Теплотворность дров

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…

1. Топливо – дрова
2. Государственный стандарт на дрова
3. Учёт дров
4. Теплотворность дров
5. Таблица теплотворности дров
6. Теплотворность гнилых дров
7. Теплотворность влажных дров
8. Теплотворность дров из разных регионов
9. Зола | Зольность дров
10. Жаропроизводительность дров
11. 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: 1794)

Стандарт времён Советского Союза определяет:

1. Сортамент дров по размеру
2. Допустимое количество гнилой древесины
3. Сортамент дров по теплотворности
4. Методику учёта количества дров
5. 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, минимально неделимую часть дровяного массива называют поленом. Полено имеет ограничение по длине: 0,25м, 0,33м, 0,5м, 0,75м, 1м Полено имеет ограничение по толщине (в поперечном сечении): минимум 3см, максимум 16см по диаметру, или 22см по наибольшей стороне раскола (для колотых дров)

Что касается теплотворности,
то ГОСТ 3243-88 разделяет все дрова на три группы:

берёза, бук, ясень, граб, ильм, вяз, клён, дуб, лиственница сосна, ольха ель, кедр, пихта, осина, липа, тополь, ива

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.: Таблица объёмной теплотворности дров Таблица объёмной теплотворности древесины Очевидно, сказывается разница между теоретической и практической сторонами вопроса.

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

1. 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-влагомером

   Недостатки
   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

2. 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 3243-88

   Недостатки
   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, теплота сгорания дров, 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 по ГОСТ 3243-88: 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 по ГОСТ 3243-88: сосна, ольха
ольха	1122…1744
ель	1068…1974	Третья группа по ГОСТ 3243-88: ель, кедр, пихта, осина, липа, тополь, ива
кедр	1312…2237
пихта	не найдено (аналог – ель)
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:

1. 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
2. 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)
3. 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

1. Топливо – дрова
2. Государственный стандарт на дрова
3. Учёт дров
4. Теплотворность дров
5. Таблица теплотворности дров
6. Теплотворность гнилых дров
7. Теплотворность дров из разных регионов
8. Зола | Зольность дров
9. Жаропроизводительность дров
10. Качество дров (народная практика)

Теплотворность древесины

Теплотворность древесины

Теплотворность древесины, теплота сгорания древесины, теплотворная способность древесины . ..

Древесина – природный отопительный материал, относящийся к восстанавливаемым видам топлива. Отопительная ценность древесины определяется теплотворностью. Теоретическое определение и расчёт теплотворности древесины – занятие исключительно обобщающего характера в приблизительных цифрах. Точное определение теплотворности древесины в лабораторных условиях верно для конкретного исследуемого образца и весьма сомнительно: образец сжигают в калориметре, результат перепроверке не подлежит. Теплотворность древесины связана с теплотворностью дров – «Дрова | Теплотворность дров»

1. Древесинное вещество
2. Теплотворность древесины
3. Удельная теплотворность древесины
4. Высшая (абсолютная) теплотворность древесины
5. Низшая (рабочая) теплотворность древесины
6. Низшая (рабочая) массовая удельная теплотворность
7. Низшая (рабочая) объёмная удельная теплотворность
8. Расчёт теплотворности древесины
9. Таблица удельной теплотворности древесины
10. Перевод единиц теплотворности древесины

Таблица удельной теплотворности древесины

Весовая удельная теплотворность для всех пород деревьев одинакова:

Объемная удельная теплотворность древесины зависит от породы и плотности дерева:

Порода дерева	Рабочая (низшая) объёмная теплотворная способность древесины(ккал/дм3)	Плотность древесины (кг/дм3)	Предел плотности древесины (кг/дм3)
Дуб	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.

1. Показатели таблицы теплотворности соответствуют влажности древесины 12%
2. Показатели плотности древесины взяты из
   «Справочник по массам авиационных материалов»
   изд. «Машиностроение» Москва 1975г

Древесинное вещество

Древесинное вещество – материал стенки клеток древесины. Древесинное вещество – твёрдая древесная масса без внутриклеточных пустот и околоклеточных полостей. Химический состав древесинного вещества практически одинаков у всех пород деревьев, примерно – 60% целлюлозы, 30% лигнина, 7…9% сопутствующих углеводородов и 1…3% минеральных веществ.

Соответственно, удельный вес древесинного вещества разных пород деревьев не особо отличается и равен, примерно 1540 кг/м³. Больше, чем плотность воды! Не имей древесина пустотно-ячеистую структуру строения, то – тонула-бы в воде, как камень. Древесинное вещество (материал стенок древесных клеток) – главная теплотворная составляющая часть древесины. Древесинное вещество 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 – количество тепла, образующегося 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, вода в свободном виде находится в пустотах и полостях. Во-вторых, водяные молекулы синтезируются непосредственно в процессе горения (температурного распада и окисления) углеводородных соединений, из которых, собственно, 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

Удельная теплотворная способность древесины определяется количеством горючего материала в единице веса или объёма топливного вещества. Древесина разных пород дерева разнится плотностью и, соответственно – объёмной удельной теплотой сгорания. Дрова учитываются в объёмных единицах измерения (складометрах и кубометрах). Объёмная теплотворность древесины выходит на передний план и становится решающим фактором определения качества дров, как вида топлива.

Теплотворность древесины, отнесённая к занимаемой единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (удельной теплотворностью) древесины. Удельная теплотворность древесины – количество тепла, выделяющегося при полном сгорании массовой или объёмной единицы топлива (кг, тонны, 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 производится учёт топлива, удельная теплотворность древесины может быть массовой или объёмной

Единицы измерения массовой удельной теплотворности: Дж/кг, ккал/кг
Единицы измерения объёмной удельной теплотворности: Дж/дм³, ккал/дм³

Для практических целей, больший интерес представляет объёмная удельная теплотворность древесины. Традиционно, дрова учитываются в объёмных единицах измерения (складометрах и кубометрах). Объёмная теплотворность древесины выходит на передний план и становится решающим фактором определения 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 дерева, которое, 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:

1. 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).
2. Массовая удельная рабочая теплотворность древесины напрямую зависит от её влажности

Причины зависимости массовой удельной рабочей теплотворности древесины от её влажности:

1. 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.
2. 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

Почему так: 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.

За сим:

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. 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: набор онлайн-калькуляторов для прямого и обратного перевода альтернативных единиц измерения физических величин, связанных с теплотехникой и термодинамикой.

Онлайн-конвертеры теплотехника на tehnopost.kiev.ua

1. Калории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
2. Килокалории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
3. Мегакалории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
4. Гигакалории => в джоули, киловатт-часы и кратные им единицы
5. Джоули => в калории, киловатт-часы и кратные им единицы
6. Килоджоули => в калории, киловатт-часы и кратные им единицы
7. Киловатт-часы => в Джоули, калории и кратные им единицы
8. Единицы объёмной теплотворности (Дж/см³, кал/см³)

Скачать программу «Конвертер единиц и величин»

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)

