Температура огня разных источников пламени

Алан-э-Дейл       21.07.2022 г.

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.

Как заготавливать дрова

Заготовка дров начинается обычно в конце осени или в начале зимы, до установления постоянного снежного покрова. Срубленные стволы оставляются на делянах для первичной сушки. По прошествии некоторого времени, обычно зимой или в начале весны дрова вывозятся из леса. Это связано с тем, что в этот период не проводится аграрных работ и замерзшая земля позволяет нагружать больший вес на транспортное средство.

Но это традиционный порядок. Сейчас, в связи с большим уровнем развития техники дрова можно заготовлять круглый год. Предприимчивые люди могут привести вам уже попиленные и поколотые дрова в любой день за разумную плату.

Как пилить и колоть дрова

Распилите привезенное бревно на отрезки, подходящие по размеру вашей топки. После полученные колоды раскалываются на поленья. Колоды с сечением более 200 сантиметров колются колуном, остальные – обычным топором.

Колоды колются на поленья так, чтобы сечение получившегося полена составляло около 80 кв.см. Такие дрова будут довольно долго гореть в банной печи и выделять больше жара. Поленья меньшего сечения используются для растопки.

поленница

Нарубленные поленья складываются в поленницу. Она предназначается не просто для накопления топлива, но и для просушки дров. Хорошая поленница будет располагаться на открытом пространстве, продуваемом ветром, но под навесом, защищающим дрова от атмосферных осадков.

Нижний ряд бревен поленницы укладывается на лаги – длинные жерди, которые предотвращают контакт дров с влажной почвой.

Сушка дров до приемлемого значения влажности происходит примерно за год. К тому же древесина в поленьях сохнет гораздо быстрее, чем в бревнах. Нарубленные дрова достигают приемлемого значения влажности уже за три месяца лета. При годовой сушке дрова в поленнице получат влажность в 15 процентов, которая идеально подходит для сгорания.

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: Топливные брикеты марки РУФ (RUF), основные характеристики

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.

Какими дровами лучше топить печь

Выбор оптимального способа для согрева помещения, кулинарии либо розжига костра базируется на свойствах каждого из видов древесины. Для достижения лучшего результата можно комбинировать несколько видов одновременно, при этом соблюдая последовательность действий и добавляя другие виды дерева.

Для отопления дома

Если расчет идет на небольшое помещение, которому требуется постоянный нагрев, то лучшим выбором станет использование плодовой древесины. При отсутствии таковой можно использовать хвою. Однако только для закрытого типа котлов.

Чтобы прочистить дымоход от продуктов горения можно сжигать ольху или осину. Удобно использовать их, забрасывая в печь под конец. При этом можно комбинировать с березовыми или акациевыми поленьями, или трухой.


Лиственница

Для бани

Для купания в банях и саунах требуется выбирать дрова со стабильным жаром, ароматом и не коптящие. Хвойные для этого подходят мало. Лучший выбор – липа или ольха. Оба сорта обладают приятным, а главное целебным запахов, дают достаточное количество тепла и долго прогорают. Чтобы дополнительно увеличить срок горения можно добавить березу либо осину.

Ольха обладает приятным ароматом и хорошо горит. Не потребуется длительное время поджигать, поэтому сходить в баню можно быстро.

Удобно применять осину. Однако без комбинирования с другими видами не выйдет нормально разогреть помещение. В комбинации с березой, которая дает стабильную температуру, не дымит, издает аромат при горении, можно получить воздух с антисептическими свойствами и чистый дымоход.

Для шашлыка

Чтобы получить хороший шашлык можно использовать плодовые породы. Дополнительно применяются щепки березы или липы. При готовке рыбы или говядины можно использовать березовые поленья. Хороший результат дает использование разновидностей плодовых культур.

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 ℃.

