Сколько градусов в костре из дров

Какая температура горения дров в печи?

Дрова, по-прежнему, используются в качестве топлива для печей и каминов, приготовления пищи на открытом огне. Любой пользователь заинтересован в том, чтобы топливом, приобретённым им, обеспечивалась максимальная температура горения дров. Возможность направления максимального объёма теплоэнергии, получаемой в процессе сжигания древесины, на обогрев здания, с минимизацией вероятных потерь, это конечная цель каждого владельца автономной системы отопления. Жаропроизводительность поленьев, используемых в качестве топлива, прямо зависит от таких факторов, как:

• породы древесины;
• объёма воздушной смеси, поступающей в топливник, и её температуры;
• фактической влажности дров на момент закладки в топку;
• калорийности (этим термином обозначается объём теплоэнергии, получаемой в процессе сгорания единицы топлива).

Их совокупность оказывает непосредственное влияние на эффективность горения. Сухие дрова горят дольше и лучше влажных. Недостаток кислорода, поступающего к очагу горения дров в печи, переводит его в режим тления, что значительно уменьшает количество отдаваемого тепла. Зная это, можно заблаговременно приобретать то, что нужно именно вам.

Тепловые параметры древесины

Основными факторами, влияющими на температуру, при которой сгорают дрова, их теплотворную способность и характеристики открытого огня (при использовании древесины в качестве твёрдого топлива) являются состав и количество смол, содержащихся в породе, структуре и плотности материала. Пример. Пористая древесина тополя ярко горит, но температура не превышает 500°С. Более плотные лиственные породы (ясень, бук), в процессе горения создают температуру, превышающую 1000°С. Это значение для берёзы колеблется в районе 800°С, для лиственницы и дуба, около 900°С. Средняя температура горения дров из древесины хвойных пород составляет 630°С.

Как правильно выбрать дрова нужного качества

Оптимальным соотношением цены и теплоэффективности обладают берёзовые дрова. Использовать иные породы, пусть и с большими показателями температуры, экономически нецелесообразно, в силу их высокой стоимости. Хвойная древесина с умеренным тепловыделением подходит для костра. А вот применять их в печах, твёрдотопливных котлах или каминах нежелательно. Выделяемого ими тепла для эффективного обогрева помещения не хватит, а вот забить отопительный прибор и дымоход сажей они смогут гарантированно. К низкокачественному топливу относятся также поленья из пористой древесины (ольха, ива, осина, тополь, липа). Они отличаются крайне низким тепловыделением. Упомянутая древесина «стреляет» при горении угольками. При топке открытого камина это может привести к возгоранию. Выбирая дрова, обращайте внимание на их влажность. Сырые горят значительно хуже, дымят и оставляют, после завершения топки, очень много золы.

Теплоотдача и температура горения

Чем выше первый показатель, тем больше тепла выделится при сгорании таких дров. Поэтому удельная теплотворная способность (Дж/кг) прямо зависит от сорта древесины. Идеальными условиями для сжигания считаются:

• горение организовано в закрытом объёме (топка отопительного прибора);
• дрова максимально сухие;
• организована дозированная подача воздуха (только в объёме, потребном для полноценного сгорания).

Табличные величины теплотворности дерева полезны только для первичного сравнения различных пород между собой. Фактические показатели всегда значительно ниже.

Что такое горение и как оно происходит

Это изотермический процесс, проходящий с высвобождением тепла, который можно разделить на ряд этапов:

• разогрев – под воздействием открытого пламени от внешнего источника участок полена разогревается до температуры, достижение которой обеспечивает его воспламенение.

Достижение температуры (120-150) °С инициирует обугливание древесины. Получающийся уголь способен воспламениться самостоятельно. (250-350) °С начинается пиролиз (термическое разложение на составляющие, представленные в газообразной форме). Обуглившийся верхний слой горит, не образуя открытого огня (тление). Процесс сопровождается выделением бурого (белого) дыма, состоящего из смеси этих газов с водяными парами.

• возгорание имеющихся пиролизных газов – продолжающийся разогрев усиливает термическое разложение древесины, повышается концентрация пиролизных газов, которые вспыхивают.

Возгорание распространяется на всю разогретую зону. Формируется устойчивое пламя, имеющее светло-жёлтый цвет.

• Воспламенение – воспламеняются дрова. Средняя температура процесса (450-620) °С.

Это происходит под влиянием внешнего источника теплоэнергии. Последний инициирует нагрев, ускоряющий термохимическую реакцию.

