Od nepamäti ľudia zažívali pálenie dreva. A odvtedy sa drevo používa ako hlavný druh paliva, ktoré sa používa na vykurovanie rôznych miestností a varenie jedla. Napriek rôznorodosti horľavých látok zostáva drevo v 21. storočí bežným palivom vďaka svojej nízkej cene, dostupnosti a jednoduchosti manipulácie. Pre jeho efektívne a bezpečné použitie v kachliach a krboch je potrebné mať nejaké informácie o jeho fyzikálnych a chemických vlastnostiach.
Faktory ovplyvňujúce teplotu spaľovania
Maximálna teplota spaľovania dreva závisí od druhu a možno ju dosiahnuť za nasledujúcich podmienok:
- obsah vlhkosti – nie viac ako 20 %;
- uzavretý priestor používaný na spaľovanie;
- dostupnosť kyslíka v požadovanom množstve.
Je možné spaľovať aj čerstvé palivové drevo s vlhkosťou 40 až 60%, pričom:
- surové palivové drevo sa zapáli iba v dobre vyhriatej piecke;
- odvádzanie teplasa zníži o 20–40 %;
- spotreba palivového dreva sa zvýši približne dvojnásobne;
- sadze sa usadia na stenách kachlí a komína.
Účinnosť spaľovania sa výrazne zníži v dôsledku potreby zvýšenej teploty, ktorá vedie k odparovaniu vody a spaľovaniu dechtu z mäkkého dreva. Najvyššiu teplotu spaľovania má za ideálnych podmienok buk a jaseň, najnižšiu topoľ. Buk, smrekovec, dub a hrab sú cenné dreviny a nepoužívajú sa ako palivo. V domácich podmienkach sa na spaľovanie dreva v kachliach používajú brezy a ihličnaté stromy, pretože pri spaľovaní dávajú najvyššiu teplotu.
Ktoré drevo horí horúcejšie?
Ako už bolo spomenuté, drevo je jedným z najpoužívanejších palív na vykurovanie domov mimo mesta. Vzhľadom na to, že všetko palivové drevo horí pri rôznych teplotách, musíte si vybrať tie, ktoré sú lepšie. Hlavnou podmienkou spaľovania dreva je prítomnosť kyslíka, čo do značnej miery závisí od konštrukcie kachlí. Okrem toho má každé drevo svoje vlastné chemické zloženie a hustotu. Čím je strom hustejší, tým väčší je prenos tepla z neho. Má osobitný význam pre väčší prenos tepla dreva pri spaľovaní? okrem hustoty a prítomnosti kyslíka má aj vlhkosť palivového dreva.
Suché drevo horí lepšie a produkuje viac tepla ako vlhké drevo. Preto sa po narezaní uložia do hromady dreva a sušia sa rok pod prístreškom. Každý, kto niekedy kúril v piecke drevom, si všimol, že niektoré horia.svetlé, uvoľňujúce veľa tepla, zatiaľ čo iné tlejú a trochu zohrievajú kachle. Ukazuje sa, že všetko závisí od tepelného výkonu palivového dreva. Podľa tohto ukazovateľa sú najvhodnejšie druhy na spaľovanie v kachliach breza, borovica a osika.
Čo sa uvoľní, keď zhorí strom?
Pri spaľovaní dreva vzniká dym, ktorý pozostáva z pevných častíc (sadzí) a plynných produktov spaľovania. Zahŕňajú látky nachádzajúce sa v dreve. Produkty uvoľňované pri spaľovaní dreva pozostávajú z dusíka, oxidu uhličitého, vodnej pary, oxidu siričitého a oxidu uhoľnatého, ktoré môžu horieť ďalej.
Odhaduje sa, že každý kilogram dreva uvoľňuje pri spaľovaní približne 800 g plynných produktov a 200 g uhlia. Zloženie produktov spaľovania dreva závisí aj od podmienok, za ktorých k tomuto procesu dochádza. Môže to byť:
- Neúplné – vyskytuje sa pri nedostatočnom prístupe kyslíka. V dôsledku horenia sa uvoľňujú látky, ktoré sú schopné opäť horieť. Patria sem: sadze, oxid uhoľnatý a rôzne uhľovodíky.
- Plný – vyskytuje sa pri dostatočnom prístupe kyslíka. V dôsledku horenia vznikajú produkty - oxid uhličitý a oxid siričitý, vodná para - ktoré už nie sú schopné horieť.
Popis procesu spaľovania
Proces spaľovania dreva má niekoľko fáz:
- Zahrievanie – prebieha pri teplote minimálne 150 stupňov Celzia a za prítomnosti externého zdroja ohňa.
- Zapaľovanie – požadovaná teplota je od 450 do 620 stupňov Celzia vv závislosti od vlhkosti a hustoty dreva, ako aj tvaru a množstva palivového dreva.
- Horenie – pozostáva z dvoch fáz: ohnivé a tlejúce. Po určitú dobu prebiehajú oba typy súčasne. Po ukončení tvorby plynov horí (tlie) iba uhlie.
- Blednutie – vyskytuje sa, keď je prerušený prívod kyslíka alebo keď sa minie palivo.
