Человечество научилось разводить огонь многие тысячи лет назад. И на первых порах могли использовать в качестве топлива только дрова, благодаря чему выживали в холодные зимние ночи, готовили себе еду. Сегодня многое изменилось в мире. Людям стали доступны нефть, уголь, радиоактивные металлы и многие другие энергоносители. Однако актуальность дров как энергоносителя не ушла в прошлое и не собирается. Все-таки именно их часто используют при отоплении бань и частных загородных домов. Конечно, наблюдательные люди не раз замечали, что при сжигании разных дров протопить помещение получается быстрее или медленнее. Это зависит от температуры горения дров в печи. Расскажем о нем немного подробнее.
Что такое горение?
Но прежде чем разбираться, какая температура горения дров в печке, нелишним будет изучить, что же вообще такое горение.
Казалось бы, ответ на этот вопрос максимально прост. Кто же не видел открытый огонь? Однако при более подробном изучении вопроса он становится уже не столь простым. А ведь знать о нем больше нужно хотя бы для того, чтобы лучше разобраться в основном рассматриваемом вопросе.
Само горение принято делить на три этапа: разогрев, возгорание пиролизных газов и воспламенение. Изучим каждый из них.
Разогревом называют стадию, когда древесина нагревается до 120-150 градусов, она начинает обугливаться. Уголь, образующийся при этом, может самовоспламениться. Если нагреть дерево до 250-350 градусов, то начнется пиролиз – процесс распада древесины на газообразные составляющие. Дерево начинает тлеть, но пламя не появляется.
Если дополнительно повысить температуру, то газы, образуемые при пиролизе, воспламенятся. Пламя довольно быстро охватит всю зону, подвергшуюся разогреву. Огонь здесь обычно имеет светло-желтый оттенок.
Наконец, воспламенение – оно происходит, когда температура дров доходит до 450-620 градусов (зависит от ряда факторов, которые рассмотрим чуть позже). На этой стадии огонь становится самоподдерживающимся, может охватывать дополнительные участки.
Как видите, все гораздо сложнее, чем думают практики, неоднократно разводившие огонь.
Средние значения температуры горения
Теперь узнаем, какова же температура горения дров в печи в бане или в доме. Сразу следует отметить, что разные сорта древесины имеют разную теплоотдачу. Причем везде указана максимально возможный показатель. На практике же добиться его обычно невозможно из-за разных факторов. Итак, примерная температура горения разных дров составляет:
- Ясень – 1044 градусов по Цельсию.
- Граб – 1020 градусов по Цельсию.
- Дуб – 900 градусов по Цельсию.
- Лиственница – 865 градусов по Цельсию.
- Береза – 816 градусов по Цельсию.
- Пихта - 756 градусов по Цельсию.
- Акация – 708 градусов по Цельсию.
- Липа – 660 градусов по Цельсию.
- Сосна – 624 градуса по Цельсию.
- Ольха – 552 градуса по Цельсию.
- Тополь – 468 градусов по Цельсию.
Как видите, разброс довольно большой. Например, кубометр дров тополя выделяет почти в два раза меньше тепла, чем тот же объем ясеня. Теперь, как обещалось выше, поговорим о том, какие параметры влияют на количество тепла, выделяемое при горении.
Что влияет на температуру горения?
На самом деле показателей, приведенных выше, достигнуть почти нереально, особенно вне лабораторных, специально созданных, условий.
Факторов, влияющих на скорость и температуру горения, три: влажность древесины, площадь возгорания и количество кислорода в камере сгорания. Каждый из них очень важен и оказывает немалое влияние на количество выделяемого при горении дров тепла. Поэтому будет полезно рассмотреть их более внимательно.
Немного о влажности
Самым важным фактором является влажность дров. Обычно свежесрубленная древесина имеет довольно большую влажность – около 55 процентов. Конечно, показатель может быть как большим, так и меньшим – это зависит от времени года. Например, в середине и конце весны влажность достигает максимума. А вот зимой древесина имеет минимальную влажность, так как ей не нужно питать почки и листья. Разумеется, чем меньше влажность, тем лучше горят дрова, больше тепла выделяют.
Что и неудивительно – если сжигать влажные дрова, то часть тепла будет расходоваться на испарение влаги. Только после этого топливо будет нормально гореть, выделяя большое количество тепла.
Пару слов о подаче воздуха
Также нельзя забывать о кислороде. Из школьного курса каждому читателю известно, что для горения обязательно нужен кислород – без него процесс просто не запустится. Точнее, процесс пойдет, но это будет образование угля из древесины, а не горение. Нас же в данном случае интересует именно последнее.
Чем больше кислорода в топке, тем лучше будет гореть древесина и, следовательно, выделять большое количество энергии. Правда, сгорать топливо будет быстрее, чем при недостатке кислорода.
