Древесина является довольно сложным материалом по своему химическому составу.


теплотворная способность дров
Почему нас интересует химический состав? Да ведь горение (в том числе и горение дрова в печи) представляет собой химическую реакцию материалов дерева с кислородом из окружающего воздуха. Именно от химического состава той или иной породы древесины и зависит теплотворная способность дров.
Основными связующими химическими материалами в древесине являются лигнин и целлюлоза. Они образуют клетки – своеобразные емкости, внутри которых находится влага и воздух. Также в древесине присутствуют смола, белки, дубильные вещества и другие химические ингредиенты.
От чего зависит теплотворная способность дров?
Химический состав подавляющего большинства пород дерева практически одинаковый. Небольшие колебания химического состава различных пород и определяют различия в теплотворной способности различных пород дерева. Теплотворная способность измеряется в килокалориях – то есть вычисляется количество тепла, получаемое при сжигание одного килограмма дерева той или иной породы. Принципиальных различий между теплотворными способностями различных пород древесины нет. И для бытовых целей достаточно знать усредненные значения.


теплотворность различных пород
Различия между породами в теплотворной способности выглядят минимально. Стоит отметить, что исходя из таблицы может показаться, что выгоднее покупать дрова, заготовленные из древесины хвойных пород, ведь их теплотворность больше. Однако, на рынке дрова поставляются по объему, а не по массе, так что в одном кубометре дров, заготовленных из древесины лиственных пород дерева их будет просто больше.
Вредные примеси в древесине
В ходе химической реакции горения древесина сгорает не полностью. После сгорания остается зола – то есть не сгоревшая часть древесины, а в процессе горения из древесины испаряется влага.
Меньше влияет на качество горения и теплотворность дров зола. Ее количество в любой древесине одинаково и составляет около 1 процента.
А вот влага, находящаяся в древесине может доставить немало проблем при их сжигании. Так, сразу после рубки древесина может содержать до 50 процентов влаги. Соответственно при горении таких дров – львиная доля энергии, выделяющейся с пламенем может уходить просто на испарение самой древесной влаги, не совершая при этом никакой полезной работы.


расчет теплотворной способности
Влага, имеющаяся в древесине резко снижает теплотворную способность любых дров. Сгорающие дрова не просто не выполняют свою функцию, но и становятся неспособными поддерживать необходимую температуру при горении. При этом органика, находящаяся в дровах сгорает не полностью, при горении таких дров выделяется повешенное количество дыма, который загрязняет как дымоход, так и топочное пространство.
Что такое влажность древесины, на что она влияет?
Физическая величина, описывающая относительное количество воды, содержащееся в древесине называется влажностью. Измеряют влажность древесины в процентах.
При измерениях может учитываться два вида влажности:
- Влажность абсолютная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к полностью высушенному дереву. Такие измерения проводятся обычно в строительных целях.
- Влажность относительная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к ее собственному весу. Такие расчеты производятся для древесины, используемой в качестве топлива.
Так, если написано, что древесина имеет относительную влажность в 60%, то её абсолютная влажность выразится в показателе 150%.
Чтобы рассчитать теплотворную способность дров при известной влажности – вы можете использовать следующую формулу:
Анализируя эту формулу можно установить, что дрова, заготовленные из хвойных пород дерева с показателем относительной влажности в 12 процентов при сжигании 1 килограмма выделят 3940 килокалории, а дрова, заготовленные из лиственных пород при сопоставимой влажности выделят уже 3852 килокалории.
Чтобы понять, что представляет собой относительная влажность в 12 процентов – поясним, что такую влажность приобретают дрова, которое длительное время сушатся на улице.
Плотность древесины и ее влияние на теплотворность
Кроме содержания влаги, на теплотворную способность дров влияет и другой фактор, а именно – плотность. Это обычная физическая величина, показывающая, какой вес вещества приходится на стандартный объем (обычно на один кубометр).
Чтобы оценить теплотворность, нужно использовать немного другую характеристику, а именно удельную теплотворность, представляющую собой величину, производную от плотности и теплотворности.
Экспериментальным путем были получены сведения об удельной теплотворности тех или иных пород древесины. Сведения даны для одинакового показателя влажности в 12 процентов. По результатам эксперимента была составлена вот такая таблица:


удельная теплотворность
Используя данные из этой таблицы вы легко сможете сравнить теплотворную способность различных пород древесины.
Какие дрова можно использовать в России
Традиционно, самой любимой породой дров для сжигания в кирпичных печах в России является береза. Хотя по сути береза представляет собой сорняк, семена которого легко зацепляются за любую почву – оно чрезвычайно широко используется в быту. Неприхотливое и быстро растущее дерево верой и правдой служило нашим предкам уже множество веков.
Березовые дрова имеют сравнительно хорошую теплотворность и горят достаточно медленно, ровно, не накаляя чрезмерно печь. Кром того, даже сажа, получаемая при сгорании березовых дров идет в дело – она включает в себя деготь, который используется как в бытовых, так и в лечебных целях.
Кроме березы, из лиственных пород дерева в качестве дров используется древесина осины, тополя и липы. Качество их по сравнению с березой, конечно же не очень, но при неимении других вполне можно пользоваться и такими дровами. Кроме того, липовые дрова при сгорании выделяют особый аромат, который считается полезным.
Дрова из осины дают высокое пламя. Их можно использовать на заключительном этапе топки, чтобы выжечь сажу, образовавшуюся при сжигании других дров.
Также довольно ровно горит ольха, и после сгорания она оставляет небольшое количество золы и сажи. Но опять же по сумме всех качество ольховые дрова не могут составить конкуренцию березовым. Но с другой стороны – при использовании не в бане, а для приготовления пищи – ольховые дрова очень даже неплохи. Их ровное горение помогает качественно готовить пищу, особенно выпечку.
Дрова, заготовленные из плодовых деревьев встречаются довольно редко. Такие дрова, а особенно клен горят очень быстро и пламя при горении достигает очень высокой температуры, что может негативно сказаться на состоянии печи. К тому же вам всего лишь нужно нагреть в бане воздух и воду, а не плавить в ней металл. При использовании таких дров их необходимо перемешивать с дровами с низкой теплотворной способностью.
Дрова из хвойных пород дерева используются довольно редко. Во-первых, такая древесина очень часто используется в строительных целях, а во-вторых – наличие большого количества смолы в хвойных деревьях загрязняет топки и дымоходы. Топить печку хвойными дровами имеет смысл только после длительной сушки.
Как заготавливать дрова
Заготовка дров начинается обычно в конце осени или в начале зимы, до установления постоянного снежного покрова. Срубленные стволы оставляются на делянах для первичной сушки. По прошествии некоторого времени, обычно зимой или в начале весны дрова вывозятся из леса. Это связано с тем, что в этот период не проводится аграрных работ и замерзшая земля позволяет нагружать больший вес на транспортное средство.
Но это традиционный порядок. Сейчас, в связи с большим уровнем развития техники дрова можно заготовлять круглый год. Предприимчивые люди могут привести вам уже попиленные и поколотые дрова в любой день за разумную плату.
Как пилить и колоть дрова
Распилите привезенное бревно на отрезки, подходящие по размеру вашей топки. После полученные колоды раскалываются на поленья. Колоды с сечением более 200 сантиметров колются колуном, остальные – обычным топором.
Колоды колются на поленья так, чтобы сечение получившегося полена составляло около 80 кв.см. Такие дрова будут довольно долго гореть в банной печи и выделять больше жара. Поленья меньшего сечения используются для растопки.


поленница
Нарубленные поленья складываются в поленницу. Она предназначается не просто для накопления топлива, но и для просушки дров. Хорошая поленница будет располагаться на открытом пространстве, продуваемом ветром, но под навесом, защищающим дрова от атмосферных осадков.
Нижний ряд бревен поленницы укладывается на лаги – длинные жерди, которые предотвращают контакт дров с влажной почвой.
Сушка дров до приемлемого значения влажности происходит примерно за год. К тому же древесина в поленьях сохнет гораздо быстрее, чем в бревнах. Нарубленные дрова достигают приемлемого значения влажности уже за три месяца лета. При годовой сушке дрова в поленнице получат влажность в 15 процентов, которая идеально подходит для сгорания.
Теплотворная способность дров: видео
Плотность и коэффициент теплоотдачи дерева являются ключевыми факторами, которые влияют на качество дров. При этом физические величины взаимосвязаны: чем выше показатель твёрдости, тем выше и теплоотдача дерева, а значит, и удельная теплота сгорания дров.
Достоинства дров с высокой теплоотдачей
Дрова с высокой удельной теплотой ценят за ряд характеристик:
- способность поддержать длительное горение,
- образование большого количества углей, которые необходимы для поддержания жара,
- выделение большого количества тепла.
У каких дров лучшая теплотворность
Теплотворность у разных сортов древесины существенно отличается. Наиболее высокая удельная теплота присуща следующим видам деревьев:
- дуб,
- горная и чёрная сосна,
- граб,
- ясень,
- берёза,
- бук.
Особенно впечатляет теплоотдача бука, ясеня, граба и зимнего дуба (разновидности дуба черешчатого). Их жаропроизводительность составляет 75-87%. теплоотдача березы несколько ниже —12 500-16 500 КДж/кг (против 15 000 – 20 000 КДж/кг у дуба), но в любом случае показатель жаропроизводительности составляет не менее 68%. У дров из ольхи, тополя, осины, сосны, ели теплотворность существенно ниже.
