W rozważanych kwestiach napiszę tutaj podsumowanie, a następnie coś w rodzaju paragrafów, z których wynikają te podsumowania.

1. Specyficzna wartość opałowa dowolnego drewna 18 - 0,1465 W, MJ / kg = 4306-35W kcal/kg, W-wilgotność.
2. Objętościowa wartość opałowa brzozy (10-40%) 2,6kW*h/l
3. Objętościowa wartość opałowa sosny (10-40%) 2,1kW*h/l
4. Suszenie do 40% i poniżej nie jest takie trudne. W przypadku drewna okrągłego jest to nawet konieczne, jeśli planowane jest rozłupywanie.
5. Popiół się nie pali. Sadza i węgiel drzewny są zbliżone do węgla
6. Podczas spalania suchego drewna uwalnia się 567 gramów wody na kilogram drewna opałowego.
7. Teoretyczny minimalny dopływ powietrza do spalania - 5,2m3/kg_suchy_drewno Normalny dopływ powietrza to około 3m3/l_sosna i 3_5 m3/l_brzoza.
8. W kominie, którego temperatura ścian wewnętrznych przekracza 75 stopni nie tworzy się kondensat (przy wilgotności drewna opałowego do 70%).
9. Sprawność TT kotła/pieca bez odzysku ciepła nie może przekroczyć 91% przy temperaturze spalin 200°C.
10. Wymiennik ciepła spalin z kondensacją pary wodnej może odzyskać do 30% lub więcej ciepła spalania drewna opałowego, w zależności od jego początkowej wilgotności.
11. Różnica między otrzymanym tu wyrażeniem na określoną wartość opałową drewna opałowego a zależnością literaturową wynika przede wszystkim z zastosowania odmiennych definicji wilgotności
12. Objętościowa wartość opałowa spróchniałego drewna opałowego o gęstości w stanie suchym 0,3 kg/l wynosi 1,45 kW*h/l w szerokim zakresie wilgotności.
13. Aby określić objętościową wartość opałową różnych rodzajów drewna opałowego, wystarczy zmierzyć gęstość powietrzno-suchego drewna opałowego tego typu, pomnożyć przez 4 i uzyskać wartość opałową w kWh litrów danych drewna opałowego prawie niezależnie od wilgotności. Nazwijmy to regułą czterech

Treść
1. Postanowienia ogólne.
2. Wartość opałowa drewna absolutnie suchego.
3. Wartość opałowa mokrego drewna.
3.1. Teoretyczne obliczenie ciepła parowania wody z drewna.
3.2. Obliczanie ciepła parowania wody z drewna
4. Zależność gęstości drewna od wilgotności
5. Objętościowa wartość opałowa.
6. O wilgotności drewna opałowego.
7. Dym, węgiel drzewny, sadza i popiół
8. Ile pary wodnej powstaje podczas spalania drewna
9. Ciepło utajone.
10. Ilość powietrza potrzebna do spalania drewna
10.1. Ilość spalin
11. Ciepło spalin
12. O sprawności pieca
13. Całkowity potencjał odzysku ciepła
14. Jeszcze raz o zależności kaloryczności drewna opałowego od wilgotności
15. O kaloryczności spróchniałego drewna opałowego
16. O objętościowej wartości opałowej dowolnego drewna opałowego.

Do końca. Będę wdzięczny za uzupełnienia i konstruktywne uwagi/sugestie.

1. Postanowienia ogólne.
Od razu zastrzegam, że okazało się, że pod pojęciem wilgotności drewna rozumiem dwa różne pojęcia. Będę nadal pracować tylko przy wilgotności podanej dla tarcicy. Te. masa wody w drzewie podzielona przez masę suchej masy, a nie masa wody podzielona przez masę całkowitą.

