Изначально ученые думали, что все горючие материалы содержат в себе особое вещество – «флогистон», мол именно из-за него происходит процесс горения. Однако в XVIII веке химики выяснили, что в действительности нет никакого таинственного элемента, а причиной горения огня является кислород. Опытным путем было доказано, что пламя – это следствие от взаимодействия горючего материала с окислителем.
Прежде чем мы перейдем к температуре горения, важно познакомиться с физикой процесса горения и изучить фазы этого процесса.
Описание процесса горения
Горение – это химическая реакция, при которой крупные молекулы разбиваются на более мелкие, более быстрые молекулы, посредством перестановки связей между атомами.
В результате реакции выделяется энергия в виде тепла и света. Пламя – видимый процесс горения воздуха. Огонь появляется в следствии окислительно-восстановительной реакции.
Чтобы данная реакция произошла, необходимо наличие 3 основных компонентов:
- топливо: твердое, жидкое, газообразное (древесина, уголь, нефть, газ и другие);
- окислитель: кислород;
- активатор: триггер для старта процесса, например, искра, солнце, спички и тд.
Фазы горения дров
Древесина сама по себе не самовоспламеняется, она должна пройти различные фазы, прежде чем вступить в процесс горения.
Разогрев древесины
Прежде чем дрова загорятся, они должны нагреться от какого-либо источника тепла и достигнуть температуры горения. Как только температурный порог очага преодолевает 150°C, начнется процесс испарения влаги из древесины и постепенное обугливание. Действительно, так называемая сухая древесина всегда содержит от 15 до 20% влаги.
Как только температура достигнет 300 °C – поверхность древесины начнет тлеть и выделять белый дым. Этот дым – это смесь пара от испарившейся влаги, а также компоненты термического разложения.
На этой стадии процесс возгорания еще не начался, поэтому если остановить нагрев, то горение так и не наступит.
Вспышка дымовых газов
На втором этапе выделение газообразных составляющих начинает усиливаться. При достижении критической массы пиролизных газов, происходит вспышка и начинается возгорание. Появляется ярко-желтое пламя на поверхности дров, происходит резкий скачок градусов.
Для достижения этой стадии, необходимо чтобы пиролизные газы нагрелись от 200 до 300 °C. Только при такой температуре возможен старт воспламенения пиролизного газа.
Воспламенение древесины
После возгорания газа – воспламеняется и сама древесина. Как только она достигает температуры от 450 до 650 °C (при помощи внешнего источника тепла), начинает гореть не только поверхность, но и внутренняя часть полена.
Также на скорость воспламенения могут повлиять следующие факторы:
- Плотность древесины – небольшие и пористые дрова воспламеняются быстрее плотных;
- Форма дров – массивные полена горят хуже ребристых и зазубренных;
- Влажность – сырая древесина намного дольше загорается, поскольку требует время на испарение влаги;
- Кислород – нужен достаточный поток кислорода, чтобы пламя не затухало.
Горение древесины
При соблюдении всех необходимых условий, пламя полностью охватывает всю область древесины и не затухает. Это означает, что воспламенение перешло в стадию горения. У этой стадии есть две фазы – горение пламенем и тление.
- Горение пламенем длится до тех пор, пока горит пиролизный газ.
- Тление характеризуется постепенным сгоранием угля, при этом пиролизный газ выделяется настолько медленно, что из-за малой концентрации он не может воспламениться. При тлении дров, кислород способствует дальнейшему распространению реакции на остатки топлива.
Пока в зоне горения будет достаточно кислорода, топлива и концентрации необходимой температуры, эта стадия будет продолжаться.
Именно на фазе горения наблюдаются самые высокие температуры пламени.
Затухание древесины
Как только прекращается поддержка одного из вышеперечисленных условий, процесс переходит в завершающую стадию – затухание.
Температура горения различных видов дров
Разные породы дров сгорают по-разному. От одних не остается практически нечего, лишь горсть пепла, другие же оставляют после себя много углей и золы. Как правило, температура возгорания дерева составляет 200-300 °C.