Дрова (естественная сушка) | Теплотворная способность кВт. ч/кг | Теплотворная способность мега Джоуль/кг | Теплотворная способность Мвтч./сладометр | Объемная плотность в кг/дм³ | Плотность кг/сладометр |
---|---|---|---|---|---|
Грабовые дрова | 4,2 | 15 | 2,1 | 0,72 | 495 |
Буковые дрова | 4,2 | 15 | 2,0 | 0,69 | 480 |
Ясеневые дрова | 4,2 | 15 | 2,0 | 0,69 | 480 |
Дубовые дрова | 4,2 | 15 | 2,0 | 0,67 | 470 |
Березовые дрова | 4,2 | 15 | 1,9 | 0,65 | 450 |
Дрова из лиственницы | 4,3 | 15,5 | 1,8 | 0,59 | 420 |
Сосновые дрова | 4,3 | 15,5 | 1,6 | 0,52 | 360 |
Еловые дрова | 4,3 | 15,5 | 1,4 | 0,47 | 330 |
Что влияет на теплоотдачу кроме сорта
При изучении информации выше, на примере древесины дуба, вы уже видели, что даже у одного вида дерева показатель теплопроводности может варьироваться в пределах целых 5 000 КДж/кг. С чем же это связано?
Причина – в разной степени влажности. Потери в 5 000 КДж/кг для древесины дуба вполне обычное явление, если вместо сухих дров(15% влажности) вы выберите сырые поленья (с влажностью около 40 %).
По этой причине поленья важно хранить в хорошо проветриваемом и защищённом от осадков и других «проделок» непогоды помещении. Если дрова хранятся на улице, обязательно укройте поленницу рубероидом, плёнкой или шифером, следя, чтобы под плёнкой не скапливался конденсат.
Схожая теплотворность, различная степень жара
Некоторые владельцы отмечают, что при использовании при топке печи, камина древесины с одинаковым показателем, количество жара очень разнится. Яркий пример – топка печи сосновыми и еловыми дровами.
От камина, который топят сосновыми поленьями, жар ощущается гораздо сильнее, чем от камина, в топку которого бросают еловые поленья.
Причина – в разном содержании смол. У сосны их концентрация гораздо выше нежели, чем у ели. Кстати, по этой же причине в помещении, которое отапливается смолянистыми дровами, стоит более устойчивый аромат.
Кроме того от еловой древесине при протапливании печи, камина отказываются из-за того, что это так называющая стреляющая порода при открытой топке высока вероятность, того что «выпрыгнувшие» горячие частицы приведут к пожару.
Берёза, осина, дуб: приобретаем дрова
Несмотря на то, что теплоотдача березы ниже теплоотдачи дуба, а теплотворная способность поленьев осины, ольхи ещё ниже, ольху, осину, березу чаще используют для печи, котла, камина.
Это можно объяснить двумя факторами:
- Дубовые дрова один из самых дорогих. Их часто даже называют «царские».
- Древесина дуба очень прочная и плохо колется. И если для производства мебели – это несомненный плюс, то для дров – недостаток.
Что же касается активного использования дров из ольхи и осины, то это можно объяснить их низкой стоимостью. А если сравнивать их свойства с берёзой, то можно найти и существенное превосходство: сажи ольха и осина дают гораздо меньше, нежели берёза. Опять-таки, если ольха, осина нужна для открытой топки, помните об этом и не устраивайте пожароопасную ситуацию.
Впрочем, для закрытой топки котла это непринципиально, а для устройства барбекю и вовсе, главное, обеспечить не горение дров, а именно появление углей.
Теплопроводность древесины и миф
Нередко можно услышать, что гниль в отличие от влажности на показатель теплопроводности практически не влияет. Чаще всего такой миф запускают недобросовестные продавцы дров, чтобы е избавиться от испорченной продукции.
Позволить себе приобрести партию поленьев с гнилью можно разве только в том случае, если гниль коснулась отдельных чурбаков, а далее стоит вспомнить физику: гниль разрушает структуру древесины, а значит, плотность, уменьшается, а с ней же ухудшается и показатель теплотворности.
Советы по выбору дров
Итак, при выборе дров, не важно стоит у вас твердотопливный котел, печь или камин, следуйте следующим правилам:
- Обращайте внимания на плотность материала. Чем она выше, тем лучше.
- В качестве топлива используйте сухие поленьям.
- Учитывайте тип топки (открытая, закрытая).
- Берите во внимание елевое использование (отопление дома, барбекю).
Следуйте этим рекомендациям, и тогда покупка дров для дома, дома, бани не сможет обернуться для вас разочарованием. Помните, что цена – далеко не единственный фактор, который влияет на выбор.
Таблица теплоты сгорания дров в котлах и печах
Для тех хозяев, что решили отапливать свой дом твердым топливом, предназначен этот материал. Не сразу удается разобраться, каким топливом отапливать дом дешевле, каким комфортнее. Часто хозяева частных домов идут на поводу у консультантов из магазина, торгующего котлами и печами, и покупают то, что посоветовали им в магазине.
Но консультанту из магазина не жить в вашем доме, ему не придется каждый день топить ваш котел и выслушивать жалобы домашних на холод и сырость в помещениях. А потому консультантов можно причислить к лицам заинтересованным и слушать их доводы через раз.
А для себя раз и навсегда уяснить один момент – только хозяин частного дома один «за себя». Все остальные «против него» — шабашники, производители строительных материалов, производители и продавцы котлов и печей, Газпром, РАО ЕЭС и прочая и прочая.
Так что слушать кого бы то ни было нужно аккуратно, лучше читать обширные темы на всеми уважаемых строительных форумах и выбирать оттуда, пусть и по крупице, необходимые знания.
Даже среди флуда и взаимных оскорблений на строительном форуме вам удастся почерпнуть больше практических знаний, нежели из рекламного буклета производителя или из консультаций продавца в магазине.
Одним из таких камней преткновения, который весьма по своему толкуют производители твердотопливных котлов и печей и консультанты в специализированных магазинах и фирмах – это показатель КПД котла или печи.
Некоторые производители заявляют на свои котлы КПД в 85-90 процентов, хотя предлагают топить свои теплогенераторы углем и дровами. Некоторые производители предлагают потребителю котлы с КПД выше 100 процентов, аргументируя это процессами генерации газа из древесины и пиролизным горением.
А некоторые пишут, что в их печах прямого горения дрова горят до 6-8 часов и могут обогреть чуть ли не дворец в 3 этажа и в несколько десятков комнат.
Поверив, потребитель покупает котел или печь с маркировкой 15 квт, надеясь при помощи этого теплогенератора отопить дом площадью 150 квадратных метров. Пускай его дом нормального утеплен, и по СНиП должно хватать 1 квт тепловой мощности печи или котла на 10 кв.м. дома.
Потребитель начинает топить свой котел дровами, но температура в системе отопления не желает подниматься даже до заветных +65С, не то что до +90С. Дрова летят и летят в топку котла, а дом понемногу замерзает. В чем же дело?
Причин такой ситуации может быть несколько, и со временем мы их все разберем. А пока, вот вам самая первая причина.
Производитель «слегка» лукавит, указывая мощность своего котла или печи в 15 квт при топке «идеальными» дровами – дровами с высокой теплотворной способностью.
А, как известно, древесина разных пород имеет разную теплотворную способность. Посмотрите на представленную ниже таблицу теплоты сгорания дров:
Даже если принять как данность, что все породы древесины в дровах будут использоваться при топке одинаковой влажности, то посмотрите, что получается:
- Бук или дуб почти в 1,5 раза дают больше тепла при топке, чем «слабые» породы дерева – верба, ива и тополь.
- Хвойные породы, находясь в «середнячках», тем не менее, на 40-50 процентов дают меньше тепла при топке.
Производитель, указав мощность в 15 квт для теплотворности высококалорийных дров, заранее ставит потребителя в невыгодное положение, если тот не имеет возможности такие дрова покупать или заготавливать.
Смотрите на таблицу теплоты сгорания дров и понимайте, что если вы топитесь обрезками тополя или остатками досок от строительства, то ТТ котел или печь вам придется выбирать с номиналом в 1,5 раза выше от того, что написано у производителя.
То есть, для того, чтобы отопить дом в 150 кв.м. тополем или сосновыми дровами, вам придется выбрать котел или печь мощностью в 20-23 квт.
Будут вопросы, задавайте их мне, контакты есть на сайте.
С уважением, Сергей Ивашко.
|
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Тепловые величины: теплоемкость, теплопроводность, температуры кипения, плавления, пламени. Удельные теплоты сгорания и парообразования. Термические константы. Коэффициенты теплообмнена и расширения / / Удельная теплота сгорания (теплотворная способность). Высшая и низшая теплота сгорания. Потребность в кислороде. / / Дровяное отопление. Удельная теплота сгорания сухого и влажного дерева. Теплотворность дров. Практическое тепловыделение сухих и влажных дров при печном отоплении. Объемная теплотворность дров. Жаропроизводительность, температура горения дерева (дров)
Поделиться:
|
Теплотворность дров
Дрова – соразмерные очагу куски древесины, используемые для разведения и поддержания в нем огня. По своему качеству, дрова – это самое нестабильное топливо в мире…
- Топливо – дрова
- Государственный стандарт на дрова
- Учёт дров
- Теплотворность дров
- Таблица теплотворности дров
- Теплотворность гнилых дров
- Теплотворность влажных дров
- Теплотворность дров из разных регионов
- Зола | Зольность дров
- Жаропроизводительность дров
- Качество дров (народная практика)
Топливо – дрова
Дрова – самый древний и традиционный источник тепловой энергии, который относится к возобновляемому виду топлива. По определению, дрова – это соразмерные очагу куски древесины, используемые для разведения и поддержания в нём огня. По своему качеству, дрова – это самое нестабильное топливо в мире.
