Od niepamiętnych czasów ludzie doświadczali palenia drewna. I od tego czasu drewno jest głównym paliwem, które służy do ogrzewania różnych pomieszczeń i gotowania potraw. Pomimo różnorodności substancji palnych, drewno pozostaje powszechnym paliwem w XXI wieku ze względu na jego niski koszt, dostępność i łatwość obsługi. Do jego efektywnego i bezpiecznego stosowania w piecach i kominkach konieczne jest posiadanie pewnych informacji o jego właściwościach fizycznych i chemicznych.
Czynniki wpływające na temperaturę spalania
Maksymalna temperatura spalania drewna zależy od gatunku i może zostać osiągnięta w następujących warunkach:
- zawartość wilgoci - nie więcej niż 20%;
- zamknięta przestrzeń używana do spalania;
- dostępność tlenu w wymaganej ilości.
Możliwe jest również spalanie świeżego drewna opałowego o wilgotności od 40 do 60%, podczas gdy:
- surowe drewno opałowe zapala się tylko w dobrze nagrzanym piecu;
- rozpraszanie ciepłazmniejszy się o 20-40%;
- nastąpi około dwukrotny wzrost zużycia drewna opałowego;
- sadza osadza się na ścianach pieca i komina.
Wydajność spalania ulegnie znacznemu obniżeniu ze względu na konieczność podwyższenia temperatury, co prowadzi do odparowania wody i spalania smoły z drewna iglastego. W idealnych warunkach najwyższą temperaturę spalania mają buk i jesion, a najniższą topola. Buk, modrzew, dąb i grab są cennymi gatunkami drewna i nie są wykorzystywane jako opał. W warunkach domowych do spalania drewna w piecach wykorzystuje się brzozy i drzewa iglaste, zważywszy, że dają one najwyższą temperaturę podczas spalania.
Które drewno pali się goręcej?
Jak już wspomniano, drewno jest jednym z najczęściej używanych paliw do ogrzewania domów poza miastem. Biorąc pod uwagę, że całe drewno opałowe pali się w różnych temperaturach, musisz wybrać te, które są lepsze. Głównym warunkiem spalania drewna jest obecność tlenu, a to w dużej mierze zależy od konstrukcji pieca. Ponadto każde drewno ma swój skład chemiczny i gęstość. Im gęstsze drzewo, tym większy transfer ciepła z niego. Ma szczególne znaczenie dla większej wymiany ciepła drewna podczas spalania? oprócz gęstości i obecności tlenu ma wilgotność drewna opałowego.
Suche drewno pali się lepiej i wytwarza więcej ciepła niż wilgotne drewno. Dlatego po ich pocięciu układa się je w pryzmie i suszy pod baldachimem przez rok. Każdy, kto kiedykolwiek rozpalił piec opalany drewnem, zauważył, że niektóre z nich się palą.jasne, wydzielające dużo ciepła, podczas gdy inne tlą się i trochę nagrzewają piec. Okazuje się, że wszystko zależy od mocy cieplnej drewna opałowego. Według tego wskaźnika najbardziej odpowiednimi gatunkami do palenia w piecach są brzoza, sosna i osika.
Co jest uwalniane, gdy płonie drzewo?
Podczas spalania drewna powstaje dym, składający się z cząstek stałych (sadzy) i gazowych produktów spalania. Należą do nich substancje znajdujące się w drewnie. Produkty uwalniane podczas spalania drewna składają się z azotu, dwutlenku węgla, pary wodnej, dwutlenku siarki i tlenku węgla, które mogą ulegać dalszemu spalaniu.
Szacuje się, że każdy kilogram drewna podczas spalania emituje około 800 g produktów gazowych i 200 g węgla. Skład produktów spalania drewna zależy również od warunków, w jakich zachodzi ten proces. Może to być:
- Niekompletny - występuje, gdy dostęp do tlenu jest niewystarczający. W wyniku spalania uwalniane są substancje zdolne do ponownego spalania. Należą do nich: sadza, tlenek węgla i różne węglowodory.
- Pełny - występuje przy wystarczającym dostępie do tlenu. W wyniku spalania powstają produkty - dwutlenek węgla i dwutlenek siarki, para wodna - które nie są już w stanie się palić.
Opis procesu spalania
W procesie spalania drewna jest kilka etapów:
- Podgrzewanie - odbywa się w temperaturze co najmniej 150 stopni Celsjusza i w obecności zewnętrznego źródła ognia.
- Zapalenie - wymagana temperatura wynosi od 450 do 620 stopni Celsjusza ww zależności od wilgotności i gęstości drewna, a także kształtu i ilości drewna opałowego.
- Spalanie - składa się z dwóch faz: ognistej i tlącej się. Od pewnego czasu oba typy działają jednocześnie. Po ustaniu tworzenia się gazów pali się (tli się) tylko węgiel.
- Zanikanie - występuje, gdy tlen jest odcięty lub gdy kończy się paliwo.