Породы древесины делятся на два основных семейства в зависимости от их плотности:
- твёрдые лиственные породы (дуб, бук, ясень, каштан, граб, грецкий орех, фруктовые деревья и т.д.);
- мягкие лиственные породы (тополь, ива, ольха, береза и т.д.) и хвойные породы (ель, пихта, сосна, лиственница, пихта и др.);
Мягкие лиственные и хвойные породы горят быстрее. Однако если они хранятся неправильно, то быстро разлагаются. Тем не менее, они ценятся за их высокую температуру сгорания, которая повышает эффективность печей и каминов, а также позволяет быстро поднимать температуру в доме.
Твердые лиственные породы горят дольше, выделяемая температура от их сгорания выше. Дрова от таких деревьев используют как в промышленности, так и для топки домашних печей и каминов.
- Дрова из березы
- Дрова из дуба
- Особенности горения различных видов древесины заключаются в следующем:
- Ель и сосна имеют одинаковую температуру горения – 620-630°C, пихта – 750°C, однако эти дрова могут стрелять смолой.
- Лиственница выделяет большую температуру – 860°C, но она также стреляет смолой.
- Береза часто используется для каминов, так как она имеет неплохую температуру горения – 815°C, а также дает хороший аромат. Горит сравнительно быстро.
- Бук считается идеальным видом дров, поскольку его температура горения — 1040°C, угли горят почти без искр, кроме того, имеют высокую теплопроводность. Энергетическая/теплотворная способность древесины бука часто приводится в качестве эталона по сравнению с другими видами древесины. Его запах, как правило, очень ценится, именно поэтому копчение продуктов производится в основном на буковой древесине.
- Дуб имеет множество применений, в основном из-за своих углей. Теплотворная способность почти такая же, как у бука – 850-900°C. Однако дуб оставляет после себя много пепла, поэтому он хорошо подходит для печей, но не для открытых каминов.
- Ясень, как и бук, имеет максимальную температуру горения — 1040°C. Это идеальные дрова для каминов, так как угли практически не стреляют искрами.
- Граб, также имеет очень высокую теплотворную способность – 1020 °C. Дает приятное пламя и долго горит.
- Тополь, ольха, осина выделяют не так много тепла, в районе 470-600 °C, однако их достаточно часто используются в качестве дров.
- Акация – этот вид древесины горит медленно и имеет среднюю теплотворную способность (700 °C). Данный вид дров быстро сохнет, а когда горит – издает приятное потрескивание.
Цвет огня в зависимости от температуры
В зависимости от цвета пламени – можно определить примерную температуру огня. Хорошим примером будет огонь обычного костра. У самого основания дров, в месте где самая активная реакция – цвет огня белый, либо ярко-желтый.
Чуть выше уже начинается оранжевый цвет – знак того, что температура там ниже. В самой вершине пламени – цвет огня ярко-красный. Дальше реакция уже не происходит – виден только дым.
Если проще, то у огня есть свой диапазон температур, в котором каждая цветовая гамма говорит о том, сколько градусов в той или иной части костра:
- слегка видный красный — 500°C;
- вишнёвый тёмный — 800°C;
- вишнёвый яркий —1000°C;
- красно-оранжевый — 1100°C;
- ярко-оранжевый — 1200°C;
- белесовато-жёлтый — 1300°C;
- белый — 1400°C;
- ярко-белый — 1500°C.
Температура костра из дров
Факторы, влияющие на температуру горения дров
Существует несколько факторов, которые могут повлиять на температуру горения – это влажность и контактная площадь. Понимая степень влияния того или иного фактора, можно добиться наибольшей температуры пламени, путем нехитрых манипуляций с дровами.
Влажность дров
Вся свежая древесина содержит в себе определенное количество влаги. Это может быть: древесный сок, смола, а также вода в стволе, впитанная корнями. Также важно и то, что вода остается и на коре дерева, особенно после недавних осадков.
Как правило, в свежесрубленной древесине содержится от 40 до 50% влаги, а некоторые сорта могут достигать отметки до 65% (тропические, прибрежные, болотные и влаголюбивые деревья). Именно поэтому при заготовке дров, а также при производстве пиломатериалов и мебели, древесина проходит длительную сушку, срок которой может достигать несколько лет.
Однако и это полностью не избавляет древесину от влаги, остается порядка 15-20% воды, поэтому перед горением можно наблюдать испаряющийся белый пар от дров.
Если разводить костер из свежей древесины, то температура горения будет ниже. Это связано с тем, что около 50% выделяемого тепла будет уходить на испарение влаги.