Тем не менее, весовой процентный состав любой дровяной массы примерно одинаков. В него входят – до 60% целлюлозы, до 30% лигнина, 7…8% сопутствующих углеводородов. Остальное (1…3%) – минеральные вещества
Государственный стандарт на дрова
На территории России действует
ГОСТ 3243-88 Дрова. Технические условия
Скачать GOST_3243-88.pdf [229,53 Kb] (cкачиваний: 1737)
Стандарт времён Советского Союза определяет:
- Сортамент дров по размеру
- Допустимое количество гнилой древесины
- Сортамент дров по теплотворности
- Методику учёта количества дров
- Требования к транспортированию и хранению
дровяного топлива
Из всей ГОСТ-овской информации, самая ценная – это методы обмеров дровяных штабелей и коэффициенты для перевода величин из складочной меры в плотную (из складометра – в кубометр). Кроме этого, вызывает ещё некоторый интерес пунктик по ограничению ядровой и заболонной гнили (не более 65% площади торца), а также запрет на наружную трухлявость. Вот только трудно представить себе такие гнилые дрова в наш космический век погони за качеством.
Согласно ГОСТ 3243-88, Полено имеет ограничение по длине: Полено имеет ограничение по толщине (в поперечном сечении): |
Что касается теплотворности,
то ГОСТ 3243-88 разделяет все дрова на три группы:
|
Градация теплотворности дров в зависимости от породы дерева по ГОСТ 3243-88 несколько не совпадает с расчётной теплотворностью древесины в зависимости от породы дерева, см.: |
Учёт дров
Для учёта любой материальной ценности, самое главное – способы и методы подсчёта её количества. Количество дров можно учитывать, или в тоннах и килограммах, или в складочных и кубических метрах и дециметрах. Соответственно – в массовых или в объёмных единицах измерения
- Учёт дров в массовых единицах измерения
(в тоннах и килограммах)
Этот способ учёта дровяного топлива используется крайне редко из-за своей громоздкости и неповоротливости. Он позаимствован у строителей-деревообработчиков и является альтернативным методом для тех случаев, когда дрова проще взвесить, нежели определить их объём. Так, например, иногда при оптовых поставках дровяного топлива бывает проще взвешивать отгруженные «с верхом» вагоны и автомобили-лесовозы, нежели определять объём возвышающихся на них бесформенных дровяных «шапок»Преимущества
учёта дров в массовых единицах измерения
– простота обработки информации для дальнейшего подсчёта суммарной теплотворности топлива при теплотехнических расчётах. Потому что, теплотворность весовой меры дров высчитывается по простенькой формуле и практически неизменна для любой породы дерева, независимо от географического места её произрастания и степени трухлявости. Таким образом, при учёте дров в массовых единицах происходит учёт чистого веса горючего материала за минусом веса влаги, количество которой определяется прибором-влагомеромНедостатки
учёта дров в массовых единицах измерения
– способ абсолютно неприемлем для обмера и учёта партий дров в полевых условиях лесозаготовки, когда требуемого спецоборудования (весов и прибора-влагомера) может не оказаться под рукой
– результат замера влажности вскорости становится неактуальным, дрова быстро сыреют или подсыхают на воздухе - Учёт дров в объёмных единицах измерения
(в складочных и кубических метрах и дециметрах)
Этот способ учёта дровяного топлива получил самое широкое распространение, как наиболее простой и быстрый способ учёта дровяной топливной массы. Поэтому, учёт дров повсеместно производится в объёмных единицах измерения – складометрах и кубометрах (складочная и плотная меры)Преимущества
учёта дров в объёмных единицах измерения
– предельная простота в исполнении обмеров дровяных штабелей линейным метром
– результат обмера легко контролируется, остаётся неизменным долгое время и не вызывает сомнениям
– методика обмеров дровяных партий и коэффициенты для перевода величин из складочной меры в плотную стандартизированы и изложены в ГОСТ 3243-88Недостатки
учёта дров в массовых единицах измерения
– платой за простоту учёта дров в объёмных единицах становится усложнение дальнейших теплотехнических расчётов для подсчёта суммарной теплотворности дровяного топлива (нужно учитывать породу дерева, место его произрастания, степень трухлявости дров и т.д.)
Теплотворность дров
Теплотворность дров,
она же – теплота сгорания дров,
она же – теплотворная способность дров
Чем теплотворность дров отличается от теплотворности древесины?
Теплотворность древесины и теплотворность дров – родственные и близкие по значению величины, отождествляемые в повседневной жизни с понятиями «теория» и «практика». В теории мы изучаем теплотворность древесины, а на практике – имеем дело с теплотворностью дров. При этом, реальные дровяные чурбаки могут иметь куда более широкий спектр отклонений от нормы, нежели лабораторные образцы.
Например, у реальных дров есть кора, которая не является древесиной в прямом смысле этого слова и, тем не менее – занимает объём, участвует в процессе горения дров и имеет собственную теплотворность. Зачастую, теплотворность коры значительно отличается от теплотворности самой древесины. Кроме этого, реальные дрова могут быть гнилыми и трухлыми, иметь разную плотность древесины в зависимости от региона произрастания, иметь большой процент внешней зольности и др.
Таким образом, для реальных дров – показатели теплотворности носят обобщённый и слегка заниженный характер, поскольку для реальных дров – нужно учитывать в комплексе все отрицательные факторы, снижающие их теплотворность. Этим и объясняется разница в меньшую сторону по величине между теоретически-расчётными значениями теплотворности древесины и практически-прикладными значениями теплотворности дров.
Иными словами, теория и практика – это разные вещи.
см:
Таблица объёмной теплотворности дров
Таблица объёмной теплотворности древесины
Теплотворность дров – это объём полезного тепла, образующийся при их сгорании. Под полезным теплом подразумевается теплота, которую можно отобрать от очага без ущерба для процесса горения. Теплотворность дров – важнейший показатель качества дровяного топлива. Теплотворность дров может колебаться в широких пределах и зависит, в первую очередь, от двух факторов – теплотворности самой древесины и её влажности.
- Теплотворность древесины зависит от количества горючего древесинного вещества, присутствующего в единице массы или объёма древесины. (более подробно про теплотворность древесины в статье – «Древесина | Теплотворность древесины»)
- Влажность древесины зависит от количества воды и иной влаги, присутствующих в единице массы или объёма древесины. (более подробно про влажность древесины в статье – «Дрова | Влажность древесины»)
Различают массовую и объёмную теплотворность дров в зависимости от того, в массовых или в объёмных единицах произведён учёт топлива. На данный момент, широко практикуется учёт дров в объёмных единицах (складометрах и кубометрах). Поэтому, объёмная теплотворность дров выходит на первый план и становится решающим фактором при их выборе.
Таблица объёмной теплотворности дров
Градация теплотворности по ГОСТ 3243-88
(при влажности древесины 20%)
Конвертер единиц объёмной теплотворности (Дж/см3, кал/см3)
Порода дерева | Объёмная удельная теплотворная способность дров (ккал/дм3) |
|
Берёза | 1389…2240 |
Первая группа берёза, бук, ясень, граб, ильм, вяз, клён, дуб, лиственница |
бук | 1258…2133 | |
ясень | 1403…2194 | |
граб | 1654…2148 | |
ильм | не найдено (аналог – вяз) |
|
вяз | 1282…2341 | |
клён | 1503…2277 | |
дуб | 1538…2429 | |
лиственница | 1084…2207 | |
сосна | 1282…2130 |
Вторая группа сосна, ольха |
ольха | 1122…1744 | |
ель | 1068…1974 |
Третья группа ель, кедр, пихта, осина, липа, тополь, ива |
кедр | 1312…2237 | |
пихта |
не найдено |
|
осина | 1002…1729 | |
липа | 1046…1775 | |
тополь | 839…1370 | |
ива | 1128…1840 |
Теплотворность гнилых дров
Абсолютно верно утверждение, что гниль ухудшает качество дров и уменьшает их теплотворность. Но вот, на сколько сильно уменьшается теплотворность гнилых дров – это вопрос. Советские ГОСТ 2140-81 и ГОСТ 3243-88 определяют методику измерения размеров гнили, ограничивают количество гнили в полене и количество гнилых поленьев в партии (не более 65% площади торца и не более 20% от общей массы, соответственно). Но, при этом – стандарты никак не указывают на изменение теплотворности самих дров.
Очевидно, что в пределах требований ГОСТ-ов не наступает сколь существенного изменения общей теплотворности дровяной массы из-за гнили, поэтому – отдельными гнилыми чурбаками можно смело пренебречь.
