O processo de queimar ou fumegar o tabaco: características e danos

Limite de temperatura para queima de madeira de várias espécies

Dependendo da estrutura e densidade da madeira, bem como da quantidade e características das resinas, dependem a temperatura de combustão da lenha, o seu valor calorífico, bem como as propriedades da chama.
Se a árvore for porosa, ela queimará com muito brilho e intensidade, mas não produzirá altas temperaturas de combustão - o indicador máximo é 500 ℃. Mas madeira mais densa, como carpa, freixo ou faia, queima a uma temperatura de cerca de 1000 ℃. A temperatura de queima é ligeiramente mais baixa para a bétula (cerca de 800 ℃), bem como para o carvalho e o larício (900 ℃). Se estivermos falando de espécies como abetos e pinheiros, eles acendem a cerca de 620-630 ℃.

Desempenho de aquecimento a lenha: tabela das principais espécies

Considerando os diferentes tipos de madeira, no final, você pode notar algumas diferenças: algumas delas queimam de forma muito brilhante e perfeita, enquanto há um calor forte, enquanto outras quase não queimam, quase não deixando calor para trás. A questão aqui não está em sua secura ou umidade, mas em sua estrutura e composição, bem como na estrutura da árvore.

No entanto, vale a pena prestar atenção ao fato de que uma árvore molhada inflama e arde muito, enquanto permanece uma grande quantidade de cinzas, o que prejudica a chaminé, elas ficam fortemente entupidas.

A maior produção de calor é encontrada em carvalho, faia, bétula, larício ou carpa, mas essas espécies são as menos lucrativas e caras. Portanto, eles são usados ​​muito raramente, e então na forma de aparas ou serragem. A transferência de calor mais baixa ocorre em choupo, amieiro e álamo. Há uma tabela mostrando as rochas principais e sua produção de calor.

Tabela de algumas das rochas principais e sua transferência de calor:

• Freixo, faia - 87%;
• Hornbeam - 85%;
• Carvalho - 75, 70%;
• Lariço - 72%;
• Birch - 68%;
• Abeto - 63%;
• Linden - 55%;
• Pinho - 52%;
• Aspen - 51%;
• Choupo - 39%.

As coníferas têm uma temperatura de queima baixa, por isso é melhor usá-las para acender uma fogueira (fogo). No entanto, a madeira do pinheiro incendeia-se muito rapidamente e é capaz de arder durante muito tempo, uma vez que contém uma grande quantidade de resinas, pelo que esta espécie é capaz de reter calor por muito tempo. Mas, no entanto, é melhor não usar espécies de coníferas para o aquecimento, pois quando queimam se formam muitos gases de combustão, que se depositam em forma de fuligem na chaminé e devem ser limpos, pois se entopem rapidamente.

Características térmicas da madeira

As espécies de madeira diferem em densidade, estrutura, quantidade e composição das resinas. Todos esses fatores afetam o valor calorífico da madeira, a temperatura de queima e as características da chama.

A madeira de choupo é porosa, essa lenha queima intensamente, mas o indicador de temperatura máxima atinge apenas 500 graus. Espécies de madeira densa (faia, freixo, carpa), quando queimadas, emitem mais de 1000 graus de calor. Os indicadores da bétula são ligeiramente mais baixos - cerca de 800 graus. O larício e o carvalho ficam mais quentes, emitindo até 900 graus Celsius. A lenha de pinheiros e abetos queima a 620-630 graus.

A lenha de bétula tem uma relação melhor entre eficiência térmica e custo - não é economicamente lucrativo aquecer com madeiras mais caras com altas temperaturas de combustão.

Abetos, abetos e pinheiros são adequados para fazer fogueiras - essas coníferas fornecem um calor relativamente moderado. Mas não é recomendável usar essa lenha na caldeira de combustível sólido, no fogão ou na lareira - elas não emitem calor suficiente para aquecer efetivamente a casa e cozinhar os alimentos, queimam com a formação de uma grande quantidade de fuligem.

A lenha de baixa qualidade é considerada combustível feito de álamo, tília, choupo, salgueiro e amieiro - a madeira porosa emite pouco calor durante a queima. O amieiro e alguns outros tipos de madeira "disparam" com brasas durante a combustão, o que pode originar um incêndio se a lenha for utilizada para acender uma lareira.

Ao escolher, você também deve prestar atenção ao grau de umidade da madeira - a lenha crua queima pior e deixa mais cinzas.

Propriedades térmicas da madeira

Diferentes tipos de madeira produzem diferentes quantidades de calor. Por exemplo, madeira seca envelhecida gera mais calor do que madeira recém-serrada. Isso é atribuído ao fato de que, na reação química inicial, todo o calor passa para a vaporização da água da árvore. Quanto menos umidade houver no material, mais cedo o calor será obtido. As madeiras duras duram mais tempo do que as madeiras macias e enfatizam mais o calor. Algumas das espécies de árvores mais valiosascom bons parâmetros térmicos são:

Porém, a madeira dessas árvores é cara, por isso, resíduos industriais e madeireiras são utilizados como combustível na maioria das vezes.

Neste vídeo, você saberá como verificar o teor de umidade da lenha:

O uso da madeira com base em sua capacidade de calor

Ao escolher um tipo de lenha, vale a pena considerar a relação entre custo e capacidade calorífica de uma determinada madeira. Como mostra a prática, a melhor opção pode ser considerada a lenha de bétula, na qual esses indicadores são mais bem equilibrados. Se você comprar lenha mais cara, os custos serão menos eficientes.