Воспламеняемость поленьев зависит от значительного числа внешних факторов:

а) – сечение полена, его форма и объёмный вес;

б) – сила действующей тяги;

в) — степень влажности древесины;

г) – расположение полена относительно перемещаемого воздушного потока (горизонтально, вертикально);

д) – плотность поленьев (пористые загораются быстрее, ребристые, лучше, чем круглые, массивные хуже мелких, нестроганые быстрее гладких).

• Горение – если созданные условия горения близки к оптимальным, вспыхнувшие пиролизные газы инициируют процесс устойчивого горения, переходящий на всю закладку топлива.

Процесс продолжается, пока сохраняются условия для горения (наличие топлива, подача кислорода, поддержание температуры на необходимом уровне).

• Затухание — если хоть одно из этих условий не выполняется, пламя гаснет.

Как определить температуру горения древесины

Сделать это можно дистанционно, используя пирометр (точный замер). Существующие бытовые модели позволяют выполнять замеры в диапазоне (700-1200) °С. Приблизительное значение позволяет установить цвет пламени:

• тёмно-красный – горение происходит при низких температурах (образуется недостаточно жара);
• белый – высокотемпературный процесс, идущий с усиленной тягой (возникают определённые теплопотери);
• оранжево-жёлтый – оптимальная температура горения (свойственна берёзе) и максимальная теплоотдача.

Древесина, каких пород, отличается максимальной жаропроизводительностью

Теплотворная способность древесины указывает, сколько теплоэнергии, выделяется в процессе горения. Но есть ещё одна характеристика, о которой часто забывают, жаропроизводительность. Так именуется максимальное значение температуры, которое зависит от породы древесины, и может достигаться при сжигании древесного топлива. Пример можно посмотреть ниже (порода древесины/жаропроизводительность в %/температура):

• ясень — 87 — 1044;
• дуб зимней заготовки – 75 — 900;
• летней заготовки — 70 — 840;
• лиственница — 72 — 865;
• берёза — 68 — 816;
• акация — 59 — 708;
• липа — 55 — 660;
• сосна — 52 — 624;
• осина — 51 — 612;
• ольха — 46 — 552;
• тополь — 39 — 468.

Что влияет на формирование температуры горения

Кроме породы древесины обязательно учитываются такие значения, как влажность, реализованная тяга, конструкции отопительного прибора, в котором сжигаются дрова (котёл, печь, камин).

Влияние влажности

Сразу после заготовки она составляет (среднее значение) около 55%. Их температура горения редко поднимается до предельных значений, так как значительная её часть уходит на испарение имеющейся влаги. В результате падает теплоотдача. Для обеспечения выделения потребного количества тепла применяется один из трёх следующих вариантов:

• если требуется приготовить пищу и обогреть помещение, то использование свежезаготовленных дров требует удвоения их необходимого объёма.

Значительные объёмы сажи существенно сокращают сроки между обслуживанием газоходов и дымовых труб, а расходы на покупку топлива возрастают.

• Подобную древесину требуется предварительно просушить до влажности порядка 20% (равновесная).

При естественной сушке на это уйдёт 1,0-1,5 года.

• Приобретаются сухие поленья (расходы компенсируются получаемой теплоотдачей).

Теплотворная способность (кВт м 3 )

Температура горения дров

Температура горения дров — вопрос не такой праздный, как может показаться. От максимальной температуры пламени в градусах на воздухе и в бане, в домашней печи зависит очень много. Свои особенности она имеет в костре и на мангале, и всюду есть свои оптимальные показатели.

Влияющие факторы

Влажность дров

Нетрудно понять, что, чем больше влаги в дровах, тем хуже они будут гореть, и тем ниже окажется реальная температура горения. Значительная часть теплоты тогда тратится не на полезные нужды разводящих огонь, а на испарение жидкости, отличающееся изрядной теплоемкостью. Вода по умолчанию является обязательной составляющей любой древесины. Даже технологически сухой (используемый для строительства) пиломатериал содержит обычно 10-15% воды, а только что срубленные на природе стволы и ветки насыщены ею в несколько раз больше.

Неудивительно, что даже после качественной сушки на воздухе дрова не вспыхивают от спички или зажигалки, подобно бензину. Их приходится разжигать специальными приемами. Достаточно сказать, что при 15% влажности испарение всей этой воды из 1 кг дров потребует столько же тепла, сколько нужно для кипячения 10 л обычной воды на газовой плите. В костер обычно кладут вдвое больше свежесрубленных дров, нежели требовалось бы заранее заготовленных и высушенных как следует. Тот же прием может быть использован и при приготовлении шашлыков на мангале.