Если же гнили больше, чем допустимо по стандарту, то учёт теплотворности таких дров целесообразно производить в массовых единицах измерения. Потому что, при гниении древесины происходят процессы, которые разрушают древесинное вещество и нарушают его клеточную структуру. При этом, соответственно – уменьшается плотность древесины, что в первую очередь сказывается на её весе и практически не сказывается на её объёме. Таким образом, массовые единицы теплотворности будут более объективны для учёта теплотворности очень гнилых дров.
По определению, массовая (весовая) теплотворность дров – практически не зависит от их объёма, породы дерева и степени трухлявости. И, только влажность древесины – оказывает большое влияние на массовую (весовую) теплотворную способность дров
Теплотворность весовой меры трухлых и гнилых дров практически равна теплотворности весовой меры обычных дров и зависит только от влажности самой древесины. Потому что, только вес воды вытесняет вес горючего древесинного вещества из весовой меры дров, плюс потери тепла на испарение воды и разогрев водяного пара. Что собственно нам и надо.
Соответственно, расчётная массовая теплотворность древесины выглядит так:
для комнатно-сухой древесины, влажностью 7…18%
Q(теплотворность) = 4250…3700 ккал/кг
для воздушно-сухой древесины, влажностью 25…30%
Q(теплотворность) = 3120…2870 ккал/кг
для сплавной древесины, влажностью 50…70%
Q(теплотворность) = 1620…720 ккал/кг
Теплотворность дров из разных регионов
Объёмная теплотворность дров для одной и той же породы дерева, произрастающего в разных регионах может отличаться за счёт изменения плотности древесины в зависимости от водонасыщённости почвы в районе произрастания. Причём, совсем не обязательно это должны быть разные регионы или области страны. Даже в пределах небольшого участка (10…100 км) лесозаготовки, объёмная теплотворность дров для одной и той же породы дерева может изменяться с разницей в 2…5% за счёт изменения плотности древесины. Это объясняется тем, что в засушливой местности (в условиях недостатка влаги) нарастает и образуется более мелкая и плотная клеточная структура древесины, нежели в богатой на воду болотистой земле. Таким образом, суммарное количество горючего древесинного вещества в единице объёма будет выше для дров, заготовленных на более сухих участках даже для одного и того же района лесозаготовки. Конечно, разница не так уж и велика, примерно 2…5%. Тем не менее, при крупных заготовках дров это может дать реальный экономический эффект.
Массовая теплотворность для дров из одной и той же породы дерева, произрастающего в разных регионах абсолютно не будет разниться, поскольку массовая теплотворность не зависит от плотности древесины, а зависит только от её влажности
Зола | Зольность дров
Зола – это минеральные вещества, которые содержатся в дровах и которые остаются в твёрдом остатке после полного сгорания дровяной массы. Зольность дров – это степень их минерализации. Зольность дров измеряется в процентах от общей массы дровяного топлива и показывает на количественное содержание в нём минеральных веществ.
Различают внутреннюю и внешнюю золу
Внутренняя зола | Внешняя зола |
Внутренняя зола – это минеральные вещества, которые содержатся непосредственно в древесинном веществе | Внешняя зола – это минеральные вещества, которые попали в дрова извне (например, при заготовке, транспортировке или хранении) |
Внутренняя зола – тугоплавкая масса (выше 1450 °С), которая легко удаляется из высокотемпературной зоны горения топлива | Внешняя зола – легкоплавкая масса (менее 1350°С), которая спекается в шлак, прикипающий к футеровке камеры сгорания отопительного агрегата. Как следствие такого спекания и прикипания – внешняя зола плохо удаляется из высокотемпературной зоны горения топлива |
Содержание внутренней золы древесинного вещества находится в пределах от 0,2 до 2,16% от общей дровяной массы | Содержание внешней золы может достигать 20% от общей дровяной массы |
Зола – это нежелательная часть топлива, которая снижает его горючую составляющую и затрудняет эксплуатацию отопительных агрегатов |
Жаропроизводительность дров
Жаропроизводительность дров – это максимальная температура горения, которая развивается при полном сгорании топлива при условии, что все выделяющееся тепло расходуется только на нагрев продуктов горения. Чем выше жаропроизводительность дров, тем выше качество тепловой энергии, выделяющейся при их сжигании.
По определению Д.И. Менделеева, жаропроизводительность – это предел для значения температуры горения топлива, при котором реальная температура горения дров стремится к теоретически максимально-возможной.
Теоретическая максимально-возможная температура (жаропроизводительность), развиваемая древесиной при горении равна 1547°С. Практическая-же максимальная температура, развиваемая древесиной при горении, находится в пределах 700…1200°С. Такая разница объясняется охлаждением холодным воздухом высокотемпературной зоны горения.
Интересно, что в доменных и мартеновских печах, где реализован принцип подачи подогретого воздуха в зону горения дров (древесного угля), легко достигается температура плавления чугуна и стали 1250…1500°С
Жаропроизводительность дров зависима от их влажности. При влажности дров в 55% и более, практически вся теплота от сгорания древесинного вещества уходит на испарение содержащейся влаги и разогрев водяного пара. При этом, жаропроизводительность дров понижается более чем в 2 раза и нет смысла использовать такие сырые дрова в отопительных целях.
Качество дров (народная практика)
Как показала многолетняя народная отопительная практика, все дрова, используемые в отопительных целях, можно условно разделить на три большие группы:
- Дрова из твёрдых лиственных пород древесины
(дуб, берёза, бук, вяз, граб, акация, ольха и др.)
Это самые качественные дрова. Они имеют высокую теплотворность, долго и жарко горят, образуют много тлеющих углей (жар). При горении дров из твёрдых лиственных пород, в топке отопительного агрегата длительное время поддерживается высокая и стабильная температура - Дрова из мягких лиственных пород древесины
(липа, осина, тополь, ива и др.)
Качество этих дров значительно ниже. Они имеют невысокую теплотворность, быстро сгорают и не образуют тлеющие угли (жар). При горении дров из мягких лиственных пород, редко удаётся стабилизировать температуру в топке отопительного агрегата (дрова быстро сгорают) - Дрова из хвойных пород древесины
(сосна, лиственница, ель, кедр, туя и др.)
Дрова из этой группы отличаются высоким содержанием смолы. Смоляные поленья горят долго и жарко, но увы – весьма дымно. Это потому, что смола сгорает не полностью. Остатки смолы в виде копоти и сажи оседают в дымоходе и внутренних частях отопительного агрегата. Вышесказанное не относится к дровяным пиролизным котлам, в которых вообще не образуется сажа за счёт предварительного пиролиза (термического разложения) топлива в газообразное состояние
Теплотворность дров | Теплотворная способность дров на tehnopost.kiev.ua
- Топливо – дрова
- Государственный стандарт на дрова
- Учёт дров
- Теплотворность дров
- Таблица теплотворности дров
- Теплотворность гнилых дров
- Теплотворность дров из разных регионов
- Зола | Зольность дров
- Жаропроизводительность дров
- Качество дров (народная практика)
Альтернативное Отопление: дрова теплотворность топливо дровяное отопление древесина
Потрескивающий звук дров в камине или в печке всегда ассоциировался с теплом, покоем и уютом. Горение дров отличается от сжигания других форм топлива некой чарующей притягательностью. Если и Вы поклонник традиционного вида отопления дома дровами, то Вам очень интересно будет узнать о том, какие виды дров существуют, их особенности, и теплоотдача дров из какой именно древесины лучше всего подойдет для комфортного прогревания.
Что такое «дрова»?
Дрова — это кусочки дерева, которые используют для сжигания в печках, каминах, топках или в обычный костер под открытым небом для получения тепла, света и жара. При этом все они отличаются своей силой горения, на что влияет несколько факторов. В первую очередь, горение дров и теплоотдача дров зависят от процента их влажности. К примеру, свежесрубленное дерево содержит влаги до 50%. Поэтому, перед тем как начать его использовать в качестве топлива, его лучше тщательно просушить. Также, быстрота горения будет зависеть и от плотности дерева, например — у более рыхлых пород деревьев она выше, чем у пород с более мелкими порами.
Дрова, с позиции пригодности для сжигания, можно посчитать сухими, если содержание в них влаги 15–20%!!!
Показатели теплотворности дров (количество теплоты, которое всегда выделяется при полном сжигании одного килограмма древесины в зависимости от влажности) показаны в ниже-приведенной таблице:
Что касается дров для каминов, то их заготавливают в пиленном и колотом виде. Длина полена в основном от 25 и до 33 сантиметров. Влаги в них должно содержаться как можно меньше. Такие дрова продаются в насыпных складометрах, или их упаковывают и реализуют по весу.
Какие дрова выбрать?
