Din timpuri imemoriale, oamenii au experimentat arderea lemnului. Și de atunci, lemnul a fost folosit ca principal tip de combustibil, care este folosit pentru a încălzi diverse încăperi și a găti alimente. În ciuda varietății de substanțe combustibile, lemnul rămâne un combustibil comun în secolul 21 datorită costului scăzut, disponibilității și ușurinței de manipulare. Pentru utilizarea eficientă și sigură a acestuia în sobe și șemineuri, este necesar să aveți câteva informații despre caracteristicile sale fizice și chimice.
Factori care afectează temperatura de ardere
Temperatura maximă de ardere a lemnului depinde de specie și poate fi atinsă în următoarele condiții:
- conținut de umiditate - nu mai mult de 20%;
- spațiu închis folosit pentru ardere;
- disponibilitate de oxigen în cantitatea necesară.
Este, de asemenea, posibil să ardeți lemn de foc proaspăt cu un conținut de umiditate de 40 până la 60%, în timp ce:
- lemne de foc brut se aprinde numai într-o sobă bine încălzită;
- disipare a călduriiva scădea cu 20–40%;
- va fi o creștere a consumului de lemn de foc, de aproximativ două ori;
- funingine se va depune pe pereții sobei și ai coșului de fum.
Eficiența arderii va fi redusă semnificativ datorită necesității de creștere a temperaturii, care merge la evaporarea apei și arderea gudronului din lemnul de rășinoase. În condiții ideale, fagul și frasinul au cea mai ridicată temperatură de ardere, iar plopul are cea mai scăzută. Fagul, zada, stejarul și carpenul sunt specii valoroase de lemn și nu sunt folosite ca combustibil. În condiții casnice, mesteacănul și rășinile sunt folosiți pentru arderea lemnelor în sobe, având în vedere că dau cea mai ridicată temperatură în timpul arderii.
Care lemn arde mai tare?
Așa cum am menționat deja, lemnul este unul dintre cei mai folosiți combustibili pentru încălzirea locuințelor din afara orașului. Având în vedere că toate lemnele de foc ard la temperaturi diferite, trebuie să le alegeți pe cele mai bune. Condiția principală pentru arderea lemnului este prezența oxigenului, iar aceasta depinde în mare măsură de designul sobei. În plus, fiecare lemn are propria sa compoziție chimică și densitate. Cu cât copacul este mai dens, cu atât transferul de căldură de la acesta este mai mare. De o importanță deosebită pentru un transfer mai mare de căldură al lemnului în timpul arderii? pe lângă densitatea și prezența oxigenului, are conținutul de umiditate al lemnului de foc.
Lemnul uscat arde mai bine și produce mai multă căldură decât lemnul umed. Prin urmare, după tăierea lor, acestea sunt puse în grămada de lemne și uscate sub baldachin timp de un an. Toți cei care au încălzit vreodată o sobă cu lemne au observat că unele dintre ele ard.luminoase, eliberând multă căldură, în timp ce altele mocnesc și încălzesc puțin aragazul. Se pare că totul depinde de puterea de căldură a lemnului de foc. Conform acestui indicator, cele mai potrivite specii pentru arderea în sobe sunt mesteacănul, pinul și aspenul.
Ce se eliberează când un copac arde?
Când lemnul este ars, se produce fum, format din particule solide (funingine) și produse gazoase de ardere. Acestea includ substanțe găsite în lemn. Produsele eliberate la arderea lemnului constau din azot, dioxid de carbon, vapori de apă, dioxid de sulf și monoxid de carbon, care pot arde în continuare.
Se estimează că fiecare kilogram de lemn emite aproximativ 800 g de produse gazoase și 200 g de cărbune în timpul arderii. Compoziția produselor de ardere a lemnului depinde și de condițiile în care are loc acest proces. Poate fi:
- Incomplet - apare atunci când accesul la oxigen este insuficient. Ca urmare a arderii, se eliberează substanțe care pot arde din nou. Acestea includ: funingine, monoxid de carbon și diverse hidrocarburi.
- Full - apare cu acces suficient la oxigen. În urma arderii se formează produse - dioxid de carbon și dioxid de sulf, vapori de apă - care nu mai pot arde.
Descrierea procesului de ardere
Există mai multe etape în procesul de ardere a lemnului:
- Încălzirea - are loc la o temperatură de cel puțin 150 de grade Celsius și în prezența unei surse externe de foc.
- Aprindere - temperatura necesară este de la 450 la 620 de grade Celsius înîn funcție de umiditatea și densitatea lemnului, precum și de forma și cantitatea lemnului de foc.
- Arderea - constă din două faze: aprins și mocnit. De ceva timp, ambele tipuri se desfășoară simultan. După încetarea formării gazelor, arde doar cărbunele (mocnește).
- Fading - Apare atunci când oxigenul este întrerupt sau când combustibilul se epuizează.