Теоретически, в идеальных условиях, при сгорании идеально сухого дерева (дров) можно добиться выхода тепла около 20,000 — кДж/кг = 5,5 кВт*часов/кг. Тем не менее, реально достижимые величины тепловыделения для дерева существенно ниже (предполагается 20% влажность дерева) . Живое дерево — не в засуху — имеет влажность около 100% (больше не бывает). Распиленное (не обязательно наколотое) дерево сохнет за 1 год на воздухе до влажности 20% — это и есть «дерево» в понимании различных справочников. При сгорании дров, вся эта влага разогревается до температуры исходящих газов (дыма) и снижает таким образом тепловыделение. Табличка ниже дает представление о тепловыделении влажного и сухого дерева при сгорании: Тепловыделение влажного и сухого дерева при сгорании — теплота сгорания Влажность дерева % Удельная теплота сгорания по объему % Удельная теплота сгорания по весу (массе) % 0 (лабораторные условия) 100 100 20 (сухое) 97 81 50 (недосушенное) 92 62 100 (свежие дрова) 85 42 Приведем практические величины удельной теплоты сгорания для сухого и влажного дерева: Практическое тепловыделение сухих и влажных дров при печном отоплении.»> Удельная теплота сгорания сухого и влажного дерева. Практическое тепловыделение сухих и влажных дров при печном отоплении. Практические величины удельной теплоты сгорания дров. кВт*час/кг кВт*час/м3 кДж/кг ккал/кг Дерево влажностью более 50% 2,5.- 2600.- 9300.- 2220.- Дерево влажностью менее 20% 4,5.- 2900.- 16300.- 3890.- Вывод: сухие дрова дают больше тепла и их намного легче носить и разжигать в печке 😉 Таблица объёмной теплотворности дров (удельная теплота сгорания объемная) при влажности древесины 20% Порода дерева Объёмная удельная теплотворная способность дров. 1 дм3=1л   ккал/дм3 кДж/дм3 кВт*ч/дм3 Градация теплотворности по ГОСТ 3243-88 Берёза 1389-2240 5816-9379 1,62-2,61 Первая группа по ГОСТ 3243-88: берёза, бук, ясень, граб, ильм, вяз, клён, дуб, лиственница бук 1258-2133 5276-8931 1,46-2,48 ясень 1403-2194 5874-9186 1,63-2,55 граб 1654-2148 6925-8994 1,92-2,5 ильм 1282-2341 5368-9802 1,49-2,72 вяз 1282-2341 5368-9802 1,49-2,72 клён 1503-2277 6293-9534 1,75-2,65 дуб 1538-2429 6400-10170 1,79-2,82 лиственница 1084-2207 4539-9241 1,26-2,57 сосна 1282-2130 5368-8918 1,49-2,48 Вторая группа по ГОСТ 3243-88: сосна, ольха ольха 1122-1744 4698-7302 1,30-2,03 ель 1068-1974 4472-8265 1,24-2,30 Третья группа по ГОСТ 3243-88: ель, кедр, пихта, осина, липа, тополь, ива кедр 1312-2237 5493-9366 1,53-2,60 пихта 1068-1974 4472-8265 1,24-2,30 осина 1002-1729 4195-7239 1,17-2,01 липа 1046-1775 4380-7432 1,22-2,06 тополь 839-1370 3515-5736 0,98-1,59 ива 1128-1840 4723-7704 1,31-2,14 Температура горения («жаропроизводительность») различных пород дерева (древесины) Порода Жаропроизводительность (100%-максимум) Температура горения, max Горный клен 100% 1200°С Бук 87% 1044°С Ясень 87% 1044°С Граб 85% 1020°С Боярышник 82% 984°С Зимний дуб 75% 900°С Лиственница 72% 864°С Вяз 72% 864°С Летний дуб 70% 840°С Береза 68% 816°С Пихта 63% 756°С Акация 59% 708°С Липа 55% 660°С Сосна 52% 624°С Осина 51% 612°С Ольха 46% 552°С Ива 40% 480°С Тополь 39% 468°С

Какими дровами лучше топить печь

О том как топить печь дровами мы подробно обсуждали в предыдущих статьях. Теперь поговорим о самих дровах. У многих новичков в печном деле часто возникают вопросы: какие дрова лучше для их новой печки, какие дрова дольше горят. Поэтому я решил остановиться на этой теме подробнее.

Прежде всего о том, какие вообще бывают дрова.

Видов дров человечество знает очень много. По большому счёту традиционно топят всем, что горит, и что не трудно заготовить. От торфяных брикетов до кизяка (сушёного навоза домашних копытных). На экзотике заострять ваше внимание не буду, перечислю основные.

 

Из лиственных пород самые известные: берёзовые, ольховые, осиновые, дубовые (к ним же примыкают буковые и грабовые). Сюда же можно добавить липу, тополь, клён (явор), ясень и вяз (местные варианты названия —ильм, берест, карагач), вишню, яблоню и грушу, ну ещё иву, акацию и орех.

Из хвойных пород самые ходовые: ель и сосна. К ним примыкают пихта и, местами, лиственница и кедр. Тис и можжевельник, хотя тоже хвойники, но о них можно говорить, скорее, как об экзотике.

Перечисленные породы деревьев отличаются плотностью (а значит и весом) древесины, и смолистостью. Плотность влияет на скорость сгорания. Чем плотнее дерево, тем медленнее оно горит. То же правило относится и к различным частям ствола, или кряжа. Чем ближе к земле, тем древесина плотнее. У комля (самая нижняя часть ствола, переходящая в корни) самая плотная. Она и колется труднее, и горит дольше. Столяры это свойство комля хорошо знают и употребляют его как лучшую часть ствола.

Смолистость хвойников также хороша для производства тепла — смолы делают эти дрова более жаркими. Очень хороши поленья со смолой для растопочной щепы — быстро схватываются и их меньше надо для розжига печи. Однако смолы выделяют больше копоти и считается, что быстрее забивают дымоход. Правда вывод не однозначный. Если подобрать правильную конструкцию печи и оптимальный режим горения, то есть дать смолам сгореть полностью, лишней копоти можно вполне избежать. Во всяком случае жители таёжной зоны пользуются ими веками и не жалуются.

По плотности породы можно условно разделить на три группы:

Мягкие: сосна, ель, кедр, пихта, тополь, осина, ольха, липа.

Среднетвёрдые: берёза, вишня, слива, вяз, можжевельник.

Твёрдые: дуб, граб, бук, клён, яблоня, груша, ясень.

Вот таблица (табл. 1) относительной плотности разных пород древесины. За единицу взята плотность одного кубометра дуба. И вот мы видим, что ель, к примеру объёмнее дуба в полтора раза. Другими словами одна тонна ели по объёму в полтора раза больше одной тонны дуба.

Какими дровами топить печь

Для практических надоб про дрова нам нужно знать несколько параметров.

Есть такое понятие: теплотворная способность топлива, то есть количество тепла выделяемое той или иной породой. Удельная теплотворность — количество тепла на единицу веса или объёма дров.

Стоит учитывать, что теплотворная способность дров различных пород на единицу веса практически одинакова; однако на единицу объема дрова более плотной и тяжелой древесины дают значительно больше тепла. Например, березовые дрова дают на 20-30 % больше тепла, чем сосновые.

Приведу ещё таблицу (табл. 2)

Теплотворная способность дров разных пород древесины на единицу объёма. Породы сгруппированы по группам плотности древесины.

Ещё теплотворность дров зависит от их влажности (табл. 3). Зависимость обратная: чем суше, тем больше тепла можно получить. Оптимальной считается влажность 20-25%. Диаграмма этой зависимости. Сырые, только что спиленные дрова обычно имеют влажность 50% и больше. То есть свежеспиленные сырые дрова отдают тепла почти в три раза меньше, чем сухие.

Из этой зависимости следует простой вывод: дрова должны быть сухими. Идеально, чтобы они сохли год, на улице под защитой от осадков или в просторном проветриваемом сарае-дровнике. Тогда дрова приобретут нужную влажность и эффект от них будет оптимальным.

Зачем нам эти цифры, графики и диаграммы — все эти подробности?

Зная свойства древесины, легче выбрать подходящие, если выбор, правда, есть.

Выводы 

Чаще всего топишь тем, что доступнее. Ну нет у нас во Владимирских краях дубовых лесов. Когда-то, возможно и были — отдельные дерева по лесам встречаются. А в основе своей наши леса сосновые, встречаются смешанные с берёзой и, изредка, осиной. Потому и дрова всегда заготавливаются сосновые да берёзовые. А севернее Москвы леса в основном еловые. Топят ельником и берёзой, по возможности. Когда-то в Костромских землях росли лиственничные леса. Их местные «листвягами» называли. Теперь от них только упоминания в книжках и остались. Но зато много ёлки, берёзы, местами осины. Этим там и топят. В Тверских краях, нередки дрова ольховые — много сырых мест, которые так любит ольха. Южнее Москвы больше лиственных пород, заготавливают их — где чего больше. В горах Предкавказья много дубовых, буковых и грабовых лесов, топят ими. Когда-то и в Орловских краях дубравы шумели. Теперь поля и пашни от них остались. В Подмосковье, правда, стараниями предпринимателей можно найти дрова всякие, даже дубовые. Но это уже крайности, не типичные для страны — есть спрос, будет и предложение. Ну а сибиряки, наверное, могут иной раз и кедром с лиственницей побаловаться. Ну не из деловой древесины, но на пилорамах-то их тоже распускают, значит и обрезки бывают — почему же не топить.

Потому ответ на наш вопрос достаточно прост: что легче достать, тем и топите. Стоимость — не последнюю роль играет. Многие покупают обрезки на пилорамах, которые продают часто по бросовым ценам. Ну а пилят там то, чего больше растёт в округе. Если печку топить — редкое удовольствие и забава, тогда можно и повыкрутасничать с дровами — дубовых достать, уже колотых, или берёзовые, в сетки упакованные. Ну а если дрова вам для жизни нужны, не для баловства, тогда вы не погнушаетесь ничем, что гореть может, и хворост иной раз в дело уходит. Ну конечно же первыми всегда будут сухие берёзовые, только такие, что гниль не тронула — быстро берёза на улице преть начинает и теплотворность свою теряет. Правда, береста у неё годами качественной растопкой остаётся. Даже на воздухе.

О том сколько нужно дров на сезон, поговорим в следующий раз.

Как правильно топить печь дровами

Как правильно растопить печь

Завершающая стадия горения

Перегрев печи

Если дрова не прогорели

Теплоотдача топлива — Drova

Калория — это единица энергии, необходимая для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Джоуль — является эквивалентом калории в метрической системе измерений.