Para aquecer uma casa com uma caldeira de combustível sólido, não é recomendado o uso de tipos de madeira como abetos, pinheiros ou abetos. O fato é que neste caso a temperatura de combustão da lenha na caldeira não será alta o suficiente, e muita fuligem se acumulará nas chaminés.

Valores baixos de eficiência térmica também são encontrados na lenha de amieiro, choupo, tília e choupo devido à sua estrutura porosa. Além disso, às vezes o amieiro e alguns outros tipos de lenha são baleados com carvão durante o processo de combustão. No caso de um forno aberto, tais microexplosões podem levar a incêndios.

Tipos de madeira

Existem vários padrões que determinam a diferença na combustão dos diferentes tipos de madeira. Em primeiro lugar, trata-se da presença de resinas - acrescentam visivelmente o valor calorífico da lenha. A madeira macia queima mais facilmente devido à sua baixa densidade. Rochas pesadas sustentam a combustão por muito tempo.

Embora a densidade da madeira varie significativamente de espécie para espécie, seu valor calorífico por unidade de massa é quase o mesmo (com exceção das espécies resinosas de coníferas). Independentemente dos tipos de árvores usados ​​para lenha, a umidade é o principal fator que afeta tanto o processo de combustão quanto o resultado térmico.

O conhecimento dos diferentes tipos de madeira permite que você se sinta confortável ao queimar com menos consumo de lenha

Uma lista de características de algumas espécies de madeira:

• acácia - queima lentamente e dá muito calor, seca rapidamente, emite um estalido característico no recuperador;
• bétula - queima rapidamente, inflama facilmente mesmo quando molhado, dá um fogo uniforme e estável;
• faia - combustível de alto teor calórico, deixa poucas cinzas;
• Carvalho - alto poder calorífico, exala um cheiro agradável durante a combustão, seca por muito tempo;
• álamo - baixo calor de combustão;
• árvores frutiferas - queime lenta e uniformemente;
• coníferas - fumaça perfumada, pode disparar alcatrão, formar muita fuligem.

Saber os fundamentos do manuseio da madeira como combustível permite que você se sinta confortável ao queimar com menos lenha.

É importante não esquecer o principal: uma chama aberta descontrolada pode ser muito perigosa para os seres vivos. Além das queimaduras de chamas e brasas, o fogo pode trazer incomparavelmente mais desastres quando se transforma em fogo.

Temperatura de combustão e transferência de calor

Existe uma relação direta entre a temperatura da lenha no fogão e a transferência de calor - quanto mais quente a chama, mais calor ela emite no ambiente. A quantidade de calor gerada é influenciada por várias características da árvore. Os valores calculados podem ser encontrados na literatura de referência.

Deve-se notar que todos os indicadores padrão foram calculados em condições ideais:

• a madeira está bem seca;
• a fornalha está fechada;
• o oxigênio é fornecido em porções precisamente medidas para manter o processo de combustão.

Naturalmente, é impossível criar tais condições em um fogão doméstico, portanto, menos calor será liberado do que mostram os cálculos. Portanto, os padrões serão úteis apenas para determinar a dinâmica geral e comparação de características.

A medição da temperatura de combustão da lenha na lareira só pode ser realizada com um pirômetro - nenhum outro dispositivo de medição é adequado para isso.

Se você não tiver esse dispositivo, pode determinar visualmente os indicadores aproximados com base na cor da chama. Por exemplo, uma chama de baixa temperatura tem uma cor vermelha escura. Uma luz amarela indica uma temperatura muito alta obtida com o aumento da tiragem, mas neste caso, mais calor imediatamente evapora pela chaminé. Para um recuperador de calor ou lareira, a temperatura de combustão mais adequada é aquela em que a cor da chama será amarela, como, por exemplo, com a madeira de bétula seca.

Modernos fogões e caldeiras de combustível sólido, bem como lareiras fechadas, são equipados com um sistema de controle de suprimento de ar para ajustar a transferência de calor e a intensidade da combustão.

A temperatura de combustão da madeira determina as taxas de transferência de calor do combustível - quanto mais alta, mais energia térmica é liberada durante a combustão da lenha. Neste caso, o valor de aquecimento específico do combustível depende das características da madeira.

Os indicadores de transferência de calor na tabela são indicados para lenha queimada em condições ideais:

• teor mínimo de umidade no combustível;
• a combustão ocorre em volume fechado;
• o suprimento de oxigênio é dosado - a quantidade necessária para a combustão total é fornecida.

Faz sentido focar nos valores tabulares do valor calorífico apenas para comparar diferentes tipos de lenha entre si - em condições reais, a transferência de calor do combustível será notavelmente menor.

O que é combustão

A combustão é um fenômeno isotérmico - ou seja, uma reação com a liberação de calor.

1. Aquecendo. O pedaço de madeira deve ser aquecido com uma fonte externa de fogo até a temperatura de ignição. Quando aquecida a 120-150 graus, a madeira começa a carbonizar, e o carvão é formado, capaz de combustão espontânea. Quando aquecido a 250-350 graus, o processo de decomposição térmica em componentes gasosos (pirólise) começa.

2. Combustão de gases de pirólise. O aquecimento adicional leva ao aumento da decomposição térmica e os gases de pirólise concentrados explodem. Após o surto, a ignição começa gradualmente a cobrir toda a zona de aquecimento. Isso produz uma chama amarela clara e estável.