Требования к выбору краски

Краска должна отвечать следующим пунктам:

  • Вещество, которым будет окрашиваться мангал, должно защитить его от проявления ржавчины. Соответственно также оказывать защитную функцию при изменениях температуры, влажности и при попадании осадков разного типа на металл в раскаленном виде.
  • Применима термостойкая краска для мангала, которая будет обладать высокой огнеупорностью и не плавиться. При приобретении следует заглянуть в инструкцию и почитать до какой температуры она рассчитана до +500 °C или же до +800 °C.
  • Краска ни в каком случае не должна при нагревании выделять вредные вещества и ни в коем случае не входить в реакции с какими-либо другими веществами.

Особенности чугунных мангальных конструкций, их разновидности, критерии выбора и показатели качества, подбор материалов и методика самостоятельного изготовления. Рассмотрим процесс изготовления своими руками подробнее.

Термостойкие краски, как мы уже упоминали ранее, могут выдержать температуру в 800 °C. Ее очень просто и легко наносить на металл. Так как такие краски совершенно безвредны для здоровья, можно ими окрашивать и внутреннюю поверхность, а не только наружную. Однако зачастую окрашивание поверхности внутри не дает ожидаемого эффекта. Научно доказано, что токсичные вещества не выделяются с поверхности, которая была окрашена такими красками. Также присутствует обилие в цветовой гамме и поэтому можно выбрать такой цвет, который нравится. Хотя многие хозяева предпочитают черный или темно-серый, так как на них копоть заметна меньше всего. Вещества для окраски имеют жидкую, а также сухую консистенцию. Если использовать жидкую краску, то следует обработать поверхность грунтовкой. При использовании сухой нужна обязательная закалка в особой печи.

Термостойкая краска, предназначенная специально для покраски печей, каминов, дымоходов и мангалов.

В том случае, когда вся конструкция сделана из кирпичного материала или камня, а не из металла, то ее следует обработать специализированным огнеупорным лаком. Он очень устойчив к атмосферным явлениям и, естественно, к достаточно высоким показателям температуры. Для того чтобы в будущем вы легко могли почистить или же помыть поверхность, лучше всего использовать акриловый лак, который является водостойким.

Для конструкции из кирпича или камня можно использовать термостойкий водонепроницаемый лак — это позволит легко очищать грязную поверхность

Достаточно экономичным решением является термостойки лак КО-85. Однако при особо сильных морозах лак может потрескаться. В последнее время огромной популярностью пользуются современные суперстойкие пропитки. Так как в их составе есть различные масла, они хорошо переносят пониженную температуру, однако большое количество пользователей таких пропиток, говорят, что их периодически стоит обновлять.

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.

Экзотика

Как известно, пород деревьев достаточно много, и чтобы перечислить все их виды, можно написать толстенную книгу, а то и не одну.

Поэтому кроме перечисленных сортов стоит коснуться хотя бы еще нескольких:

  • Вяз. Выделяется много дыма, плохо поддается раскалыванию и требует много времени для розжига.
  • Тополь. Как дрова для печки – очень даже ничего. Они легко колются, только разбрасываются искрами и быстро сгорают.
  • Бук. Тоже сложно разжечь и расколоть, зато можно использовать в сыром виде.
  • Пихта. Как и тополь, легко колется и разжигается, но не обойтись без большого количества дыма и искр.
  • Платан. Дерево просто в растопке, но трудно в расколке.

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.

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

Конструктивные меры защиты

Огнезащитные меры в отношении большинства деревянных домов и других строений обеспечиваются соответствующими конструктивными решениями, а также за счёт их обработки специальными химическими реактивами (антипиренами).

Защищённость этого вида реализуется повышением массы отдельных элементов, исключением заострённых рёбер и сильно выступающих частей («острожка граней»), использованием лишённых пустот древесных элементов.

Применяются также термоустойчивые утеплители, огнезащита поверхностей деревянных конструкций специальными обмазками. Используются защитные покрытия в виде асбестоцементных (гипсолитовых) листовых заготовок и штукатурка толщиной до 1,5 сантиметра.