 

Наименование топлива	КДж / кг	Ккал / кг
		Min	Max
Природный газ	35 600	8 300	9 000
Антрацит	30 300	7 000	7 500
Тощий уголь ( Полуантрацит )	28 300	6 500	7 000
Уголь Слабоспекающийся	27 400	6 300	6 800
Брикеты  Каменноугольные	25 300	5 900	6 200
Уголь Длиннопламенный	22 000	5 000	5 500
Брикеты из Бурого угля	21 000	4 800	5 200
Дуб  Сухой	20 000	4 700	4 800
100%  Березовые брикеты	19 400	4 600	4 700
Бурый уголь	18 600	4 300	4 600
Ясень  Сухой	18 200	4 300	4 400
Опилочные гранулы	18 000	4 200	4 400
Брикеты из Опилок	18 000	4 200	4 400
Береза  Сухая	16 500	3 900	4 000
Торфяные брикеты	15 900	3 700	3 900
Ольха  Сухая	14 800	3 500	3 600

Плотность дерева  и Теплоотдача  свежепиленных и сухих дров

Дерево	Плотность	КДж / кг
при Влажности :	15 — 20 % ( сухие )	38 — 42 % ( сырые )	15 — 20 % ( сухие )
Дуб	~ 700,0  кг/м³	15 000	20 000
Ясень	~ 670,0  кг м³	13 800	18 200
Береза	~ 630,0  кг/м³	12 500	16 500
Ольха	~ 530,0  кг/м³	11 300	14 800

Для сравнения :

Пиратинера	~ 1 300,0  кг/м³	Самое Тяжелое дерево  — Тонет в воде
Бальса	~   140,0  кг/м³	Самое  Легкое  дерево  —  Легче пробки
Секвойя	h ~ 115 м	Самое  Высокое дерево
Баобаб	Ø ~  16 м	Самое  Толстое дерево
Ель	9 550 лет	Самое  Долгоживущее дерево
Эбен	100. 000 $ / м³	Самая  Дорогая древесина

Теплотворная способность древесины. Теплотворность дров. Теплотворная способность гнилой древесины

Теплотворная способность — важнейшая характеристика древесины как надежного строительного материала. Она зависит от многих факторов и может быть точно определена только в лабораторных условиях. Однако, если возникает острая необходимость, приблизительные расчеты можно осуществить с помощью несложных формул.

Дрова́

Дрова́ — куски дерева, которые предназначены для сжигания в печах, каминах, топках или кострах для получения тепла, жара и света.

 Каминные дрова в основном заготавливаются и поставляются в пиленном и колотом виде. Содержание влаги должно быть как можно меньшим. Длина поленьев в основном 25 и 33 см. Такие дрова продают  в насыпных складометрах или фасуют, и продают по весу.

 Покупая дрова для топки печи или камина, рекомендуется учитывать породу древесины, так как горение дров ясеня отличается от горения дров ольхи.

Для отопительных целей применяются различные дрова. Приоритетной характеристикой, по которой выбирают те или иные дрова для каминов и печей, является  их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах). Для отопительных целей желательно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время. Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород.

Для топки печей и каминов используют преимущественно дрова таких пород, как дуб, ясень, берёза, лещина, тис, боярышник.

 Особенности горения  дров разных пород древесины:

— дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;

— ольха и осина сгорают без образования сажи, более того — они выжигают ее из дымохода;

— березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;
— пни и корни дают замысловатый рисунок огня;
— ветки можжевельника, вишни и яблони дают приятный аромат;
— сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы. При горении смоленых дров, резком повышении температуры с треском лопаются маленькие полости в древесине, в которых скапливается смола, и во все стороны разлетаются искры;

— лучшей теплоотдачей обладают дубовые дрова, единственный их недостаток — они плохо раскалываются, так же как и дрова из граба;

— дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят, издавая приятный запах;

— дрова из пород средней твердости, как правило, легко колоть;

— долго тлеющие угли дают дрова из кедра;

— дрова из вишни и вяза при горении дымят;

— дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;

— меньше подходят для топки дрова хвойных пород, потому что они способствуют образованию смолистых отложений в трубе и имеют низкую теплотворную способность. Сосновые и еловые дрова легко колоть и растапливать, но они дымят и искрят;

— к породам деревьев с мягкой древесиной относят также тополь, ольху, осину, липу. Дрова этих пород хорошо горят, дрова из тополя сильно искрят и очень быстро прогорают;

— бук —  дрова этой породы считают классическими каминными дровами, так как у бука красивая картина пламени и хорошее развитие жара при почти полном отсутствии искр. Ко всему перечисленному следует добавить — буковые дрова имеют очень высокий показатель теплотворной способности. Запах горящих буковых дров тоже оценён высоко — поэтому и для копчения продуктов в основном применяются буковые дрова. Дрова из бука универсальны в применении. Исходя из перечисленного, стоимость буковых дров высокая.

 Теплотворная способность гнилой древесины

В связи с химическими изменениями, происходящими при гниении древесины, находится вопрос о теплотворной способности гнилой древесины, имеющий практическое значение при оценке дровяного материала.

Обычно принято думать, что теплотворная способность у гнилой древесины меньше, чем у здоровой. Однако это не всегда так, и в некоторых случаях, наоборот, теплотворная способность при гниении немного увеличивается. Теплотворная способность гнилой древесины, отнесенная к единице веса у гнилой деструктивного типа немного больше, а у гнилой, коррозионного типа немного менее, чем у здоровой древесины (см. табл. ). Однако удельная теплотворная способность у гнилой древесины обоих типов гниения будет всегда меньше, чем у здоровой, ввиду значительного уменьшения удельного веса, происходящего при гниении.

Количественные исследования химических изменений, происходящих при гниении, можно сделать только при помощи специального химического анализа. Однако о направлении хода разложения можно судить с достаточной точностью и при помощи цветных реакций на целлюлозу и лигнин. Для этой цели тонкие срезы исследуемой древесины обрабатываются соответствующими реактивами и по окраске судят, в какую сторону происходит изменение, в сторону ли растворения лигнина, или целлюлозы.

Реактивами на целлюлозу и лигнин в этом случае могут служить очень многие вещества. Так, напр., целлюлоза окрашивается от раствора иода — в желтый цвет, от хлор-цинк-иода — в сине-фиолетовый цвет, от иод-иодистого кальция—в розовый или фиолетовый. Лигнин окрашивается: от серно-кислого анилина — в светло-желтый цвет, от пиррола — в красный цвет, от дифениламина — в желтый цвет, от флороглюцина с соляной кислотой — в малиновый цвет, от резорцина — в сине-фиолетовый, от гидрохинона — в мясной цвет и т. д. Наиболее употребительным реактивом для окрашивания целлюлозы является хлор-цинк-иод, а для лигнина — флороглюцин с соляной кислотой.

Теплотворность дров.

Теплотворность дров,она же – теплота сгорания дров, она же – теплотворная способность дров.

Дрова – соразмерные очагу куски древесины, используемые для разведения и поддержания в нем огня.
Теплотворная способность дров – важнейший показатель их качества, как вида топлива. Дрова разных пород дерева имеют разную удельную теплоту сгорания и это нужно учитывать при их выборе.

Различают высшую и низшую теплотворность древесины.

Теплотворность древесины называется высшей, если учитывается теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения.
Теплотворность древесины называется низшей, если не учитывается теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения.
Теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения, называется скрытой теплотой горения.

Высшая и низшая теплотворность древесины называются ее абсолютной и рабочей теплотворностью, соответственно.

Определение абсолютной и рабочей теплотворности древесины

Абсолютная теплотворность древесины определяется путем полного сжигания в калориметре исследуемого образца с последующим охлаждением всех продуктов горения к исходной температуре и конденсацией водяного пара.

Рабочая теплотворность древесины определяется путем полного сжигания в калориметре исследуемого образца без последующего охлаждения всех продуктов горения к исходной температуре и без конденсации водяного пара.

 

Рабочая теплотворность всегда меньше, чем абсолютная.

На практике, никогда не удается охладить продукты сгорания до полной конденсации водяного пара. Поэтому, рабочая (низшая) теплотворность топлива имеет широкое практическое применение, тогда как абсолютная (высшая) теплотворность используется только в расчетах теоретического характера.

Рабочая (низшая) теплотворность древесины, приведенная к занимаемой им единице массы или объема топлива, называется рабочей удельной теплотой сгорания, или просто – удельной теплотворностью.

Удельная теплота сгорания древесины

Удельная теплота сгорания древесины – это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании массовой или объемной единицы топлива. Зависит от химического состава и количественного содержания горючего вещества в единице массы или объема топлива. Определяется экспериментально для каждой породы дерева и является справочной величиной. Имеет наибольшее практическое применение.

Различают массовую и объемную удельные теплотворности

Массовая удельная теплотворность – это количество тепла, полученное от сгорания 1 кг древесины.
Мало зависит от породы дерева, поскольку 1 кг древесины любой породы дерева содержит примерно равное количество горючего вещества, близкого по своему составу.
Измеряется в Дж/кг, кал/кг, или в кратных к ним единицах.

