Практическое значение температуры самовоспламенения как показателя пожарной опасности. от каких факторов зависит температура самовоспламенения?

Свойства пламени и температура горения дров. Поэтапный разбор процесса горения и как замерить градусы в костре. Основные факторы, влияющие на теплоотдачу горящих дров.

Характеристики и свойства пламени

Пламя является раскалённой газообразной средой и распространяется снизу-вверх. Это происходит потому, что тёплый воздух становится менее плотным. Нагреваясь, он устремляется вверх и увлекает за собой огонь. Поэтому растопку костра (печи) начинают снизу. Потому что подожжённая на самой вершине лучина не будет распространять огонь вниз, и он затухнет.

Совсем по-другому ведёт себя пламя в невесомости. Ввиду отсутствия гравитации оно распространяется сразу во все стороны и потому имеет форму шара. Причём он светится ярким голубым цветом, но только до тех пор, пока рядом есть кислород. Как только последний выгорает, огонь переходит в «холодную» стадию, незаметную для глаза. Причём длится она несколько минут. А если к невидимому очагу подвести кислород, то яркое горение возобновляется.

На земле высота пламени будет зависеть от того, насколько высока температура пламени костра из дров. Это напрямую связано с интенсивностью горения. А фазы растягиваются: от медленного тления до взрыва. Но чем больше сила огня, тем быстрее прогорает костёр.

Высокое пламя костра

Высокое пламя костра Источник goodfon.ru

Пламя умеет изменять свой цвет, и на это также влияет мощность. В процессе горения костёр проходит от красных спектров до фиолетовых и обратно. Но также палитра зависит от примесей в горючем. Если в горящий очаг бросить обычную поваренную соль, то пламя окрасится жёлтым. В этом виноват натрий. А борная кислота вызывает бирюзовый оттенок.

Поэтому, когда дрова горят ярким оранжевым цветом, то это значит, что в них много натриевых солей. А синий цвет у костра получается при неполном сгорании топлива. При этом выделяется угарный газ. Вот он и даёт подобный спектр.

Но бывает так, что пламя почти нельзя разглядеть. Бесцветность огня происходит при полном сгорании горючего. Когда оно выделяет только водяные пары и углекислоту. А эти вещества невидимы даже при нагревании.

Любое горение сопровождается дымом, поскольку образуется мелкодисперсный аэрозоль. Его частицы настолько мелкие, что не успевают оседать на землю и увлекаются нагретыми воздушными массами. А количество выделений зависит от кислорода. При его очень большой концентрации костёр горит, практически, бездымно. А если он еле тлеет, распространяя клубы смога, то это говорит о его нехватке.

Потухающий костёр

Потухающий костёр Источник pixabay.com

Цвет у выделений напрямую связан с содержанием в топливе воды. Если в растопку положить мокрые дрова или свежескошенную траву, то из трубы повалит густой и белый дым. Но когда он окрашивается в чёрный спектр, то это говорит о большом количестве сажи в составе горючего. Ярким примером выступает плотный чёрный смог при полыхании автомобильной покрышки.

Температура в мангале

Оптимальная температура углей для жарки шашлыка составляет 600-700°C [градусов Цельсия]. Именно при таких показателях шашлык получается хорошо прожаренным и сочным. Опытные шашлычники определяют температуру по внешнему виду углей. Лучшая температура для жарки создается тогда, когда угли начинают «седеть». То есть их поверхность покрывается слоем белого пепла.

Важно! Не путать температуру горения древесины и температуру, исходящую от углей.

То есть, если в мангал наложить березовых дров, поджечь их, то температура в мангале будет достигать 1069-1570°C. Что не приемлемо для жарки мяса, оно попросту сгорит.

Температура в мангале при приготовлении шашлыка

Подсказка! Березовый уголь достигает нужной температуры [600-650°C], как раз, когда угли «седеют».

Таблица температуры горения древесины

Таблица температуры горения древесины, минимум максимум

Описание процесса горения

Горение – это химическая реакция, при которой крупные молекулы разбиваются на более мелкие, более быстрые молекулы, посредством перестановки связей между атомами. В результате реакции выделяется энергия в виде тепла и света. Пламя – видимый процесс горения воздуха. Огонь появляется в следствии окислительно-восстановительной реакции. Чтобы данная реакция произошла, необходимо наличие 3 основных компонентов:

  • топливо: твердое, жидкое, газообразное (древесина, уголь, нефть, газ и другие);
  • окислитель: кислород;
  • активатор: триггер для старта процесса, например, искра, солнце, спички и тд.