Te. wilgotność 100% oznacza, że ​​w tonie drewna opałowego znajduje się 500 kg wody i 500 kg absolutnie suchego drewna opałowego

Koncepcja pierwsza. Oczywiście można mówić o wartości opałowej drewna opałowego w kilogramach, ale jest to niewygodne, ponieważ zawartość wilgoci w drewnie opałowym jest bardzo zróżnicowana, a zatem także specyficzna wartość opałowa. Przy tym wszystkim drewno opałowe kupujemy w metrach sześciennych, a nie w tonach.
Węgiel kupujemy na tony, więc dla niego kaloryczność jest przede wszystkim interesująca na kg.
Gaz kupujemy w metrach sześciennych, więc kaloryczność gazu jest interesująca właśnie w przeliczeniu na metr sześcienny.
Węgiel ma wartość opałową około 25MJ/kg, a gaz około 40MJ/m3. O drewnie opałowym piszą od 10 do 20 MJ / kg. Rozumiemy. Poniżej zobaczymy, że wolumetryczna wartość opałowa, w przeciwieństwie do masy drewna opałowego, nie zmienia się tak bardzo.

2. Wartość opałowa drewna absolutnie suchego.
Na początek określmy wartość opałową całkowicie suchego drewna opałowego (0%) po prostu na podstawie składu pierwiastkowego drewna.
Dlatego uważam, że podane procenty są ogromne.
1000 g absolutnie suchego drewna opałowego zawiera:
495 g C
442g O
63g H
Nasze ostatnie reakcje. Pomijamy te pośrednie (ich efekty termiczne, w takim czy innym stopniu, znajdują się w końcowej reakcji):
С+O2->CO2+94 kcal/mol~400 kJ/mol
H2+0,5O2->H2O+240 kJ/mol

Teraz określmy dodatkowy tlen - który da ciepło spalania.
495 g C -> 41,3 mol
442 g O2 -> 13,8 mol
63 g H2 -> 31,5 mol
Spalanie węgla wymaga 41,3 moli tlenu, a spalanie wodoru 15,8 moli tlenu.
Rozważmy dwie skrajne opcje. W pierwszym cały tlen dostępny w drewnie wiąże się z węglem, w drugim z wodorem.
Wierzymy:
1. opcja
Odebrane ciepło (41,3-13,8)*400+31,5*240=11000+7560=18,6 MJ/kg
2. opcja
Odebrane ciepło 41,3*400+(31,5-13,8*2)*240=16520+936=17,5 MJ/kg
Prawda, wraz z całą chemią, leży gdzieś pośrodku.
Ilość wydzielanego dwutlenku węgla i pary wodnej podczas całkowitego spalania jest w obu przypadkach taka sama.

Te. wartość opałowa dowolnego absolutnie suchego drewna opałowego (nawet osika, nawet dąb) 18+-0,5MJ/kg~5,0+-0,1kW*h/kg

3. Wartość opałowa mokrego drewna.
Teraz szukamy danych dotyczących kaloryczności w zależności od wilgotności.
Do obliczenia wartości opałowej właściwej w zależności od wilgotności proponuje się zastosować wzór Q=A-50W, gdzie A waha się od 4600 do 3870 http://tehnopost.kiev.ua/ru/drova/13-teplotvornost-drevesiny- drova.html
lub weź 4400 zgodnie z GOST 3000-45 http://www.pechkaru.ru/Svojstva drevesin.html
Rozwiążmy to. uzyskiwane przez nas dla suchego drewna opałowego 18 MJ/kg = 4306 kcal/kg.
a 50 W odpowiada 20,9 kJ/g wody. Ciepło parowania wody wynosi 2,3 kJ/g. I tu jest niekonsekwencja. Dlatego w szerokim zakresie parametrów wilgotności wzór może nie mieć zastosowania. Przy niskiej wilgotności spowodowanej niezdefiniowanym A, przy wysokiej wilgotności (powyżej 20-30%) z powodu nieprawidłowej wartości 50.
W danych dotyczących bezpośredniej wartości opałowej występują sprzeczności między źródłami i niejasność co do tego, co należy rozumieć przez wilgotność. Nie będę podawać linków. Dlatego po prostu obliczamy ciepło parowania wody w zależności od wilgotności.

