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.

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.

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.

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.

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.

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.