Костер часто издает громкие хлопки и шарящие звуки – это звук, испаряющийся воды внутри древесины.
Обязательно стоит учитывать, что дров для костра на природе или в холодное время года понадобится в два раза больше, ведь сырая древесина дольше разгорается и выделяет меньше тепла, нежели сухая. Чтобы развести нужно искать именно сухостой.
Для измерения влажности древесины используются специальные влагомеры.
Определение влажности дров
Контактная площадь
Размер древесины может стать препятствием при разведении огня. Ведь чем больше масштаб полена – тем выше требования на просушку и разогрев. В связи с этим большие полена длительное время разгораются не так интенсивно горят.
Чтобы избежать этого, нужно рубить древесину на маленькие кусочки. Это даст ряд преимуществ:
- Влага быстрее будет испаряться
- Увеличится приток к местам горения
- Будет больше выделятся пиролизного газа
- Повысится общая температура внутри костра.
Именно поэтому важно раскалывать мокрые дрова на маленькие кусочки. Таким образом костер загорится быстрее, пламя будет гореть интенсивней.
Мелкие колотые дрова
Как измеряется температура огня
Без специального оборудования измерить температуру огня невозможно, бытовые приборы для этого не подойдут. Для этого необходимо использовать профессиональный пирометр.
Данный прибор работает бесконтактно. Все что нужно сделать, это просто навести его на открытый огонь, по инфракрасному излучению устройство определит примерную температуру огня. Замер можно проводить с любого расстояния, однако прибор должен видеть замеряемый объект, воздух должен быть прозрачным (т.е. не задымленным).
Как правило, пирометр показывает температуру огня от обычного костра или в камине в диапазоне от 750 до 1200 градусов по Цельсию.
Как измеряется температура углей в мангале
Температуру углей в мангале можно определить с определенной точностью без использования специальных приборов. Все что нужно, это поднести руку на расстоянии примерно 10 см над мангалом.
Количество секунд, которые вы выдержите – будет равняться примерной температуре углей:
- 1 сек – от 350 °C и выше
- 2 сек. – в районе 300 °C
- 3 сек. – около 250 °C
- 4 сек. – 220 °C
- 5 сек. – менее 200 °C
Все, что надо знать о температуре углей в мангале
Качество приготовленного на мангале шашлыка во многом зависит от температуры и угля который вы используете. Любая ошибка испортит даже отлично замаринованное мясо. О том, как этого избежать, пойдет речь в статье.
Температура в мангале
Оптимальная температура углей для жарки шашлыка составляет 600-700°C [градусов Цельсия]. Именно при таких показателях шашлык получается хорошо прожаренным и сочным. Опытные шашлычники определяют температуру по внешнему виду углей. Лучшая температура для жарки создается тогда, когда угли начинают «седеть». То есть их поверхность покрывается слоем белого пепла.
Важно! Не путать температуру горения древесины и температуру, исходящую от углей.
То есть, если в мангал наложить березовых дров, поджечь их, то температура в мангале будет достигать 1069-1570°C. Что не приемлемо для жарки мяса, оно попросту сгорит.
Подсказка! Березовый уголь достигает нужной температуры [600-650°C], как раз, когда угли «седеют».
Таблица температуры горения древесины
Как измерить?
При помощи пирометра
При помощи руки
Определить примерный температурный диапазон можно и при помощи руки. В США этот метод известен под названием «Миссисипи». Чтобы им воспользоваться, раскрытую ладонь нужно подержать над мангалом на высоте 7-8 см от углей. При этом нужно считать, за сколько секунд станет нестерпимо горячо:
- 1 секунда — 350° и более.
- 2 секунды – 280°;
- 3 секунды – 250°;
- 4 секунды – 200°;
- 5 секунд и более – менее 150°.
Внимание! Измерения температуры при помощи руки весьма условны, при отсутствии должного опыта можно легко ошибиться.
Разновидности углей и их температура
Березовый
Чтобы получить вкусное хорошо прожаренное мясо лучше использовать березовый уголь, т.к. он имеет самую оптимальную температуру (до 650°C) для жарки мяса. Именно поэтому его, чаще чем другие виды используют для приготовления пищи в уличных печах и на мангалах.
В летний период мешки с углем продают на каждом шагу. Большая часть этого изобилия – товар низкого качества, для приготовления шашлыка на углях он совсем не подходит.