Объемная удельная теплотворность – это количество тепла, полученное от сгорания 1 м3 или 1дм3 древесины.
Напрямую зависит от породы дерева, поскольку разные породы дерева имеют различную плотность и, соответственно – разное количество горючего (теплотворного) вещества в единице своего объема.
Измеряется в Дж/м3, кал/м3, или в кратных к ним единицах.

Объемная удельная теплота сгорания древесины широко применяется на практике, как качественная и количественная характеристика теплотворности дров.

Состав и теплотворная способность древесины

. При правильном ведении лесного хозяйства на топливо может расходоваться только естественный прирост древесины. Превышение количества расходуемой древесины по сравнению с естественным приростом ведет к уничтожению лесных массивов, изменению климата, пересыханию рек, ухудшению условий, способствующих развитию всякого рода растительности.

Древесина в большинстве топочных устройств сжигается в виде дров, и только в энергетических котельных крупного масштаба, оборудованных мощными котлами, дрова заменяют рубленой щепой, которую и сжигают в механических топках. В состав растительной ткани входят целлюлоза и лигнин как основные вещества, образующие клеточки и сосуды, наполненные соком и воздухом. Кроме того, древесина содержит небольшое количество смолы, дубильных веществ, белков и пр. Состав органической массы древесины (одновременно и состав горючей массы, так как в древесине имеются только следы серы) весьма устойчив и мало изменяется в зависимости от породы дерева, что подтверждается цифровыми значениями. Также мало изменяется и теплотворная способность органической массы. Засоренность древесного топлива золой очень небольшая и мало изменяющаяся.
Зольность на сухое вещество составляет Az— 1%, и только для сплавных дров она иногда повышается вследствие засорения древесной коры песком. Повышение это вообще незначительно, и отмечаются только единичные случаи, когда зопьность доходит до Ас =2%. Второе слагаемое внешнего балласта — влага, — наоборот, колеблется в дровах в больших пределах. Свежесрубленное дерево, если к тому же оно срублено не зимой, когда влажность меньше, имеет влажность, доходящую до 50 % и более. Пролежав после рубки около года в лесу, дрова высыхают, и их влажность доходит до 30%. Эти так называемые воздушносухие дрова и следует использовать для сжигания. Вывозить из леса свежесрублен-ные дрова нерационально, так как приходится расходовать энер гию на перевозку большого количества находящейся в них воды. 

Если дрова доставляются на место их сжигания сплавом, ю влажность несколько повышается, однако после выдерживания их на складе восстанавливается прежняя влажность.

Раньше предполагали, что в сплавных дровах вследствие их длительного нахождения в воде происходит выщелачивание горючих составных частей, вследствие чего понижается теплотворная способность дров; однако проведенные в этом направлении опыты этих предположений не подтвердили. Присутствие влаги в любом топливе всегда снижает его рабочую теплотворную способность, но особенно резко это сказывается на дровах и торфе, теплотворная способность органической массы которых невысока, а влажность, наоборот, очень высокая. Таким образом, воздушносухие дрова имеют теплотворную способность, колеблющуюся около 3 000 кшя/кг.

Эта теплотворная способность мало зависит от породы дров, что на первый взгляд кажется странным, так как всем известно, что березовые или дубовые дрова лучше еловых или осиновых. Это недоразумение происходит потому, что приобретают дрова не по весу, а по объему, а вес 1 м3 дубовых или березовых дров больше, чем еловых или осиновых. Правда, различные породы деревьев отличаются друг от друга по молекулярному строению древесины, что сказывается, например, на размерах и цвете факела при горении. Требования, предъявляемые к дровам. Дрова подразделяются на однородные и смешанные. Примесь иных пород в однородных дровах допускается до 5%, считая по кубагург сдаваемой партии Гакже классифицируются дрова по влажности, причем различают сухие, полусухие и сырые. В сухих дровах влажность не превышает 25%. Сырыми считаются дрова, влажность которых превышает 35%

Если анализа на влажность не производят, то сухими считают дрова, пролежавшие в лесу или на складе год после заготовки. К полусухим относят дрова весенней заготовки, пролежавшие не менее шести месяцев после рубки, в том числе не менее двух летних месяцев. Сортируют дрова по породам и количеству допускаемой гнили. разбивая на четыре группы. Поленья пилят следующих размеров: 0,35; 0,5; 0,75; 1,0 м. Допускается заготовка дров и комбинированной длины для последующей перерезки на стандартные размеры. Наиболее распространен метровый размер полена. Объемной единицей измерения служит кубический метр, весо-зой — тонна.

Вес дров. Удельный вес плотной древесины, исключая пустоты, почти одинаков для всех пород дерева и равен 1,5. Кажущийся удельный вес древесины непостоянен и зависит от пористости той или иной породы. Ниже приведены цифры кажущегося удельного веса (включая воздух и воду) для древесины различных пород с влажностью на рабочий состав, равной 30%. Практически приходится определять вес дров, сложенных в поленницы, причем этот вес будет в значительной степени зависеть от влажности дров.

Дрова — топливо малотеплотное, т. е. в единице объема содержится мало калорий; поэтому дрова невыгодно перевозить на значительное расстояние от места заготовки, так как железнодорожные вагоны не догружаются по весу.

Являясь местным топливом, дрова в лесных районах СССР зачастую бывают единственным видом топлива- Условия их сжигания хорошо изучены. При пониженной теплотворной способности у дров имеются и существенные преимущества — это легкая воспламеняемость, отсутствие серы и малозольность, что позволяет ограничиваться весьма примитивными и в то же время работающими достаточно эффективно топочными устройствами.

Благодаря этим особенностям дрова являются топливом, широко распространенным в быту. Древесная рубленая щепа. Применение механических топок и механизация подачи древесного топлива в котельных установках большой мощности заставили перейти к дроблению дров на щепу размерами 50X30X5 В таком виде древесину можно перемещать при помощи устройств, аналогичных используемым для кусковых топлив. Угольные механические топки лишь со сравнительно незначительными видоизменениями приспосабливают к сжиганию этого рода топлива.

Расходы на рубку, включая сюда затраты на дроворубочные машины и электроэнергию (около 7,5 квт-ч/т), окупаются тем, что дрова, идущие на рубку, можно значительно увеличивать по длине и не колоть. Подобную же разделку на мелкие части приходится производить при сжигании пней или отбросов лесопильных заводов. Вес 1 м3 абсолютно сухой щепы равен в среднем 150 кг/м3\ для таких же условий вес древесных опилок равен 180 кг/м3.

К топливам, по своей структуре близко подходящим к древесине, принадлежат: одубина, лузга подсолнуха, льняная костра, рисовая шелуха, солома и т. д. В табл. 10 приводятся характеристики горючей массы теплотворной способности и балласта для части этих топлив. Как топливо иногда используется городской мусор. Он имеет зольность на сухое вещество около 40—45% и влажность от 50 до 60%, в зависимости главным образом от сезона; весной и осенью влажность повышается. Количество мусора, приходящееся на одного жителя, в среднем может быть принято равным 0,5 кг в сутки.

Древесный уголь.

При накаливании топлива без доступа воздуха, как уже указывалось выше, топливо распадается на летучие вещества и твердый остаток — кокс. На этом принципе основано и углежжение. Б примитивных формах оно может производиться в ямах, куда складываются дрова, сверху накрываемые ‘слоем земли. Дрова частично поджигают, в процессе горения развивается высокая температура; остальная, большая часть дров начинает газифицироваться, а количество проникающего в кучу кислорода воздуха настолько невелико, что уголь и летучие вещества в своей значительной массе не сгорают. Такой способ добычи угля до некоторой степени может быть оправдан небольшими единовременными затратами и отсутствием необходимости перевозки дров на значительные расстояния.

Более рациональным способом является сухая перегонка дерева в печах с использованием летучих веществ для получения из них высокоценных продуктов, например, метилового спирта, уксусной кислоты и пр. Древесный уголь в этом производстве получается как промежуточный продукт. Древесный уголь является по сравнению с дровами топливом более теплоплотным, в нем значительно уменьшен внутренний балласт, снижена влажность и только несколько повышен процент зольности. Благодаря отсутствию серы древесный уголь является лучшим топливом для металлургических процессов.

Конечно, современный масштаб потребления топлива гигантскими установками черной металлургии не дает возможности базироваться на этом топливе, и древесный уголь по преимуществу расходуется в более мелких устройствах. Большое применение он находит в бытовом потреблении топлива. В связи с развитием механизации сельского хозяйства открываются широкие перспективы использования древесного топлива, в частности угля, и соломы в качестве местного горючего для тракторов взамен дальнепривозного жидкого топлива. В итоге процесса углежжения получается выход угля около 25%, считая от веса загруженного топлива. Выход летучих, считая на органическую массу, около 11%, зольность на сухое вещество Ас около 2%, влажность около 10%. Древесный уголь сильно гигроскопичен, способен поглощать влагу и газы. Удельный вес его плотной массы близок к древесине и также может быть принят равным 1,5. Складочный вес 1 м3 зависит от породы дерева и может быть принят для березового угля 200 кг, для хвойного — 150 кг.