Горение древесиныГорение древесины

Требования к выбору краски

Краска должна отвечать следующим пунктам:

  • Вещество, которым будет окрашиваться мангал, должно защитить его от проявления ржавчины. Соответственно также оказывать защитную функцию при изменениях температуры, влажности и при попадании осадков разного типа на металл в раскаленном виде.
  • Применима термостойкая краска для мангала, которая будет обладать высокой огнеупорностью и не плавиться. При приобретении следует заглянуть в инструкцию и почитать до какой температуры она рассчитана до +500 °C или же до +800 °C.
  • Краска ни в каком случае не должна при нагревании выделять вредные вещества и ни в коем случае не входить в реакции с какими-либо другими веществами.

58_chugunnyy-mangal-ustroystv.jpg

Особенности чугунных мангальных конструкций, их разновидности, критерии выбора и показатели качества, подбор материалов и методика самостоятельного изготовления. Рассмотрим процесс изготовления своими руками подробнее.

Совет! Для безопасности своего здоровья и здоровья своих близких лучше всего выбрать термостойкую краску. Пусть об этом и не так трудно догадаться.

Термостойкие краски, как мы уже упоминали ранее, могут выдержать температуру в 800 °C. Ее очень просто и легко наносить на металл. Так как такие краски совершенно безвредны для здоровья, можно ими окрашивать и внутреннюю поверхность, а не только наружную. Однако зачастую окрашивание поверхности внутри не дает ожидаемого эффекта. Научно доказано, что токсичные вещества не выделяются с поверхности, которая была окрашена такими красками. Также присутствует обилие в цветовой гамме и поэтому можно выбрать такой цвет, который нравится. Хотя многие хозяева предпочитают черный или темно-серый, так как на них копоть заметна меньше всего. Вещества для окраски имеют жидкую, а также сухую консистенцию. Если использовать жидкую краску, то следует обработать поверхность грунтовкой. При использовании сухой нужна обязательная закалка в особой печи.

3.jpg

Термостойкая краска, предназначенная специально для покраски печей, каминов, дымоходов и мангалов.

В том случае, когда вся конструкция сделана из кирпичного материала или камня, а не из металла, то ее следует обработать специализированным огнеупорным лаком. Он очень устойчив к атмосферным явлениям и, естественно, к достаточно высоким показателям температуры. Для того чтобы в будущем вы легко могли почистить или же помыть поверхность, лучше всего использовать акриловый лак, который является водостойким.

4.jpg

Для конструкции из кирпича или камня можно использовать термостойкий водонепроницаемый лак — это позволит легко очищать грязную поверхность

Достаточно экономичным решением является термостойки лак КО-85. Однако при особо сильных морозах лак может потрескаться. В последнее время огромной популярностью пользуются современные суперстойкие пропитки. Так как в их составе есть различные масла, они хорошо переносят пониженную температуру, однако большое количество пользователей таких пропиток, говорят, что их периодически стоит обновлять.

Читатели считают данные материалы полезными:

Какой уголь выбирать для топки?

Что такое уголь? Это продукт растительного происхождения, в состав которого входят углероды и негорючие примеси. Именно они образуют после прогорания золу и шлакообразные вещества. Соотношение двух компонентов везде разное. Именно оно, а также «возраст» природного топлива определяет марку угля. Специалисты различают несколько разновидностей.

Самый «молодой» вид угля – лингит. Он имеет довольно рыхлую структуру. Если взять в руки комок лингита, он быстро рассыплется и потеряет форму. Такой уголь чаще всего используется в тепловых электростанциях, а вот для отопления дома лингит не подходит.

Материал для печей, работающих на угле – основной критерий выбора топлива и печи. Разберем эти качества подробнее.

Когда растопка печи успешно завершена и дрова весело полыхают в топливнике, остается только следить за тепловым режимом работы и вовремя подкладывать новые поленья. Что касается режима, то его рекомендуется поддерживать постоянно на одном уровне, избегая перегрева

Поддержание оптимального теплового режима и своевременное подкладывание поленьев – оптимальный способ правильно топить печь дровами, хотя и не слишком удобный в ночное время. Вставать среди ночи не хочется никому, хотя при крепком морозе на улице этого не избежать, иначе к утру дом выстынет. Во время непрерывной топки в течении нескольких суток зольник приходится вычищать {amp}amp;на ходу{amp}amp;

Какой должен быть правильный размер мангала, для приготовления вкусного шашлыка?