Однако минус состоит в значительном перерасходе топлива. Обогревать жилище таким образом не просто трудоемко. Потребуется слишком часто вычищать трубы и дымоходы от накапливающейся сажи. Альтернативное решение состоит в самостоятельной сушке дров; за 1 год их можно довести до влажности 20%, даже просто храня в поленнице под навесом.

Некоторые люди предпочитают закупать высушенные уже основательно дрова.

Размер

Но температура горения (степень нагрева языков пламени) зависит не только от насыщенности водой. Очень крупные поленья держат значительную часть тепла внутри и отдают его неравномерно. Очень мелкие «пыхают» и выдают теплоту в считаные минуты. Более или менее стабильный нагрев обеспечивает только топливо средней величины с однородными габаритами. Особенно важен этот момент для бани, где комфортные условия во многом зависят от постоянства прогрева.

Необходимо помнить про влияние закладки. Помещая дрова в камин или печь, не надо класть их плотно. По возможности надо избегать заполнения свыше 1/3 от общего объема. В противном случае гарантировать нормальную тягу и оптимальный режим сгорания не получится. Более точно можно сказать только с учетом:

• вида очага и особенностей его конструкции;
• качества горючего;
• породы древесины.

В любом случае чем больше величина полена, тем суше должна быть древесина. Очень крупные экземпляры разжигаются медленно. Горение их также идет замедленно. Рубя дрова на небольшие поленья, можно будет:

• ускорить испарение воды;
• активизировать приток воздуха к очагам горения;
• увеличить выделение пиролизных газов;
• нарастить температуру внутри костра, печи или камина.

Температура горения разных пород

Но надо понимать, что необходимо сравнение разных пород древесины по температуре сжигания. Плотность волокон, их химический состав и другие нюансы прямо влияют на интенсивность выделения тепла. Максимальная температура при горении дубовой древесины составляет 900 градусов, 75% выделяющейся теплоты выходит наружу. Береза горит тоже довольно жарко, но в пламени горящих дров из нее температура достигает 816 градусов. У сосновых дров этот показатель составляет 624 градуса. Ольха еще «холоднее» – 552˚C. Еловая древесина выдает языки огня с прогревом до 600 градусов. Самый жаркий тип — бук и ясень (до 1044 в градусах). Граб горит при чуть более низкой температуре — 1020 градусов. Средняя ее величина — 865 градусов. В других случаях:

• 660˚C — при сжигании липы;
• 612˚C — при использовании осины;
• 468˚C — при использовании тополя.

Бук, лиственницу, граб и дубовую древесину используют крайне редко. Исключение составляют только отходы от переработки такого материала. В домашних условиях и в банях оптимальным выбором являются березовые дрова. Они горят наиболее жарко в сравнении с другими распространенными видами. Несколько менее популярна хвойная древесина. Но всего этого все равно недостаточно, чтобы сказать, какой должна быть оптимальная древесина для достижения конкретной температуры. Так, ель, пихта и сосна хотя и горят жарче ольхи, иногда постреливают смолой. Эта проблема бывает свойственна и для лиственницы, что понижает ее популярность в сравнении с березой. Бук почти не дает искр и отдает максимальную долю тепла наружу.

Именно буковая древесина является практически эталонной по отношению к остальным породам. Аромат от нее отлично воспринимается людьми. Недаром как раз такое дерево применяют при копчении мяса и других продуктов. Дуб хотя и позволяет получить почти столько же тепла, как и бук, оставляет значительное количество пепла после себя. Для печей это еще не так существенно, но вот в каминах и мангалах совершенно неприемлемо. Наряду с буковыми дровами, в каминах можно использовать ясеневую древесину. Она горит при 1040 градусов. Преимуществом оказывается и отсутствие стрельбы искрами. Граб сгорает при 1020 градусах и дает большое количество тепла. Он будет гореть долго, создавая визуально приятное пламя. Акация тоже горит длительное время. При ее сжигании вырабатывается температура 700 градусов. Сушить акациевую древесину несложно. В огне она потрескивает, что нравится многим людям. Температура горения ольхи, тополя и осины не превышает 600 градусов, потому делаемые из них дрова — бросовые, используются изредка.

Определение температуры по цвету горения

Но знать, до какой степени может быть нагрет огонь, недостаточно. Надо понимать, что в конкретных условиях этот показатель существенно отличается. Приблизительно оценить степень нагрева поможет цвет пламени. Там, где горение наиболее активно, оно приобретает белую либо насыщенную желтую окраску. Поднявшись выше, огонь имеет оранжевый тон, что как раз и говорит о меньшем выделении тепла.