Для отопления применяются разные породы дров. Преимущественным критерием, по которому выбирают эти или другие дрова для дровяных каминов и печек, является их теплотворное качество (т.е. теплоотдача дров разных пород), а также длительность горения и удобство при использовании (запах, вид пламени). А это, как мы уже говорили, зависит от плотности дре
Теплотворность древесины
Теплотворность древесины,
она же – теплота сгорания древесины,
она же – теплотворная способность древесины
Древесина – очень разнообразный по своим свойствам природный отопительный материал, который относится к восстанавливаемым видам топлива. Отопительная ценность древесины определяется её теплотворностью и зависит от многих факторов, каждый из которых может иметь очень широкие отклонения от нормы. Поэтому, теоретическое определение и расчёт теплотворности древесины носит исключительно обобщающий характер и даёт лишь приблизительные цифры. Точное определение теплотворности древесины возможно только в лабораторных условиях и будет верно лишь для исследуемого образца. При этом его (образец) просто сжигают в калориметре и смотрят на полученный результат. Теплотворность древесины и теплотворность дров – близкие по значению понятия. |
- Древесинное вещество
- Теплотворность древесины
- Удельная теплотворность древесины
- Высшая (абсолютная) теплотворность древесины
- Низшая (рабочая) теплотворность древесины
- Низшая (рабочая) массовая удельная теплотворность
- Низшая (рабочая) объёмная удельная теплотворность
- Расчёт теплотворности древесины
- Таблица удельной теплотворности древесины
для разных пород дерева - Перевод единиц объёмной теплотворности древесины
Таблица удельной теплотворности древесины
для разных пород дерева
Порода дерева |
Абсолютная |
Рабочая |
Рабочая (низшая) объёмная теплотворная способность древесины (ккал/дм3) |
Плотность древесины (кг/дм3) |
Предел плотности древесины (кг/дм3) |
Дуб | 4753 | 4000 | 3240 | 0,810 | 0,690-1,03 |
Ясень | ––||–– | ––||–– | 3000 | 0,750 | 0,520-0,950 |
Рябина (дерево) | ––||–– | ––||–– | 2920 | 0,730 | 0,690-0,890 |
Яблоня | ––||–– | ––||–– | 2880 | 0,720 | 0,660-0,840 |
Бук | ––||–– | ––||–– | 2720 | 0,680 | 0,620-0,820 |
Акация | ––||–– | ––||–– | 2680 | 0,670 | 0,580-0,850 |
Вяз | ––||–– | ––||–– | 2640 | 0,660 | 0,560-0,820 |
Лиственница | ––||–– | ––||–– | 2640 | 0,660 | 0,470-0,560 |
Клён | ––||–– | ––||–– | 2600 | 0,650 | 0,470-0,560 |
Берёза | ––||–– | ––||–– | 2600 | 0,650 | 0,510-0,770 |
Груша | ––||–– | ––||–– | 2600 | 0,650 | 0,610-0,730 |
Каштан | ––||–– | ––||–– | 2600 | 0,650 | 0,600-0,720 |
Кедр | ––||–– | ––||–– | 2280 | 0,570 | 0,560-0,580 |
Сосна | ––||–– | ––||–– | 2080 | 0,520 | 0,310-0,760 |
Липа | ––||–– | ––||–– | 2040 | 0,510 | 0,440-0,800 |
Ольха | ––||–– | ––||–– | 2000 | 0,500 | 0,470-0,580 |
Осина | ––||–– | ––||–– | 1880 | 0,470 | 0,460-0,550 |
Ива | ––||–– | ––||–– | 1840 | 0,460 | 0,490-0,590 |
Ель | ––||–– | ––||–– | 1800 | 0,450 | 0,370-0,750 |
Верба | ––||–– | ––||–– | 1800 | 0,450 | 0,420-0,500 |
Орех лесной | ––||–– | ––||–– | 1720 | 0,430 | 0,420-0,450 |
Пихта | ––||–– | ––||–– | 1640 | 0,410 | 0,350-0,600 |
Бамбук | ––||–– | ––||–– | 1600 | 0,400 | 0,395-0,405 |
Тополь | ––||–– | ––||–– | 1600 | 0,400 | 0,390-0,590 |
Прим.
- Все показатели таблицы, кроме абсолютной (высшей) теплотворности,
соответствуют влажности древесины 12% - Показатели плотности древесины взяты из
«Справочник по массам авиационных материалов»
изд. «Машиностроение» Москва 1975г
Древесинное вещество
Древесинное вещество – это материал, из которого состоят стенки клеток древесины.
Древесинное вещество – это твёрдая древесная масса без внутриклеточных пустот и околоклеточных полостей. Химический состав древесинного вещества практически всегда одинаков у древесины всех пород деревьев. В него входят, примерно – 60% целлюлозы, 30% лигнина, 7…9% сопутствующих углеводородов и 1…3% минеральных веществ. Соответственно, удельный вес древесинного вещества для разных пород деревьев – не особо отличается и, примерно равен 1540 кг/м3. Это больше, чем плотность воды. И, если бы древесина не имела пустотно-ячеистую структуру своего строения и в ней не было внутриклеточных пустот и околоклеточных полостей, то она (древесина) тонула-бы в воде, как камень. Древесинное вещество (материал стенок древесных клеток) – это главная теплотворная составляющая часть древесины, которая горит с выделением тепла.
Производство (прессование) древесных отопительных брикетов, евродров и пеллет – не что иное, как попытка уплотнить пустотно-ячеистую структуру древесины до состояния плотности древесинного вещества. Плотность качественного прессованного древесного топлива всегда выше единицы и начинается от 1,1 г/см3
Теплотворность древесины
Теплотворность, (теплота сгорания, теплотворная способность) древесины – это количество тепла, которое образуется при горении древесины. Вернее, теплотворность древесины – это количество тепла, которое образуется при горении древесинного вещества (главной теплотворной составляющей части древесины) и сопутствующих углеводородов (смол и эфирных масел).
Важный момент.
При горении древесины образуются водяные пары.
Образование водяных паров имеет двойственную природу происхождения. Во-первых, древесина очень гигроскопична, и вода в свободном виде просто находится в её пустотах и полостях. Во-вторых, водяные молекулы синтезируются непосредственно в процессе горения (температурного распада и окисления) углеводородных соединений, из которых, собственно, вся древесина и состоит.
В зависимости от того, учитывается или нет теплота горения топлива, расходуемая на испарение (синтез) воды и разогрев водяного пара – различают высшую и низшую (абсолютную и рабочую) теплотворность древесины
Удельная теплотворность древесины
Теплотворность древесины, отнесённая к занимаемой единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (удельной теплотворностью) древесины. Удельная теплотворность древесины – это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании её массовой или объёмной единицы (кг, тонны или дм3, м3). Величина удельной теплотворной способности древесины определяется количеством горючего материала, заключённого в её единице веса или объёма.
В зависимости от того, в массовых или объёмных единицах измерения был произведён учёт топлива, удельная теплотворность древесины может быть массовой или объёмной
Единицы для измерения массовой удельной теплотворности: Дж/кг, ккал/кг
Единицы для измерения объёмной удельной теплотворности: Дж/дм3, ккал/дм3
Для практических целей, больший интерес представляет объёмная удельная теплотворность древесины. Поскольку традиционно, дрова учитываются в объёмных единицах измерения (складометрах и кубометрах), то именно объёмная теплотворность древесины выходит на передний план и становится решающим фактором при определении качества дров, как вида топлива.
Высшая (абсолютная) теплотворность древесины
Теплотворность древесины называется высшей или абсолютной, если учитывается теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения.
Теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения, называется скрытой теплотой горения
Высшая (абсолютная) теплотворность древесины определяется путём полного сжигания в калориметре исследуемого образца топлива с последующей конденсацией водяного пара и охлаждением всех продуктов горения к исходной температуре. За образец принимается 1кг абсолютно сухой древесины
Под абсолютно сухой древесиной подразумевается влажность такого образца дерева, при которой он, находясь в сушильном шкафу с температурой сушки 102…103ºС, не изменяет величину своей массы более чем на 1% в течение трёх суток
Низшая (рабочая) теплотворность древесины
Теплотворность древесины называется низшей или рабочей, если не учитывается теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения.
Теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения, называется скрытой теплотой горения
На практике, никогда не удаётся охладить продукты сгорания до состояния полной конденсации водяного пара. Поэтому, рабочая (низшая) теплотворность древесины имеет широкое практическое применение.
Низшая и высшая теплотворности древесины связаны между собой следующим образом:
Высшая теплотворность = низшая теплотворность + скрытая теплота горения
или так:
Низшая теплотворность = высшая теплотворность — скрытая теплота горения
Низшая (рабочая) теплотворность древесины определяется путём полного сжигания в калориметре исследуемого образца без последующего охлаждения всех продуктов горения к исходной температуре и без конденсации водяного пара. При этом, исследуемый образец не сушат и сжигают его «как есть». Перед лабораторными исследованиями просто фиксируют влажность образца и затем, обязательно указывают – при какой влажности древесины получен результат по определению её теплотворности.
Низшая (рабочая) теплотворность изменяется в зависимости от степени влажности древесины, поскольку влажность древесины – очень переменчивая величина.
Рабочая (низшая) теплотворность древесины всегда меньше, чем абсолютная
Низшая (рабочая) массовая удельная теплотворность древесины
Рабочая (низшая) теплотворность древесины, отнесённая к единице массы топлива, называется рабочей (низшей) массовой удельной теплотворностью древесины, или просто – массовой удельной теплотворностью. Массовая удельная теплотворность измеряется в Дж/кг, кал/кг, или в кратных к ним единицах.
Из определения рабочей теплотворности древесины вытекает следующее:
- Массовая удельная рабочая теплотворность древесины мало зависит от породы дерева, поскольку 1 кг абсолютно сухой древесины любой породы дерева содержит примерно равное количество горючего вещества, близкого по своему составу (см. Древесинное вещество).
- Массовая удельная рабочая теплотворность древесины напрямую зависит от её влажности
Причины зависимости массовой удельной рабочей теплотворности древесины от её влажности:
- Уменьшение количества горючего вещества на величину, равную весу влаги. Так, 1кг влажной древесины содержит чистого горючего древесинного вещества в количестве, равном 1кг минус вес влаги. В то время, когда 1кг абсолютно сухой древесины будет содержать именно 1кг чистого топлива.