, чтобы обеспечить поступление воздуха в камеру сжигания.Операция производится с помощью железного совка в тот момент, когда основная масса древесины прогорела и в топливнике остается несколько головешек. Надо произвести шуровку в камере сгорания кочергой, прикрыть вьюшку, а затем распахнуть дверцу поддувала и быстро удалить золу совком в металлическое ведро.

Важно. На полу перед дверцами печи всегда должен лежать лист металла шириной до 1 м

Вне зависимости от того, уголь или дрова будут применяться в качестве основного топлива, розжиг выполняется одинаково. Для начала следует очистить зольную камеру и топливник, используя кочергу, совок и веник. После очистки не забудьте веником удалить остатки золы из притворов дверец, в противном случае они будут закрываться неплотно.

Чтобы разжечь печку, надо действовать согласно инструкции:

  • уложить на колосниковую решетку несколько смятых листов бумаги и несколько тонких лучин. Применять жидкое горючее для растопки недопустимо;
  • из тонких поленьев сделать закладку примерно на 2/3 объема топки. Дрова можно сложить {amp}amp;домиком{amp}amp; или крест-накрест, делая просветы для воздуха. Тут как раз и пригодятся коротыши, о которых говорилось ранее;
  • открыть вьюшку примерно наполовину, дверцу поддувала приоткрыть на четверть;
  • через открытую дверку основной камеры поджечь бумагу, потом ее закрыть. Хорошо, когда у вас установлена топка для печи с панорамным стеклом, тогда процесс хорошо виден. Если стекла нет, дверцу оставляют немного приоткрытой и наблюдают за горением, регулируя подачу воздуха дверкой зольника. Обычно вначале ее открывают наполовину, а когда древесина разгорится – прикрывают.

Процесс горения древесины

Для того, чтобы узнать при какой температуре горит дерево, нужно подробно рассмотреть весь процесс. От закладки дров в очаг до полного затухания огня в печи. А вся операция проходит поэтапно.

Разогрев

Чтобы участок древесины воспламенился, его необходимо нагреть. При температуре от 120 до 150 градусов по Цельсию начинается обугливание поверхности. При этом появляется вещество уже способное к воспламенению. Его называют углём.

Повышение нагрева до 250-350 °C способствует образованию пиролиза. Это газообразные составляющие, которые возникают при термическом распаде. При этом верхние слои угля в древесине уже начинают тлеть. Процесс происходит без огня, но с выделением дыма.

Разведение огня

Разведение огня Источник ohniska.sk

komp.png

Возгорание пиролиза

Усиление термического распада, которое происходит при дальнейшем нагреве, приводит к тому, что выделенный газ начинает загораться. При этом очаг охватывает все большую площадь в виде цепной реакции. Появляется устойчивое пламя, окрашенное в яркий жёлто-оранжевый цвет.

Воспламенение

А вот древесина загорается, когда нагревание поверхности достигает температуры в 450-620 °C. Более точные цифры будут зависеть от сорта дерева. Но в целом влияние на термохимическую реакцию (воспламенение) оказывает куда большее количество факторов.

Достижение необходимой температуры зависит от:

  • формы и объёмного веса куска древесины;
  • количества влаги в нем;
  • того, как полено расположено в воздушном потоке;
  • силы тяги последнего;
  • плотности материала горючего.

Ольху, имеющую пористую структуру, разжечь намного проще, чем крепкий дуб. А круглое полено воспламеняется хуже, чем дрова, имеющие грани. Это же касается и массивности материала. Большие чурки очень трудно разжечь. Также плохо загорается струганная текстура. А медлительность процесса при влажных дровах объясняется тем, что много энергии тратится на выпаривание воды.

Начало огня

Начало огня Источник imgur.com

Горение

При условии, когда присутствует достаточный приток кислорода и тепловой энергии хватает, чтобы прогреть соседние участки, процесс переходит в устойчивую фазу. В ней уже задействован весь объем топлива, а огню помогает горение угля (тление) и взрывы пиролизных выделений.

Другие газы вычленяются медленнее и в процессе горения, практически, не участвуют. Охлаждаясь, они конденсируются и становятся заметными (белый цвет). А при тлении угля воздух все больше проникает в середину древесины и охват горения увеличивается.

Затухание

Процесс может продолжаться бесконечно при соблюдении всех условий:

  1. В наличии есть ещё несгоревшее топливо.
  2. Кислород поступает в достаточном количестве.
  3. Уровень температуры огня не понижается критически.

Как только хоть одно из условий нарушается, то происходит затухание костра.

Полезные советы

Высокая температура горения дров – залог эффективного отопления частного дома. Даже производители ТТ-котлов и дровяных печей указывают в инструкции, что лучший КПД теплогенератора наблюдается именно при работе на максимальном режиме.