Ярко-красные оттенки характерны для верхушки пламени. Над ними виден уже только дым, а иногда еще — колебания разогретого воздуха. Если пламя светит тусклым красным светом, то в нем температура достигает «всего лишь» 500 градусов. Темно-вишневая окраска характерна для участков, прогретых до 800°C, а тысячеградусные зоны огня тоже вишневые, но уже заметно ярче. Иногда в костре или в печи можно увидеть красно-оранжевые сполохи. Можно считать, что они прогреты до 1100˚C. Насыщенный оранжевый цвет показывает, что температура на 100 градусов выше. Бело-желтый огонь возникает при 1300 градусах, а простой белый цвет — при 1400 градусах.

Но это встречается редко, как и яркий белый окрас — он говорит о прогреве примерно до 1500 градусов; считающиеся идеальными березовые дрова горят обычным желтым цветом.

Как измерить?

Цвет может сказать многое, но не все. Он меняется в зависимости от используемого топлива, от его влажности и даже от интенсивности движения воздуха. И потому говорить о температуре огня по нему можно только грубо приблизительно. Точно определить ее можно только с помощью специализированной аппаратуры (пирометров). Профессиональное пирометрическое оборудование работает без прямого контакта с пламенем.

Замер производится по интенсивности инфракрасных лучей. Измерение может проводиться на любом расстоянии при условии прямой «видимости» для прибора. Поэтому в условиях сильного задымления пирометры не работают или выдают некорректные показания. В большинстве случаев температура огня по результатам измерений колеблется от 750 до 1200 градусов. Горит ли пламя в камине, в костре или в печи — не имеет значения.

Температура горения сильно зависит, однако, от конструкции очага. Именно конструкция определяет интенсивность поступления кислорода. В массивных печах из камня топливо сгорает максимально полно, но процесс растянут, и потому степень нагрева понижается. Печки-буржуйки и аналогичные конструкции из тонкого листа стали тоже позволяют сжечь дерево почти без остатка, однако тепло поступает наружу моментально, и потому печь нагревается, остывает быстро.

В качественных устройствах для топки можно понизить поступление кислорода. Это позволяет нарастить температуру сжигания дров. Теплоотдача в таком случае уменьшится. Если дерево горит в открытых каминах, решающее значение приобретают свойства дымохода. Именно они предопределяют параметры тяги.

Стоит отметить, что в разных фазах сгорания его температура заметно отличается. При 120-150 градусах дерево только обугливается. Если тепло продолжает поступать, то образовавшийся древесный уголь сам вспыхнет. Дальше наступает момент воспламенения дымового газа. Они подвергаются тепловому распаду и охватывают всю зону, после чего происходит вспышка.

Огонь имеет тогда светло-желтый окрас. Основное воспламенение происходит при 450-620 градусах. В такой момент крайне важна приличная тяга. Собственно горение делится на тление и пламенное горение. Как только заканчивается топливо, прекращается поступление кислорода либо падает температура, пламя затухает.

Выход на необходимую для воспламенения температурную планку предопределяется:

• формой и объемной плотностью куска дерева;
• его насыщенностью водой — внутри и снаружи;
• размещением по отношению к потоку воздуха;
• силой воздушной тяги.

Любопытно, что круглые дрова горят хуже тех, у которых есть четкие грани. Обструганное дерево загорается медленнее и при более высокой температуре, нежели образцы с необработанной поверхностью.

А также стоит отметить и разную стоимость дров. Использовать тот же бук для топки бани или дома было бы технически практично, но это нерентабельно в финансовом плане.

Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать ?

Дрова являются традиционным видом твердого топлива, которое издавна использовалось в регионах, где есть большое количество доступной древесины. От того, насколько высока температура горения дров в печке, зависит не только скорость прогрева дома, но и эффективность применения топлива, а значит, и размер финансовых затрат. Об основных характеристиках древесины, а также факторах, влияющих на количество в ыделяемой дровами тепловой энергии, и пойдет речь в статье ниже.

Температурный порог горения древесины различных пород

В зависимости от структуры и плотности древесины, а также количества и характеристик смол, зависит температура горения дров, их теплотворность, а также свойства пламени.

Если дерево пористое, то гореть оно будет очень ярко и интенсивно, однако высоких температур горения оно не даст – максимальный показатель составляет 500 ℃. А вот более плотная древесина, как, например, у граба, ясеня или бука, сгорает при температуре около 1000 ℃. Чуть ниже температура горения у березы (около 800 ℃), а также дуба и лиственницы (900 ℃). Если речь идет о таких породах, как ель и сосна, то они загораются примерно при 620-630 ℃.