3. Ignição. Mais aquecimento irá acender a madeira. A temperatura de ignição em condições naturais varia de 450 a 620 graus. A madeira inflama sob a influência de uma fonte externa de energia térmica, que fornece o aquecimento necessário para uma forte aceleração da reação termoquímica.

A inflamabilidade do combustível de madeira depende de uma série de fatores:

• peso volumétrico, forma e seção de um elemento de madeira;
• o grau de umidade da madeira;
• força de tração;
• a localização do objeto a ser inflamado em relação ao fluxo de ar (vertical ou horizontal);
• densidade da madeira (materiais porosos inflamam mais facilmente e mais rápido do que os densos, por exemplo, é mais fácil acender madeira de amieiro do que carvalho).

Para a ignição, é necessária uma boa tração, mas não excessiva - um suprimento suficiente de oxigênio e uma dissipação mínima da energia térmica da combustão - é necessária para aquecer as seções adjacentes de madeira.

4. Combustão.Em condições próximas do ótimo, o surto inicial de gases de pirólise não desaparece, da ignição o processo se transforma em combustão estável com uma cobertura gradual de todo o volume de combustível. A combustão é dividida em duas fases - combustão latente e combustão flamejante.

A combustão lenta envolve a combustão do carvão, um produto sólido do processo de pirólise. A liberação de gases inflamáveis ​​é lenta e eles não se acendem devido à concentração insuficiente. As substâncias gasosas, quando resfriadas, condensam-se, formando uma fumaça branca característica. No processo de combustão lenta, o ar penetra profundamente na madeira, devido ao qual a área de cobertura se expande. A combustão da chama é fornecida pela combustão dos gases da pirólise, com os gases quentes movendo-se para fora.

A combustão é mantida enquanto houver condições de incêndio - presença de combustível não queimado, suprimento de oxigênio, mantendo o nível de temperatura exigido.

5. Atenuação. Se uma das condições não for atendida, o processo de combustão é interrompido e a chama apaga-se.

Para descobrir qual é a temperatura de queima da madeira, use um dispositivo especial chamado pirômetro. Outros tipos de termômetros não são adequados para essa finalidade.

Existem recomendações para determinar a temperatura de combustão da lenha pela cor da chama. Chamas vermelho-escuras indicam combustão em baixa temperatura, chamas brancas indicam altas temperaturas devido ao aumento da tiragem, em que a maior parte da energia térmica vai para a chaminé. A cor ideal da chama é o amarelo, assim queima a bétula seca.

Em caldeiras e fogões de combustível sólido, bem como em lareiras fechadas, é possível ajustar o fluxo de ar na fornalha ajustando a intensidade do processo de combustão e a transferência de calor.

O valor calorífico indica a quantidade de energia térmica liberada durante a combustão da lenha. Mas o combustível sólido tem outra característica, cujo conhecimento pode ser útil na prática - a produção de calor. Este é o nível máximo de temperatura que pode ser alcançado ao queimar madeira e depende das propriedades da madeira.

A madeira de baixa densidade queima com uma chama alta leve e ao mesmo tempo emite uma quantidade relativamente pequena de calor; a lenha densa é caracterizada por uma maior produção de calor em uma chama baixa.

Combustão completa e incompleta: o que é liberado quando a madeira queima

Não só a madeira pode queimar, mas também seus produtos (aglomerado, fibra, MDF), assim como o metal. No entanto, a temperatura de combustão é diferente para todos os produtos. Por exemplo: a temperatura de combustão do aço é 2.000 graus, da folha de alumínio - 350, e a madeira começa a inflamar já a 120-150.

A queima de madeira eventualmente produz fumaça, onde o sólido é fuligem. Toda a composição dos produtos de combustão depende inteiramente dos constituintes da árvore. A madeira é composta principalmente pelos constituintes mais importantes: hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e carbono.

Se 1 kg de madeira for queimado, os produtos da combustão em estado gasoso serão liberados entre 7,5 e 8,0 metros cúbicos. No futuro, eles não serão mais capazes de queimar, exceto o monóxido de carbono.

Produtos de combustão de madeira:

• Azoto;
• Monóxido de carbono;
• Dióxido de carbono;
• Vapor de água;
• Dióxido de enxofre.

O caráter ardente pode ser completo ou incompleto. Mas ambos ocorrem com a formação de fumaça. Em caso de combustão incompleta, alguns produtos da combustão ainda podem queimar mais tarde (fuligem, monóxido de carbono, hidrocarbonetos). Mas se houve combustão completa, então os produtos que se formaram no futuro não são capazes de queimar (gases de enxofre e dióxido de carbono, vapor de água).

O risco de incêndio da madeira é determinado pelas leis de sua decomposição térmica sob a influência de fluxos de calor externos, que começa a uma temperatura de 110˚С.O aquecimento posterior é acompanhado pela remoção da umidade livre e ligada da madeira. Este processo termina a uma temperatura de 180˚C, após o qual a decomposição dos componentes menos resistentes ao calor começa com a liberação de CO 2 e H 2 O. A uma temperatura de ~ 250˚C, a pirólise da madeira ocorre com a liberação de produtos gasosos: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. A mistura de gases liberada é inflamável e pode inflamar a partir de uma fonte de ignição. Em temperaturas mais altas, a decomposição térmica da madeira é acelerada. A maior parte dos gases combustíveis, contendo até 25% de hidrogênio e até 40% de hidrocarbonetos combustíveis, é liberada na faixa de temperatura de 350 a 450˚С.