3.1. Teoretyczne obliczenie ciepła parowania wody z drewna.
W tym celu korzystamy z zależności

Ograniczmy się do 20 stopni.
stąd
3% -> 5%(wzgl.)
4% -> 10%(wzgl.)
6% -> 24%(wzgl.)
9% -> 44%(wzgl.)
12% -> 63%(rel)
15% -> 73%(wzgl.)
20% -> 85%(rel)
28% -> 97%(rel)

Jak uzyskać z tego ciepło parowania? ale całkiem proste.
mu(para)=mu0+RT*ln(pi)
W związku z tym różnica potencjałów chemicznych pary nad drewnem i wodą jest zdefiniowana jako delta(mu)=RT*ln(pi/pus). pi - ciśnienie cząstkowe pary nad drzewem, pnas - ciśnienie cząstkowe par nasyconych. Ich stosunek to wilgotność względna powietrza wyrażona w ułamku, oznaczmy ją H.
odpowiednio
R=8,31 J/mol/K
T=293K
różnica potencjałów chemicznych to różnica ciepła parowania wyrażona w J/mol. Piszemy wyrażenie w jednostkach bardziej strawnych w kJ / kg
delta(Qsp)=(1000/18)*8,31*293/1000 ln(H)=135ln(H) kJ/kg do znaku

3.2. Obliczanie ciepła parowania wody z drewna
Stąd nasze dane graficzne są przetwarzane na chwilowe wartości ciepła parowania wody:
3% -> 2,71 MJ/kg
4% -> 2,61 MJ/kg
6% -> 2,49MJ/kg
9% -> 2,41 MJ/kg
12% -> 2,36 MJ/kg
15% -> 2,34 MJ/kg
20% -> 2,32 MJ/kg
28% -> 2,30MJ/kg
Dalsze 2,3 MJ/kg
Poniżej 3% rozważymy 3MJ/kg.
Dobrze. Mamy uniwersalne dane mające zastosowanie do każdego drewna, przy założeniu, że oryginalny obraz ma również zastosowanie do każdego drewna. To jest bardzo dobre. Rozważmy teraz proces nawilżania drewna i związany z nim spadek wartości opałowej
otrzymamy 1kg suchej pozostałości, wilgotność 0g, kaloryczność 18MJ/kg
zwilżony do 3% - dodano wodę 30g. Masa wzrosła o te 30 gramów, a ciepło spalania zmniejszyło się o ciepło parowania tych 30 gramów. Łącznie mamy (18MJ-30/1000*3MJ)/1,03kg=17,4MJ/kg
dodatkowo zwilżony o kolejny 1%, masa wzrosła o kolejny 1%, a ciepło utajone wzrosło o 0,0271 MJ. Łącznie 17,2 MJ/kg
I tak dalej przeliczamy wszystkie wartości. Otrzymujemy:
0% -> 18,0 MJ/kg
3% -> 17,4 MJ/kg
4% -> 17,2 MJ/kg
6% -> 16,8 MJ/kg
9% -> 16,3 MJ/kg
12% -> 15,8 MJ/kg
15% -> 15,3 MJ/kg
20% -> 14,6 MJ/kg
28% -> 13,5 MJ/kg
30%-> 13,3 MJ/kg
40%-> 12,2MJ/kg
70%-> 9,6 MJ/kg
Brawo! Dane te ponownie nie zależą od rodzaju drewna.
W tym przypadku zależność doskonale opisuje parabola:
Q=0,0007143*W^2 - 0,1702W + 17,82
lub liniowy w przedziale 0-40
Q \u003d 18 - 0,1465 W, MJ / kg lub w kcal / kg Q \u003d 4306-35 W (w ogóle nie 50) Różnicą zajmiemy się osobno.