Использование древесины исходя из ее теплоемкости

При выборе разновидности дров, стоит учитывать соотношение стоимости и теплоемкости той или иной древесины. Как показывает практика, оптимальным вариантом можно считать березовые дрова, у которых эти показатели сбалансированы лучше всего. Если закупать более дорогие дрова, затраты будут менее эффективными.

Для отопления дома твердотопливным котлом не рекомендуют использовать такие виды дерева, как ель, сосна или пихта. Дело в том, что в данном случае температура горения дров в котле будет недостаточно высокой, а на дымовых трубах будет скапливаться много сажи.

Низкие показатели теплоэффективности также и у дров из ольхи, осины, липы и тополя из-за пористой структуры. Кроме того, иногда в процессе горения ольховые и некоторые другие виды дров выстреливают углями. В случае открытой топки печи такие микро взрывы могут привести к пожарам.

Стоит отметить, что какой бы ни была древесина, если она сырая, то горит хуже сухой и сгорает не до конца, оставляя много золы.

Теплоотдача при сгорании дров в печи

Существует прямая взаимосвязь между температурой горения дров в печи и теплоотдачей – чем жарче пламя, тем больше тепла оно выделяет в помещение. На количество генерируемой тепловой энергии влияют различные характеристики дерева. Расчетные величины можно найти в справочной литературе.

Стоит отметить, что все нормативные показатели рассчитывались в идеальных условиях:

• древесина хорошо просушена;
• топка печи закрыта;
• кислород подается четко дозированными порциями для поддержания процесса горения.

Естественно, что в домашней печи создать такие условия невозможно, поэтому тепла будет выделяться меньше, чем показывают расчеты. Поэтому нормативы будут полезны лишь для определения общей динамики и сравнения характеристик.

Что собой представляет процесс горения

Изотермическая реакция, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии и называется горением. Эта реакция проходит несколько последовательных стадий.

На первом этапе древесина разогревается внешним источником огня до точки воспламенения. По мере нагрева до 120-150 ℃ древесина превращается в угли, которая способна самовоспламеняться. По достижении температуры в 250-350 ℃ начинают выделяться горючие газы – этот процесс называется пиролизом. Одновременно происходит тление верхнего слоя древесины, которое сопровождается белым или бурым дымом – это смешанные пиролизные газы с водяным паром.

На втором этапе в результате разогрева пиролизные газы загораются светло-желтым пламенем. Оно постепенно распространяется на всю площадь древесины, продолжая нагрев древесины.

Следующая стадия характеризуется воспламенением древесины. Как правило, для этого она должна разогреться до 450-620 ℃. Чтобы дрова воспламенились, необходим внешний источник тепла, который будет достаточно интенсивным для резкого нагрева дерева и ускорения реакции.

Кроме того, на скорость воспламенения дров влияют такие факторы, как:

• тяга;
• влажность древесины;
• сечение и форма дров, а также их количество в одной закладке;
• структура древесины – рыхлые дрова загораются быстрее, чем плотные;
• размещение дерева относительно потока воздуха – горизонтально или вертикально.

Проясним некоторые моменты. Поскольку влажное дерево при горении в первую очередь испаряет лишнюю жидкость, то разжигается и сгорает оно намного хуже, чем сухое. Форма также имеет значение – ребристые и зазубренные бревна воспламеняются легче и быстрее, чем гладкие и круглые.

Тяга в дымоходе должна быть достаточной, чтобы обеспечить приток кислорода и рассеять внутри топки тепловую энергию на все находящиеся в ней объекты, но не задуть при этом огонь.

Четвертая стадия термохимической реакции – устойчивый процесс горения, который после вспышки пиролизных газов охватывает все находящееся в топке топливо. Горение проходит две фазы – тление и горение пламенем.

В процессе тления сгорает образовавшийся в результате пиролиза уголь, при этом газы выделяются довольно медленно и не могут воспламениться по причине малой концентрации. В результате конденсирования газов по мере их охлаждения образуется белый дым. Когда древесина тлеет, внутрь постепенно проникает свежий кислород, что приводит к дальнейшему распространению реакции на все остальное топливо. Пламя возникает в результате сгорания пиролизных газов, которые перемещаются вертикально по направлению к выходу.

Пока внутри печи поддерживается необходимая температура, подается кислород и есть не сгоревшее топливо, процесс горения продолжается.

Если такие условия не поддерживаются, то термохимическая реакция переходит в финальную стадию – затухание.

Как определить температуру горения в печи на дровах

Измерение температуры горения дров в камине можно выполнять только пирометром – никакие другие измерительные приборы для этого не годятся.