В большинстве случаев недобросовестные продавцы под видом березовых углей продают сосновые или осиновые. По своим качествам они значительно хуже. Для шашлыка приобретать их не рекомендуется.
Как отличить березовый уголь от подделки? При внимательном рассмотрении березовый уголь очень легко отличить по следующим признакам:
- Насыщенному антрацитовому цвету.
- Искрящейся поверхности.
- Глянцевому излому.
Сосновый или осиновый уголь просто насыщенно-черный, без малейшего блеска.
В брикетах
В качестве топлива для мангалов также можно использовать и древесно-угольные брикеты. По сути это тот же самый древесный уголь, только спрессованный и склеенный при помощи крахмала. Их плотность приблизительно в 2 раза больше чем у обычного древесного угля, поэтому и горят они в 2 раза дольше при температуре до 700°C.
Благодаря одномерности брикеты обеспечивают ровное устойчивое горение с минимальным количеством дыма. В среднем они в 2 раза экономичнее традиционного березового угля.
Совет! При выборе угля обязательно стоит обращать внимание на его марку. Предпочтение стоит отдавать марке А. Обозначенный ей уголь относится к высшей категории качества.
Дубовый
В продаже можно встретить и дубовый уголь. Оно более плотный и тяжелый. Разжечь его в обычном мангале достаточно трудно. Температура достигает 670°C.
Потому он в основном используется в кафе и ресторанах, где приготовление шашлыка происходит практически непрерывно.
Сосновый, осиновый
Часто продается под названиями древесный уголь, стоит дешево. При жарке может коптить. Основной минус заключается в коротком времени горения – не более 15-25 минут. Как правило для приготовления одной порции шашлыка этого вполне хватает. Температура горения ниже, чем у березового угля, фракция мелкая.
Как не сжечь шашлык?
Чтобы снизить слишком высокую температуру следует равномерно распределить угли по всей площади. Дополнительно также можно закрыть воздушные отверстия. При ограниченной подаче кислорода интенсивность процесса горения снизится, соответственно снизится и температура.
Для повышения температуры действовать следует с точностью до наоборот. Сдвинуть угли как можно плотнее и открыть воздушные отверстия. Температуру в мангале следует выбирать в соответствии с видом мяса. Самый высокий температурный диапазон требуется для говядины, чуть ниже для свинины. Курица и рыба готовятся при меньшем жаре.
Для поддержания ровного жара в процессе готовки не следует досыпать новую партию угля. Потому, что равномерно перемешать угли при разложенном шашлыке не получится. В результате образуются зоны неравномерного горения, то есть в одном месте мясо начнет обугливаться, а в другом остается сырым.
Итоговая таблица температур
| Уголь | Температура | Достоинства | Недостатки |
| Березовый | 600-650°C | Приемлемая цена, оптимальное время горения и температура | Среднее время горения |
| Брикеты | 650-700°C | Долго горят, хороший жар, минимум дыма | Сложно разжечь, высокая цена |
| Дубовый | 620-660°C | Долго горит, плотный | Сложно разжечь, высокая цена, редкий |
| Сосновый | 570-620°C | Низкая цена | Быстро сгорает, дымит |
| Осиновый | 570-620°C | Низкая цена | Быстро сгорает, коптит |
Температура горения дерева дрова в печи, возгорание костра, воспламенение открытого огня из древесины
За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода. Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт. Но для полного сгорания топлива этого недостаточно. Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки. Они светятся из-за сильного нагревания. А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся. В самом верху наибольшая концентрация кислорода. Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают. Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.
Как сгорают дрова
Не все дрова сгорают по-одинаковому. Некоторые из них пропадают в топках практически полностью, оставляя вместо себя всего лишь горстку пепла. Другие долго и нудно чадят, забивая остатками своего сгорания все топочное пространство.
Скорость и полнота сгорания дров также зависят не только от происходящих в открытом пламени химических реакций, но и от конструкции печи. Качественные печи имеют довольно сложное устройство, включающее в себя множество элементов, таких как золотник и поддувало, топка и колосники.
На полноту сгорания дров также будет влиять и их порода, а также (в очень существенной степени – удельная влажность).