Um dos fatores importantes que determinam o risco de incêndio da madeira é sua capacidade de inflamar e espalhar a combustão quando aquecida no ar.

A queima de madeira ocorre na forma de combustão ardente e latente. Em condições de incêndio, a maior quantidade de calor é liberada durante o período de combustão em chamas (até 60%) e ~ 40% - durante o período de decomposição.

Os indicadores de risco de incêndio para alguns tipos de madeira são mostrados na Tabela 4.

Tabela 4 - Indicadores de risco de incêndio de vários tipos de madeira

Os indicadores de temperatura do risco de incêndio da madeira - a temperatura de ignição e autoignição - são determinados pelas leis de sua decomposição térmica. Os valores desses indicadores para diferentes tipos de madeira, como pode ser visto na Tabela 2, estão em uma faixa de temperatura bastante estreita.

A madeira seca de todas as espécies é um material altamente inflamável (B3) altamente combustível (G4) com uma alta capacidade de geração de fumaça (D3). De acordo com a toxicidade dos produtos da combustão, a madeira pertence ao grupo dos materiais altamente perigosos (T3). A velocidade linear de propagação da chama sobre a superfície é de 1-10 mm / s. Essa velocidade depende significativamente de uma série de fatores: espécie de madeira, seu teor de umidade, o valor do fluxo de calor em queda, a orientação da superfície em chamas. A taxa de combustão lenta também não é um valor constante - para vários tipos de madeira, ela varia de 0,6 a 1,0 mm / min.

Na construção, os materiais de acabamento à base de madeira são amplamente utilizados: placas de aglomerado, placas de fibra, painéis de madeira, ripas, compensado. Todos esses materiais são inflamáveis. Painéis modificados, ripas, contraplacado. Todos esses materiais são inflamáveis. A modificação da madeira com polímeros, via de regra, aumenta o risco de incêndio.

A Tabela 5 mostra as características de inflamabilidade de alguns materiais de construção à base de madeira.

Tabela 5 - Inflamabilidade de materiais de madeira

Chama espalhada pela superfície da madeira

Estudos experimentais de propagação da chama sobre a superfície de materiais de madeira usando diferentes métodos de teste mostraram que não apenas as condições de exposição ao calor externo, mas também o tipo de madeira afetam as características de propagação da chama.

A influência das espécies de madeira pode ser rastreada até certo ponto quando se consideram os valores do chamado índice de propagação da chama (FLI).

O IRP de acordo com GOST 12.1.044-89 é um indicador complexo, pois ao calculá-lo, além da velocidade de propagação da chama em seções individuais da superfície da amostra e da distância limite de propagação, também utiliza dados sobre a temperatura máxima de exaustão gases de combustão e o tempo para alcançá-los. Os materiais com IRP≤20 são referidos como chama de propagação lenta, com IRP˃20 - para chama de propagação rápida. Todos os tipos de madeira pertencem ao último grupo de materiais. Seu índice ultrapassa 55.

A Tabela 4 mostra os valores de IRI para amostras de madeira não tratada com uma espessura de 19-25 mm.

Embora a maioria dos tipos de madeira pertença à 3ª classe, a mais perigosa, classe em termos de sua capacidade de espalhar uma chama sobre a superfície de estruturas de teto durante um incêndio, algumas espécies de coníferas, conforme segue da Tabela 6, têm valores mais baixos de o IRI e pertencem à 2ª classe.

Tabela 6 - Valor do IRP e classe de acordo com a capacidade de espalhar a chama

Um aumento no fluxo de calor para a superfície da madeira causa um aumento significativo na velocidade de propagação da chama. O término do processo é possível se o fluxo de calor de sua própria chama se tornar menos do que crítico para um determinado material.

Testes de materiais de construção com acabamento à base de madeira em condições que simulam o desenvolvimento de um incêndio real mostraram taxas bastante altas de propagação de chamas ao longo deles (tabela 7).

Tabela 7 - Velocidade de propagação da chama sobre revestimentos de madeira

Capacidade de geração de fumaça e toxicidade de produtos de combustão de madeira

A liberação de gases tóxicos é o risco de incêndio dominante. Ela se manifesta no efeito tóxico e irritante dos produtos da combustão, bem como na deterioração da visibilidade em um ambiente enfumaçado. A visibilidade reduzida dificulta a evacuação de pessoas da zona de perigo, o que, por sua vez, aumenta o risco de envenenamento por produtos de combustão. A situação em um incêndio é ainda mais complicada pelo fato de que os gases de combustão se espalham rapidamente no espaço e penetram em salas distantes da fonte do incêndio. A concentração da fumaça emitida e sua natureza dependem das características estruturais e da composição química do material combustível, das condições de combustão.

Mais de 200 compostos - produtos da combustão incompleta - foram encontrados nos gases de combustão formados durante a combustão da madeira. O valor máximo de densidade óptica durante a combustão de cada um dos tipos de madeira depende de forma complexa da densidade do fluxo de calor externo. O coeficiente de produção de fumaça durante a decomposição e combustão latente de diferentes tipos de madeira depende da densidade do fluxo de calor externo (Figura 14).

1 - abeto; 2 - pinheiro perto de Moscou; 3 - pinheiro thongkaribe; 4 - ilim karagach; 5 - acacia keolai; 6 - castanha; 7 - acácia; 8- bacdan de eucalipto.

Figura 14 - Características da geração de fumaça.