Если же такого прибора у вас нет, можно визуального определить примерные показатели, исходя из цвета пламени. Так, пламя низкой температуры имеет темно-красную окраску. Желтый огонь свидетельствует о слишком высокой температуре, получаемой с помощью усиления тяги, однако в этом случае большее количество тепла сразу улетучивается сквозь дымовую трубу. Для печи или камина наиболее подходящей будет температура горения, при которой цвет пламени будет желтым, как, например, у сухих березовых дров.

Современные печи и твердотопливные котлы, а также камины закрытого типа, оборудованы системой контроля подачи воздуха, чтобы корректировать теплоотдачу и интенсивность горения.

Жаропроизводительность древесины

Помимо значения теплотворности, то есть количества выделяемой тепловой энергии при сгорании топлива, есть еще понятие жаропроизводительности. Это та максимальная температура в печи на дровах, которой может достигать пламя в момент интенсивного горения древесины. Данный показатель также полностью зависит от характеристик древесины.

В частности, если дерево имеет рыхлую и пористую структуру, оно сгорает на довольно низких температурах, образуя светлое высокое пламя, и дает довольно мало тепла. А вот плотная древесина, хоть и гораздо хуже разгорается, даже при слабом и низком пламени дает высокую температуру и большое количество тепловой энергии.

Влажность и интенсивность горения

Если древесина была срублена недавно, то в ней содержится от 45 до 65 % влаги в зависимости от времени года и породы. У таких сырых дров температура горения в камине будет невысокой, поскольку большое количество энергии будет затрачиваться на испарение воды. Следовательно, теплоотдача от сырых дров будет достаточно низкой.

Достигнуть оптимальных показателей температуры в камине и выделения достаточного для прогрева количества тепловой энергии можно несколькими способами:

• Сжигать за один раз в 2 раза больше топлива, чтобы обогреть дом или приготовить еду. Такой подход чреват существенными материальными затратами и усиленным накоплением сажи и конденсата на стенках дымоотвода и в ходах.
• Сырые бревна распиливают, колют на небольшие поленья и размещаются под навесом для просушки. Как правило, за 1-1,5 года дрова теряют до 20 % влаги.
• Дрова можно закупить уже хорошо просушенными. Хотя они несколько дороже, зато теплоотдача от них намного больше.

Стоит отметить, что совершенно непригодна для использования в качестве топлива древесина сырого срубленного тополя и некоторых других пород. Она рыхлая, содержит очень много воды, поэтому при горении дает очень мало тепла.

В то же время, у березовых сырых дров наблюдается достаточно высокая теплотворность. Кроме того, пригодны для использования сырые поленья из граба, ясеня и прочих пород дерева с плотной древесиной.

Как тяга в печке влияет на горение

Если в топку печи поступает недостаточное количество кислорода, то интенсивность и температура горения древесины снижается, а вместе с тем сокращается и ее теплоотдача. Некоторые предпочитают прикрывать поддувало в печке, чтобы продлить время горения одной закладки, однако в результате топливо сгорает с более низким КПД.

Если дрова сжигают в открытом камине, то в таком случае кислород свободно поступает в топку. В данном случае тяга зависит главным образом от характеристик дымовой трубы.

В идеальных условиях формула термохимической реакции выглядит примерно так:

Это значит, что при доступе кислорода происходит сгорание водорода и углерода, что в результате дает тепловую энергию, водяной пар и углекислый газ.

Для максимальной температуры сгорания сухого топлива в топку должно поступать около 130 % кислорода, необходимого для горения. Когда входные заслонки перекрывают, образуется избыток угарных газов, вызванных недостатком кислорода. Такой недожженный углерод улетучивается в дымоход, однако внутри топки падает температура горения и сокращается теплоотдача топлива.

Современные твердотопливные котлы очень часто оборудованы специальными теплоаккумуляторами. Эти устройства накапливают излишнее количество тепловой энергии, выделяемой в процессе горения топлива при условии хорошей тяги и с высоким КПД. Таким способом можно экономить топливо.

В случае с печами на дровах возможностей экономить дрова не так уж и много, поскольку они сразу же отдают тепло в воздух. Сама печка способна сохранять лишь небольшое количество тепла, а вот железная печь и вовсе на такое не способна – из нее лишнее тепло сразу же уходит в трубу.

Так, при увеличении тяги в печи можно добиться усиления интенсивности горения топлива и его теплоотдачи. Однако в таком случае существенно возрастают теплопотери. Если же обеспечить медленное сгорание дров в печи, то их теплоотдача будет меньше, а количество угарного газа – больше.