горящие дрова
Но строго говоря для расчета тепловых устройств обычно не принимают во внимание разные характеристики дров, заготовленных из разных пород древесины. Для расчетов берется среднестатистическая величина, которая составляет для древесины 3800 калорий
Какие дрова горят жарче других?
Помимо теплотворности, которая характеризует количество тепловой энергии, выделяемой при сжигании дров – нас в ходе практической жизни может заинтересовать и жаропроизводительность – то есть та максимальная температура, которая может быть достигнута в топке при сжигании того или иного типа дров.
Различные виды топлива и различные породы дерева сгорают разными способами. Одни из них могут давать ровное и высокое пламя, а другие будут демонстрировать низкий огонь, но показывать большую температуру непосредственно в области горения.
жаропроизводительность дров
Существует два основных момента, которые влияют на температуру, производимую дровами при сгорании.
Прежде всего температура горения зависит от того, с какой интенсивностью в топку поступает кислород, необходимый для горения. Этот показатель определяется обычно конструкцией самой топки.
Также на температуру влияет и конструкция самой печи.
Печки и топки могут создаваться из разных материалов. И Каждый из материалов может особым образом влиять на температуру горения дров.
В массивной каменной печи дрова сгорают практически полностью, но процесс этот происходит сравнительно долго.
С другой стороны печка-буржуйка, то есть топка, изготовленная из тонкого стального листа очень быстро остывает., раздавая тепло в окружающее пространство.
При этом тепло из зоны горения постоянно переносится на стенки и далее в помещение. Вследствие этого дрова в таких печках сгорают практически без остатка.
Как измерить температуру горения дров?
Обычным термометром измерить температуру горения дров у вас вряд ли получится. Тем более – совсем пропащее дело определять температуру горения «на глазок». Для того, чтобы проводить такие исследования, необходимо запастись специальным прибором – пирометром.
- Но заметьте, самая высокая температура горения дров вовсе не означает, что дрова такого типа могут выделить большее количество тепла.
- Заметьте, что в хороших топочных устройствах, например в закрытых каминах можно искусственно уменьшать поступление кислорода из воздуха к сгорающим дровам, добиваясь тем самым повышения температуры сгорания и понижения теплоотдачи.
- Для сравнения вы можете посмотреть еще одну табличку, в которой отражены теплотворные способности различных видов органического топлива.
- теплотворные способности
Характеристика
В основе классификации пламени лежат следующие характеристики:
- состояние агрегатное сгорающих соединений. Они бывают газообразной, аэродисперсной, твердой и жидкой формы;
- тип излучения, которое может быть бесцветным, светящимся и окрашенным;
- распределительная скорость. Существует быстрое и медленное распространение;
- высота пламени. Строение может быть коротким и длинным;
- характер передвижения реагирующих смесей. Выделяют пульсирующее, ламинарное, турбулентное перемещение;
- визуальное восприятие. Вещества горят с выделением коптящего, цветного или прозрачного пламени;
- температурный показатель. Пламя может быть низкотемпературным, холодным и высокотемпературным.
- состояние фазы топливо – окисляющий реагент.
Возгорание происходит в результате диффузии или при предварительном перемешивании активных компонентов.
Принцип горения в паяльной лампе
Устройство паяльной лампы.
Паяльная лампа — нагревательный прибор, работающий на жидком топливе. Ее особенность в том, что в рабочем инструменте, горелке, горят пары заправленного в лампу топлива, а не оно само. Поступая с высокой скоростью в горелку, струя таких паров всасывает в себя находящийся вокруг горелки воздух, тем самым обеспечивая себя достаточным количеством кислорода.
Такое самообеспечение очень важно, поскольку для полного сгорания 1 кг жидкого горючего на основе углеводородов нужно определенное количество кислорода. В этом случае будет достигнуто полное сгорание, после которого от горючего останется только углекислый газ и вода
Но если просто зажечь жидкое топливо, например, бензин, в открытой емкости, он не будет полностью сгорать. На это указывает оранжево-красное пламя подобных горящих очагов, к тому же с изрядным выделением копоти.
Но если в такой очаг горения искусственно нагнетать воздух, то пламя с оранжево-красного станет голубым, практически без копоти, а его температура значительно увеличится.
Причиной этих изменений станет находящийся в воздухе кислород.
Схемы регуляторов температуры жала паяльника.