- Увеличение скрытой теплоты горения, т.е. увеличение потери тепла на испарение влаги и нагревание водяного пара до средней температуры продуктов горения (≈800…1100°С).
Низшая (рабочая) объёмная удельная теплотворность древесины
Рабочая (низшая) теплотворность древесины, отнесённая к единице объёма топлива, называется рабочей (низшей) объёмной удельной теплотворностью древесины, или просто – объёмной удельной теплотворностью. Объёмная удельная теплотворность измеряется в Дж/дм3, ккал/дм3, или в кратных к ним единицах.
Конвертер единиц объёмной теплотворности (Дж/см3, кал/см3)
Объёмная удельная теплотворность древесины зависит от её плотности,
т.е. от концентрации древесинного вещества в единице объёма топлива
Пояснение:
Древесина имеет пористо-ячеистую структуру. Внутриклеточные полости и околоклеточные пустоты, уменьшают количество горючего древесинного вещества, заключённого в единице объёма топлива. Чем плотнее древесина, чем меньше в её объёме будет пустот и соответственно, будет больше концентрация горючего древесинного вещества – тем больше будет объёмная теплотворность такой древесины.
Поэтому:
Объёмная удельная теплотворность напрямую зависит от породы дерева, поскольку разные породы деревьев имеют различную плотность своей древесины и, соответственно – разное количество горючего (теплотворного) вещества в единице своего объёма
Объёмная удельная теплотворность определяется индивидуально для каждой породы дерева, является справочной величиной и имеет наибольшее практическое применение (см. Таблица удельной теплотворности древесины для разных пород дерева). А поскольку, низшая теплотворность древесины зависима от её влажности, то в таких таблицах обязательно указывается, для какой влажности древесины приведены значения величины её теплотворности.
Объёмная удельная теплота сгорания древесины широко применяется на практике, как качественная и количественная характеристика теплотворности дров
Ещё раз:
Объёмная удельная рабочая теплотворная способность древесины напрямую зависит от плотности древесины и её влажности. Объёмная удельная рабочая теплотворность древесины может изменяться в очень широких пределах, поскольку плотность древесины и её влажность – весьма нестабильные и изменчивые величины.
Расчёт теплотворности древесины
1. Расчёт абсолютной (высшей) теплотворной способности древесины
Пояснение к расчёту:
В лабораторных экспериментах по определению высшей теплотворности древесины фигурирует абсолютно сухой образец, весом 1кг. Очевидно, что в таком случае, речь больше идёт про абсолютную теплотворность материала стенок клеток древесины – древесинного вещества. Ибо, что ещё может быть в куске абсолютно сухой древесины, весом в 1кг?
Ответ, более чем прост – в 1кг абсолютно сухой древесины могут присутствовать иные углеводородные соединения, не являющимися древесным веществом. Прежде всего – это полиэфирные смолы и масла, которыми особенно богата древесина хвойных пород.
Поскольку, элементарный химический состав древесинного вещества практически всегда одинаков, а процентная разница между весовой теплотворностью древесинного вещества и заменяющими его углеводородами существенно не влияет на теплотворность единицы массы топлива, то – для дальнейших расчётов теплотворности древесины, принимаем за аксиому:
Высшая (абсолютная) теплотворность 1кг древесины мало зависит от породы дерева, принципиально равна величине абсолютной (высшей) теплотворной способности древесинного вещества и соответствует ≈ 4752.9 ккал/кг
Ход расчёта:
Высшая теплотворная способность (ВТС) древесины определяется как сумма теплотворных способностей всех её отдельно взятых химических элементов и вычисляется по формуле Менделеева:
Q(ВТС) = 81C + 300Н — 26O
где С, H и О – процентное содержание в топливе углерода, водорода и кислорода
Состав древесного вещества для любой породы дерева:
49,5% углерода, 6,3% водорода, 44,1% кислорода
Соответственно, получим:
Q(ВТС) = 81 x 49,5 + 300 x 6,3 – 26 x 44,1 = 4752.9 ккал/кг
(Полученная величина будет использована в формуле Надеждина при определении рабочей массовой удельной теплотворности древесины для влажности 12%)
2. Расчёт удельной массовой рабочей (низшей) теплотворной способности древесины
Массовая рабочая теплотворная способность древесины (МРТС) определяется по формуле Надеждина и находится в зависимости от влажности дров:
для комнатно-сухой древесины, влажностью 7…18%
Q(МРТС) = 4600 – 50 x W = 4600 — 50 x (7…18) = 4250…3700 ккал/кг
для воздушно-сухой древесины, влажностью 25…30%
Q(МРТС) = 4370 – 50 x W = 4370 — 50 x (25…30) = 3120…2870 ккал/кг
для сплавной древесины, влажностью 50…70%
Q(МРТС) = 3870 – 45 x W = 3870 – 45 x (50…70) = 1620…720 ккал/кг
где W – относительная влажность древесины в процентах,
4600, 4370, 3870 – значения массовой абсолютной (высшей) теплотворности древесины, которые высчитываются индивидуально для каждого образца, исходя из процентного соотношения абсолютно сухого древесного вещества и содержащейся в нём влаги.
Соответственно, для влажности 12%:
Q(МРТС) = 4600 – 50 x 12 = 4000 ккал/кг
3. Расчёт удельной объёмной рабочей (низшей) теплотворной способности древесины
Объёмная рабочая теплотворная способность древесины (ОРТС) определяется умножением массовой рабочей теплотворной способности на величину плотности древесины.
Например, средняя теплотворность для ясеня:
4000 ккал/кг X 0,750 кг/дм3 = 3000 ккал/дм3
Нижний предел теплотворности для ясеня:
4000 ккал/кг X 0,520 кг/дм3 = 2800 ккал/дм3
Верхний предел теплотворности для ясеня:
4000 ккал/кг X 0,950 кг/дм3 = 3800 ккал/дм3
где, 0,750 кг/дм3 – средняя плотность древесины ясеня
0,520 кг/дм3 и 0,950 кг/дм3 – нижний и верхний пределы
отклонения плотности для древесины ясеня
Плотность (удельный вес) древесины для разных пород дерева берём из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г. (см. таблица плотности древесины)
На основании таблицы плотности древесины, массовая удельная теплотворность от Надеждина была преобразована в объёмную теплотворность в зависимости от породы дерева, при влажности 12%.
По результатам расчёта, из полученных данных, составлена:
Таблица удельной теплотворности древесины для разных пород дерева
Перевод единиц объёмной теплотворности древесины
Сайт tehnopost.kiev.ua предлагает уникальный онлайн-калькулятор для перевода (конвертирования) единиц объёмной теплотворности древесины, дров и других видов топлива.
Конвертер единиц объёмной теплотворности (Дж/см3, кал/см3)
Дополнительно, сайт tehnopost.kiev.ua предлагает набор онлайн-калькуляторов для прямого и обратного перевода альтернативных единиц измерения физических величин, связанных с теплотехникой и термодинамикой.
Внимание! У Вас нет прав для просмотра скрытого текста.
Онлайн-конвертеры теплотехника на tehnopost.kiev.ua
- Калории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
- Килокалории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
- Мегакалории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
- Гигакалории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
- Джоули => в калории, киловатт-часы и кратные им единицы
- Килоджоули => в калории, киловатт-часы и кратные им единицы
- Киловатт-часы => в Джоули, калории и кратные им единицы
- Единицы объёмной теплотворности (Дж/см3, кал/см3)
Скачать программу «Конвертер единиц и величин»
Теплотворность древесины, дров на tehnopost.kiev.ua
- Древесинное вещество
- Теплотворность древесины
- Удельная теплотворность древесины
- Высшая (абсолютная) теплотворность древесины
- Низшая (рабочая) теплотворность древесины
- Низшая (рабочая) массовая удельная теплотворность
- Низшая (рабочая) объёмная удельная теплотворность
- Расчёт теплотворности древесины
- Таблица удельной теплотворности древесины
для разных пород дерева - Перевод единиц объёмной теплотворности древесины
Альтернативное Отопление: древесина дерево теплота дрова теплотворность горение топливо
Официальным показателем количества дров является «шнур», но в некоторых регионах это слово может использоваться по-разному, и некоторые продавцы дров могут использовать его неправильно.
Один полный шнур Полный шнур — это большое количество дерева. Он имеет размеры четыре фута в высоту, четыре фута в ширину и восемь футов в длину (4 фута x 4 фута x 8 футов) и имеет объем 128 кубических футов. Количество твердой древесины в шнуре варьируется в зависимости от размера кусков, но для дров оно составляет в среднем около 85 кубических футов.Остальной объем шнура — воздушное пространство.
Полный шнур (4 фута х 4 фута 8 футов) — официальная стандартная мера дров, но четырехфутовые отрезки никогда не используются для отопления дома, и дилеры редко продают дрова в таком виде. Так что дрова не продаются в официальной единице измерения, поэтому покупка дров может сбивать с толку.
Одна треть полного шнура имеет куски длиной 16 дюймов. Другие термины, такие как лицевой шнур, печной шнур или печной шнур, иногда используются для описания штабеля древесины размером 4 фута.высота и длина 8 футов с длиной куска короче 4 футов. Обычная длина куска дров составляет 16 дюймов, или одну треть полного шнура, но также доступны другие длины.