4. Zależność gęstości drewna od wilgotności
Rozważę dwie rasy. Sosna i brzoza

Na początek pogrzebałem i postanowiłem zatrzymać się na następujących danych dotyczących gęstości drewna

Znając wartości gęstości możemy wyznaczyć masę objętościową suchej pozostałości i wody w zależności od wilgotności, nie uwzględniamy ścinania świeżego, gdyż nie określa się wilgotności.
Stąd gęstość brzozy wynosi 2,10E-05x2 + 2,29E-03x + 6,00E-01
sosna 1.08E-05x2 + 2.53E-03x + 4.70E-01
gdzie x to wilgotność.
Uproszczę do wyrażenia liniowego w zakresie 0-40%
Okazało się
sosna ro=0,47+0,003W
brzoza ro=0,6+0,003W
Byłoby miło zebrać statystyki dotyczące danych, ponieważ sosna ma 0,47 m.b. i co do obudowy, ale brzoza jest lżejsza i gdzieś 0,57.

5. Objętościowa wartość opałowa.
Teraz obliczmy jednostkę wartości opałowej objętości zdolności sosny i brzozy
dla brzozy

0 0,6 18 10,8
15 0,64 15,31541 9,801862
25 0,67 13,91944 9,326025
75 0,89 9,273572 8,253479
W przypadku brzozy można zauważyć, że kaloryczność objętościowa waha się od 8 MJ/l dla świeżo ściętej do 10,8 dla całkowicie wysuszonej. W praktycznie istotnym przedziale 10-40% od około 9 do 10 MJ/l ~2,6 kWh/l

Dla sosny
wilgotność gęstość ciepło właściwe objętościowa pojemność cieplna
0 0,47 18 8,46
15 0,51 15,31541 7,810859
25 0,54 13,91944 7,516497
75 0,72 9,273572 6,676972
W przypadku brzozy można zauważyć, że wartość opałowa objętościowa waha się od 6,5 MJ/l dla świeżo ściętej do 8,5 dla całkowicie wysuszonej. W praktycznie istotnym przedziale 10-40% od około 7 do 8 MJ/l ~2,1 kWh/l

6. O wilgotności drewna opałowego.
Wcześniej wspomniałem o praktycznie znaczącym przedziale 10-40%. Chcę wyjaśnić. Z przeprowadzonych wcześniej dyskusji wynika, że ​​​​bardziej celowe jest spalanie suchego drewna opałowego niż surowego drewna opałowego i po prostu łatwiej je spalić, łatwiej jest je przenieść do paleniska. Pozostaje zrozumieć, co oznacza suchość.
Jeśli spojrzymy na zdjęcie powyżej, zobaczymy, że przy tych samych 20 stopniach powyżej 30% równowaga wilgotności powietrza przy takim drzewie wynosi 100% (rel.). Co to znaczy? AK fakt, że kłoda zachowuje się jak kałuża i wysycha w każdych warunkach pogodowych, może wyschnąć nawet w deszczu. Szybkość suszenia jest ograniczona jedynie przez dyfuzję, co oznacza długość kłody, jeśli nie jest pocięta.
Nawiasem mówiąc, prędkość suszenia kłody o długości 35 cm jest w przybliżeniu równoważna szybkości suszenia deski pięćdziesiąt pięćdziesiąt, podczas gdy ze względu na pęknięcia w kłodzie jej prędkość suszenia dodatkowo wzrasta w porównaniu z deską, a układanie w jednym pyłek rzędowy nadal poprawia suszenie w porównaniu z deską. Wydaje się, że za kilka miesięcy latem w jednym rzędzie pyłku na ulicy można osiągnąć wilgotność 30% lub mniej niż pół metra drewna opałowego. Rozdrobnione naturalnie wysychają jeszcze szybciej.
Gotowy do dyskusji, jeśli są wyniki.

