Горение или тление

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Содержание материала

Дровяная печь — древнейшее изобретение человечества, использующееся и поныне, в том числе и в бане. Совершенствуясь от века к веку, дровяные банные печи сегодня превратились в высокотехнологичные устройства, позволяющие получать заданные микроклиматические условия с высокими показателями эффективности расходования топлива. Но любому отопительному устройству, работающему на дровах, присуща характерная особенность — цикличность процессов горения.
Характер процессов, происходящих в дровяной печи, определяется прежде всего циклическим характером горения самих дров, состоящих из смеси многих органических и неорганических химических соединений с различными свойствами, сгорающих или испаряющихся с различными скоростями. Наиболее неустойчивый параметр дров — их влажность, которая может изменяться в очень широких пределах.
Для характеристики влажного состояния древесины в промышленности применяют условные термины: мокрая древесина с влажностью свыше 100% (при непосредственном контакте с водой — до 250%), свежесрубленная древесина с влажностью 50-100% (древесину с влажностью свыше 30% иногда называют сырой), воздушно-сухая древесина с влажностью 15-20% (выдержанная на воздухе и не увлажнённая осадками), комнатно-сухая древесина с влажностью 8-12% (длительно хранящаяся в отапливаемом помещении), древесина камерной сушки с влажностью 4-8% (специально высушенная в сушильных камерах при температурах 70-100°С), абсолютно сухая древесина, почти полностью лишённая влаги в результате длительной сушки при температурах свыше 100°С (например, при сушке в бане). При длительном хранении в воздушной среде с определённой стабильной температурой и влажностью древесина (особенно в измельчённом виде) приобретает вполне определённую влажность, называемую равновесной (гигроскопической) и приблизительно одинаковую для древесины всех пород (рис. 1).139
Влажность древесины определяют весовым методом (отбираемые из партии образцы взвешивают, высушивают до абсолютно сухого состояния и повторно взвешивают), либо менее надёжным электрическим (влагометрами) — по изменению электрического сопротивления материала.
Влагу в древесине подразделяют на связанную (гигроскопическую), находящуюся в стенках древесных клеток, и свободную, находящуюся в полостях клеток и межклеточных
пространствах. При сушке сначала относительно быстро испаряется свободная влага (летом — за 1-3 месяца), при этом в древесине, называемой сухой, остаётся только гигроскопическая — связанная — влага (с содержанием воды менее предела насыщения клеточных стенок 30%). Предел гигроскопичности (при влажности воздуха 100%) зависит от температуры и изменяется от 30% (при 20°С) до 19% (при 100°С). Равновесная влажность древесины в не насыщенном водяным паром воздухе (то есть в воздухе с относительной влажностью менее 100%) может принимать значения от 1-2% до предела гигроскопичности (см. рис. 1).
Примерная динамика сушки такова. Влажность свежесру-бленной в апреле берёзы (распиленной, колотой, сложенной в поленницу) — 80%. Влажность той же древесины в июле — 30%, в октябре — 25%, в январе — 23%, в апреле через один год хранения — 20%, в апреле через два года хранения — 15%. Дровами же принято считать древесину с влажностью не более 30%, но лучше её сушить минимум один полный год с достижением влажности 20%.
Требования к отделочным древесным материалам более жёсткие, особенно для бань, так как сокращение линейных размеров древесины (например, ширины вагонки) связано именно с удалением связанной воды. В частности, вагонку для бань необходимо сушить либо в камерах, либо на воздухе минимум Згода.
Элементный химический состав абсолютно сухой древесины всех пород практически одинаков: углерод — 49-50%, кислород — 43-44%, водород — 6%, азот — 0,1-0,3%, неорганическая часть -0,1-1% (последняя даёт при сжигании золу и содержит кальций, калий, натрий, магний, кремний и др.).
В древесине содержатся следующие основные вещества: целлюлоза — 39-58%, лигнин — 17-34%, гемицеллюлоза — 15-38%, экстрактивные вещества (танниды, смолы, камедь, эфирные масла).
Плотность древесного вещества (материала клеточных стенок) не зависит от породы и равна 1530 кг/м3. Плотность же древесины в сухом состоянии из-за наличия в ней наполненных воздухом пустот для разных пород колеблется в ши-
роких пределах — от 100 кг/м3 до 1300 кг/м3 (гваякум1). С повышением влажности древесины её плотность возрастает.
Древесина наиболее распространённых отечественных пород при стандартной влажности 12% имеет плотность: ель — 445 кг/м3, осина — 495 кг/м3, сосна — 500 кг/м3, берёза — 630 кг/м3, лиственница — 660 кг/м3, дуб — 690 кг/м3.