Поскольку запасы на зиму могут стоить несколько сотен долларов, вы не захотите запутаться, покупая дрова. Если вы хотите сравнить цены от нескольких поставщиков, возьмите рулетку до ярдов дилеров и измерьте среднюю длину куска. Если дилер не устанавливает цену на древесину в стандартной полной мере, пересчитайте цену в эту базовую единицу.Вот несколько примеров, иллюстрирующих преобразование.
Forest Firewood продает то, что они называют «шнурком для лица», за 75 долларов. Вы обнаружите, что куча составляет 4 фута в высоту и 8 футов в длину, а средняя длина куска составляет 16 дюймов. Разделите эту длину (16 дюймов) на полную длину шнура 48 дюймов и умножьте на цену.
48 ÷ 16 = 3 x 75 = 225 долларов.
Таким образом, «Лесные дрова» продают дрова по 225 долларов за шнур.
Спарки продает то, что он называет «печным шнуром», за 60 долларов. Это куча размером 4 на 8 футов и средней длиной 12 дюймов.Расчет:
48 ÷ 12 = 4 x 60 долларов = 240 долларов.
Следовательно, Спарки продает дрова по 240 долларов за шнур.
Frontier Fuel продает «печной шнур» размером 4 фута x 8 футов x 18 дюймов за 85 долларов. Результат:
48 ÷ 18 = 2,67 x 85 = 227 долларов.
Таким образом, Frontier Fuel продает дрова по 227 долларов за шнур.
По возможности избегайте покупки дров в единицах, которые не могут быть связаны со стандартным полным шнуром. Грузы универсалов, пикапов, грузовые автомобили других единиц трудно сравнивать и могут скрывать высокую цену за единицу длины шнура.
Не покупайте дрова по телефону, не посещая дрова на складе поставщиков. В идеале вы можете отойти от конкретных стопок, которые вы покупаете, чтобы точно знать, что вы покупаете.
Другими факторами, которые могут сделать определенный объем дров более дорогим и, возможно, более ценным для вас, являются
- Более короткие отрезки обычно стоят дороже из-за большего объема резки и обработки Дрова
- , нарезанные одинаковой длины, более удобны в использовании и могут стоить дороже, потому что дилер уделяет больше внимания деталям.
- более мелкоразрезанные части обычно стоят дороже из-за увеличения трудозатрат
- более сухая древесина стоит дороже, потому что хранилась дольше и в лучших условиях
- Более чистые дрова более ценны, потому что песок или грязь в коре делают древесину менее удобной в использовании
Требуется некоторый опыт, чтобы обрести уверенность в своих способностях выбрать хорошие дрова для вашего обогревателя.Не стыдитесь, если вы плохо купили дрова; каждый, кто греет дровами, хотя бы раз делал это.
JG
.Прямые, устойчивые, эффективные рядки
Не являясь профессиональным производителем дров, я просто ошибаюсь сам, учусь на своих ошибках, а их было много. Я сложил груды дерева, которые упали сразу после того, как они были завершены. И у меня рушились концы стеков, потому что они были построены с плохой техникой и принятием желаемого за действительное. Однако я становлюсь лучше в этом, и теперь у меня достаточно уверенности, чтобы поделиться некоторыми идеями и пригласить других поделиться своими.
Прочная основа над землей
Дрова должны быть приподняты над землей для приправы, чтобы ускорить высыхание и предотвратить рост плесени. Поскольку я разрезаю и раскалываю древесину в кустах и складываю их в отверстие, а затем перевожу их в дом осенью, мне приходится использовать удобные материалы. Поэтому я использую вырубленные в кустах столбы в качестве рельсов, на которых строю свои штабели. Есть много маленьких елей, где я рублю дрова, и некоторые неизбежно приходится убирать. Я нахожу достаточно ровное место и кладу два еловых шеста диаметром шесть дюймов примерно такой же длины.Я говорю достаточно ровный, потому что в неровной и каменистой местности, где я живу, нет идеально ровной земли. Но я обнаружил, что разумного уровня вполне достаточно, особенно когда для компенсации используются другие методы. Я ставлю столбы примерно на 12 дюймов друг от друга, потому что дрова я обрезал короче, всего на 14 дюймов.
Вертикально прямые штабели
Отдельностоящие штабеля дров должны иметь прямые стороны, если они должны оставаться в вертикальном положении минимум четыре месяца и максимум два года, необходимые для приправы.Чем короче отдельные куски, тем уже стопка и, скорее всего, она будет шаткой. Мне нравятся мои короткие деревянные шорты, потому что их легче обрабатывать и раскалывать, их можно загружать в мою печь в любом направлении, и мне нравится такая гибкость. Но короткие части делают сваи нестабильными, поэтому мне нужно позаботиться о том, чтобы сложить их достаточно хорошо.
Стопки обычно строятся с одной стороны, и я обнаружил, что мои стопки начинают наклоняться ко мне, когда они поднимаются. Поэтому теперь я часто проверяю конец сваи и другую сторону по мере того, как свая становится выше, чтобы убедиться, что она не наклоняется.Если это так, я регулирую его, постукивая по концам частей, чтобы толкать стопку вертикально. Хитрость заключается в том, чтобы не оставлять выпрямление до тех пор, пока высота стопки не превысит пояс, потому что с увеличением высоты становится сложнее выпрямить.
Кроме того, большинство кусков дров немного больше на одном конце, чем на другом, из-за направления волокон, сучков и других дефектов (особенно в древесине, которую я обычно сжигаю). Итак, чтобы верх стопки оставался ровным, я кладу больший конец каждой части на нижнюю сторону стопки.Таким образом, верх стопки всегда находится почти на одном уровне.
Решение проблемы падающих свай
Узкие стопки из коротких кусков по своей природе нестабильны. Заклинившие по бокам палки решают проблему. Также обратите внимание на то, что эта стопка имеет перекрестную обработку концов. Несмотря на использование хорошей техники и осторожность, узкие отдельно стоящие стопки все еще не очень стабильны. Так что теперь я проглатываю свою гордость и втыкаю клин в сваи, чтобы придать им некоторую устойчивость и устойчивость к раскачиванию при боковом ветре.Палки также компенсируют смещение во времени, вызванное оседанием рельсов на неровной поверхности.
Кроме того, я обнаружил, что четыре фута — лучшая высота для стека. Повышение уровня и стабильность становится проблемой. Кроме того, отсчитывая длину стопок, можно сделать приблизительный подсчет шнуров.
Концы вертикальных строений
Отличительной чертой хорошего штабелера для дров является то, как он обращается с концами штабелей. Распространенный метод — это перекрещивание частей в чередующихся слоях, чтобы сформировать столб на конце, который (теоретически) устойчив в обоих направлениях (фото вверху справа).
Однако, чтобы эта техника работала, вы должны быть осторожны, выбирая используемые части и размещая их намеренно. Нет смысла торопиться или небрежно использовать технику крест-накрест, потому что конец стопки выпадет, и много работы будет потрачено впустую. Я знаю это по личному опыту.
Кусочки, используемые для перекрещивающейся структуры, должны быть ровными, с ровными сторонами и с небольшой конусностью или без нее. В дровах, которые я обрабатываю, их не так много, поэтому мне всегда приходится рыться в грубой кучке, чтобы их найти.
Одна из критических замечаний по поводу обработки концов крест-накрест состоит в том, что концы менее плотно упакованы, чем сердцевина стопки. Если поставщик дров укладывает дрова высотой четыре фута и длиной восемь футов, чтобы сформировать лицевые шнуры или шнуры для печи, и использует перекрестную обработку концов, покупатель может пожаловаться на короткое замыкание из-за наличия на концах всего воздушного пространства. Очевидно, это не имеет большого значения, если вы обрабатываете древесину самостоятельно.
![]() ![]() |
Другой вариант обработки концов — использовать шпагат, чтобы привязать каждую треть или около того на конце обратно в стопку.Хотя это может показаться сложным, на самом деле это не занимает больше времени, чем поиск и размещение перекрещенных частей, и при этом получается стопка равномерной плотности.
Вот куча со столбиком, вбитым в землю и привязанным к штабелю. Это быстрый и надежный метод, но я думаю, что самый быстрый и эффективный способ обработки концов — это вбить кол в землю и привязать его обратно к куче шпагатом (шпагат из переработанного сена — отличный выбор). Я разрезаю шпагат на шесть футов длиной и завязываю петлю на одном конце, чтобы получился узел скольжения.Я наматываю петлю на кол и укладываю оставшуюся часть бечевки на ворс так, чтобы другой конец обвивал кусок. После того, как на шпагат уложены две или три полоски дров, столб плотно прижимается к штабелю для получения идеального вертикального конца.
Может быть, нет «правильного» способа складывать дрова для приправы, и я полагаю, что могут быть те, кто говорит, что все это внимание к чему-то столь очевидно простому предполагает отсутствие чего-либо лучшего. Но мне нравится посещать свои стеллажи в середине лета, чтобы посмотреть, как они высыхают, и всегда приятно видеть, что они все еще стоят.
JG
.