Um caráter extremo semelhante das curvas para a dependência do índice de toxicidade dos produtos da combustão da madeira na densidade do fluxo de calor externo (Figura 15). No modo de combustão latente de madeira de abeto, o rendimento de CO é 70-240 vezes maior do que o rendimento de CO durante a combustão com chama.

No modo de combustão lenta na faixa de temperatura de 450-550 ° C, todos os tipos de madeira se apresentam como altamente perigosos em termos de toxicidade dos produtos de combustão e pertencem ao grupo T3. Com um aumento na intensidade do efeito térmico até 60-65 kW / m2 (que corresponde a uma temperatura de 700-750) С), de acordo com a toxicidade dos produtos de combustão, madeiras de diferentes tipos passam para o grupo de moderadamente materiais perigosos T2.

1- linden; 2 - bétula; 3 - ilim karagach; 4 - carvalho; 5 - álamo tremedor; 6 - pinho; 7 - abeto.

Figura 15 - Toxicidade dos produtos de combustão por temperatura de exposição ao calor.

Quando a madeira queima, ocorre uma formação de fumaça bastante intensa. A maior quantidade de fumaça é emitida durante a queima de materiais de madeira no modo de combustão lenta (tabela 8).

Tabela 8 - Capacidade de geração de fumaça de materiais de madeira quando testado no modo de combustão lenta

4 Medidas de segurança contra incêndio na construção de edifícios de madeira

A temperatura de combustão da madeira já foi brevemente mencionada em nossa publicação sobre "", e hoje vamos nos aprofundar neste assunto.

Estamos todos acostumados a acreditar que o próprio combustível está queimando. E embora a combustão seja impossível sem ele, na verdade o gás liberado pelo combustível durante a combustão inflama.É verdade que para que a madeira comece a emitir uma quantidade suficiente desse gás para a ignição, ela precisa de uma temperatura elevada. E esta temperatura é diferente para diferentes tipos de madeira e para diferentes condições. A estrutura, densidade, umidade e outras características afetam a velocidade e a quantidade de gás liberado, pois alguns tipos de madeira queimam rapidamente, fornecem muito calor e luz, enquanto outros são muito difíceis de acender e emitem muito menos calor que nós gostaríamos. Isso se torna muito importante quando, e especialmente ao escolher materiais para gravetos. A tabela abaixo mostra as temperaturas de combustão de algumas espécies de madeira comuns.

Para ser justo, deve-se notar que os graus Celsius indicados na tabela são dados para condições ideais (espaço fechado, madeira seca utilizada e fornecimento de oxigênio controlado em volumes ideais para combustão), que são alcançados apenas em caldeiras, mas não em um incêndio feito no meio da clareira. Mas, apesar disso, a título de orientação, os dados da tabela são bastante adequados.

Quanto mais alta a temperatura de combustão da espécie de árvore escolhida, mais calor ela precisará absorver antes que o gás inflamável comece a se desenvolver a partir dela.

Para gravetos, é melhor usar pedras com baixa temperatura de combustão e pedras com alta temperatura como principal lenha. Caso contrário, você pode ter dois tipos de problemas:

• A temperatura de queima da madeira selecionada é superior à temperatura gerada pela sua. Por causa disso, o combustível simplesmente não acende ou requer processamento, preparação e preparação adicionais.
• A temperatura de combustão da madeira selecionada é baixa e, como resultado, não é gerado calor suficiente. Por esse motivo, você pode precisar mudar a espécie conforme queima combustível ou mais lenha.

A partir dos dados da tabela, podemos concluir que a temperatura de combustão do choupo o torna um bom graveto, porque ele começará a queimar ativamente já a 468 graus Celsius, enquanto, por exemplo, o pinho terá que ser aquecido até 624 graus. Se não houver nada à mão, exceto carvalho, então, para acendê-lo, você terá que suar muito para aumentar a temperatura de queima para 840-900 graus e só então adicionar toras de carvalho. A baixa temperatura de combustão faz do choupo um bom graveto, mas é melhor não utilizá-lo como combustível principal devido ao seu baixo rendimento de calor, indicado na segunda coluna da tabela. Para essa função, pinho, bétula ou o mesmo carvalho são muito mais adequados. Essas rochas produzem mais gás, portanto, mais luz e calor.

Não vejo muito sentido em lembrar os valores de todas as colunas da tabela. é muito mais fácil utilizá-lo como um guia para construir seus próprios mapas de espécies arbóreas, levando em consideração as peculiaridades da flora de sua região. Uma sequência simples como “primeiro queimamos a rocha X e depois mudamos para a rocha Y” em três ou quatro etapas é muito mais fácil de lembrar e usar em campo. Se você não tem escolha no campo e tem apenas um tipo de madeira disponível, terá que trabalhar com ela, mas se ainda houver escolha, é melhor fazer de forma consciente e deliberada. E embora a temperatura de combustão indicada na tabela seja característica apenas para condições ideais, por falar nisso, também vale citar dois fatores que afetam diretamente a temperatura de combustão: a umidade e a área de contato.

Fatores que afetam a temperatura de combustão

A temperatura de queima da lenha no fogão não depende apenas do tipo de lenha. Fatores significativos também são o teor de umidade da madeira e a força de tração, que se deve ao design da unidade de aquecimento.

Influência da umidade

Na madeira recém-cortada, o teor de umidade chega a 45 a 65%, em média - cerca de 55%.A temperatura de combustão dessa lenha não atingirá valores máximos, pois a energia térmica irá para evaporar a umidade. Consequentemente, a transferência de calor do combustível é reduzida.