При необходимости скорость горения можно изменять, приоткрывая и закрывая заслонку печи или отопительного котла. Но стоит учитывать, что при недостатке кислорода процесс хоть и затягивается, но в целом количество полученного тепла сокращается. Поэтому рациональным искусственное растяжение времени горения назвать нельзя. Единственный случай, когда это оправдано – баня. Здесь не слишком важна высокая температура, а вот продолжительность горения является желательным фактором, чтобы в помещении долго сохранялся жар.
Чтобы получить максимум тепла, нужно обеспечить постоянный приток кислорода – в народе говорят, обеспечить хорошую тягу. Действительно, прочищенный дымоход в сумме с приоткрытым поддувалом (специальная дверца, через которую поступает свежий воздух, позволяют сжигать топливо наиболее рационально.
Площадь горения
Наконец, температура горения березовых дров в печи (как, впрочем, и любых других) зависит от площади горения. То есть, если взять огромное полено и положить его в печку, то гореть оно будет довольно долго. При этом, когда после сгорания внешнего слоя начнет гореть внутренний, доступ кислорода существенно осложняется. Из-за этого тепла будет выделяться заметно меньше.
Совсем другое дело – мелкие щепки. Если разрубить полено на 6-8 частей, то суммарная площадь их поверхности будет значительно больше. Соответственно, и время горения заметно сократится. Поэтому выброс тепла будет большим, хотя надолго такого топлива не хватит.
Минусы влажных дров
Теперь попробуем разобраться, чем же плохи влажные дрова.
Самый главный минус уже упоминался выше – они хуже горят. Так как часть тепла расходуется на испарение влаги, выделяется энергии заметно меньше. Для примера рассмотрим древесину березы – одного из самых популярных и распространенных видов твердого топлива в частных домах.
Свежесрубленная древесина имеет влажность 50%. При сгорании одного кубометра выделяется 2371 кВт энергии. Если немного подсушить древесину, снижая влажность до 30%, то можно заметно увеличить количество выделяемого тепла – до 2579 кВт с того же количества дров. Наконец, хорошо просушенным считается топливо, влажность которого не превышает 20%. Сжигая кубометр такой древесины березы, можно получить 2716 кВт энергии. То есть, после хорошей просушки количество получаемой энергии увеличивается на 345 кВт или около 15% - весьма неплохая экономия.
Дополнительным недостатком влажных дров является сложность розжига. Хорошо просушенную древесину очень легко поджечь – достаточно положить под них кусок бересты или бумаги и поджечь его. За считанные секунды пламя разбежится по поверхности дров, которые вскоре начнут весело трещать, согревая весь дом или же баню.
Наконец, высокая влажность приводит к образованию большого количества сажи. Она забивает дымоход и постепенно ухудшает тягу. Из-за этого горит топливо хуже, к тому же повышается риск угореть из-за скопления угарного газа в жилых помещениях – он не имеет запаха, поэтому является очень опасным.
Правильно сушим дрова
Как уже удалось выяснить, хорошо просушенные дрова дают примерно на 15% больше тепла, чем свежесрубленные. Следовательно, можно сжечь на 15% меньше топлива, качественно отапливая жилье. Поэтому и затраты на закупку дров существенно сокращаются. Как же добиться столь желанного результата?
Разумеется, в первую очередь нужно снизить влажность и увеличить площадь горения – в разумных пределах. Так что, действовать следует так же, как наши далекие предки, не знавшие, что такое физика, но в то же время отличавшиеся житейской смекалкой и мудростью. Другими словами – дрова нужно наколоть. Оптимальная ширина поленьев – четыре-шесть сантиметров. Такой размер является удачным компромиссом между скоростью горения и количеством выделяемого тепла. К тому же, благодаря этому они быстрее сохнут, что также является крайне важным фактором.
Сушить древесину также нужно правильно. Разрубив ее, нужно сложить поленья в тени – не на солнце, как считают некоторые. В этом случае они будут прогреваться равномерно, и максимальное количество влаги из них уйдет. Если положить поленья на солнечном месте, то верхний слой нагреется сильнее и быстро высохнет. Капилляры сузятся довольно быстро, запирая влагу внутри. Удалить ее отсюда практически невозможно, а наличие влаги скажется на температуре горения дров в печи.
Как определить температуру горения дров?
Многим людям интересно узнать, с какой температурой сгорают дрова в их камине или печи. К сожалению, определить это довольно сложно. Ведь температура горения дубовых дров в печи составляет около 900 градусов по Цельсию.
Чтобы измерить столь высокую температуру, нужно располагать специальным прибором – пирометром. Вещь это довольно узкоспециализированная, так что найти ее в ближайшем хозяйственном магазине едва ли получится.
Заключение
На этом наша статья подходит к концу. Теперь вы знаете, какая температура горения дров в печи. А также прочли о наиболее простых и надежных способах увеличить этот показатель. Наверняка эта информация принесет немало пользы, если умело применить ее на практике.