Напоследок дадим несколько рекомендаций, как добиться высокой жаропроизводительности, а значит, и экономии энергоносителя:

  1. Если дрова вам приходится закупать, не берите низкокалорийные породы, например, иву и тополь. Первая слишком насыщена влагой, а второй отличается малой плотностью. Помните, что вы оплачиваете кубометры, а не килограммы твердого топлива.
  2. Высушите поленья насколько это возможно. Свежесрубленное дерево достигает влажности 20—25% после минимум полутора лет сушки в открытой дровнице.
  3. Старайтесь не эксплуатировать котел в хваленом режиме тления, который якобы помогает экономить. Как вы могли убедиться по фото, температура огня при нормальном горении составляет 800 °С, а тлеющая древесина даст не больше 450 °С. С такой теплоотдачей дом не обогреешь.
  4. Угарный газ СО не только горюч, но и токсичен. Пытаясь экономить топливо, мы перекрываем подачу воздуха в топку и провоцируем его выделение. Мало того что потенциальное топливо без толку выбрасывается наружу, но и загрязняет окружающую среду.
  5. Не организовывайте подачу воздуха в топку с улицы, чтоб не терять энергии на его нагрев. При выборе твердотопливного котла обращайте внимание на модели с каналом подогрева. Их легко отличить по вентилятору, установленному на верхней панели, а не в дверце зольника.

Конечно, непрерывно поддерживать в камере высокую температуру невозможно, ведь потребность дома в тепле тоже меняется и зависит от многих факторов. Для накопления излишков энергии существуют теплоаккумуляторы, они же – буферные емкости. В крайнем случае приобретайте теплогенератор с принудительным наддувом, где в периоды отключения вентилятора доступ воздуха перекрывается полностью.

Источник статьи: http://otivent.com/temperatura-gorenija-drov

Черёмуха

Данное дерево часто сопутствует ольхе с ивой, хотя встречается не так массово. Про точные теплотворные характеристики черёмухи мне пока ничего неизвестно. Однако, по всем прикидкам — она должна стоять на одном уровне с дубом, ибо по своей плотности приближается к нему — в чём мы неоднократно убеждались, заготавливая черёмуховые дрова, отличавшиеся от прочих более тяжёлым весом. Испытания показали, что разгораются они довольно сложно (примерно как вязовые), пламя дают тихое и ровное, а углей образуют мало. Но пока горят — жар выделяют на уровне ольхи, или даже чуть больше. Греться и готовить еду на черёмуховых поленьях можно вполне. Единственное «но» — все черёмуховые сухары, что нам попадались — как стоящие на корню, так и лежащие на земле — были пропитаны влагой. Возможно, что в просушенном виде это дерево покажет себя в разы лучше.

Измерение температуры горения

Проверить, до которого градуса разгорелся костёр, можно только специальной аппаратурой. Обычные термометры тут не подойдут. Точнее всего температура в печи может быть замерена с помощью пирометра. Но умельцы наловчились использовать даже мультиметр.

В этом видео показано, как узнать, какая температура в костре из дров, применяя мультиметр:

kak-vybrat-tverdotoplivnyy-kotel-dlitelnogo-goreniya-dlya-doma-sravnivaem-printsip-deystviya-i-vidy--27988.jpg

А в стародавние времена в народе определяли нужную температуру в костре по цвету пламени. Если присутствовали красные оттенки, то градусы ещё низкие. Белый спектр указывал на самую высокую температуру, которая создавалась искусственной тягой. Но при этом буквально вся тепловая энергия за очень короткое время вылетала в дымоход. А о том, что пора ставить на печь казан, говорил жёлтый цвет огня.

Современными исследованиями было установлено, что максимальная температура твёрдого топлива напрямую зависит от плотности материала. Этот показатель назвали жаропроизводительностью и стали измерят в процентном содержании каждой породы древесины.

Следующий список покажет, как максимальная температура зависит от жаропроизводительности:

  • Тополь: 39 % – 468 °C.
  • Ольха: 46 % – 552 °C.
  • Осина: 51 % – 612 °C.
  • Сосна: 52 % – 624 °C.
  • Липа: 55 % – 660 °C.
  • Акация: 59 % – 708 °C.
  • Пихта: 63 % – 756 °C.
  • Берёза: 68 % – 816 °C.
  • Летний дуб: 70 % – 840 °C.
  • Лиственница: 72 % – 865 °C.
  • Зимний дуб: 75 % – 900 °C.
  • Граб: 85 % – 1020 °C.
  • Ясень и бук: 87 % – 1044 °C.
Берёзовая поленница

Берёзовая поленница Источник lovesvet.ru

Чем больше пор внутри древесины, тем ярче и выше у неё пламя. Но при этом она сгорает быстро и даёт не так много тепла, как топливо с высокой плотностью. А у последнего материала из-за этого повышена жаропроизводительность, хоть пламя остаётся небольшим.