Вам когда-нибудь было так жарко, что вы думали, что можете растаять, как эскимо? Лето здесь, в SoCal, становится довольно жарким, и мне хочется, чтобы у меня было несколько заморозков. Когда я прихожу с работы домой, мне нравится включать кондиционер и делать вид, что я живу в иглу. Однако единственное, что хуже кипения на жаре, — это то, что все мои деньги испаряются на счетах за охлаждение.Другие люди используют другой подход к охлаждению; они используют геометрические формы или теплообменники для пассивного охлаждения своих домов. Я могу смеяться, когда вижу уродливый дом с геодезическим куполом, но владельцы — это те, кто сохраняет хладнокровие и свои деньги. Охлаждение вашей печатной платы может быть таким же раздражающим, как и охлаждение вашего дома. системы снижения температуры поглощают электроэнергию и занимают слишком много места. К счастью для нас, печатные платы также могут выиграть от пассивного охлаждения. Некоторые из основных методов охлаждения без мощности включают естественную конвекцию, теплораспределители и теплообменники.Существует даже новаторская технология охлаждения капель, которая может появиться в ближайшие несколько лет.
Преимущества Passive Over
Обычно я предпочитаю охлаждающую технику, например кондиционер, пассивной технике, например, обильному потоотделению. Проблема охлаждения печатных плат заключается в том, что они обычно потребляют слишком много энергии и слишком много места.
Использование энергии всегда кажется вам невыносимым. Я никогда не осознаю, что потратил несколько сотен долларов на охлаждение своего дома, пока не получу счет.То же самое происходит в схемах. Первичные ИС уже потребляют тонны ватт, так что кого волнует, если вы установите вентилятор с низкой мощностью. Что ж, если ваше приложение низкое энергопотребление, дополнительное потребление может означать намного меньшее время автономной работы.
Некоторые дизайнеры имеют право использовать столько места, сколько им нужно. К сожалению, я не из их числа. В большинстве моих проектов космос — бесценный товар. Это означает, что мне нужно минимизировать занимающие пространство компоненты охлаждения, такие как вентиляторы, чтобы освободить место для контуров.
Пассивные системы охлажденияиспользуют природные явления для охлаждения плат, что означает, что для работы им больше не требуется энергия. Кроме того, они обычно меньше систем, хотя это может варьироваться в зависимости от того, какой дизайн вы выберете.
Радиаторы выглядят круто и хорошо помогают поддерживать охлаждение печатной платы.
Пассивные системы охлаждения
Безусловно, существует несколько других методов охлаждения, помимо тех, которые я здесь упомяну. Однако это одни из самых пугающих схем.
-
Естественная конвекция / радиаторы — Естественная конвекция — это то, на что это похоже. Хотя вам не обязательно использовать радиаторы, чтобы воспользоваться этим преимуществом, они хорошо подходят для этого. При правильном расположении радиаторы могут использовать естественный воздушный поток для рассеивания тепла без использования электроэнергии. Если вы хотите разработать оптимальный радиатор, вам нужно будет вычислить несколько чисел, чтобы получить эффективный воздушный поток и минимизировать пограничный слой. Это решение чрезвычайно простое, но занимает больше места, чем другие пассивные подходы.
-
Conduction and Radiation / Heat Spreaders — Если конвекция включает теплопередачу в жидкостях, излучение и теплопроводность имеют дело с твердыми телами. Обычно теплораспределители не являются основой вашего управления тепловым сопротивлением, а лишь усиливают его. По сути, любой кусок металла действует как рассеиватель тепла, поскольку он проводит тепловую энергию. Чтобы наилучшим образом использовать теплопроводность и излучение, вы должны попытаться направить как можно больше тепла на внешние слои вашей платы, где его можно будет излучать более эффективно.Вы можете использовать тепловые переходные отверстия для отвода тепла, а не электричества, наружу многослойных плат. Большие плоскости питания и заземления также помогут рассеивать тепло, потому что большие площади будут излучать более эффективно.
-
Теплообменники — Теплообменники часто используются в обычных установках переменного тока. Они используют хладагент и цикл испарения / конденсации для передачи тепла от одной области к другой. В печатных платах есть два основных типа теплообменников: тепловые трубки и холодные пластины.Основное различие между ними — форм-фактор; тепловые трубки тонкие, а холодные пластины широкие. Такая система может быть очень маленькой и эффективно передавать тепло. У него также низкая вероятность отказа, поскольку это автономная система без механических компонентов.
-
Капельное охлаждение — Этот экспериментальный вид охлаждения включает в себя тот же процесс, что и в теплообменниках. Основное отличие состоит в том, что жидкость в теплообменниках проходит относительно большое расстояние по горизонтали, тогда как здесь жидкость проходит небольшое расстояние по вертикали.Преимущество этой системы в том, что она автоматически реагирует на «горячие точки», которые могут образовываться на интегральных схемах (ИС). Кроме того, он может проводить и излучать тепловую энергию как теплоотвод для рассеивания энергии, но с большим эффектом, поскольку он может проводить как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Вот что происходит, когда у вас нет никакого охлаждения.
Возможно, я не смогу помочь вам победить летнюю жару, но эти методы помогут вам охладить доски.Все эти пассивные процессы сохранят мощность вашей схемы и обычно занимают меньше места, чем система. Если вас беспокоят мощность и пространство, попробуйте одну из этих систем.
Теперь, когда у вас есть отличная система охлаждения, вам нужен материал для печатной платы. Если вы собираетесь разрабатывать платы, я бы порекомендовал вам использовать CircuitStudio®. Его множество продвинутых инструментов поможет вам сохранять спокойствие при создании макетов.
Есть еще вопросы по управлению термопрокладкой? Вызовите специалиста Altium.
,Как узнать, когда дрова заправлены

Если вы отапливаете дом дровами, вы, вероятно, потратите много времени на подготовку к зиме. Это круглогодичная задача, потому что для просушки дров требуется от шести месяцев до двух лет.
Поздняя зима и ранняя весна — идеальное время для рубки и заготовки древесины на следующий год. Он позволяет дереву сохнуть в летние месяцы, добавляя приправы для более холодной погоды.
Однако, если вы новичок в сжигании дров в качестве источника тепла для своего дома, возможно, вы не планировали это заранее.Если вы вынуждены покупать дрова у кого-то другого или планируете рубить самостоятельно для использования в будущем, важно правильно выдержать древесину, прежде чем сжигать ее.
Гореть зеленым деревом может быть опасно. Он создает много дыма и со временем может вызвать опасное скопление креозота. Научитесь определять, когда древесина выдержана. Это поможет вам правильно обогреть дом и обезопасить себя.
Как определить, выдержана ли древесина
- Цвет. Цвет со временем тускнеет.Выдержанная древесина менее яркая, чем зеленая древесина.
- Форма. Колка древесины ускоряет процесс сушки. Если вам понадобится дрова для сжигания в ближайшем будущем, вы увеличите свои шансы, купив колотые дрова. Колотая древесина также высыхает быстрее, чем поленья в штабеле. Бревна и неискаженные куски дров, которые касаются земли или около центра кучи дров, сохнут очень мало.
- Масса. По мере высыхания древесина теряет влагу и становится светлее.Древесина хвойных пород имеет очень высокое содержание влаги в зеленом состоянии, поэтому разница в весе будет более заметной, чем у твердых пород древесины.
- Твердость. Сушить древесину становится труднее, ее труднее расколоть или вмятин. Сухая древесина более плотная и прочная, чем зеленая древесина.
- Кора. Кора на сухом дереве рыхлая. На сухих бревнах можно заметить голые пятна. Любая имеющаяся кора легко удаляется.
- Растрескивание. На сухих кусках дерева можно заметить трещины, идущие от центра бревна к краям.Однако вы не хотите использовать это как единственный определяющий фактор. Некоторые сухие бревна могут не треснуть, а некоторые треснувшие бревна могут быть слишком зелеными, чтобы их можно было сжечь.
- Звук. Мокрая древесина издает глухой стук при ударе о другую деталь. Однако сухое дерево будет издавать глухой звук, когда два куска упадут вместе.
- Запах. Зеленая древесина имеет более сильный аромат. Запах будет зависеть от вида дерева. По мере высыхания древесины аромат сочности переходит в легкий древесный запах.
- Сплит-тест. Сухие куски дерева не только трудно расколоть, но и будут сухими изнутри. Вы можете проверить уровень влажности куска дерева, расколов его, чтобы увидеть, кажется ли он сухим на ощупь.
- Воспламеняемость. Вы также можете проверить уровень влажности, сжигая пробные образцы древесины на улице. Зеленое дерево будет трудно зажечь. Он будет тлеть и выделять много дыма, предупреждая вас, прежде чем сжечь его в вашем доме.
- Влагомер. Если вы все еще не уверены, достаточно ли сухая древесина для горения, вы можете приобрести измеритель влажности для проверки древесины. При установке в сухое дерево показания вашего измерителя должны быть ниже 20 процентов, в идеале от 10 до 20 процентов. Строительные магазины и поставщики деревообрабатывающей продукции продают влагомеры.
Связанное содержимое
Ресурсы
БУДЬТЕ В ИНФОРМАЦИИ. ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ!
Актуальные новости сельского хозяйства в вашем почтовом ящике!
Предыдущая статьяЗакон Нью-Йорка защищает агротуризмСледующая статьяПосмотрите искусство тыквы наших читателей

Сара — производитель онлайн-контента для Farm and Dairy.Она выросла в округе Портедж, штат Огайо, и получила степень журналиста в Государственном университете Кента. Ей нравится проводить время с дочерью, путешествовать, писать, читать и отдыхать на природе.
,