Кроме того, для снижения показателя горючести при проектировании намеренно сокращается количество конструкций с параллельно расположенными древесными элементами и пустотами между ними.

Дополнительные меры противодействия распространению пожара предполагают соблюдение норм формирования противопожарных разрывов.

К этому можно добавить разбивку строений специальными перегородками и соответствующее обустройство стенных проёмов (окон и дверей) и огнестойких кровель. Все эти меры позволяют усилить конструкцию в смысле её способности противостоять распространению пожара.

Основные правила хранения

Для того, чтобы качественно отопить помещение, правильно заготовить и измельчить. Сушить желательно на сухом, хорошо проветриваемом месте. После чего требуется измельчить породу, что упростит складирование и сушку.

Способов укладки существует несколько, причем выбор конкретного зависит от имеющейся поленницей, которая организовывается на открытом пространстве. Строить желательно на возвышенности, чтобы при дожде не скапливалась вода. Обязательное условие – наличие солнечного света.

Какую породу дров лучше подобрать для печи, чтобы обеспечить достаточно жаркий огонь. Требуется ориентироваться на тип печи. Растопить камин хвойными сортами крайне плохая идея из-за задымления. Против выбора неправильных сортов идёт то, что это приводит к забиванию дымохода.

Особенности разных видов топлива

Дрова содержат значительное количество влаги, поэтому сначала происходит испарение влаги, на что потребуется определенное количество энергии. После испарения влаги начинается интенсивное горение дров, но, к сожалению, процесс длится недолго.

Поэтому, чтобы его поддерживать, требуется регулярное подкладывание дров в топку. Температура возгорания древесины составляет около 300°С.

По количеству выделяемого тепла и длительности горения уголь превосходит древесину. В зависимости от возраста ископаемого материала минерал подразделяется на виды:

  • бурый;
  • каменный;
  • антрацит.

Дымоходы для печей длительного горения

Печь длительного горения — необходимость, диктуемая суровыми условиями северных районов России. К ее отличительным особенностям относятся значительная экономия топлива и безопасность. Однако, дымоходы для печей длительного горения также имеют свои нюансы.

Во-первых, собирая дымоход для печи длительного горения будет разумно размещать трубы в обратном от движения газа порядке. Благодаря такой хитрости, вы избавитесь от проблемы конденсата смолы, вытекающей при сгорании дров.

Во-вторых, убедитесь, что к дымоотводу обеспечен хороший доступ, а отдельные его детали закреплены саморезами. Таким образом, вы сможете разбирать его и чистить от образовавшейся внутри сажи.

В-третьих, запомните, что дымоходы 120 мм для печей длительного горения — наиболее оптимальный вариант.

Следует знать

  1. Использование длинной и прямой трубы позволяет создать хорошую тягу. Однако это снизит КПД печи, так как продукты сгорания не будут успевать отдать все тепло.
  2. Установите своими руками на трубу печи бани дефлектор, который не только защитит дымоход от снега и дождя, но и поможет создать нужную тягу. Его изготавливают из оцинкованной стали, лучше из титана или нержавейки. Может быть и обратный эффект, если различные «колпаки» и «зонты» будут неправильной конфигурации. В этом случае дым при сильном ветре начнет поступать в помещение.
  3. Следите, чтобы труба для печи не забирала все тепло печных газов. Иначе, когда температура продуктов сгорания снизится до 150˚С, в ней начнет образовываться конденсат.
  4. Если вам нужно состыковать между собой элементы сэндвич-труб или керамической трубы, применяйте высокотемпературный силиконовый герметик.
  5. Аккуратно пользуйтесь задвижкой на трубе, чтобы не допустить проникновения угарного газа в помещение. Лучше ее вообще демонтировать.

Функции и особенности эксплуатации дымовой трубы в бане

Основное назначение дымохода в парилке – качественное и контролируемое отведение продуктов горения, чтобы полностью исключить скопление вредоносной углекислоты и образование гари на поверхностях. Возникающая тяга (с подсосом воздуха в камеру сгорания) поддерживает стабильный процесс работы теплогенератора. Манипулируя потоками, пользователь регулирует теплотворность печи и расход топлива. Топить такую банную печку можно сколь угодно долго, и всё это время можно париться.