Теплотворная способность древесины зависит от породы, возраста дерева, условий произрастания, места в стволе и т. д. Различают высшую, или абсолютную, теплотворную способность, выражающую количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг древесины, рабочую теплотворную способность древесины с учетом влажности и зольности древесины и удельную теплотворную способность, представляющую отношение рабочей теплотворной способности к объемному весу древесины. Удельная теплотворная способность дает практическую характеристику теплотворной способности древесины.

Высшая теплотворная способность древесины определяется как сумма теплотворных способностей отдельных химических элементов, получаемых при их свободном сгорании. Точное определение высшей теплотворной способности древесины производится в лаборатории калориметрическим путем.

Рабочая теплотворная способность в Ккал может быть определена по эмпирической формуле проф. Надеждина:

Q_Pc =4370—50 W для воздушно-сухой древесины

и

Q_PB = 3870—45 W для сплавной древесины,

где W—относительная влажность древесины в процентах

Теплотворная способность древесины в большей степени зависит от влажности. С увеличением (влажности древесины ее теплотворная способность понижается. Древесина с влажностью 70% практически не горит.

Жаропроизводительность, или температура, развиваемая древесиной при сгорании (температура сгорания), теоретически равна 1547°. Практически с учетом потерь (охлаждение пламени избытком воздуха, теплопотери и пр.) жаропроизводительностъ лежит в пределах от 700 до 1200° и в среднем принимается в 1000—1025°.

Паропроизволительная способность древесины, т. е. количество воды в кг, превращаемое в пар при сгорании 1 кг древесины, невелика и в среднем равна 3,8 кг.

Дровяное отопление | Лесное хозяйство | УрГУ

Майкла Кунса, специалиста по лесоводству, и Тома Шмидта, лесничего *

---

Введение

Дерево — источник тепла, которым пользуются многие жители Юты. Больше дров будет сжигаться по мере роста стоимости других источников энергии, таких как газ и электричество. Для эффективного использования дров необходимо понимание породных характеристик и объемов дров.

Характеристики видов

Дрова из разных пород или типов деревьев сильно различаются по теплосодержанию, характеристикам горения и общему качеству. В таблице 1 представлены несколько важных характеристик горения для большинства видов, используемых в штате Юта.

ТАБЛИЦА 1. Факты о дровах (Извините за пробелы в данных)

Виды	Вес (фунты./ Шнур) Зеленый	Вес (фунты / шнур) Сухой	Нагрев на шнур (Миллион БТЕ)	% из Ясень зеленый	Легкость раскалывания	Дым	Искры	Уголь	Аромат	Общее Качество
Ольха		2540	17. 5		Легко		Умеренная	Хорошо	легкая
Яблоко	4850	3888	27.0	135	средний	Низкий	Немного	Хорошо	Отлично	Отлично
Ясень, зеленый	4184	2880	20. 0	100	Легко	Низкий	Немного	Хорошо	легкая	Отлично
Ясень, Белый	3952	3472	24.2	121	средний	Низкий	Немного	Хорошо	легкая	Отлично
Осина, Тряска		2160	18. 2		Легко		Немного	Хорошо	легкая
Липа (липа)	4404	1984	13.8	69	Легко	средний	Немного	Плохо	Хорошо	Ярмарка
Бук		3760	27. 5		Сложная		Немного	Отлично	Хорошо
Береза ​​	4312	2992	20.8	104	средний	средний	Немного	Хорошо	легкая	Ярмарка
Боксельдер	3589	2632	18. 3	92	Сложная	средний	Немного	Плохо	легкая	Ярмарка
Конский каштан, Конский каштан	4210	1984	13.8	69	средний	Низкий	Немного	Плохо	легкая	Ярмарка
Катальпа	4560	2360	16. 4	82	Сложная	средний	Немного	Хорошо	Плохо	Ярмарка
Вишня	3696	2928	20.4	102	Легко	Низкий	Немного	Отлично	Отлично	Хорошо
Каштан			18. 0						Хорошо	Хорошо
Coffeetree, Кентукки	3872	3112	21.6	108	средний	Низкий	Немного	Хорошо	Хорошо	Хорошо
Хлопок	4640	2272	15. 8	79	Легко	средний	Немного	Хорошо	легкая	Ярмарка
Кизил		4230	Высокая		Сложная		Немного	Ярмарка
Пихта Дугласа	3319	2970	20. 7	103	Легко	Высокая	Немного	Ярмарка	легкая	Хорошо
Вяз американский	4456	2872	20.0	100	Сложная	средний	Немного	Отлично	Хорошо	Ярмарка
Вяз сибирский	3800	3020	20. 9	105	Сложная	средний	Немного	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка
Ель, белая	3585	2104	14.6	73	Легко	средний	Немного	Плохо	легкая	Ярмарка
Хакберри	3984	3048	21. 2	106	Легко	Низкий	Немного	Хорошо	легкая	Хорошо
Болиголов		2700	19.3		Легко		Много	Плохо	Хорошо
Медовый локоть	4640	3832	26. 7	133	Легко	Низкий	Немного	Отлично	легкая	Отлично
Можжевельник, Скалистые горы	3535	3150	21.8	109	средний	средний	Много	Плохо	Отлично	Ярмарка
Лиственница (Тамарак)		3330	21. 8		Easy-med		Много	ярмарка	легкая	Ярмарка
Locust, черный	4616	4016	27.9	140	Сложная	Низкий	Немного	Отлично	легкая	Отлично
Клен, прочее	4685	3680	25. 5	128	Легко	Низкий	Немного	Отлично	Хорошо	Отлично
Клен, Серебро	3904	2752	19.0	95	средний	Низкий	Немного	Отлично	Хорошо	Ярмарка
Шелковица	4712	3712	25. 8	129	Легко	средний	Много	Отлично	Хорошо	Отлично
Дуб, Бур	4960	3768	26.2	131	Легко	Низкий	Немного	Отлично	Хорошо	Отлично
Дуб, Гамбель			30. 7
Дуб красный	4888	3528	24.6	123	средний	Низкий	Немного	Отлично	Хорошо	Отлично
Дуб, белый	5573	4200	29. 1	146	средний	Низкий	Немного	Отлично	Хорошо	Отлично
Осейдж оранжевый	5120	4728	32.9	165	Легко	Низкий	Много	Отлично	Отлично	Отлично
Сосна, Lodgepole		2610	21. 1		Легко		Много	Ярмарка	Хорошо	Ярмарка
Pine, Пондероза	3600	2336	16.2	81	Легко	средний	Много	Ярмарка	Хорошо	Ярмарка
Сосна, белая		2250	15. 9		Легко		Умеренная	плохо	Хорошо
Пиньон		3000	27.1		Легко		Много
Тополь		2080	Низкий		Легко		Много	Ярмарка	Горький
Redcedar, Восточная		2060	13. 0		Легко	Низкий	Много	Плохо	легкая	Ярмарка
Редседар, Западный	2950	2632	18.2	91	средний	средний	Много	Плохо	Отлично	Ярмарка
Ель	2800	2240	15. 5	78	Легко	средний	Много	Плохо	легкая	Ярмарка
Ель, Энгельманн		2070	15.0	78	Легко		Немного	Плохо	легкая
Явор	5096	2808	19. 5	98	Сложная	средний	Немного	Хорошо	легкая	Хорошо
Орех, черный	4584	3192	22.2	111	Легко	Низкий	Немного	Хорошо	Хорошо	Отлично
Ива	4320	2540	17. 6	88	Легко	Низкий	Немного	Плохо	легкая	Плохо

Вес сырца — это вес шнура из свежесрубленной древесины перед сушкой.Сухая масса — это масса шнура после сушки на воздухе. Зеленые дрова могут содержать 50% и более воды по весу. Зеленая древесина выделяет меньше тепла, потому что необходимо использовать тепло для выкипания воды, прежде чем может произойти возгорание. Зеленая древесина также производит больше дыма и креозота (материала, который откладывается на внутренних стенках дымоходов и может вызвать пожар в дымоходах), чем сухая древесина. Поэтому дрова всегда следует покупать сухими или дать им просохнуть перед сжиганием. Сухая древесина может стоить дороже, чем зеленая древесина, потому что она выделяет больше тепла и с ней легче обращаться.