Nietrudno sobie wyobrazić, jaki to rodzaj dziennika z wyglądu i dotyku. Nie posiada pęknięć w końcówce, w dotyku jest lekko wilgotna. Jeśli leży przypadkowo w wodzie, może pojawić się pleśń i grzyby. Radośnie wbiegnij, jeśli upał to wszelkiego rodzaju robale. Kłuje oczywiście, ale niechętnie. Myślę, że powyżej 50% gdzieś nie kłuje praktycznie wcale. Siekiera/tasak wchodzi z "siornięciem" i cały efekt

Drewno suche na powietrzu, ma już pęknięcia i wilgotność poniżej 20%. Jest już stosunkowo łatwy do nakłucia i doskonale się pali.

Co to jest 10%? Spójrzmy na obrazek. Niekoniecznie jest to suszenie komorowe. Może to być suszenie w saunie lub po prostu w ogrzewanym pomieszczeniu w sezonie. To drewno opałowe pali się - wystarczy mieć czas, aby je rzucić, rozpala się idealnie, jest lekkie i "dzwoni" w dotyku. Są również doskonale strugane w drzazgi.

7. Dym, węgiel drzewny, sadza i popiół
Głównymi produktami spalania drewna są dwutlenek węgla i para wodna. Które wraz z azotem są głównymi składnikami spalin.
Ponadto pozostają niespalone pozostałości. To sadza (w postaci płatków w rurze, a właściwie to, co nazywamy dymem), węgiel drzewny i popiół. Ich skład jest następujący:
węgiel drzewny:
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1490.html
skład: 80-92% C, 4,0-4,8% H, 5-15% O - w rzeczywistości ten sam kamień, zgodnie z sugestią
Węgiel drzewny zawiera również 1-3% górnika. zanieczyszczenia, cz. arr. węglany i tlenki K, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe.
A oto jest popiół co to są niepalne tlenki metali. Nawiasem mówiąc, popiół jest używany na świecie jako dodatek do cementu, także klinkieru, w rzeczywistości otrzymywany tylko na dostawę (bez dodatkowych kosztów energii).

sadza
skład pierwiastkowy,
Węgiel, C 89 - 99
Wodór, H 0,3 - 0,5
Tlen, O 0,1 - 10
Siarka, S0,1 - 1,1
Minerały 0,5
To prawda, że ​​\u200b\u200bnie są to te same sadza - ale sadza techniczna. Ale myślę, że różnica jest niewielka.

Zarówno węgiel drzewny, jak i sadza mają skład zbliżony do węgla, co oznacza, że ​​nie tylko się palą, ale także mają wysoką kaloryczność – na poziomie 25 MJ/kg. Myślę, że powstawanie zarówno węgla jak i sadzy wynika przede wszystkim z niedostatecznej temperatury w palenisku/braku tlenu.

8. Ile pary wodnej powstaje podczas spalania drewna
1 kg suchego drewna opałowego zawiera 63 gramy wodoru lub
Z tych 63 gramów wody po spaleniu uzyskamy maksymalnie 63 * 18 / 2 (wydajemy dwa gramy wodoru, aby uzyskać 18 gramów wody) \u003d 567 gramów/kg_drewna opałowego.
Całkowita ilość wody powstałej podczas spalania drewna w ten sposób będzie wynosić
0% ->567 g/kg
10%->615 g/kg
20%->673g/kg
40%->805 g/kg
70%->1033 g/kg

9. Ciepło utajone.
Ciekawym pytaniem jest, a jeśli wilgoć powstająca podczas spalania drewna ulega kondensacji, a powstałe ciepło jest odbierane, to ile jej jest? oszacujmy.
0% ->567 g/kg->1,3MJ/kg->7,2% kaloryczności drewna opałowego
10%->615 g/kg->1,4MJ/kg->8,8% kaloryczności drewna opałowego
20%->673 g/kg->1,5MJ/kg->10,6% ciepła spalania drewna opałowego
40%->805 g/kg->1,9 MJ/kg->15,2% kaloryczności drewna opałowego
70%->1033 g/kg->2,4MJ/kg->24,7% kaloryczności drewna opałowego
Tutaj jest to teoretycznie granica dodatku, który można wycisnąć z kondensacji wody. Co więcej, jeśli nadal ogrzewasz niewilgotnym drewnem opałowym, to cały efekt marginalny mieści się w granicach 8-15%