Обратите внимание, что КПД теплогенератора напрямую влияет на эффективность сжигания дров. Так, твердотопливный котел может похвастаться 80 % эффективности, а печь – всего 40 %, причем имеет значение ее конструкция и материал.

Выводы

Таким образом, наилучшим вариантом с точки зрения экономии средств, а также эффективности сгорания и теплоотдачи, можно считать дрова из березы. Поскольку твердые породы древесины с высокой жаропроизводительностью стоят существенно дороже, они используются в качестве дров намного реже.

Температура горения дров из разных пород дерева в топке печи

Для хозяев домов, отопление которых построено на использовании натурального топлива, одним из важных параметров, контролируемых при работе системы отопления, считается температура горения дров в печи. Однако судить о качестве древесины исключительно по ее температуре сгорания было бы неправильно, ведь важнее всего теплоотдача, количество тепла, жара, которое отдает лес полностью сгорая. Ожидания домовладельцев понятны, им необходимо выжать максимум тепла из своих дров.

В этом материале мы постараемся рассказать о самых главных параметрах дров, рассмотрим какие дрова отдают больше тепла, а какие меньше, узнаем максимальные температуры сгорания различных пород дерева в печах и каминах, а так же факторы, препятствующие появлению высоких температур.

Активный и интенсивный огонь в топке печи

Основные параметры

Главными параметрами показывающими качество древесины является температура ее горения и теплоотдача. Обе характеристики плотно связаны между собой, ведь чем горение дров в печи идет интенсивнее, чем выше температура, тем больше тепла выделяется в окружающую среду.

Сталкиваясь с различными породами дерева можно заметить, что одни отлично и ярко горят, выделяя ощутимое тепло, а другие вяло тлеют, и жара от них практически нет. И дело здесь не в том, что одни дрова могут быть сырыми, а другие сухими. Объясняется это различием разных пород древесины по составу, плотности, строению, и, как следствие, по температуре сгорания и количеству выделяемого тепла.

После долгих исследований ученые смогли определить жаропроизводительность и температуру горения основных пород деревьев при идеальных условиях. За идеальные условия приняли два фактора:

1. Практически полное отсутствие влаги в древесине.
2. Горение в ограниченном пространстве при условии, что кислорода в нем ровно столько, сколько требуется для проведения реакции.

Одними из самых ценных пород дерева, имеющими отличные характеристики теплоотдачи, считают дуб, бук, граб и лиственница. Однако дрова из этих деревьев встречаются нечасто и стоят приличных денег, поэтому обычно в качестве топлива используются стружки, опилки, ветки и другие отходы от промышленного производства и лесозаготовки.

В то же время, чтобы иметь полную картину о тепловых характеристиках древесины, желательно изучить удельную теплоту сгорания каждой породы дерева, а также иметь представление об их теплоотдаче. Теплоотдача может измеряться в различных величинах, связанных с весом и объемом топлива.

Полезно знать: Березовые дрова, основные свойства популярной древесины

Изучая тепловые характеристики разных пород деревьев стоит отметить, что дуб и береза выделяют жара при сгорании значительно больше, чем, например, ольха, осина или сосна. В то же время полностью полагаться на табличные данные не стоит, ведь в реальной жизни добиться идеальных условий не представляется возможным, поэтому температура в топке дровяной печи может быть значительно меньше при сжигании аналогичных дров.

Значения, приведенные в различных таблицах носят идеальный характер и призваны показать общую картину, в то время как реальная температура в топке печи никогда не достигнет подобных значений, и это объясняют два простых и понятных фактора:

1. Добиться максимальной температуры нельзя прежде всего из-за того, что полностью просушить дрова в домашних условиях не представляется возможным. Для растопки каминов и печей используется древесина с различным уровнем влажности, та, которая есть в наличии.
2. Другим важным фактором, от которого снижается температура горения дров в камине или печи, является недостаток кислорода. Приток воздуха мы регулируем заслонкой, которую зачастую прикрываем.

Давайте рассмотрим каждую из выявленных проблем по отдельности.

Фактор влажности

Основным негативным фактором, конечно же, является влажность. Свежесрубленный лес имеет влажность в диапазоне от 40 до 55%, а у некоторых пород деревьев влажность может достигать даже отметки в 65%. Растапливать печь сырыми дровами можно, они даже будут гореть, но основная часть жара станет использоваться для просушки древесины и испарения влаги. Следовательно, температура в печи на сырых дровах никак не может выйти на пиковый уровень, а значит и теплоотдача от такой древесины будет посредственная.