Para liberar a quantidade necessária de calor durante a combustão da madeira, três formas são utilizadas:

• quase o dobro da lenha recém cortada é usada para aquecimento de salas e cozinha (isso se traduz em um aumento nos custos de combustível e na necessidade de manutenção frequente da chaminé e dos dutos de gás, nos quais uma grande quantidade de fuligem se deposita);
• a lenha recém-cortada é pré-seca (as toras são serradas, divididas em toras, que são empilhadas sob uma cobertura - leva de 1 a 1,5 anos para secar naturalmente até 20% de umidade);
• compra-se lenha seca (os custos financeiros são compensados ​​pela alta transferência de calor do combustível).

O valor calorífico da lenha de bétula recém-cortada é bastante alto. Combustível de cinzas recém-cortadas, carpa e outras madeiras duras também é adequado para uso.

Ao limitar o fornecimento de oxigênio ao forno, diminuímos a temperatura de combustão da madeira e reduzimos a transferência de calor do combustível. A duração da combustão do inserto de combustível pode ser aumentada fechando o amortecedor da unidade de caldeira ou fogão, mas a economia de combustível se transforma em uma baixa eficiência de combustão devido a condições não ótimas.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (calor)

Carbono e hidrogênio são queimados quando o oxigênio é fornecido (lado esquerdo da equação), resultando em calor, água e dióxido de carbono (lado direito da equação).

Para que a madeira seca queime na temperatura máxima, o volume de ar que entra na câmara de combustão deve atingir 130% do volume necessário para o processo de combustão. Quando o fluxo de ar é interrompido pelos amortecedores, uma grande quantidade de monóxido de carbono é formada, e a razão para isso é a falta de oxigênio. O monóxido de carbono (carbono não queimado) vai para a chaminé, enquanto a temperatura na câmara de combustão diminui e a transferência de calor da madeira diminui.

Uma abordagem econômica ao usar uma caldeira de combustível sólido em madeira é instalar um acumulador de calor, que irá armazenar o excesso de calor gerado durante a combustão do combustível no modo ideal, com boa tração.

Com os fogões a lenha, não é possível economizar combustível dessa forma, pois eles aquecem diretamente o ar. O corpo de um enorme fogão de tijolos é capaz de acumular uma parte relativamente pequena de energia térmica, enquanto nos fogões de metal o excesso de calor vai diretamente para a chaminé.

Se você abrir o soprador e aumentar o empuxo no forno, a intensidade da combustão e a transferência de calor do combustível aumentarão, mas a perda de calor também aumentará. Com uma combustão lenta da madeira, a quantidade de monóxido de carbono aumenta e a transferência de calor diminui.

Se uma quantidade insuficiente de oxigênio entra no forno, a intensidade e a temperatura da combustão da madeira diminuem e, ao mesmo tempo, sua transferência de calor diminui. Algumas pessoas preferem cobrir o soprador do fogão para estender o tempo de queima de um marcador, mas como resultado, o combustível queima com uma eficiência menor.

Se a lenha for queimada em uma lareira aberta, o oxigênio flui livremente para a fornalha. Neste caso, a tiragem depende principalmente das características da chaminé.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (energia térmica).

Isso significa que, quando o oxigênio está disponível, ocorre a combustão do hidrogênio e do carbono, que resulta em energia térmica, vapor d'água e dióxido de carbono.

Para a temperatura máxima de combustão do combustível seco, cerca de 130% do oxigênio necessário para a combustão deve entrar no forno.Quando as abas de entrada são fechadas, o excesso de monóxido de carbono é gerado devido à falta de oxigênio. Esse carbono não queimado escapa para a chaminé, mas dentro do forno a temperatura de combustão cai e a transferência de calor do combustível diminui.

As caldeiras modernas de combustível sólido são frequentemente equipadas com acumuladores de calor especiais. Esses dispositivos acumulam uma quantidade excessiva de energia térmica gerada durante a combustão do combustível, desde que haja boa tração e alta eficiência. Dessa forma, você pode economizar combustível.

No caso dos fogões a lenha, não há tantas possibilidades de economizar lenha, pois liberam imediatamente o calor para o ar. O fogão em si é capaz de reter apenas uma pequena quantidade de calor, mas o fogão de ferro não é capaz disso - o calor que sai dele vai imediatamente para a chaminé.

Assim, com o aumento do empuxo no forno, é possível atingir um aumento na intensidade da combustão do combustível e na sua transferência de calor. No entanto, neste caso, a perda de calor aumenta significativamente. Se você garantir a combustão lenta da lenha no fogão, sua transferência de calor será menor e a quantidade de monóxido de carbono será maior.

Observe que a eficiência de um gerador de calor afeta diretamente a eficiência da queima de madeira. Assim, uma caldeira a combustível sólido possui 80% de eficiência, e um fogão - apenas 40%, e seu design e matéria material.

A temperatura atingida no primeiro estágio de combustão espontânea é significativamente mais alta do que o mesmo indicador para o período de combustão sem chama de produtos de decomposição. No estágio inicial, uma fina camada de carvão é formada apenas na superfície da madeira, e no início não queima, apesar de estar em um estado incandescente.

O fato é que, nesta fase, quase todo o oxigênio é consumido para manter a chama e tem acesso limitado a outros produtos de combustão. O carvão começa a se decompor apenas a partir do momento em que a fase de combustão do fogo é completamente concluída.

