Drewno opałowe - wartość opałowa, porównanie gatunków, czynniki wpływające na spalanie

Mówiąc o meblach wszelkiego rodzaju, domy w bușteni lub na konstrukcja drewnianadrewniane blaty stołów i żywica epoksydowaNa przykład w przypadku podłóg, podłóg, drzwi, okien i tak dalej, zapomnieliśmy o jednym z najstarszych zastosowań drewna, czyli drewnie opałowym. Jeszcze jakiś czas temu spalanie drewna w piecach, piekarnikach lub pod pirotechniką było normą. Moja babcia ze strony ojca nigdy nie gotowała na niczym innym niż drewno. Chociaż większość ludzi w wiosce przestawiła się na gotowanie na kuchence zasilanej butelką, dziadek nie lubił smaku potraw gotowanych w ten sposób. Babcia gotowała więc na pirostove przed piecem nad ogniem z drewna. Smak był naprawdę wyjątkowy. Wielką radością naszych wnuków było grzebanie w garnkach. Zanim skończyliśmy jeść, wszyscy byliśmy brudni od sadzy z garnków, ale kto by się tym przejmował!

Wróćmy do właściwości palnych drewna. Czy wszystkie gatunki palą się tak samo? Jeśli drewno jest tak różne w zależności od gatunku, a nawet w obrębie tego samego drzewa, to czy ciepło jest takie samo niezależnie od tego, które drewno się pali? Dlaczego czasami trudno jest rozpalić ogień i dlaczego czasami bardzo dymi? W jakiej temperaturze zapala się drewno opałowe? Jak efektywnie spalać drewno? Jestem pewien, że wielu z was zadawało sobie te i wiele innych pytań, podobnie jak ja. Myślę, że są znacznie lepsze sposoby na wykorzystanie drewna niż jako opał, ale nadal doceniam pizzę zrobioną w piecu opalanym drewnem i ogień trzaskający w piecu w zimowy dzień 🙂 .

Jaka jest wartość opałowa drewna?

Kiedy drewno się pali, wytwarza energię. Odczuwamy tę energię jako uwalnianie ciepła. Ilość ciepła wydzielanego przez drewno podczas spalania to jego wartość opałowa. Wartość opałowa to ilość ciepła uwalniana podczas spalania 1 kg drewna opałowego. Jest ona mierzona w kcal/kg, kJ/kg lub kWh/kg, z różnymi wartościami w zależności od jednostki miary. Wartość opałowa określa, jak skutecznie różne rodzaje drewna mogą ogrzać pożądaną przestrzeń.

Wartość opałowa zależy od wilgotności drewna i jest do niej odwrotnie proporcjonalna. Oznacza to, że im wyższa zawartość wilgoci w drewnie, tym niższa wartość opałowa. Zielone, świeżo ścięte drewno wydziela mniej ciepła niż drewno dobrze wysuszone. Maksymalna wartość opałowa jest określana przy wilgotności 0% (bezwzględna wartość opałowa). Ponieważ osiągnięcie takiej wilgotności jest prawie niemożliwe w normalnych warunkach przechowywania drewna opałowego, wilgotność, o której mowa, wynosi 15%, która jest naturalnie ustalana przez drewno podczas suszenia w środowisku. Zaleca się jednak, aby drewno było przechowywane w pomieszczeniu w pobliżu pieca lub kominka przez co najmniej 24 godziny przed umieszczeniem go w ogniu. W tym czasie wilgotność zmniejszy się, a drewno będzie palić się lepiej i wydajniej.