Именно принцип искусственного обогащения пламени воздухом, позаимствованный у газовых светильников (т.н. рожков), положен в основу работы паяльной лампы. Причем регулируется такая подача воздуха самопроизвольно: пары топлива попадают в горелку, и чем больше поступление, тем мощнее будет струя и, соответственно, тем воздуха в себя она втянет больше.
Иногда случается, что струя втягивает слишком много воздуха, и кислород не успевает полностью сгорать.
В этом случае температура горения заметно снижается, поскольку избыток воздуха, проходя через горелку, охлаждает его. Однако такое случается только при использовании некачественного топлива.
При нормальном наполнении горелки парами топлива втянуть в нее лишнее количестве воздуха невозможно по чисто физическим причинам.
От чего зависит температура горения для дров – основные факторы
Несмотря на то, что огонь уже с древних времён является помощником человека, он сохраняет множество тайн. Например, температура горения дров колеблется от 235 до 1050 градусов по Цельсию. Чтобы понять, почему разница в цифрах так велика, необходимо узнать, как происходит весь процесс, от растопки до затухания. И понять, какие факторы влияют на силу огня.
Горение древесины Источник c.pxhere.com
Характеристики и свойства пламени
Пламя является раскалённой газообразной средой и распространяется снизу-вверх. Это происходит потому, что тёплый воздух становится менее плотным. Нагреваясь, он устремляется вверх и увлекает за собой огонь. Поэтому растопку костра (печи) начинают снизу. Потому что подожжённая на самой вершине лучина не будет распространять огонь вниз, и он затухнет.
Совсем по-другому ведёт себя пламя в невесомости. Ввиду отсутствия гравитации оно распространяется сразу во все стороны и потому имеет форму шара.
Причём он светится ярким голубым цветом, но только до тех пор, пока рядом есть кислород. Как только последний выгорает, огонь переходит в «холодную» стадию, незаметную для глаза. Причём длится она несколько минут.
А если к невидимому очагу подвести кислород, то яркое горение возобновляется.
На земле высота пламени будет зависеть от того, насколько высока температура пламени костра из дров. Это напрямую связано с интенсивностью горения. А фазы растягиваются: от медленного тления до взрыва. Но чем больше сила огня, тем быстрее прогорает костёр.
Высокое пламя костра Источник goodfon.ru
Пламя умеет изменять свой цвет, и на это также влияет мощность. В процессе горения костёр проходит от красных спектров до фиолетовых и обратно. Но также палитра зависит от примесей в горючем. Если в горящий очаг бросить обычную поваренную соль, то пламя окрасится жёлтым. В этом виноват натрий. А борная кислота вызывает бирюзовый оттенок.
Поэтому, когда дрова горят ярким оранжевым цветом, то это значит, что в них много натриевых солей. А синий цвет у костра получается при неполном сгорании топлива. При этом выделяется угарный газ. Вот он и даёт подобный спектр.
Но бывает так, что пламя почти нельзя разглядеть. Бесцветность огня происходит при полном сгорании горючего. Когда оно выделяет только водяные пары и углекислоту. А эти вещества невидимы даже при нагревании.
Любое горение сопровождается дымом, поскольку образуется мелкодисперсный аэрозоль. Его частицы настолько мелкие, что не успевают оседать на землю и увлекаются нагретыми воздушными массами. А количество выделений зависит от кислорода. При его очень большой концентрации костёр горит, практически, бездымно. А если он еле тлеет, распространяя клубы смога, то это говорит о его нехватке.
Потухающий костёр Источник pixabay.com
Цвет у выделений напрямую связан с содержанием в топливе воды. Если в растопку положить мокрые дрова или свежескошенную траву, то из трубы повалит густой и белый дым. Но когда он окрашивается в чёрный спектр, то это говорит о большом количестве сажи в составе горючего. Ярким примером выступает плотный чёрный смог при полыхании автомобильной покрышки.
Процесс горения древесины
Для того, чтобы узнать при какой температуре горит дерево, нужно подробно рассмотреть весь процесс. От закладки дров в очаг до полного затухания огня в печи. А вся операция проходит поэтапно.
Разогрев
Чтобы участок древесины воспламенился, его необходимо нагреть. При температуре от 120 до 150 градусов по Цельсию начинается обугливание поверхности. При этом появляется вещество уже способное к воспламенению. Его называют углём.
