова

Применение: для бани (дают бодрящий аромат и легкий пар), для приготовления мяса на углях и копчения, для каминов, а также печи (в сочетании с березой, дубом).

Считается, что именно ольха использовалась для печей в богатых усадьбах. А баня на таких дровах – проверенное средство профилактики простуды. Отличить поленья ольхи от других пород легко: свежие спилы имеют характерных красно-оранжевый цвет.

«Плюсы» ольхи

• Легко поддается обработке. Колется, пилится и режется без особых усилий.
• Не образует сажу. Ольховые дрова, наоборот, «выжигают» сажу из дымохода, очищая его.
• Содержит мало смол. При горении не выделяется едкий дым. Низкая смолистость ольхи – приятный бонус для тех, кто растапливает этими дровами баню. Воздух в парной не заполняется копотью, а значит, не приходится открывать двери и выпускать вместе с дымом тепло.
• Хорошо и долго горит. Дрова быстро разгораются, дают невысокое пламя, поэтому хороши для каминов и особенно для мангалов. Прогорая, они рассыпаются на массу жарких, долго пылающих углей.
• Обладают приятным ароматом. Древесиной этой породы особенно хорошо протапливать баню. А ветви ольхи наравне с березовыми часто используют для веников.
• Хорошо хранится. В естественных условиях хранится не менее 3 лет без потери природных свойств, в т.ч. аромата. При намокании быстро сохнет, особенно по сравнению с дубом и березой.

Перечисленные характеристики свойственны только древесине ольхи, которая выросла в сухих местах. Если же дерево всю жизнь провело на болоте, оно может коптить и давать тяжелый пар в бане.

«Минусы» ольхи

• Риск купить некачественные дрова. Если ольха выросла на болоте, она из «царского» топлива превращается в крайне неудачный вариант для растопки печи и камина.
• Невысокий уровень теплоотдачи. Ольху редко используют как основной вид топлива. Чаще всего ее комбинируют с березой.

Невысокая теплотворная способность – относительный минус. За счет этого ольха подходит для каминов, которые не рассчитаны на слишком высокие температуры.

Горение березовых дров.

Береза является самым широко применяемым деревом для горения в печи в сельском хозяйстве. Это дерево является источником горения в смешанных лесах, так как древесина данного дерева выдает большую температуру нежели другие деревья, горит долго распределяя равномерно огонь.

Кора березового дерева называется берестой. Она является удобным сырьем для распяла топки. При заготовке на зиму дров березы необходимо полено примерно 80 см по диаметру распилить на щепки. При расколе нарушается целостность коры. Без коры дерево быстрее высыхает.

Береста не позволяет воде попасть к самому полену. Из-за этого фактора спиленное и не расколотое бревно быстро гниёт превращаясь в труху. Наглядным примером могут служить березы на природе. После того как ветер валит деревья на первый взгляд оно хорошо может служить для топки, но стоит лишь до него дотронуться, как оно распадается на мелкие части. Лишь кору можно использовать, все остальное дерево является гнилью.

В природных условиях при разведении костра смело применяйте березу. При горении дров нет треска, нет осколков углей, данное дерево безупречно подходит для обогрева.

Эффективность горения древесины

В процессе сжигания породы происходит выделение тепловой энергии. С ее помощью обогревается здание. Эффективность горения зависит от температуры дерева в печи.

На это влияют несколько факторов:

• разновидность породы;
• влажность;
• интенсивность горения;
• условия, при которых идет сжигание (какая тяга).

Это основные показатели эффективности горения данного природного топлива

На них требуется обращать особое внимание. В зависимости от вида дерева, его используют для приготовления шашлыка на мангале, обогрева, других нужд

Рассмотрим подробнее.

Влажность и интенсивность горения

Если дерево срубили не очень давно, оно будет сырым. На это также влияет пора года. Влаги в нем содержится 45-65%. Интенсивность горения, к примеру, в камине, будет низкой. Огню понадобиться тратить энергию, чтобы испарить воду. Теплоотдача при этом станет невысокой.

Стадии горения древесины.

Есть способы, которые помогут добыть нужное количество энергии:

• класть в камин древесины в два раза больше (материально затратное дело);
• распиливать влажные бревна и колоть;
• покупать хорошо просушенные дрова.