Wartość opałowa - wpływ gatunku drewna i jego struktury wewnętrznej

Wartość opałowa poszczególnych gatunków drewna różni się w zależności od gatunku. Ona zależy od:

1. zawartość celulozy i ligniny. Wartość opałowa ligniny wynosi 6000 kcal/kg, a celulozy i hemicelulozy 4150 kcal/kg. Oznacza to, że drewno opałowe o wyższej zawartości ligniny (drewno o zawartości żywiczny) wydziela więcej ciepła.
2. gęstość - Gęstość drewna opałowego jest bardzo ważna. Im gęstsze drewno, tym wyższa wartość opałowa. Stąd różnice między podstawą pnia drzewa - gęstszą, o wyższej wartości opałowej - a górą - bardziej luźną, spalającą się szybciej i wydzielającą mniej ciepła.
3. Obniżona zawartość wody - Bardzo ważne jest, aby wiedzieć, ile wody zawierało drewno w momencie ścinki, ponieważ po wysuszeniu woda pozostawia puste przestrzenie, co skutkuje bardziej zwiędłym drewnem. Drewno o wilgotności 35-40% w momencie cięcia (np. dąb) będzie znacznie gęstsze przy wilgotności 15% niż drewno o wilgotności 60-65% (np. plop, wierzba).

Pomimo tych różnic, nie ma dużej różnicy w wartości opałowej poszczególnych gatunków w odniesieniu do masy. Nie na tyle, by uznać jeden rodzaj drewna za bezużyteczny opał, podczas gdy inny natychmiast ogrzeje dom. Zauważalna różnica polega na zawartości wilgoci, szybkości spalania, stosunku powierzchni do objętości, do czego przejdziemy za chwilę. Ale najpierw kilka przykładów wartości opałowe określone przy wilgotności 15%. Nie wszystkie źródła podają te same wartości, ale są one dość zbliżone.

• Sosna - 4000 kcal/kg
• Molid - 3725 kcal/kg
• Ciecierzyca - 3700 kcal/kg
• Akacja - 3575 kcal/kg
• Fag - 3550 kcal/kg
• Wiśnia - 3550 kcal/kg
• Dąb - 3450 kcal/kg
• Plop - 3200 kcal/kg

W powyższych przykładach wartość opałowa danego drewna jest powiązana z jego masą. Jeśli jednak jest ona związana z jednostką objętości, gęstsze drewno - dąb, akacja, buk - będzie miało wyższą wartość opałową.

Palność drewna. Czynniki wpływające na spalanie

Stosunek powierzchni do objętości

Drewno pali się, ponieważ jest łatwopalne. Do zapłonu potrzebuje źródła ognia. Drewno o średniej gęstości i wilgotności 12-15% zapala się w temperaturze 300ºC. Palność drewna wzrasta wprost proporcjonalnie do stosunek powierzchni do objętości. Dlatego cienkie drewno, trociny zapalają się szybciej niż kłoda. Również w tym przypadku zawiesina pyłu drzewnego w powietrzu może stanowić mieszankę wybuchową. Drewno pali się od zewnątrz do wewnątrz. Cieńsze drewno zapali się szybciej i spali się szybciej, podczas gdy grubsze drewno będzie palić się dłużej.

Wilgotność

Wilgotność jest kolejnym czynnikiem wpływającym na spalanie. Mokre drewno spala się wolniej, ponieważ najpierw trzeba usunąć z niego wodę. Wartość opałowa mokrego drewna jest niższa, ponieważ część energii jest zużywana na odparowanie wody. Jest ona najpierw uwalniana woda wolna, a następnie woda związana struktury drzewiastej. Woda stopniowo znika, gdy ogień przesuwa się do wewnątrz. Szybkie jej usunięcie powoduje powstanie naprężeń, a drewno pęka, rozprzestrzeniając iskry. Im gęstsze i twardsze drewno, tym większe naprężenia, zwiększające prawdopodobieństwo pojawienia się iskier.

Cyrkulacja powietrza

Spalanie drewna jest procesem utleniającym. Do utrzymania potrzebne jest powietrze (zwłaszcza tlen w powietrzu). Z tego powodu ogień pod przykryciem gaśnie, a gdy pojawia się źródło powietrza, ogień staje się gorętszy (np. po otwarciu drzwi lub okna w pomieszczeniu, w którym tli się ogień). Ustalono, że do spalenia 1 kg drewna potrzeba 0,6 kg powietrza. Ze względu na większą ilość powietrza w dużych garnkach, liściaste palą się lepiej niż żywiczneTe ostatnie mają bardzo cienkie naczynia zamknięte na końcach (tracheidy). Drewno z dużymi porami pali się lepiej niż drewno z małymi porami. Jednak gęstość drewna również odgrywa rolę. Im gęstsze drewno, tym trudniej je zapalić i tym wolniej się pali, dłużej oddając ciepło.