Повышение нагрева до 250-350 °C способствует образованию пиролиза. Это газообразные составляющие, которые возникают при термическом распаде. При этом верхние слои угля в древесине уже начинают тлеть. Процесс происходит без огня, но с выделением дыма.
Разведение огня Источник ohniska.sk
Возгорание пиролиза
Усиление термического распада, которое происходит при дальнейшем нагреве, приводит к тому, что выделенный газ начинает загораться. При этом очаг охватывает все большую площадь в виде цепной реакции. Появляется устойчивое пламя, окрашенное в яркий жёлто-оранжевый цвет.
Воспламенение
А вот древесина загорается, когда нагревание поверхности достигает температуры в 450-620 °C. Более точные цифры будут зависеть от сорта дерева. Но в целом влияние на термохимическую реакцию (воспламенение) оказывает куда большее количество факторов.
Достижение необходимой температуры зависит от:
- формы и объёмного веса куска древесины;
- количества влаги в нем;
- того, как полено расположено в воздушном потоке;
- силы тяги последнего;
- плотности материала горючего.
Ольху, имеющую пористую структуру, разжечь намного проще, чем крепкий дуб. А круглое полено воспламеняется хуже, чем дрова, имеющие грани. Это же касается и массивности материала. Большие чурки очень трудно разжечь. Также плохо загорается струганная текстура. А медлительность процесса при влажных дровах объясняется тем, что много энергии тратится на выпаривание воды.
Начало огня Источник imgur.com
Горение
При условии, когда присутствует достаточный приток кислорода и тепловой энергии хватает, чтобы прогреть соседние участки, процесс переходит в устойчивую фазу. В ней уже задействован весь объем топлива, а огню помогает горение угля (тление) и взрывы пиролизных выделений.
Другие газы вычленяются медленнее и в процессе горения, практически, не участвуют. Охлаждаясь, они конденсируются и становятся заметными (белый цвет). А при тлении угля воздух все больше проникает в середину древесины и охват горения увеличивается.
Затухание
Процесс может продолжаться бесконечно при соблюдении всех условий:
- В наличии есть ещё несгоревшее топливо.
- Кислород поступает в достаточном количестве.
- Уровень температуры огня не понижается критически.
Как только хоть одно из условий нарушается, то происходит затухание костра.
Измерение температуры горения
Проверить, до которого градуса разгорелся костёр, можно только специальной аппаратурой. Обычные термометры тут не подойдут. Точнее всего температура в печи может быть замерена с помощью пирометра. Но умельцы наловчились использовать даже мультиметр.
В этом видео показано, как узнать, какая температура в костре из дров, применяя мультиметр:
А в стародавние времена в народе определяли нужную температуру в костре по цвету пламени. Если присутствовали красные оттенки, то градусы ещё низкие.
Белый спектр указывал на самую высокую температуру, которая создавалась искусственной тягой. Но при этом буквально вся тепловая энергия за очень короткое время вылетала в дымоход.
А о том, что пора ставить на печь казан, говорил жёлтый цвет огня.
Современными исследованиями было установлено, что максимальная температура твёрдого топлива напрямую зависит от плотности материала. Этот показатель назвали жаропроизводительностью и стали измерят в процентном содержании каждой породы древесины.
Следующий список покажет, как максимальная температура зависит от жаропроизводительности:
- Тополь: 39 % – 468 °C.
- Ольха: 46 % – 552 °C.
- Осина: 51 % – 612 °C.
- Сосна: 52 % – 624 °C.
- Липа: 55 % – 660 °C.
- Акация: 59 % – 708 °C.
- Пихта: 63 % – 756 °C.
- Берёза: 68 % – 816 °C.
- Летний дуб: 70 % – 840 °C.
- Лиственница: 72 % – 865 °C.
- Зимний дуб: 75 % – 900 °C.
- Граб: 85 % – 1020 °C.
- Ясень и бук: 87 % – 1044 °C.
Берёзовая поленница Источник lovesvet.ru
Чем больше пор внутри древесины, тем ярче и выше у неё пламя. Но при этом она сгорает быстро и даёт не так много тепла, как топливо с высокой плотностью. А у последнего материала из-за этого повышена жаропроизводительность, хоть пламя остаётся небольшим.