Сухой вес древесины на единицу объема, или плотность, важен, потому что более плотная или тяжелая древесина содержит больше тепла на единицу объема. Осейдж-апельсин — это очень плотные дрова, которые ограничены в наличии в Юте. Он включен сюда, чтобы показать, на что похожа очень плотная древесина. Он содержит почти вдвое больше тепла по объему, чем тополь, одна из наших самых легких пород древесины. Как правило, лучше покупать или собирать густую древесину, такую ​​как дуб, твердый клен или ясень. Древесина лиственных пород или древесина лиственных пород обычно более густая, чем древесина мягких пород или древесина хвойных пород.Некоторые торговцы дровами продают дрова из «смешанных лиственных пород». Это может быть, а может и не быть желательным, в зависимости от доли твердых пород древесины с низкой плотностью, таких как тополь, которые включены.

Количество тепла на корд сухой древесины представлено в таблице 1. Теплосодержание показано в процентах от сухой зеленой золы, довольно распространенных плотных дров. Значения выше 100 означают более высокую теплосодержание, чем зеленый ясень, а ниже 100 — более низкое теплосодержание.

Таблица 1 также содержит информацию о других характеристиках, определяющих качество дров.Легкость раскалывания важна, потому что большие куски дерева обычно необходимо раскалывать для хорошего высыхания и горения. Аромат и склонность к дыму и искрам наиболее важны при сжигании дров в камине. Древесина, которая искрится или трескается, может выбрасывать угли из открытого камина и стать причиной пожара. Хвойные деревья, как правило, делают это больше из-за высокого содержания смол. Дрова, образующие уголь, хорошо использовать в дровяных печах, потому что они позволяют эффективно переносить огонь в течение ночи.

Объем дров

Хотя сухой вес дров важен для определения теплосодержания, дрова обычно покупаются и продаются по объему. Самая распространенная единица объема дров — шнур, также известный как стандартный или полный шнур. Шнур — это равномерно уложенная стопка, содержащая 128 кубических футов древесины и воздушное пространство. Хотя шнур можно складывать в стопку любой формы, стандартный шнур обычно представляет собой штабель из дерева 4 фута в высоту, 8 футов в длину и 4 фута в глубину (рис. 1). Чтобы подсчитать количество шнуров в куче другого размера или формы, определите кубический футовый объем кучи и разделите на 128. Сложенная случайным образом стопка древесины обычно содержит больше воздуха и меньше древесины, чем аккуратно сложенная стопка.

Некоторые дилеры продают древесину на шнурке или коротком шнурке (рис. 2). Лицевой шнур — это штабель деревянных досок 4 фута высотой, 8 футов длиной и такой же глубиной, как и длина кусков. Куски обычно имеют длину от 12 до 18 дюймов, поэтому лицевой шнур может содержать от 32 до 48 кубических футов древесины и воздуха.

Еще одна распространенная мера дров — это приемная нагрузка (рис. 3). Это очень неточная, но распространенная мера. Полноразмерный пикап со стандартной кроватью может вместить около 1/2 полного шнура или 64 кубических футов при загрузке даже с верхом кровати.Маленькие пикапы вмещают гораздо меньше. Случайная загрузка еще больше уменьшит это количество.

Беспорядочно сложенная стопка или пикап дров будет содержать больше воздуха и меньше дров, чем аккуратно сложенная. Кривые, малые диаметры, узловатые или ветвистые куски также уменьшают количество древесины в штабеле.

Рисунок 1. Стандартный шнур

Общий объем = 128 кубических футов

Рисунок 2.Лицевой шнур

Общий объем = от 32 до 48 кубических футов (в зависимости от длины детали)

Рисунок 3. Погрузочная нагрузка

Приблизительный общий объем = 64 куб. футов

Покупка дров

При покупке дров следует учитывать породу, объем, степень сухости и необходимость колки. Информация здесь и в других публикациях должна дать вам основную информацию, которая понадобится вам, чтобы стать информированным покупателем.Однако знание своего дилера — лучший способ убедиться, что вы получаете то, за что платите.

Для получения дополнительной информации

Существует ряд хороших публикаций, которые помогут вам узнать больше об использовании дров для отопления.

Burning Wood and Coal Сьюзан Маккей, Л. Дейл Бейкер, Джон У. Барток-младший и Джеймс П. Лассои. 1985. Северо-восточная региональная сельскохозяйственная инженерная служба, Райли Робб Холл, Корнельский университет, Итака, штат Нью-Йорк, 14853. (607) 256-7654. 90 с.

Энциклопедия Дровосека Джея Шелтона и Эндрю Б. Шапиро. 1976. Vermont Crossroads Press, Box 333, Waitsfield, VT 05673. 155 стр.

Wood Heat Safety от Джея Шелтона. 1979. Garden Way Publishing Co., Charlotte, VT 05445. 165 с.

.

* Том Шмидт — бывший лесник Лесной службы Небраски. Эта веб-страница частично основана на информационном бюллетене Университета Небраски, озаглавленном «Отопление с помощью древесины: характеристики пород и объемы».

Древесина — Показатели теплоты сгорания

Тип древесины — будь то древесина твердых или мягких пород — сжигаемой в процессе горения, важен для теплотворной способности и энергоэффективности.

Древесина твердых пород имеет меньше смолы и горит медленнее и дольше. Хвойные породы быстро горят. Кроме того, выдержанная длина влияет на топливную экономичность. Приправа для древесины относится к разрешенному времени высыхания перед сжиганием.

Древесину необходимо просушить не менее 4–6 месяцев перед использованием.

Плотность и теплотворная способность некоторых распространенных пород древесины указаны в таблице ниже. Обратите внимание, что объем штабеля дров значительно варьируется в зависимости от того, разделен он или нет, и как он складывается. Содержание влаги также играет роль — значения ниже основаны на среднем содержании влаги 20%.

Для полного стола — поворот экрана!

• 1 фут = 0,3048 м
• 1 фунт = 0,4536 кг
• 1 фунт / фут ³ = 16.018 кг / м ³
• 1 британская тепловая единица = 1055,06 Дж = 107,6 тыс. 252 кал = 0,293 ватт-час

Обратите внимание, что в таблице выше 1 чистый объем шнура = 85 футов ³ используется для преобразования между столбцом «Плотность» и «Вес шнура» ( 1 объем шнура в стопке = 128 футов ³ ). Имейте в виду, что плотность древесных пород значительно различается. Плотность, использованная выше, предназначена для натуральной высушенной древесины, где среднее содержание влаги составляет примерно 20%.

Теплотворность шнуров из сухой древесины можно оценить, прибавив 10% к значениям шнуров из зеленой древесины.

Значения извлекаемого тепла рассчитаны для КПД печи примерно 65%.

Как рассчитать теплоту сгорания в

МДж / кг из таблицы выше

1. рассчитать «Плотность сухой древесины» в кг / м ³ , умножив фунт / фут ³ на 16 .018
2. вычислите «Вес сухой древесины» в кг / корд , умножив фунт / корд на 0,4536
3. рассчитав «Восстановимую теплотворную способность корда (сухой древесины)» в МДж / корд путем умножения Миллионы БТЕ / корд с 1055,06
4. рассчитать «Извлекаемую теплотворную способность на кг (сухой древесины)» в МДж / кг , разделив 3 на 2

Пример — Красный дуб

1. Плотность сухой древесины »: 44. 2 (фунт / фут ³ ) 16,018 = = 708 (кг / м ³ )
2. «Вес сухой древесины»: 3760 (фунт / шнур) 0,4536 = 1705,5 (кг / шнур)
3. » Восстанавливаемая теплотворная способность шнура (сухая древесина) »: 24,0 (Миллионы БТЕ / шнур) 1055,06 = 25304 (МДж / шнур)
4. « Извлекаемая теплотворная способность на кг (сухой древесины) »: 25304 (МДж / шнур) / 1705,5 (кг / шнур) = 14,8 (МДж / кг)

Процесс сгорания древесины

1. Древесина нагревается примерно до 212 ^o F (100 ^o C) испаряет содержащуюся в ней влагу .В этот момент древесина не нагревается.
2. Твердые частицы древесины начинают разрушаться, превращая горючие газы ( около 575 ^o F, 300 ^o C )
3. От 575 ^o F до 1100 ^o F ( 300-600 ^o C ) основная энергия в древесине выделяется, когда пары топлива, содержащие от 40% до 60% энергии сгорают
4. После сгорания паров топлива и влажности испаряется, только древесный уголь остается гореть при температурах выше 1100 ^o F

Таблица рейтингов БТЕ для дров Лучшее содержание тепловой энергии в дровах

Таблицы значений БТЕ дров для обычных пород деревьев

В приведенных ниже таблицах значений БТЕ дров приводится сравнение различных типов дров. Это поможет вам решить, какие дрова лучше всего подходят для ваших нужд. Вы можете нажимать на различные виды дров в таблице, чтобы узнать о них больше. Пожалуйста, оставьте свои комментарии или вопросы на этих страницах, если у вас есть опыт или вопросы по этим типам дров.

Шнур — это 128 кубических футов сложенной древесины. Из-за наличия воздушного пространства между деревянными кусками количество твердой древесины в шнуре может составлять всего 70-90 кубических футов, даже если объем штабеля составляет 128 кубических футов.