Które gatunki spalają się bardziej efektywnie

Drewno iglaste spala się wolniej i wydziela więcej ciepła (ze względu na wyższą zawartość ligniny). Innym powodem, dla którego drzewa żywiczne wydzielają więcej ciepła, jest zawartość żywicy, która jest uważana za prawdziwe paliwo. Młode lub mniej gęste drewno liściaste spala się szybciej i wydziela mniej ciepła. Wraz ze wzrostem ich gęstości, będą one wydzielać więcej ciepła niż podobna objętość drewna żywicznego.

Płonące drewno - dla ciepła, ochrony i kolorystyki

Spalanie drewna w celu ogrzewania lub gotowania jest w rzeczywistości spalaniem, ponieważ jest całkowite. Pisałem już wcześniej o spalaniu drewna, ale dotyczyło to jego ochrony i barwienia. Dla zainteresowanych japońską metodą Shou Sugi Ban ochrony drewna na zewnątrz lub podkreślania naturalnego wyglądu drewna poprzez spalanie, znajdź informacje tutaj.

Całkowite spalanie drewna opałowego z maksymalną wydajnością powoduje powstanie wody, dwutlenku węgla i popiołu. Popiół stanowi od 0,5 do 1% objętości suchego drewna. Jeśli drewno opałowe jest zbyt mokre i zbyt grube lub powietrze jest niewystarczające (słaby ciąg, drewno zostało ułożone w taki sposób, aby uniemożliwić przepływ powietrza), spalanie jest niekompletne i powstają niebezpieczne gazy (tlenek węgla, tlenek azotu) i dym. Dym to węgiel porwany przez powietrze lub parę wodną przed całkowitym spaleniem i przekształceniem w dwutlenek węgla.

Ciepło pochodzące ze spalania drewna nie jest suche, ponieważ podczas tego procesu usuwana jest woda - zarówno woda zawarta w drewnie, jak i woda pochodząca z całkowitego spalania masy drzewnej. Dlatego w pomieszczeniach z piecem lub kominkiem opalanym drewnem panuje przyjemne ciepło, a w nozdrzach nie odczuwa się suchości.

Odpady drzewne - surowiec do produkcji materiałów palnych

Możliwe jest również wykorzystanie drewna jako paliwa bez spalania pni drzew, ogólnie drewna opałowego. Odpady z obróbki - trociny, pył drzewny - mogą być przetwarzane i przekształcane w źródło energii. Rezultatem są brykiety lub granulki wykorzystywane do opalania kotłów i pieców grzewczych. Ostatnio pellet stał się ulubionym paliwem, ponieważ jest lekki i 10 razy mniejszy od brykietu i może być pneumatycznie transportowany do strefy spalania.

Zarówno brykiety, jak i pellety powstają w wyniku sprasowania odpadów drzewnych w specjalnych urządzeniach bez dodatku kleju. Wiązanie jest spowodowane zawartością wilgoci w drewnie. Dlatego drewno powinno mieć wilgotność pomiędzy 12 a 15%. Jeśli jest bardziej wilgotne, należy je wcześniej wysuszyć, w przeciwnym razie rozpadnie się. Ponadto, aby zapewnić dobre klejenie, w mieszance nie może znajdować się kora. Procesy technologiczne i instalacje są różne, brykiety uzyskuje się przy niższym ciśnieniu niż pelety.

Chociaż jest to tak powszechny temat, mam nadzieję, że znalazłem dla ciebie nowe, przydatne informacje. Jeśli uważasz, że będzie to interesujące dla innych, podziel się tym. Jeśli masz jakieś komentarze, pytania lub uzupełnienia, zostaw je poniżej w przeznaczonym do tego miejscu.