Теплотворная способность дров
Горение топлива — это химическое разрушение и окисление горючего топлива, сопровождаемое выделением тепла и света. При горении топлива образуется углекислый газ и водяной пар, кислород входит в состав обоих продуктов, вода испаряется, при полном сгорании топлива остается только одна зола (негорячие минеральные вещества).
Теплотворная способность дров — количество тепловой энергии, которое может дать одна весовая единица топлива при своем горении. Теплотворная способность дров измеряется в единицах теплоты. Единица теплоты — теплота которая способна нагреть 1 килограмм воды на 1 градус Цельсия. В таблице приведены результаты испытаний теплотворной способности различных видов дров (дрова высушены искусственно до постоянного веса).
| Породы | Теплотворная способность дров в калориях |
|---|---|
| Береза | 4968 |
| Сосна | 4907 и 4952 |
| Ель | 4857 |
| Ольха | 5047 |
| Осина | 4953 |
| Середнее | 4947 |
Присутствие влаги в дереве понижает калорийность дров (теплотворную способность). При горении дров с 15 % влаги производительность их примерно 3633 калории. Таким образом 1 килограмм дров, доставляющий теоретически 3633 единицы теплоты, может нагреть 36,3 литра воды от 0 до 100 градусов Цельсия, или же испарить около 5,7 килограмма воды. В практике однако, получается результат несколько меньший.
Для комнатного отопления еще в 18 веке ирландский ученый испытатель Гайер предложил следующую классификацию дров разных древесных пород при сгорании дров в одинаковом объеме:
- Наиболее жаркие дрова дают: граб, бук, дуб зимний, береза, горная сосна, акация, черная сосна.
- Жаркие дрова дают: клен, ясень, красный ильм, смолистая лиственница, обыкновенная сосна, дуб летний.
- Средне - жаркие дают: ель, пихта, благородный каштан, сибирский кедр.
- Мало - жаркие дрова дают: липа, ольха, осина, тополь, ива.
Горение топлива различают полное и неполное. Полное горение – происходит при достаточном количестве окислителя и завершается полным окислением горючих элементов топлива. При недостаточном количестве окислителя происходит неполное сгорание углерода.
Абсолютной теплоплопроизводительностъю топлива называется то количество теплоты, которое получается при полном сгорании дров. Теплотворная способность дров сильно зависит от степени их сырости.
Искусственная сушка дров повышает теплотворную способность вдвое больше, в зависимости от количества влаги, содержавшейся в дровах до сушки. Теплотворная способность разных пород дров, вообще почти одинакова и для воздушносухих дров с 10-12 % влаги она составляет около 3850 калорий, что означает, что один килограмм такого топлива способен нагреть около 3850 килограмм воды на 1 градус Цельсия.
Кроме оценки дров со стороны их теплотворной способности, часто в практике весьма важно знать температуру сгорания дров, жаропроизводительность. Ту температуру, какую может развить дерево при сжигании. Некоторые виды топлива развивают тепловую энергию при сжигании медленно, а другие сгорают быстро ,с сильным пламенем, давая высокую температуру продуктов горения.
Кроме породы дерева температура сгорания дров зависит еще и от других причин:
- от полноты сгорания, т. е. количества притекающего к топливу воздуха;
- от потерь в окружающее пространство.
Измерение температуры сгорания дров производится при помощи особых приборов, называемых пирометрами. На практике пирометрический эффект дров колеблется в пределах от 770 до 1200 °С. Сравнительное испытание жаропроизводительной способности дров устанавливает нижеследующий их порядок, принимая максимальной температурой сгорания температуру сгорания клена за (1200 градусов).
| Порода | Жаропроизводительность, % (100 % - максимум) | Температура °С |
|---|---|---|
| Горный клен | 100 | 1200 |
| Бук | 87 | 1044 |
| Ясень | 87 | 1044 |
| Граб | 85 | 1020 |
| Боярышник | 82 | 984 |
| Зимний дуб | 75 | 900 |
| Лиственница | 72 | 864 |
| В'яз | 72 | 864 |
| Летний дуб | 70 | 840 |
| Береза | 68 | 816 |
| Пихта |
63 | 756 |
| Акация | 59 | 708 |
| Липа | 55 | 660 |
| Сосна | 52 | 624 |
| Осина | 51 | 612 |
| Ольха | 46 | 552 |
| Ива | 40 | 480 |
| Тополь | 39 | 468 |
Практическим путем было установлена следующая зависимость. При ограниченном доступе воздуха неполное горение дает менее теплоты, но более высокую температуру; при полном горении с таким же объемом воздуха количество теплоты больше при низшей температуре.
Для сравнения теплотворной способности дров с другими сортами топлива, приведем следующую таблицу:
| Виды топлива | Теплопроизводительность |
|---|---|
| Русская нефть | 11700 калорий |
| Нефтяные остатки | 10600 калорий |
| Лучший каменный уголь | 8000 калорий |
| Сухой торф | 5000 калорий |
| Сухие дрова | 3850 калорий |
| Древесные опилки | 2300 калорий |
| Древесный уголь | 7750 калорий |
| Солома | 2500 калорий |