Gęste drewno pali się wolniej niż mniej gęste drewno ze względu na jego wyższą przewodność cieplną. Podczas spalania mokrego drewna opałowego dużo ciepła zużywa się na odparowanie wilgoci, więc spalają się wolniej niż suche drewno opałowe. Czy spalanie drewna jest zjawiskiem fizycznym czy chemicznym? To pytanie ma znaczenie praktyczne, a od jego prawidłowej interpretacji zależeć będą warunki maksymalnego przekazywania ciepła i czasu spalania. Z jednej strony jest to zjawisko chemiczne: podczas spalania drewna zachodzi reakcja chemiczna i powstają nowe substancje - uwalniane są tlenki, ciepło i światło. Z drugiej strony jest fizyczny: podczas procesu następuje wzrost energii kinetycznej cząsteczek. W efekcie okazuje się, że proces spalania drewna jest złożonym zjawiskiem fizycznym i chemicznym. Poznanie go pomoże Ci wybrać odpowiedni gatunek drewna, aby zapewnić sobie długotrwałe i zrównoważone źródło ciepła.
Cechy dymu, który pojawia się podczas palenia ognia
Podczas wrzucania drewna opałowego do ognia dochodzi do zwiększonej emisji dymu i tlenku węgla – tlenku węgla. Ponadto dym pojawia się w różnych kolorach:
- Biały to aerozol składający się z małych kropelek pary wodnej i smołyzimne drewno. Dym ma specyficzny zapach sadzy. Gdy kłoda nagrzewa się, wyparowuje, staje w płomieniach i znika.
- Szary – pochodzi od rozżarzonego do czerwoności, ale nie płonącego drewna i podpalacza. Powstaje w wysokiej temperaturze z wrzących olejów i żywic i kondensuje w postaci mgiełki. Jego cząsteczki są znacznie mniejsze niż białego dymu, są od niego lżejsze i bardziej suche.
- Czarny - palona smoła, zwana sadzą. Powstaje podczas rozkładu węglowodorów w płomieniu przy niedostatecznym utlenieniu.
Dym z ognia utrzymuje się w ciele przez długi czas i zawiera dużą ilość szkodliwych substancji. Powinni o tym pamiętać wszyscy, którzy uwielbiają siedzieć przy ognisku.
Właściwości drewna
Różne gatunki drzew mają następujące właściwości fizyczne:
- Kolor – wpływ klimatu i gatunków drewna.
- Połysk – zależy od tego, jak powstają promienie w kształcie serca.
- Tekstura - związana ze strukturą drewna.
- Wilgotność - stosunek usuniętej wilgoci do masy drewna w stanie suchym.
- Skurcz i pęcznienie - pierwszy uzyskuje się w wyniku odparowania higroskopijnej wilgoci, pęcznienie - wchłanianie wody i zwiększenie objętości.
- Gęstość - mniej więcej taka sama dla wszystkich gatunków drzew.
- Przewodność cieplna - zdolność przewodzenia ciepła przez grubość powierzchni zależy od gęstości.
- Przewodność dźwięku - charakteryzuje się szybkością propagacji dźwięku, zależy od położenia włókien.
- Przewodność elektryczna - odporność na przejścieprąd elektryczny. Ma na to wpływ rasa, temperatura, wilgotność, kierunek włókien.
Zanim wykorzystają surowce drzewne do określonych celów, najpierw zapoznają się z właściwościami drewna, a dopiero potem trafia ono do produkcji.
Wady i zalety drewna
Drewno ma następujące zalety:
- doskonała obrabialność;
- lekkie gwoździe;
- dobrze bejcowane, polerowane, lakierowane;
- posiada zdolność pochłaniania dźwięków;
- odporność na kwasy;
- wysoka zdolność zginania.
Wady drewna to:
- zmiana kształtu i rozmiaru z powodu skurczu i pęcznienia;
- niska odporność na pękanie;
- gnicie;
- uszkodzenie przez owady;
- odpalaj, gdy nie są przestrzegane zasady bezpieczeństwa.
Wykorzystanie drewna w różnych sektorach gospodarki
Drewno jest szeroko stosowane w następujących branżach:
- sklejka - fornir, sklejka;
- obróbka drewna - deski, zapałki, stolarstwo, meble;
- logowanie - surowce używane w przemyśle chemicznym drewna, dobra konsumpcyjne, drewno opałowe wszelkiego rodzaju;
- tartak - różne rodzaje tarcicy;
- chemikalia do drewna – smoła, węgiel drzewny, kwas octowy;
- celuloza i papier - papier, tektura, pulpa;
- hydroliza – drożdże paszowe, alkoholetylowy.
Wniosek
Drewno jest jednym z najczęściej używanych materiałów na świecie. Stosowany od wieków w budownictwie, produkcji mebli oraz do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych. Konstrukcje drewniane znajdują zastosowanie w każdej rodzinie. Drewno jest coraz częściej wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu. Główne zalety tego materiału to przyjazność dla środowiska, wysoka wytrzymałość, łatwa obróbka, możliwość wykorzystania odpadów na paliwo i do innych celów.