Цифры для древесины лиственных пород западных стран из рейтинга BTU Калифорнийской энергетической комиссии на основе 90 кубических футов твердой древесины на 128 кубических футов корда Содержит некоторые неместные виды, обитающие на Западе. Данные по хвойным породам западных стран от Калифорнийской энергетической комиссии, но рейтинг основан на 90 кубических футах твердой древесины на 128 кубических футов корда Eastern Hardwoods Составлено из различных источников Согласованность диаграмм будет различаться из-за различных переменных в разных источниках данных. Восточные хвойные породы Составлено из разных источников. Согласованность между диаграммами будет различаться из-за разных переменных в разных источниках данных Виды Теплосодержание миллионов БТЕ на шнур Вес фунтов на шнур в сухом состоянии Можжевельник Скалистых гор 21,6 3112 Лиственница восточная (Тамарак) 20.8 3247 Джек Пайн 17,1 2669 Сосна обыкновенная 17,1 2669 Сосна смола 17,1 2669 Болиголов 15,9 2482 Ель черная 15,9 2482 Сосна восточная белая 14,3 2236 Пихтовый бальзам 14. 3 2236 Белый кедр восточный 12,2 1913 Красный кедр восточный

Эти диаграммы покажут количество энергии на один шнур для некоторых из наиболее распространенных видов дров. Данные для этих диаграмм были собраны из разных источников с разными видами дров. Данные из разных источников противоречат друг другу из-за разных расчетных переменных.Как и в случае с большинством доступных мне диаграмм BTU, некоторые цифры могут быть немного неточными, но находятся в общих пределах. Я собрал лучшие данные, которые смог найти, но считаю цифры приблизительными.

Большая часть несоответствий связана с различными переменными, такими как предполагаемое количество фактической твердой древесины в корде. Длина шнура составляет 128 кубических футов, но в любой деревянной штабеле между деталями будет воздушное пространство. В результате у деревянного шнура может быть только 70-90 кубических футов реальной твердой древесины. Это зависит от размера и формы древесины, а также от того, насколько плотно она уложена.

БТЕ или британские тепловые единицы — это мера количества тепловой энергии, доступной в любом данном веществе.

У всех дров примерно одинаковая БТЕ на фунт. Несмолистая древесина имеет от 8000 до 8500 БТЕ на фунт, смолистая древесина — от 8600 до 9700 БТЕ на фунт. Менее плотные мягкие породы имеют меньше БТЕ на корд, чем более плотные лиственные породы, но они также меньше весят на корд. Смолистая древесина имеет больше БТЕ на фунт, потому что смолы имеют больше БТЕ на фунт, чем древесное волокно

Сколько тепловой энергии в дровах?

Перед лицом исторически суровой зимней погоды цены на топливо для отопления достигли рекордно высокого уровня из-за нехватки многих традиционно обильных запасов топлива.Древесина для обогрева может быть для некоторых домовладельцев практичной альтернативой ископаемому топливу.

Хотя глубокий снег и очень холодные зимние температуры могут отпугнуть многих людей от приобретения дров в этом сезоне, древесина является альтернативным источником топлива для обогрева, который стоит рассмотреть. Повышенная эффективность как внутренних, так и наружных дровяных горелок в сочетании с ростом цен на ископаемое топливо делают древесину более привлекательным источником топлива для отопления, чем это было в течение многих лет.

Трудно определить точное значение тепловой энергии древесины.Проблему оценки теплоты сгорания дров усложняют разные породы, но в основном проблемы возникают из-за разницы во влажности. Свежесрубленная древесина, большая часть которой растущая влага остается внутри ячеек, может содержать до 60 процентов или более влаги по весу. Эту свежесрубленную древесину обычно называют «зеленой древесиной». Прежде чем древесина начнет вырабатывать тепло, эту внутреннюю воду необходимо выпарить или выпарить. При сжигании зеленой древесины энергия древесины используется для производства тепла, так как при превращении воды в пар или пар используется энергия.

Древесина, используемая в качестве топлива, должна быть высушена на воздухе или «выдержана» до тех пор, пока ее внутренний уровень влажности не станет примерно 20 процентов или меньше. Обычно расколотая зеленая древесина высыхает до этого более благоприятного уровня влажности, если штабелировать их таким образом, чтобы наружный воздух мог циркулировать вокруг штабелей, по крайней мере, в течение одного полного летнего сезона. Некоторым породам древесины потребуется больше времени для высыхания, чем другим. Красный дуб, например, медленно сохнет на воздухе из-за сложной внутренней структуры ячеек.

Лучший способ сравнить относительную теплотворную способность различных видов топлива — это разделить их на единицы тепла или БТЕ.Стандартный шнур из хорошо выдержанной твердой древесины (штабель 4х 4х 8 футов или 128 кубических футов) содержит около 20 миллионов БТЕ. Для сравнения, это более или менее эквивалентно теплоте сгорания 145 галлонов мазута № 2 или 215 галлонов сжиженного нефтяного газа.

Michigan State University Extension предлагает, чтобы люди исследовали плюсы и минусы сжигания дров, прежде чем слишком увлекаться переходом с вашего текущего топлива тепловой энергии. Современные жидкотопливные и газовые горелки в среднем более эффективны, чем дровяные горелки, поэтому экономия при переходе на древесину может быть не такой большой, как могло бы показаться.Местное зонирование может ограничивать дровяные горелки (ограничения обычно применяются к уличным горелкам), а также некоторых страховых компаний; поэтому домовладельцам рекомендуется изучить это, прежде чем начинать какие-либо изменения.

Если домовладельцу посчастливилось владеть или иметь доступ к лесному участку для заготовки дров, он имеет преимущество перед теми, кто этого не делает. Не забудьте получить разрешение перед входом в любую собственность для вывоза дров. В этом году Мичиганский DNR выдает разрешения на дрова на дрова из-за экстремальной погодной ситуации, которую мы переживаем.Для получения дополнительной информации о получении разрешений на использование топливной древесины для земель, находящихся в государственной собственности, или помощи в поиске местного источника древесины посетите их веб-страницу «Персональное разрешение на использование топливной древесины».

Вы нашли эту статью полезной?

Расскажите, пожалуйста, почему

Представлять на рассмотрение

Основы дров — Kris Tiles

Это творческий и приятный способ складывать дрова, но мы не рекомендуем его как практику Огня.

Что такое деревянный шнур?

Дерево покупается либо в виде шнура, либо в виде шнурка для лица. Поскольку большинство людей не могут поместить четырехфутовый кусок дерева в свой камин или дровяную печь, большинство дров покупается в виде шнурка для лица. Это означает, что сложенный в стопку лицевой шнур из дерева будет иметь длину 8 футов, высоту 4 фута и глубину 16 дюймов.

Какую древесину я должен сжигать?

Большинство людей спрашивают, какая древесина горит лучше всего, и есть несколько вариантов ответа на этот вопрос, включая тепловую мощность, легкость расщепления, образование дыма и аромат.

Теплота древесины измеряется в британских тепловых единицах (британских тепловых единицах), и на фунт древесины приходится 7000 британских тепловых единиц, независимо от породы. Однако в фунте древесины кедровых палочек больше, чем дубовых. В других лесах здесь играет роль плотность древесины. В Висконсине более густые породы включают гикори, дуб, клен и ясень. Некоторым людям нравится сжигать менее густые породы древесины весной, чтобы получить менее горячий огонь. Эти деревья будут включать липу, кедр, ель и бальзамическую пихту.

После того, как вы раскололи древесину, ее легкость может повлиять на ваш выбор.Если это так, то лучше всего подойдут пепел и другие менее плотные виды. Дуб и ясень также выделяют меньше дыма. Гикори, вишня, яблоко, сосна и кедр при горении создают более приятный аромат.

Очень важная часть сжигания дров — это их сушка и приправка. Правильно сложенная древесина может высохнуть к октябрю, если складывать ее в апреле. Если положить стопку на солнце и ветер, это поможет процессу высыхания. Зеленая древесина (или древесина, не подвергшаяся специальной обработке) будет гореть, но горит не так эффективно и выделяет больше дыма.

Где взять дрова?

Цена на дрова может сильно различаться в зависимости от породы, доставки или получения, местоположения (город / село) и степени засушливости. Лучше всего осмотреть древесину перед ее покупкой. Древесину нужно уложить в штабель и соответствующим образом приправить. Древесина, оставленная в кучах на земле, может начать плесневеть, что плохо пригорит в вашем доме. Попробуйте этот калькулятор затрат, чтобы сравнить древесное топливо с другими источниками топлива.

