Ihmiset ovat polttaneet puuta ammoisista ajoista lähtien. Ja siitä lähtien puuta on käytetty pääpolttoaineena, jota käytetään eri huoneiden lämmittämiseen ja ruoanlaittoon. Huolimatta monista palavista aineista, puu on edelleen yleinen polttoaine 2000-luvulla alhaisen hinnan, saatavuuden ja käsittelyn helppouden ansiosta. Jotta sitä voidaan käyttää tehokkaasti ja turvallisesti uuneissa ja takoissa, sen fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista on oltava tietoa.
P altolämpötilaan vaikuttavat tekijät
Puun maksimi palamislämpötila riippuu lajista ja se voidaan saavuttaa seuraavissa olosuhteissa:
- kosteus - enintään 20 %;
- palamiseen käytetty suljettu tila;
- hapen saatavuus tarvittava määrä.
Voidaan polttaa myös tuoretta polttopuuta, jonka kosteuspitoisuus on 40-60 %, samalla kun:
- raaka polttopuu syttyy vain hyvin lämmitetyssä uunissa;
- lämmön hajoaminenvähenee 20–40 %;
- polttopuun kulutus kasvaa, noin kaksinkertaiseksi;
- noki laskeutuu kiukaan ja savupiipun seinille.
Palamistehokkuus laskee merkittävästi johtuen lämpötilan nostotarpeesta, joka liittyy veden haihtumiseen ja tervan palamiseen havupuista. Ihanteellisissa olosuhteissa pyökin ja tuhkan palamislämpötila on korkein ja poppelin alhaisin. Pyökki, lehtikuusi, tammi ja valkopyökki ovat arvokkaita puulajeja, eikä niitä käytetä polttoaineena. Kotioloissa koivua ja havupuita poltetaan uunissa, sillä ne antavat korkeimman lämpötilan palaessa.
Kumpi puu palaa kuumemmin?
Kuten jo mainittiin, puu on yksi eniten käytetyistä polttoaineista kodin lämmittämiseen kaupungin ulkopuolella. Ottaen huomioon, että kaikki polttopuut palavat eri lämpötiloissa, sinun on valittava ne, jotka ovat parempia. Puun polton pääehto on hapen läsnäolo, ja tämä riippuu suurelta osin takan suunnittelusta. Lisäksi jokaisella puulla on oma kemiallinen koostumus ja tiheys. Mitä tiheämpi puu, sitä enemmän siitä siirtyy lämpöä. Erityisen tärkeää puun suuremman lämmönsiirron kann alta palamisen aikana? tiheyden ja hapen lisäksi siinä on polttopuun kosteuspitoisuus.
Kuiva puu palaa paremmin ja tuottaa enemmän lämpöä kuin kostea puu. Siksi ne katkaisun jälkeen laitetaan puupinoon ja kuivataan katoksen alla vuoden ajan. Jokainen, joka on koskaan lämmittänyt puilla takkaa, on huomannut, että osa niistä palaa.kirkas, vapauttaa paljon lämpöä, kun taas toiset kytevät ja lämmittävät liesi hieman. Osoittautuu, että kaikki riippuu polttopuun lämpötehosta. Tämän indikaattorin mukaan uunipolttoon sopivimmat lajit ovat koivu, mänty ja haapa.
Mitä vapautuu, kun puu palaa?
Puuta poltettaessa syntyy savua, joka koostuu kiinteistä hiukkasista (noki) ja kaasumaisista palamistuotteista. Ne sisältävät puussa olevia aineita. Puun palaessa vapautuvat tuotteet koostuvat typestä, hiilidioksidista, vesihöyrystä, rikkidioksidista ja hiilimonoksidista, jotka voivat palaa edelleen.
Arvioidaan, että jokaisesta puukilosta vapautuu palaessaan noin 800 g kaasumaisia tuotteita ja 200 g hiiltä. Puun palamistuotteiden koostumus riippuu myös olosuhteista, joissa tämä prosessi tapahtuu. Se voi olla:
- Epätäydellinen - tapahtuu, kun happea ei ole riittävästi. Palamisen seurauksena vapautuu aineita, jotka pystyvät palamaan uudelleen. Näitä ovat: noki, hiilimonoksidi ja erilaiset hiilivedyt.
- Täysi - tapahtuu riittävän hapen saantia. Palamisen seurauksena muodostuu tuotteita - hiilidioksidia ja rikkidioksidia, vesihöyryä - jotka eivät enää pysty palamaan.
P altoprosessin kuvaus
Puun polttoprosessissa on useita vaiheita:
- Lämpeneminen - tapahtuu vähintään 150 celsiusasteen lämpötilassa ja ulkoisen tulenlähteen läsnä ollessa.
- Sytytys - vaadittu lämpötila on 450-620 celsiusastettariippuen puun kosteudesta ja tiheydestä sekä polttopuun muodosta ja määrästä.
- Palo - koostuu kahdesta vaiheesta: tulipalosta ja kytevästä. Jonkin aikaa molemmat tyypit toimivat samanaikaisesti. Kun kaasujen muodostuminen lakkaa, vain kivihiili palaa (hajuu).
- Häipyminen – Ilmenee, kun happi katkeaa tai kun polttoaine loppuu.