Пройдет много времени пока этот лес превратиться в полноценные сухие дрова

Конечно, хозяин дома для его отопления может использовать как сырые, так и сухие дрова:

• Можно жечь в печи свежесрубленную древесину, а так же недавние запасы, но следует понимать, что в этом случае расход дров будет на порядок выше, поскольку тепла они будут отдавать меньше. Дополнительным негативным явлением станет большое количество сажи в дымоходе, появляющейся при сгорании сырого дерева.
• Чтобы получить сухие дрова, следует правильно заготовить лес, распилить его, наколоть на полешки необходимой длины, уложить на хранение в дровнице, посушить в течение полугода или даже года, а потом использовать. Считается, что дрова заготовленные зимой и пролежавшие в сарае два летних сезона являются оптимально сухими, их влажность обычно составляет порядка 20%. Длинный путь, но позволяющий добиться от дров большей теплоотдачи, и как следствие сэкономить на лесе.

Полезно знать: Производители топливных брикетов, какие виды продукции они изготавливают

Отметим, что существуют деревья, которые совсем не предназначены для растопки печей в свежесрубленном виде. К ним относятся такие породы как тополь, ива. При сгорании этих пород дерева практически не выделяется тепло, да и горением назвать их тление вряд ли возможно. После просушки тополь горит уже ярким и красивым пламенем, но вот тепла все равно много не дает.

Конечно, теплоотдача от древесины не увеличивается при сушке в два-три раза, но на 15-20% растет. Особо сильный контраст чувствуется при сжигании свежесрубленного леса и просушенной древесины одной породы.

В то же время разница в теплоотдаче разных пород дерева настолько велика, что позволяет сжигать некоторые сорта в свежем виде, например, березу, дуб, ясень. Эти несомненные лидеры имеют настолько высокую температуру горения, что способны и себя высушить и дом отопить. Березовые дрова дополнительно обладают приятным ароматом, считающимся целебным. Хвойные породы деревьев не имеют таких внушительных характеристик, поскольку в их составе присутствует большое количество смолы, поэтому сырую ель или сосну можно закладывать лишь в растопленную печь.

Чтобы дерево отдало максимальное количества тепла, чтобы температура в камине или печи при сгорании дров достигала высоких значений, следует обязательно высушить древесину.

Фактор недостатка кислорода

Другой негативный фактор, не позволяющий нам выйти на максимальные температуры в печи, недостаток кислорода. Здесь мы можем напрямую влиять на теплоотдачу дров, используя по назначению заслонки. К сожалению, мы чаще всего прикрываем заслонки своих каминов и печей, чтобы уменьшить интенсивность огня и увеличить его длительность, ведь по сложившемуся мнению такой способ позволяет экономить топливо.

Здесь стоит отметить, что в камин открытого типа воздух поступает свободно, а значит фактор недостатка кислорода для реакции не имеет негативного влияния.

Химическая формула идеального горения дерева в самом простом виде выглядит следующим образом: С + 2Н2 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (тепло).

• В левой части уравнения мы видим соединяющийся углерод и водород, которые обеспечивают реакцию горения, когда в воздухе нет достаточного количества кислорода.
• В правой части располагаются уже продукты горения после прошедшей реакции, когда выделяется углекислый газ, пар, тепло.

Плотный огонь в топке печи

Чтобы достичь максимальных температур при горении сухой древесины, необходимо подавать в топку кислорода в полтора раза больше, чем нужно для полноценного сжигания дров. В то же время когда мы закрываем доступ свежего воздуха заслонкой, то уравнение модифицируется, в нем появляется угарный газ СО.

Полезно знать: Как правильно организовать хранение дров, готовые решения

Угарный газ начинает вырабатываться потому, что атомы углерода не соединились с двумя атомами кислорода, а нашли для себя только один. Сгоревший не до конца угарный газ частично выходит через дымоход, а частично остается в топке, снижая потенциальную температуру горения в ней и уменьшая теплоотдачу дров. При недостатке воздуха температура в печи достигает лишь 65-70% от своих возможностей.

Таким образом можно найти четкую зависимость от уровня подачи воздуха, регулируемого заслонкой, до количества вырабатываемого угарного газа. Чем меньше кислорода поступает в топку, тем появляется больше угарного газа и меньше тепла.

Отметим, что на теплоотдачу активно влияет и сама печь, в зависимости от КПД своей работы. Если буржуйка забирает 40% тепла, то о наличие максимальных температур в ней и говорить не приходится.

В завершение можно отметить, что температура в печи на прямую зависит от породы дров, их уровня влажности и количества воздуха, поступающего в топку. Максимальные результаты показывают твердые породы деревьев, полностью высушенные и готовые к использованию.