• Собственный лесной участок — По выбору дров см. Эту публикацию
• Проконсультируйтесь с соседями о лесозаготовках
• Поищите объявления в местной газете
• Общественные леса:

Имущество	Разрешено	Требуется разрешение?	Комиссия?
Леса графства	Per County	Есть	Есть	За дополнительной информацией обращайтесь в Управление парков графства или лесного хозяйства . В настоящее время Portage Co. не разрешает рубку дров.
Государственные земли (леса, парки и заповедники)	за свойство	Есть	Есть	Свяжитесь с менеджером по недвижимости.
Федеральные леса	Есть	Есть	Есть	Разрешение на покупку в местном офисе USFS

Примечание: Есть некоторые ограничения на перемещение дров.Округа, в которых есть EAB, находятся на карантине, и изделия из дерева нельзя вывозить за пределы этой зоны.

Дополнительные ценные ресурсы доступны по адресу:

www.woodheat.org — информация о дровах
http://www.epa.gov/burnwise/

Эффективность — используйте дрова максимально эффективно

Как максимально эффективно использовать дрова

Эффективность дровяной печи определяется тем, сколько тепла вы получаете от дров. Естественно, вы хотите максимальной эффективности от дров, на которые вы потратили время и деньги.Наиболее важными факторами высокого КПД являются …

.

• разжигание костра сухими дровами
• разжигание огня в дровяной печи, конструкция, конструкция и техника которой разработаны таким образом, чтобы максимально использовать дрова
• правильно разводить огонь

Оптимизируйте использование дровяной печи

— использовать сухие дрова

Если развести огонь дровами с влажностью выше 18%, эффективность дров резко снизится.Это происходит из-за неполного сгорания древесных газов и потери тепла в дымоходе. Мокрые дрова просто снижают КПД. Причина в том, что если дрова влажные, большая часть тепла будет использоваться для выкипания воды, содержащейся в дровах. Это означает, что тепло будет настолько слабым, что вы не сможете максимально эффективно использовать дрова или дровяную печь.

При разжигании огня мокрыми дровами…

• Вы не сможете достичь оптимальной температуры и горения в вашей дровяной печи
• газы в дровах не сгорят
• тепло от дров будет минимальным
• энергия исчезнет в дымоходе в виде дыма
• вы загрязните окружающую среду

Разжигая огонь сухими дровами, правильно разжигая огонь и обеспечивая правильное горение, вы максимально уменьшите тепловые потери.

Здесь вы можете узнать больше об испытаниях, которые показывают, что происходит, когда вы разжигаете огонь мокрыми дровами.

Подробнее о правильном розжиге огня

Как узнать, что у вас сухие дрова?

Знаете ли вы…

Один килограмм сухих дров (влажность ниже 18%) содержит 5,32 кВтч энергии независимо от породы древесины. (Исключение составляют береста и ветки, выделяющие на 20% больше энергии. (Источник: книга Ларса Миттинга «Твердая древесина»)

На практике 1 килограмм дров будет отдавать меньше, что соответствует 3.5 кВтч на килограмм дров. Убыток происходит из-за содержания влаги и из-за того, что дровяная печь не может полностью использовать дрова.

Подробнее о сушке древесины

Часто окупается покупка новой дровяной печи

Разница между теплом, который вы получите от старой и новой дровяной печи, огромна. Старые дровяные печи обычно имеют КПД около 40-60%, в то время как новая дровяная печь имеет КПД около 75-80%. Открытый камин может иметь КПД всего 10-15%. (Источник: книга Ларса Миттинга «Твердая древесина»)

Современная дровяная печь выделяет вдвое меньше частиц, чем старая дровяная печь, — благодаря усовершенствованной продукции производителей. Испытания Датского технологического института показывают, что за последние 10-12 лет выбросы твердых частиц сократились на 60%. Кроме того, количество дров, которое использует современная дровяная печь, на 40-50% меньше, чем количество дров, которое использует старая дровяная печь.

Когда вы покупаете современную дровяную печь с устройством автоматического управления, регулирующим подачу воздуха, есть большая вероятность, что вы максимально эффективно используете свою дровяную печь. И таким образом вы будете использовать меньше дров.

Разница между оптимальным и неоптимальным использованием дровяной печи может составлять 25-40% в использовании дров.

Рейтинг

БТЕ дров — World Forest Industries

Количество тепловой энергии в шнуре дров

БТЕ дров западных лиственных пород

Виды	Миллионов БТЕ на шнур	Фунтов на шнур Зеленый	фунтов на шнур Сухая
Дуб живой	36. 6	7870	4840
Эвкалипт	34,5	7320	4560
Мансанита	32,0
Тихоокеанский Мадрон	30,9	6520	4086
Кизил	30,4	6520	4025
Дуб Орегон белый	28,0	6290	3710
Таноак	27.5	6070	3650
Дуб Калифорния Черный	27,4	5725	3625
Перец (мирт)	26,1	5730	3450
Чинквапин	24,7	4720	3450
Клен крупнолистный	22,7	4940	3000
Ольха красная	19,5	4100	2600
Quaking Aspen	18.0	3880	2400
Хлопок	16,8	3475	2225

БТЕ дров западных пород древесины хвойных пород

Виды	Миллион БТЕ на шнур	Фунтов на шнур Зеленый	фунтов на шнур Сухая
Пихта Дугласа	26,5	5050	3075
Можжевельник западный	26. 4	5410	3050
Хемлок западный	24,4	5730	2830
Порт Орфорд Кедр	23,4	4370	2700
Сосна Лоджпол	22,3	4270	2580
Сосна Пондероза	21,7	4270	2520
Джеффри Пайн	21,7	4270	2520
Ель ситкинская	21.7	4100	2520
Ель белая	21,1	3190	2400
Красная ель	20,6	4040	2400
Кедр благовоний	20,1	3880	2350
Побережье Редвуд	20,1	4040	2330
Большая ель	20,1	3880	2330
Сосна сахарная	19. 6	3820	2270
Сосна белая
Секвойя Редвуд

Дрова лиственных пород востока

БТЕ

Несоответствие между диаграммами может существовать из-за различных лабораторных переменных

Виды	Миллионов БТЕ на корд	Фунтов на корд в сухом состоянии
Осейдж Оранж	32.9	4728
Шагбарк Гикори	27,7	4327
Граб восточный	27,1	4016
Береза ​​черная	26,8	3890
Черная саранча	26,8	3890
Бук голубой	26,8	3890
Айронвуд	26,8	3890
Биттернат Гикори	26. 5	3832
Медовая саранча	26,5	4100
Яблоко	25,8	3712
Шелковица	25,7	4012
Бук	24,0	3757
Дуб Северный красный	24,0	3757
Сахарный клен	24,0	3757
Дуб белый	24.0	3757
Ясень белый	23,6	3689
Береза ​​желтая	21,8	3150
Красный вяз	21,6	3112
Хэкберри	20,8	3247
Kentucky Coffeetree	20,8	3247
Береза ​​серая	20,3	3179
Бумага береза ​​	20.3	3179
Береза ​​белая	20,2	3192
Орех черный	20,0	3120
Вишня	20,0	3120
Ясень зеленый	19,9	2880
Черная вишня	19,5	2880
Вяз американский	19,5	3052
Вяз белый	19. 5	3052
Явор	19,1	2992
Ясень черный	18,7	2924
Красный клен (мягкий клен)	18,1	2900
Боксельдер	17,9	2797
Катальпа	15,9	2482
Осина	14,7	2295
Баттернат	14.5	2100
Ива	14,3	2236
Хлопок	13,5	2108
Американская липа	13,5	2108

Дрова восточных хвойных пород

БТЕ

Несоответствие между диаграммами может существовать из-за различных лабораторных переменных

Виды	Миллионов БТЕ на корд	Фунтов на корд в сухом состоянии
Можжевельник Скалистых гор	21. 6	3112
Тамарак	20,8	3247
Джек Пайн	17,1	2669
Сосна обыкновенная	17,1	2669
Сосна смола	17,1	2669
Hemlock	15,9	2482
Ель черная	15,9	2482
Сосна белая восточная	14.3	2236
Бальзам Пихта	14,3	2236
Белый кедр восточный	12,2	1913
Красный кедр восточный

В этих таблицах рейтингов БТЕ дров сравнивается содержание тепловой энергии в обычных типах дров, а также вес сырого и сухого шнура дров. Эти диаграммы были составлены из различных источников, поэтому некоторые сравнения между видами могут противоречить некоторым из-за переменных в лабораторных переменных, касающихся того, сколько фактического массива древесины находится в шнуре.

Длина шнура составляет 128 кубических футов, но из-за наличия воздушного пространства между деталями фактическое количество твердой древесины может составлять всего 70-90 кубических футов. Это зависит от размера и формы кусочков, а также от того, насколько плотно они сложены. Из-за этой переменной считайте значения БТЕ и вес дров в этих таблицах приблизительными.

БТЕ в шнуре дров обычно близка к одному и тому же на фунт для разных видов. Один фунт плотной древесины твердых пород будет иметь примерно такое же количество энергии, как один фунт легкой древесины мягких пород.Разница в энергоемкости заключается в плотности древесины. Шнур из более плотной древесины будет иметь больше энергии, чем шнур из менее плотной древесины мягких пород.

.