Tiheä puu palaa hitaammin kuin vähemmän tiheä puu korkeamman lämmönjohtavuutensa ansiosta. Märkää polttopuuta poltettaessa paljon lämpöä kuluu kosteuden haihtumista, joten ne palavat hitaammin kuin kuivat polttopuut. Onko puun polttaminen fysikaalinen vai kemiallinen ilmiö? Tämä kysymys on käytännönläheinen, ja sen oikeasta tulkinnasta riippuvat olosuhteet maksimaaliselle lämmönsiirrolle ja palamisen kestolle. Toisa alta tämä on kemiallinen ilmiö: kun puuta poltetaan, tapahtuu kemiallinen reaktio ja syntyy uusia aineita - oksideja, lämpöä ja valoa vapautuu. Toisa alta se on fysikaalista: prosessin aikana tapahtuu molekyylien kineettisen energian kasvua. Tuloksena käy ilmi, että puun polttoprosessi on monimutkainen fysikaalinen ja kemiallinen ilmiö. Häneen tutustuminen auttaa sinua valitsemaan oikean puulajin, jotta saat itsellesi pitkäaikaisen ja kestävän lämmönlähteen.
Tulta poltettaessa syntyvän savun ominaisuudet
Kun polttopuita heitetään tuleen, savu- ja hiilimonoksidipäästöt lisääntyvät. Lisäksi savu näkyy eri väreissä:
- Valkoinen on aerosoli, joka koostuu pienistä vesipisaroista ja tervahöyrystä, joka tulee uloskylmää puuta. Savulla on erityinen noen haju. Kun tukki lämpenee, se haihtuu, syttyy liekkeihin ja katoaa.
- Harmaa - tulee kuumasta, mutta ei palavasta puusta ja tulipaloista. Se muodostuu korkeassa lämpötilassa kiehuvista öljyistä ja hartseista ja tiivistyy sumuksi. Sen hiukkaset ovat paljon pienempiä kuin valkoisen savun hiukkaset, ja se on kevyempi ja kuivempi kuin se.
- Musta - poltettu terva, nimeltään noki. Se muodostuu hiilivetyjen hajoamisen aikana liekissä riittämättömän hapettumisen aikana.
Tulon savu viipyy kehossa pitkään ja sisältää suuren määrän haitallisia aineita. Tämä tulee muistaa jokaisen, joka rakastaa istua tulella.
Puun ominaisuudet
Eri puulajilla on seuraavat fysikaaliset ominaisuudet:
- Väri - ilmaston ja puulajin vaikutteita.
- Loistaa - riippuu siitä, miten sydämenmuotoiset säteet kehittyvät.
- Tekstuuri - liittyy puun rakenteeseen.
- Kosteus - poistetun kosteuden suhde kuivan puun massaan.
- Kutistuminen ja turpoaminen - ensimmäinen syntyy hygroskooppisen kosteuden haihtumisen, turpoamisen - veden imeytymisen ja tilavuuden kasvun seurauksena.
- Tiheys - suunnilleen sama kaikille puulajeille.
- Lämmönjohtavuus – kyky johtaa lämpöä pinnan paksuuden läpi, riippuu tiheydestä.
- Äänenjohtavuus – ominaista äänen etenemisnopeus, riippuu kuitujen sijainnista.
- Sähkönjohtavuus – läpikulkuvastussähkövirta. Siihen vaikuttaa rotu, lämpötila, kosteus, kuidun suunta.
Ennen puuraaka-aineiden käyttöä tiettyihin tarkoituksiin tutustutaan ensin puun ominaisuuksiin ja vasta sitten se siirtyy tuotantoon.
Puun edut ja haitat
Puulla on seuraavat edut:
- erinomainen työstettävyys;
- kevyt naulaus;
- hyvin petsattu, kiillotettu, lakattu;
- sillä on kyky absorboida ääniä;
- haponkestävyys;
- korkea taivutuskyky.
Puun haittoja ovat:
- muodon ja koon muutos kutistumisen ja turpoamisen vuoksi;
- matala halkeamisvastus;
- mätää;
- hyönteisten aiheuttamat vahingot;
- palo, kun turvallisuussääntöjä ei noudateta.
Puun käyttö talouden eri sektoreilla
Puuta käytetään laaj alti seuraavilla teollisuudenaloilla:
- vaneri - viilu, vaneri;
- puuntyöstö - puulevyt, tulitikut, puusepäntyöt, huonekalut;
- hakkuu - puukemian teollisuuden raaka-aineet, kulutustavarat, kaikenlaiset polttopuut;
- saha - erilaista puutavaraa;
- puukemikaali – terva, puuhiili, etikkahappo;
- massa ja paperi - paperi, pahvi, massa;
- hydrolyysi – rehuhiiva, alkoholietyyli.
Johtopäätös
Puu on yksi eniten käytetyistä materiaaleista maailmassa. Sitä on käytetty vuosisatojen ajan rakentamisessa, huonekalujen valmistuksessa ja asuintilojen lämmityksessä. Puurakenteita käytetään joka perheessä. Puuta käytetään yhä enemmän eri teollisuudenaloilla. Tämän materiaalin tärkeimmät edut ovat ympäristöystävällisyys, korkea lujuus, helppo käsittely, mahdollisuus käyttää jätettä polttoaineena ja muihin tarkoituksiin.