Особенности распределения тепла при различных способах подключения каменки к дымоходу

Печь в бане топится непостоянно. Соответственно, дымовой канал полностью остывает между сессиями, поэтому детали дымохода испытывают сильнейшие многократные термодинамические нагрузки. Второй важный фактор – рабочая температура. В отличие от котлов и печей, применяемых для отопления, здесь отводятся газы, нагретые до 700 и более градусов. Часто в бане используют прямоточные печи, из-за отсутствия отопительных щитков или снимающих часть тепла водяных рубашек дым получается таким горячим. Поэтому проблема прогорания дымоходов (опасность загазованности и пожара) всегда остаётся актуальной. Дымоходы для печей в баню изготавливают из высококачественных материалов. Если это заводские изделия, они должны быть одобрены производителем для таких непростых условий эксплуатации.

Химический состав и цвет пламени

У карманных зажигалок небольшой размер, это позволяет их переносить без каких-либо проблем. Довольно редко можно встретить настольную зажигалку. Ведь они из-за своих больших размеров для переноски не предназначены. Их дизайн разнообразен. Есть зажигалки каминные. Они имеют небольшую толщину и ширину, но довольно длинные.

На сегодняшний день становятся популярными рекламные зажигалки. Если в доме нет электроэнергии, то невозможно ей поджечь газовую плиту. Газ поджигает образующаяся электрическая дуга. Достоинствами этих зажигалок являются следующие качества.

  1. Долговечность и простота конструкции.
  2. Быстрое и надёжное зажигание газа.

Первая зажигалка с современным кремнём создана в Австрии в 1903 году после изобретения ферроцериевого сплава бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом.

Ускорилось развитие зажигалок в период Первой мировой войны. Солдаты начали применять спички для того, чтобы видеть в темноте дорогу, но их местоположение выдавала интенсивная вспышка при поджиге. Необходимость в огне без значительной вспышки способствовало развитию зажигалок.

В то время лидерами производства зажигалок «кремнёвых» были Германия и Австрия. Такое портативное устройство, которое предназначено для получения огня, находящиеся в кармане многих курильщиков, при неправильном обращении может таить в себе немало опасностей.

Зажигалка в период работы не должна вокруг себя разбрызгивать искры. Огонь должен быть стабильным и ровным. Температура огня в зажигалках карманных достигает примерно 800−1000 градусов. Свечение красного или оранжевого цвета вызвано частицами углерода, которые раскалились. Для бытовых горелок и турбозажигалок применяется в основном газ бутан, который легко сжигается, не имеет запаха и цвета. Бутан получают путём переработки при высоких температурах нефти, а также её фракций. Бутан — это легковоспламенимые углеводороды, но он абсолютно безопасен в конструкциях современных зажигалок.

Подобные зажигалки в быту очень полезны. Ими можно поджечь любой воспламеняющийся материал. В комплект турбозажигалок входит настольная подставка. Цвет пламени зависит от горючего материала и температуры горения. Пламя костра или камина в основном имеет пёстрый вид. Температура горения дерева ниже температуры горения фитиля свечи. Именно из-за этого цвет костра не жёлтый, а оранжевый.

Медь, натрий и кальций при высоких температурных показателях светятся различными цветами.

Электрическая зажигалка была изобретена в 1770 году. В ней водородная струя воспламенялась от искры машины электрофорной. Со временем бензиновые зажигалки уступили место газовым, которые более удобные. В них обязательно должна находиться батарейка — источник энергии.

Не очень давно появились зажигалки сенсорные, в которых без механического воздействия происходит зажигание газа воздействием на сенсорный датчик. Сенсорные зажигалки карманного типа. В основном, в них содержится информация рекламного типа, которая нанесена при помощи тампонной или шелкотрафаретной печати.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.