A temperatura de ignição do material de madeira, que garante a manutenção de uma combustão estável, para a maioria das variedades é de 250-300 graus.

Um bom exemplo de tal arranjo são as vigas e o revestimento do telhado. Como resultado, seu aquecimento mútuo é inevitável com um aumento simultâneo no impulso de ar nas direções longitudinais.

Tudo isso obriga os construtores a tomar medidas especiais para proteger as estruturas de madeira dos efeitos das fogueiras.

Temperatura do fogo em um fogo de lenha

Para uma boa chama é necessário ar, durante a combustão ocorre uma reação química e ocorre matéria orgânica, contido na madeira é convertido em vapor e dióxido de carbono, liberando calor.

A lenha preparada a partir de diferentes tipos de madeira queima de forma diferente. Alguns queimam rápida e brilhantemente, outros deixam muitas cinzas e queimam tediosamente e por muito tempo, outros queimam por muito tempo e seus carvões dão muito calor.

A temperatura máxima é dada pela lenha de faia e carpa - até mil graus Celsius. O choupo fornece a temperatura mais baixa, nem mesmo a metade do calor desta. Amieiro, choupo, pinho, tília, acácia, abeto, bétula, carvalho, larício queima mais forte do que choupo.

A temperatura de combustão é influenciada não só pelas espécies de madeira, mas também pela disponibilidade de acesso ao oxigênio, pelo desenho do forno. Por exemplo, em um grande fogão de pedra, a lenha queima rapidamente, mas o fogão percebe seu calor e pode transmiti-lo ao ambiente por muito tempo. Pelo contrário, um pequeno fogão - um fogão de barril não retém o calor, dando-o imediatamente à divisão.

Qual é o processo de combustão

Uma reação isotérmica na qual uma certa quantidade de energia térmica é liberada é chamada de combustão. Essa reação passa por vários estágios sucessivos.

Na primeira etapa, a madeira é aquecida por uma fonte externa de fogo até o ponto de ignição. À medida que aquece até 120-150 ℃, a madeira se transforma em carvão, que é capaz de combustão espontânea.Ao atingir uma temperatura de 250-350 ℃, os gases inflamáveis ​​começam a evoluir - este processo é chamado de pirólise. Ao mesmo tempo, a camada superior da madeira arde, o que é acompanhado por fumaça branca ou marrom - são gases de pirólise mistos com vapor de água.

No segundo estágio, como resultado do aquecimento, os gases da pirólise se acendem com uma chama amarela clara. Ele se espalha gradualmente por toda a área da madeira, continuando a aquecer a madeira.

A próxima etapa é caracterizada pela ignição da madeira. Como regra, para isso, deve aquecer até 450-620 ℃. Para que a madeira acenda, é necessária uma fonte externa de calor, que será intensa o suficiente para aquecer rapidamente a madeira e acelerar a reação.

Além disso, fatores como:

• tração;
• teor de umidade da madeira;
• seção e formato da lenha, bem como seu número em uma guia;
• estrutura de madeira - a lenha solta queima mais rápido do que a madeira densa;
• colocação da árvore em relação ao fluxo de ar - horizontal ou verticalmente.

Vamos esclarecer alguns pontos. Já que a madeira úmida, ao ser queimada, em primeiro lugar evapora o excesso de líquido, ela se inflama e queima muito pior do que a madeira seca. A forma também importa - toras nervuradas e serrilhadas acendem mais facilmente e mais rápido do que as lisas e redondas.

A tiragem na chaminé deve ser suficiente para garantir o fluxo de oxigênio e dissipar a energia térmica dentro da fornalha para todos os objetos nela, mas não apagar o fogo.

O quarto estágio da reação termoquímica é um processo de combustão estável que, após a erupção dos gases de pirólise, cobre todo o combustível do forno. A combustão ocorre em duas fases - latente e queima com uma chama.

No processo de combustão lenta, o carvão formado como resultado da pirólise queima, enquanto os gases são liberados lentamente e não podem entrar em ignição devido à sua baixa concentração. Os gases condensados ​​produzem fumaça branca à medida que esfriam. Quando a madeira arde, o oxigênio fresco gradualmente penetra em seu interior, o que leva a uma propagação ainda maior da reação a todos os outros combustíveis. A chama surge da combustão dos gases da pirólise, que se movem verticalmente em direção à saída.

Enquanto a temperatura exigida é mantida dentro do forno, oxigênio é fornecido e há combustível não queimado, o processo de combustão continua.

Se essas condições não forem mantidas, a reação termoquímica passa para o estágio final - atenuação.

Processo de aquecimento

O aquecimento é chamado de aquecimento de um pedaço de superfície de madeira de uma fonte de calor separada a uma temperatura suficiente para a ignição. 120-150 ° C é o suficiente para que a madeira comece a carbonizar muito lentamente.

Posteriormente, o processo continua com o aparecimento do carvão. A uma temperatura de 250-350 ° C, a madeira, sob a influência de altos graus, começa ativamente a se decompor em componentes.

Além disso, arde sem chama, mas ainda não há chama, e uma fumaça branca ou marrom começa a aparecer. Com o aquecimento posterior, a porcentagem de gases de pirólise aumenta e ocorre um flash, após o qual a madeira inflama.

Produção de calor da madeira

Além do valor calorífico, ou seja, a quantidade de energia térmica liberada durante a combustão do combustível, existe também o conceito de produção de calor. Esta é a temperatura máxima em um fogão a lenha que uma chama pode atingir no momento da queima intensiva da lenha. Este indicador também depende completamente das características da madeira.