Husté drevo horí pomalšie ako menej husté drevo kvôli vyššej tepelnej vodivosti. Pri spaľovaní vlhkého palivového dreva sa veľa tepla vynakladá na odparovanie vlhkosti, takže horia pomalšie ako suché palivové drevo. Je spaľovanie dreva fyzikálny alebo chemický jav? Táto otázka má praktický význam a od jej správnej interpretácie budú závisieť podmienky pre maximálny prenos tepla a trvanie horenia. Na jednej strane ide o chemický jav: pri spaľovaní dreva dochádza k chemickej reakcii a vznikajú nové látky – uvoľňujú sa oxidy, teplo a svetlo. Na druhej strane je to fyzikálne: počas procesu dochádza k zvýšeniu kinetickej energie molekúl. V dôsledku toho sa ukazuje, že proces spaľovania dreva je zložitý fyzikálny a chemický jav. Jeho spoznanie vám pomôže vybrať si ten správny druh dreva, aby ste si zabezpečili dlhodobý a udržateľný zdroj tepla.
Vlastnosti dymu, ktorý vzniká pri horení ohňa
Pri hádzaní palivového dreva do ohňa dochádza k zvýšeným emisiám dymu a oxidu uhoľnatého – oxidu uhoľnatého. Okrem toho sa dym objavuje v rôznych farbách:
- Biela je aerosól, ktorý sa skladá z malých kvapiek vody a dechtovej pary, ktorá vychádzastudené drevo. Dym má špecifický zápach sadzí. Keď sa poleno zahreje, vyparí sa, vzbĺkne a zmizne.
- Sivá – pochádza zo žeravých, ale nie horiacich polená a ohňoviek. Vzniká pri vysokej teplote z vriacich olejov a živíc a kondenzuje na hmlu. Jeho častice sú oveľa menšie ako častice bieleho dymu a sú ľahšie a suchšie ako on.
- Čierna - spálený decht, nazývaný sadze. Vzniká pri rozklade uhľovodíkov v plameni s nedostatočnou oxidáciou.
Dym z ohňa pretrváva v tele dlhodobo a obsahuje veľké množstvo škodlivých látok. Toto by si mal zapamätať každý, kto rád sedí pri ohni.
Vlastnosti dreva
Rôzne druhy stromov majú nasledujúce fyzikálne vlastnosti:
- Farba – ovplyvnená podnebím a druhmi dreva.
- Lesk – závisí od toho, ako sú vyvinuté lúče v tvare srdca.
- Štruktúra – súvisí so štruktúrou dreva.
- Vlhkosť - pomer odstránenej vlhkosti k hmotnosti dreva v suchom stave.
- Zmršťovanie a napučiavanie – prvé sa dosiahne v dôsledku odparovania hygroskopickej vlhkosti, napučiavanie – absorpcia vody a zväčšenie objemu.
- Hustota – približne rovnaká pre všetky druhy stromov.
- Tepelná vodivosť – schopnosť viesť teplo cez hrúbku povrchu závisí od hustoty.
- Vodivosť zvuku – charakterizovaná rýchlosťou šírenia zvuku, závisí od umiestnenia vlákien.
- Elektrická vodivosť - odolnosť proti prechoduelektrický prúd. Je ovplyvnená plemenom, teplotou, vlhkosťou, smerom vlákna.
Pred použitím drevnej suroviny na určité účely sa najskôr zoznámia s vlastnosťami dreva a až potom ide do výroby.
Výhody a nevýhody dreva
Drevo má nasledujúce výhody:
- vynikajúca opracovateľnosť;
- svetlá nechtivosť;
- dobre morené, leštené, lakované;
- má schopnosť absorbovať zvuky;
- odolnosť voči kyselinám;
- vysoká schopnosť ohýbania.
Nevýhody dreva zahŕňajú:
- zmena tvaru a veľkosti v dôsledku zmršťovania a napučiavania;
- nízky štiepací odpor;
- rotting;
- poškodenie hmyzom;
- požiar, keď sa nedodržiavajú bezpečnostné pravidlá.
Používanie dreva v rôznych odvetviach hospodárstva
Drevo sa široko používa v nasledujúcich odvetviach:
- preglejka - dyha, preglejka;
- spracovanie dreva - drevené dosky, zápalky, tesárstvo, nábytok;
- ťažba dreva - suroviny používané v drevochemickom priemysle, spotrebný tovar, palivové drevo všetkého druhu;
- píla - rôzne rezivo;
- chemikália na drevo – decht, drevené uhlie, kyselina octová;
- celulóza a papier - papier, lepenka, buničina;
- hydrolýza – kŕmne kvasnice, alkoholetyl.
Záver
Drevo je jedným z najpoužívanejších materiálov na svete. Po stáročia sa používa v stavebníctve, výrobe nábytku a na vykurovanie obytných priestorov. Drevené konštrukcie sa používajú v každej rodine. Drevo sa čoraz viac využíva v rôznych priemyselných odvetviach. Hlavnými výhodami tohto materiálu sú šetrnosť k životnému prostrediu, vysoká pevnosť, jednoduché spracovanie, možnosť využitia odpadu na palivo a iné účely.