10. Ilość powietrza potrzebna do spalania drewna
Drugim potencjalnym źródłem ciepła do poprawy sprawności kotła/pieca HT jest odbiór ciepła ze spalin.
Mamy już wszystkie niezbędne dane, więc nie będziemy wchodzić w źródła. Najpierw musisz obliczyć teoretyczny minimalny dopływ powietrza do spalania drewna. Aby rozpocząć na sucho.
Przejdźmy do akapitu 2

1 kg drewna opałowego:
495 g C -> 41,3 mol
442 g O2 -> 13,8 mol
63 g H2 -> 31,5 mol
Spalanie węgla wymaga 41,3 moli tlenu, a spalanie wodoru 15,8 moli tlenu. Co więcej, jest tam już 13,8 mola tlenu. Całkowite zapotrzebowanie na tlen do spalania wynosi 43,3 mol/kg_drewna. stąd zapotrzebowanie powietrza 216 mol/kg_drewno= 5,2 m3/kg_drewna(tlen - jedna piąta).
Dla różnych wilgotności drewna mamy
0%->5,2 m3/kg->2,4 m3/l_sosna! 3,1 m3/l_, brzoza
10%->4,7 m3/kg->2,4 m3/l_sosna! 3,0 m3/l_, brzoza
20%->4,3 m3/kg->2,3 m3/l_sosna! 2,9 m3/l_, brzoza
40%->3,7 m3/kg->2,2 m3/l_sosna! 2,7 m3/l_, brzoza
70%->3,1 m3/kg->2,1 m3/l_sosna! 2,5 m3/l_, brzoza
Podobnie jak w przypadku kaloryczności, widzimy to wymagany dopływ powietrza na litr drewna opałowego jest nieznacznie zależny od ich wilgotności.

Jednocześnie niemożliwe jest dostarczanie powietrza mniejszego niż uzyskana wartość - nastąpi niepełne wypalenie paliwa, powstanie tlenku węgla, sadzy i węgla. Dostarczanie znacznie większej ilości jest również niepraktyczne, ponieważ jednocześnie niepełne spalanie tlenu, spadek granicznej temperatury gazów spalinowych i duże straty w rurze.

Współczynnik nadmiaru powietrza (gamma) wprowadza się jako stosunek rzeczywistego dopływu powietrza do teoretycznego minimum (5m3/kg). Wartość współczynnika nadmiaru może być różna i zwykle wynosi od 1 do 1,5.

10.1. Ilość spalin
W tym samym czasie spaliliśmy 43,3 mola tlenu, ale uwolniliśmy 41,3 mola CO2, 31,5 mola wody chemicznej i całą zawartość wilgoci w drewnie.
Zatem ilość spalin na wylocie z pieca jest większa niż na wlocie i jest wyrażona w temperaturze pokojowej
0% ->5,9 m3/kg, w tym para wodna 0,76 m3/kg
10%->5,5 m3/kg, w tym para wodna 0,89 m3/kg w tym odparowana 0,13
20%->5,2 m3/kg, w tym para wodna 1,02 m3/kg w tym odparowana 0,26
40%->4,8 m3/kg, w tym para wodna 1,3 m3/kg
70%->4,4 m3/kg, w tym para wodna 1,69 m3/kg
Dlaczego potrzebujemy tego wszystkiego?
Ale dlaczego. Na początek możemy określić, jaka temperatura jest niezbędna do utrzymania komina, aby nigdy nie było w nim kondensatu. (Nawiasem mówiąc, nie mam w ogóle kondensacji w rurze).
Aby to zrobić, znajdujemy temperaturę odpowiadającą względnej wilgotności spalin dla 70% drewna opałowego. Możesz zobaczyć wykres powyżej. Szukamy 1,68 / 4,4 \u003d 0,38.
A tutaj jest i nie może być zgodnie z harmonogramem! Jest błąd
Bierzemy te dane http://www.fptl.ru/spravo4nik/davlenie-vodyanogo-para.html i uzyskujemy temperaturę 75 stopni. Te. jeśli komin jest cieplejszy, nie będzie w nim kondensacji.