Повара, часто готовящие на открытом огне мясо, наловчились проверять готовность костра без приборов. Температура горения древесного угля в мангале может быть проверена вручную. Но это только приблизительные цифры. Для этого нужно провести рукой над поверхностью углей на расстоянии от них в 10 см.

Количество секунд, которые ладонь сможет выдержать, скажут о примерной температуре:

  • 5 – значит в мангале меньше 150 °C;
  • 4 – говорят о 200 °C;
  • 3 – покажут, что очаг разогрелся до 260 °C;
  • 2 – поведают, что там около 290 °C;
  • 1 – значит мангал готов к приёму мяса и там больше 350 °C.
Проверка жара в мангале

Проверка жара в мангале Источник grillandjoy.ru

Народные способы розжига мангала

Опытные поджигатели пользуются своими методами из цикла «голь на выдумки хитра».

Бумагу пропитывают растительным маслом. Годится также любой животный жир. Угольки можно просто пропитать маслом – они хорошо разгорятся. Правда, в случае с жиром нужно будет подождать некоторое время, чтобы костер перестал чадить.

Часто самодельные приспособления делаются на основе парафина. Экологичней было бы брать воск, но его труднее раздобыть. Один из вариантов – трубочки из гофрированного картона.

  • Картон нарезают прямоугольниками примерно 5х8 см, скатывают в рулончики, связывают шпагатом или ниткой. Внутри заготовок оставляют полость.
  • Парафин расплавляют на водяной бане и вымачивают в горячем парафине заготовки несколько минут.
  • Затем их выдерживают для просушки на открытом воздухе. Такими запалами удобно пользоваться.

Самодельную таблетку для розжига делают из парафиновых хозяйственных свечей и туалетной бумаги.

  1. Берутся квадратные бумажные отрезки. Очень кстати будет недорогая тонкая бумага. Она хорошо пропитывается и уже поделена, остается только оторвать.
  2. Парафин нагревается в металлической емкости с ручкой. Можно взять старый половник. Длинная ручка не позволит обжечься.
  3. Формовать таблетку удобнее на чем-нибудь плоском – тарелке или металлическом противне. Листочек поливается жидким парафином, накладывается следующий, снова поливается. Достаточно 10-15 листков. На такое количество хватит куска свечи в 8-10 см.

Нужно заметить, что ароматические свечи здесь не подойдут. Вряд ли кому-то захочется мяса с ароматом лаванды, например.


Парафин

Другим способом таблетку делают из бумажных отходов.

  • Для формования макулатуру рвут на кусочки, замачивают в кипятке, хорошо перемешивают. Получается густая кашица, из которой выжимают воду как можно тщательнее. Удобную свечеобразную или круглую форму придают руками или какими-нибудь емкостями.
  • После этого таблетки высушивают.
  • Сухие заготовки окунают сначала в спирт или водку, а затем в растопленный парафин. Парафин делает таблетку водонепроницаемой, а вкупе со спиртом – очень горючей.

Сам парафин не горит, но активно вовлекается в горение другими материалами и поддерживает пламя продолжительное время.

Откуда берется энергия у топлива

Известно, что молекулы состоят из атомов . Для того, чтобы разделить какую либо молекулу (например, молекулу воды) на составляющие её атомы, требуется затратить энергию (на преодоление сил притяжения атомов). Опыты показывают, что при соединении атомов в молекулу (это и происходит при сжигании топлива) энергия, напротив, выделяется.

Как известно, существует ещё и ядерное топливо, но мы не будем здесь говорить о нём.

При сгорании топлива выделяется энергия. Чаще всего это тепловая энергия . Опыты показывают, что количество выделившейся энергии прямо пропорционально количеству сгоревшего топлива.

Использование древесного угля

Древесный уголь в быту используется для приготовления мяса на мангале.
Благодаря высокой температуре горения (около 700°С) и отсутствию пламени обеспечивается равномерный жар, достаточный для приготовления мяса без обугливания.

Также его применяют как топливо для каминов, приготовления пищи на небольших печах.

В промышленности его используют как восстановитель при производстве металла. Незаменим древесный уголь при производстве стекла, пластмасс, алюминия.

Изготовить древесный уголь возможно и самостоятельно. Подробности:

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...