Em particular, se a madeira tiver uma estrutura frouxa e porosa, ela queima a temperaturas bastante baixas, formando uma chama forte e brilhante, e emite muito pouco calor. Mas a madeira densa, embora chameje muito pior, mesmo com uma chama fraca e baixa dá alta temperatura e uma grande quantidade de energia térmica.

Temperatura de ignição de várias rochas

Para obter uma imagem completa dos parâmetros térmicos da madeira, é melhor aprender o calor específico de combustão de cada tipo de madeira e esteja ciente de sua transferência de calor. Este último pode ser medido em uma ampla variedade de quantidades, mas não é necessário depender inteiramente de dados tabulares, uma vez que, na realidade, não é realista atingir as condições ideais para a combustão. Porém, a tabela de temperatura de queima de lenha ajudará você a não se confundir com a escolha da madeira de acordo com suas propriedades.

Os valores indicados nas várias tabelas para as temperaturas de queima de várias espécies de madeira são perfeitos por natureza e pretendem representar a imagem completa, mas a temperatura prática no forno nunca atingirá esses valores. Isso pode ser explicado por 2 fatores comuns e claros:

• a temperatura máxima não será atingida, pois não será possível secar completamente a lenha em casa;
• a madeira é usada com uma grande variedade de níveis de umidade.

Umidade e intensidade de combustão

Se a madeira foi derrubada recentemente, ela contém de 45 a 65% de umidade, dependendo da estação e da espécie. Com essa lenha crua, a temperatura de combustão na lareira será baixa, pois uma grande quantidade de energia será gasta na evaporação da água. Consequentemente, a transferência de calor da lenha crua será bastante baixa.

Existem várias maneiras de atingir a temperatura ideal na lareira e liberar uma quantidade suficiente de energia térmica para aquecer:

• Queime o dobro de combustível de cada vez para aquecer a casa ou cozinhar. Esta abordagem está repleta de custos de material significativos e aumento do acúmulo de fuligem e condensado nas paredes da chaminé e nas passagens.
• Os troncos crus são serrados, cortados em pequenos troncos e colocados sob uma cobertura para secar. Como regra, a lenha perde até 20% de umidade em 1-1,5 anos.
• A lenha pode ser adquirida já bem seca. Embora sejam um pouco mais caros, a transferência de calor deles é muito maior.

Ao mesmo tempo, a lenha de bétula crua tem um valor calorífico bastante elevado. Além disso, toras brutas de carpa, freixo e outros tipos de madeira com madeira densa são adequadas para uso.

As principais etapas da combustão da madeira

A combustão do material de madeira pode ser representada em duas etapas sucessivas. Na primeira fase, os produtos de decomposição são queimados na forma gasosa, que é acompanhada pela formação de uma chama brilhante.

A segunda fase deste processo é a pós-combustão sem chama do carvão formado na fase inicial.

A influência decisiva na resistência ao fogo de uma estrutura de madeira (uma casa particular, por exemplo) é exercida pela primeira dessas etapas, durante a qual são criadas as condições ideais para manter a propagação da combustão.

Apesar do tempo limitado, esse processo é acompanhado pela liberação de uma quantidade significativa de calor.

Por um tempo, ambos os processos ocorrem quase simultaneamente, após o qual a liberação de gases para, e apenas o carvão continua a queimar. Ao mesmo tempo, a taxa na qual a maior parte do material de madeira do edifício se queima é determinada pelos seguintes fatores:

• peso volumétrico de toda a estrutura;
• teor de umidade do material de construção original;
• temperatura ambiente;
• a relação entre os espaços livres e o volume ocupado pela madeira.

Um material de madeira de estrutura mais densa (carvalho, por exemplo) queima mais lentamente do que o mesmo álamo, o que é explicado pela diferença em sua condutividade térmica.

Quando a madeira com alto teor de umidade é inflamada, uma certa quantidade de calor é gasta na evaporação da umidade. Como resultado, menos energia térmica é gasta na decomposição do material. Naturalmente, a madeira seca, levando em consideração todos os itens acima, queima muito mais rápido.

Medidas de proteção construtivas

As medidas de retardamento de fogo em relação à maioria das casas de madeira e outros edifícios são fornecidas com soluções de design adequadas, bem como devido ao seu tratamento com reagentes químicos especiais (retardadores de fogo).

A proteção deste tipo é realizada aumentando a massa dos elementos individuais, com exceção das arestas pontiagudas e das partes fortemente salientes ("arestas vivas"), utilizando elementos de madeira desprovidos de vazios.

Também são utilizados materiais de isolamento resistentes ao calor, proteção contra fogo das superfícies de estruturas de madeira com revestimentos especiais. Os revestimentos protetores são usados ​​na forma de folhas em bruto de cimento-amianto (gesso) e gesso de até 1,5 centímetros de espessura.

Além disso, para reduzir o índice de inflamabilidade, o projeto reduz deliberadamente o número de estruturas com elementos de madeira paralelos e vazios entre eles.

Medidas adicionais para conter a propagação do fogo exigem o cumprimento das normas para a formação de aceiros.

A isto pode ser adicionada a repartição dos edifícios com divisórias especiais e a correspondente disposição das aberturas nas paredes (janelas e portas) e coberturas resistentes ao fogo. Todas estas medidas permitem reforçar a estrutura quanto à sua capacidade de resistência à propagação do fogo.