Только срубленную породу не стоит использовать для отопления, кроме березы. В сыром виде пригоден граб и ясен.

Влияние тяги в печке

За ней надо внимательно следить. Иначе дерево нормально гореть не будет. Тяга направляет выделяемые вещества с потоками воздуха к системе вытяжки. Чтобы ее проверить, нужно разжечь бумагу в печи с открытой дверцей и заслонкой на дымоходе. Если ее нет – это плохо.

Узнать, отсутствует ли тяга, можно по таким признакам:

• открывая топочную дверцу, идет дым;
• он появляется из конвекционных щелей;
• слышны хлопки из регулятора воздуха.

На тягу влияют факторы:

• правильно спроектированный дымоход;
• его высота должна превышать конек крыши и здания, расположенные рядом;
• труба, где выходят в воздух продукты горения, должна быть утеплена;
• отсутствие или наличие вентиляции;
• атмосферные явления.

Тепловые свойства древесины

Любые породы имеют особенности. Загораются они при разных температурах и отдают свое количество энергии. У каждого дерева иные показатели. Это нужно рассмотреть детальнее. Особенно людям, использующим такой природный материал в частных домах.

Детальная информация видна на видео:

Температура воспламенения пород

Для отопления жилья подходят различные виды дерева. У всех способы сгорания отличаются. Определенные дрова дают высокое пламя, у иных, низкий огонь. Естественно, теплоотдача разная. Также большое влияние оказывает количество поступающего кислорода в топку, объемный вес, процент влажности.

На температуру возгорания действует сечение дерева, порода, его плотность. Все факторы неотъемлемые.

В таблице приведены полезные данные:

Информация не обо всех породах, но понять, какая температура возгорания дерева при нагреве, можно. Есть общепринятое минимальное значение – 450 градусов. Но это зависит от многих условий.

Как ведет себя дерево при разных температурах

Если градусы повышаются, то прочность природного материала становиться меньше. При их снижении она увеличивается. Если дерево замораживается, оно становиться крепче. Температура действует сильнее на влажные дрова, чем на сухие.

Выбор дров

Здесь нужно знать некоторые нюансы. Например, бук и ясен, дают высокую температуру, но для топки обычной печи, сауны или бани они непригодны. В силу своей дороговизны.

Идеально подходят для парной дрова из березы. Для возгорания им нужна температура 816-820 градусов Цельсия.

Также хорошим выбором будет дуб и лиственница. Им нужно приблизительно столько же градусов. Если требуется разжечь костер, подходит хвоя.

Лучший выбор – сосна. Ее можно использовать и для печи. В таких деревьях большое содержание смолы. Она будет засорять дымоход, его требуется постоянно чистить. Хвойные породы подходят для таких целей в крайних случаях. Не стоит класть в топку влажные дрова. Они горят плохо и создают задымление.

Тепловые свойства древесины

Разные виды древесины производят различное количество тепла. Например, сухая выдержанная древесина выделяет больше тепла, чем свежеспиленное дерево. Это связано с тем, что при первоначальной химической реакции вся теплота переходит в испарение воды из древесины. Чем меньше влаги в материале, тем скорее можно получить тепло. Лиственные породы горят дольше, чем хвойные, и выделяют больше тепла. Одними из наиболее ценных видов деревьев, обладающих отличными тепловыми характеристиками, считаются:

• дуб;
• бук;
• граб;
• лиственница.

В этом видео вы узнаете, как проверить влажность дров:

Выводы

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Наиболее ходовыми дровами для костра, являются: сосна, берёза, ольха — благодаря массовости произрастания деревьев данных пород и повсеместном их распространении. Подходят как для готовки пищи, так и для обогрева.
2. К не особо качественным дровам, которые можно использовать, когда других вариантов нет — относятся осина, ива, тополь. Вполне сгодятся для получения кипятка или быстрой готовки.
3. В крайнем случае, когда деревьев нет — выручит засохшее высокое разнотравье или кизяк.
4. Самые непригодные дрова для костра — ель, пихта.

1. Здесь и далее — для древесины с влажностью 12%, что вполне соответствует не очень старому сухостою.