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.

Температура горения дров: от чего зависит и как повысить

Смотреть на горящий огонь – это одно из самых любимых развлечений человека. Однако, помимо сугубо эстетических целей – горящий огонь может выполнять и чисто утилитарную задачу – нагревать окружающее пространство и другие предметы.

Одним из самых распространенных источников огня в загородных домах являются обыкновенные дрова. Удивительно, но температура горения дров зависит от породы дерева и условий их сжигания. Соответственно каждая из древесных пород может использоваться в различных целях, для выполнения тех или иных задач.

Какие дрова могут выделить максимальное количество тепла?

Для того, чтобы дрова, да и любой другой органический материал горел – ему необходим воздух (вернее кислород из воздуха, но это уточнение несущественно). В ходе сгорания органика дров при взаимодействии с кислородом превращается в водяной пар и углекислый газ. Пар в свою скрепляется с не сгоревшими материалами или уходит наружу через дымоход.

Каждый тип горючей органики, будь то нефть, газ, уголь или дерево имеет свой особенный химический состав. Также имеются различия в химическом составе и внутри каждого типа. Как существует каменный уголь с большим и малым содержанием золы, так же существуют и породы древесины, отличающиеся по температуре, выделяемой в процессе сгорания и по составу остающихся продуктов сгорания.

Сравнить в домашних условиях температуру горения дров практически невозможно, но вот в лабораторных условиях специалисты смогли провести такой сравнительный тест. Для того, чтобы получить разные стартовые результаты дрова из древесины разных пород высушивали до определенного максимального процента остающейся влажности.

таблица теплотворность горения дров

Этот момент – сушку дров необходимо учитывать и при домашнем использовании: ведь понятно, что сырые дрова будут гореть хуже и с меньшим выделением тепла. Поэтому, дрова, предназначенные для топки проходят из поленницы во дворе определенный путь, задерживаясь в сухом помещении или под навесом для просушки.

Сразу отметим, что понятие «температура горения дров» не совсем точно отражает ключевую характеристику дров. Более верным будет оценивать горючие материалы по их способности выделять определенное количество тепла. Единицей измерения такой характеристики является калория – это такое количество тепловой энергии, которое может нагреть на 1 градус один грамм обычной воды. В приведенной ниже таблички отраженны ключевые характеристики различных типов дров по их теплотворной способности.

Что может влиять на качество дров как топлива?

Наиболее негативно на теплотоворную способность дров оказывает содержащаяся в них вода. При жизни любая древесина содержит в себе воду, которая добывается корнями растений. При большой влажности древесины тепловая энергия, выделяемая при сгорании будет расходоваться не только на полезные цели (например, обогрев помещения, приготовление пищи или нагрев воды в бане) но и просто на испарение влаги из древесины.

Для понимания проблемности ситуации отметим, что если древесина (практически любая) содержит всего лишь 15 процентов влаги, то ее теплотворный показатель уменьшается до 3660 калорий. А теперь сравните эту цифру с показателями, приведенными в таблице и получится, что использовать влажные дрова – это все равно, что выкинуть часть их еще до размещения в топке.

Потери, определяемые влагой в дровах настолько велики, что эквивалента испарения 15 процентов влаги в килограмме дров хватит, чтобы нагреть до кипения около 10 литров воды.

Какие породы дров больше всего любят в народе

Наиболее популярными и эффективными исходя из народного опыта могут являться дрова, заготовленные из бука, граба, срубленного зимой дуба, горных сосен, обыкновенной акации и, конечно же, березы.

Наиболее жаркое пламя дают дрова, заготовленные из ясеня, клена, смолистой лиственницы, равнинной сосны и срубленного летом дуба.

Чуть более низкое образование жара показывают дрова, заготовленные из ели, пихты, кедра и каштана.

Ну и уж совсем плохие дрова получаются из липы, ольхи, осины, ивы, тополя.

Как уже стало понятно – наиболее эффективными с точки зрения образования тепла являются дрова, изготовленные и плотной, тяжелой древесины. Между прочим, дерево с низким коэффициентом теплообразования прекрасно подойдут для того, чтобы смастерить из них полки и утварь в бане.

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).

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.

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.

Несколько практических советов

Если вы почувствовали, что в помещении, в котором находится печка при плотно закрытой дверце топки запахло влажными дровами – проверьте целостность и герметичность печного оборудования.

Учтите, что продукты сгорания содержат в себе много кислот, поэтому трубы дымоходов необходимо делать из материалов, устойчивых к агрессивным средам.

После использования дров с высоким содержанием смолы прочистите дымоход.

Чтобы нагревать камни, например для парилки – лучше использовать дрова, которые горят слабо и подают тепло постепенно.

Если вам необходимо быстро нагреть парную комнату – используйте дрова с большой температурой горения и увеличьте подачу воздуха в топку.