Lemnul dens arde mai lent decât lemnul mai puțin dens datorită conductivității termice mai mari. La arderea lemnului de foc umed, se consumă multă căldură pentru evaporarea umidității, astfel încât acestea ard mai încet decât lemnul de foc uscat. Arderea lemnului este un fenomen fizic sau chimic? Această întrebare este de importanță practică, iar condițiile pentru transferul maxim de căldură și durata arderii vor depinde de interpretarea corectă a acesteia. Pe de o parte, acesta este un fenomen chimic: atunci când lemnul este ars, are loc o reacție chimică și se formează noi substanțe - se eliberează oxizi, căldură și lumină. Pe de altă parte, este fizic: în timpul procesului, are loc o creștere a energiei cinetice a moleculelor. Ca urmare, se dovedește că procesul de ardere a lemnului este un fenomen fizic și chimic complex. Faptul că îl cunoașteți vă va ajuta să alegeți speciile potrivite de lemn pentru a vă oferi o sursă de căldură durabilă și pe termen lung.
Caracteristici ale fumului care apare la arderea unui foc
La aruncarea lemnelor de foc în foc, există o emisie crescută de fum și monoxid de carbon - monoxid de carbon. În plus, fumul apare în diferite culori:
- Albul este un aerosol, format din mici picături de apă și vapori de gudron, ieselemn rece. Fumul are un miros specific de funingine. Pe măsură ce bușteniul se încălzește, acesta se evaporă, izbucnește în flăcări și dispare.
- Gray - provine de la roșu, dar nu arde busteni și firebrands. Se formează la temperatură ridicată din uleiuri și rășini care fierb și se condensează într-o ceață. Particulele sale sunt mult mai mici decât cele ale fumului alb și sunt mai ușoare și mai uscate decât acesta.
- Negru - gudron ars, numit funingine. Se formează în timpul descompunerii hidrocarburilor într-o flacără cu oxidare insuficientă.
Fumul de la un foc persistă în organism mult timp și conține o cantitate mare de substanțe nocive. Acest lucru ar trebui să-și amintească toți cei cărora le place să stea lângă foc.
Proprietățile lemnului
Diferitele specii de arbori au următoarele proprietăți fizice:
- Culoare - influențată de climă și specii de lemn.
- Strălucire - depinde de modul în care sunt dezvoltate razele în formă de inimă.
- Textură - legată de structura lemnului.
- Umiditate - raportul dintre umiditatea eliminată și masa lemnului în stare uscată.
- Contracție și umflare - prima se obține ca urmare a evaporării umidității higroscopice, umflare - absorbția apei și creșterea volumului.
- Densitate - aproximativ aceeași pentru toate speciile de copaci.
- Conductivitate termică - capacitatea de a conduce căldura prin grosimea suprafeței, depinde de densitate.
- Conductivitatea sunetului - caracterizată prin viteza de propagare a sunetului, depinde de locația fibrelor.
- Conductivitate electrică - rezistență la trecerecurent electric. Este influențată de rasă, temperatură, umiditate, direcția fibrei.
Înainte de a folosi materii prime lemnoase în anumite scopuri, în primul rând, se familiarizează cu proprietățile lemnului și abia apoi intră în producție.
Avantajele și dezavantajele lemnului
Lemnul are următoarele avantaje:
- prelucrabilitate excelentă;
- ușoară înfrumusețare;
- bine colorate, lustruite, lăcuite;
- are capacitatea de a absorbi sunetele;
- rezistenta la acizi;
- capacitate mare de îndoire.
Dezavantajele lemnului includ:
- schimbarea formei și dimensiunii din cauza contracției și umflăturilor;
- rezistență scăzută la despicare;
- putrezire;
- daune cauzate de insecte;
- declanșează atunci când regulile de siguranță nu sunt respectate.
Utilizarea lemnului în diferite sectoare ale economiei
Lemnul este utilizat pe scară largă în următoarele industrii:
- placaj - furnir, placaj;
- prelucrarea lemnului - scânduri din lemn, chibrituri, tâmplărie, mobilier;
- exploatare forestieră - materii prime folosite în industria chimică a lemnului, bunuri de larg consum, lemn de foc de toate felurile;
- gater - diverse cherestea;
- produs chimic pentru lemn – gudron, cărbune, acid acetic;
- celuloză și hârtie - hârtie, carton, celuloză;
- hidroliza – drojdie furajeră, alcooletil.
Concluzie
Lemnul este unul dintre cele mai utilizate materiale din lume. A fost folosit de secole în construcții, producție de mobilier și pentru încălzirea spațiilor rezidențiale. Structurile din lemn sunt folosite în fiecare familie. Lemnul este din ce în ce mai folosit în diverse industrii. Principalele avantaje ale acestui material sunt compatibilitatea cu mediul, rezistența ridicată, prelucrarea ușoară, capacitatea de a folosi deșeurile pentru combustibil și alte scopuri.