Повара, часто готовящие на открытом огне мясо, наловчились проверять готовность костра без приборов. Температура горения древесного угля в мангале может быть проверена вручную. Но это только приблизительные цифры. Для этого нужно провести рукой над поверхностью углей на расстоянии от них в 10 см.
Количество секунд, которые ладонь сможет выдержать, скажут о примерной температуре:
- 5 – значит в мангале меньше 150 °C;
- 4 – говорят о 200 °C;
- 3 – покажут, что очаг разогрелся до 260 °C;
- 2 – поведают, что там около 290 °C;
- 1 – значит мангал готов к приёму мяса и там больше 350 °C.
Проверка жара в мангале Источник grillandjoy.ru
От чего может зависеть температура
Но плотность (порода) древесины не единственный момент, который определяет с какими градусами будут гореть дрова. Рассмотрим два основных фактора, которые значительно влияют на повышение теплоотдачи.
Влажность
У свежеспиленного дерева показатель влажности находится в среднем на отметке в 55%. Если такой ствол тут же разрубить на дрова и сразу закинуть их в печку, то большая часть выделенной тепловой энергии будет уходить на испарение влаги. Поэтому теплоотдача такого топлива значительно занижена и температура горения дерева в печи слишком поздно достигнет максимальных показателей.
Если другого горючего нет в наличии, то для обогрева помещения в зимний период придётся затратить вдвое больше таких дров. Но перерасход свежесрубленного топлива не единственный убыток в хозяйстве. Использование сырого материала повышает выделение сажи при сжигании. А значит чаще придётся обслуживать дымоход, причём возможно на морозе. Иначе производство тепла в печи упадёт до минимума.
Выброс сажи из дымохода Источник agronom.guru
Чтобы не впадать в финансовые затраты, экстренно покупая сухие дрова, заготовкой топлива необходимо заниматься заблаговременно. При этом нужно помнить, что расколотые поленья должны пролежать под навесом не меньше одного года. Только в этом случае их влажность опустится до 20%.
Следующая таблица позволит сравнить показатели теплоты сгорания у дров с влажностью 50% и древесины, пролежавшей год в штабеле под крышей.
| Древесина | Сосна | Берёза | Ель | Осина | Ольха | Ясень |
| Сырая | 1900 | 2371 | 1667 | 1835 | 1972 | 2550 |
| Сухая | 2166 | 2716 | 1902 | 2117 | 2244 | 2907 |
Подача воздуха
Снизить теплоотдачу дров можно, если ограничить поступление кислорода в очаг. Само собой, и температура горения берёзовых дров в печи заметно понизиться. Это произойдёт, если задвинуть заслонку, отвечающую за тягу. При этом время сгорания древесины увеличивается и происходит экономия топлива.
Догорающий очаг Источник ytimg.com
Так привыкли делать многие владельцы домов на печном отоплении. Но уменьшение теплоотдачи сказывается на тепле в помещении. Тогда заслонка открывается до отказа, чтобы экстренно повысить температуру сгорания топлива. И переизбыток воздуха является следствием, что буквально все тепло уходит в дымоход.
Поэтому при растопке печи опытным путём находится то положение заслонки, при котором кислород поступает в топку в должном количестве, чтобы обеспечить оптимальное горение топлива. Но проблема нехватки воздуха или его избыток не единственная. Если в поддувало подаётся слишком холодный воздух, это приводит к тому, что он отнимает часть тепла.
Решением может стать обустройство специального канала, в котором поступающий в топку кислород будет подогреваться от стен топливника.
В этом видео наглядно о том, какая температура в мангале на углях и как добиться максимального огня даже не используя силу тяги:
Коротко о главном
Подводя итоги можно понять, чтобы добиться максимальной теплоотдачи от сжигаемых дров, необходимо:
- Подбирать древесину с наибольшей плотностью.
- Подготавливать дрова заранее, занимаясь распиловкой стволов и разрубкой поленьев.
- Понижать влажность в древесине, выдерживая её в штабелях под навесом в течение минимум одного года.
- При сжигании в печи обеспечить к огню приток кислорода в необходимом количестве, стараясь не превышать требуемый порог.
Соблюдение всех заданных условий будет гарантом, что температура сгорания древесины достигнет своего максимального значения, но не пропадёт в дымоходе. При разумном подходе вся теплоотдача останется в жилом помещении и оптимально его обогреет.
Загрузка...