Dla współczynników nadmiaru większych niż jeden ilość spalin należy obliczyć jako obliczoną ilość spalin (5,2 m3/kg przy 20%) plus (gamma-1) pomnożoną przez teoretycznie wymaganą ilość powietrza (4,3 m3/kg przy 20%). .
Np. dla nadmiaru 1,2 i 20% wilgoci mamy 5,2 + 0,2 * 4,3 = 6,1 m3/kg

11. Ciepło spalin
Ograniczamy się do przypadku, w którym temperatura spalin wynosi 200 st. Wziąłem jedną z wartości z linku http://celsius-service.ru/?page_id=766
I poszukamy nadwyżki ciepła spalin w stosunku do temperatury pokojowej - możliwości odzysku ciepła. Weźmy współczynnik nadmiaru powietrza 1,2. Dane spalin stąd: http://thermalinfo.ru/publ/gazy/gazovye_smesi/teploprovodnosti_i_svojstva_dymovykh_gazov/28-1-0-33
Gęstość w 200 stopniach 0,748, Cp=1,097.
przy zerowych 1,295 i 1,042.
Proszę zauważyć, że gęstość jest powiązana zgodnie z prawem gazu doskonałego: 0,748=1,295*273/473. A pojemność cieplna jest praktycznie stała. Ponieważ operujemy przepływami przeliczonymi na 20 stopni, wyznaczymy gęstość w danej temperaturze - 1,207. a Cp bierzemy średnią gdzieś około 1,07. Całkowita pojemność cieplna naszej standardowej kostki dymowej wynosi 1,29 kJ/m3/K

0% ->6,9 m3/kg->1,6MJ/kg->8,9% kaloryczność drewna opałowego
10%->6,4 m3/kg->1,5MJ/kg->9,3% kaloryczność drewna opałowego
20%->6,1 m3/kg->1,4MJ/kg->9,7% kaloryczność drewna opałowego
40%->5,5 m3/kg->1,3MJ/kg->10,5% kaloryczności drewna opałowego
70%->5,0 m3/kg->1,2MJ/kg->12,1% kaloryczność drewna opałowego

Poza tym spróbujmy uzasadnić różnicę między literacką wartością opałową drewna opałowego 4400-50W a uzyskaną powyżej 4306-35W. Uzasadnij różnicę we współczynniku.
Załóżmy, że autorzy wzoru uważają, że ciepło do ogrzewania dodatkowej pary to te same straty, co ciepło utajone i skurcz drewna. Mamy od 10 do 20% przydzielonej dodatkowej pary 0,13m3/kg_drewna. Nie trudząc się poszukiwaniem wartości pojemności cieplnej pary wodnej (wciąż niewiele się różnią) otrzymujemy dodatkowe straty na ogrzanie dodatkowej wody 0,13*1,3*180=30,4 KJ/kg_drewna. Jeden procent wilgoci to dziesięć razy mniej niż 3 kJ/kg/% lub 0,7 kcal/kg/%. Nie mam 15. Nadal niespójność. Więcej powodów nie widzę.

12. O sprawności pieca
Istnieje chęć zrozumienia, na czym polega tzw. sprawność kotła. Ciepło spalin to zdecydowanie strata. Straty przez ściany są również bezwarunkowe (jeśli nie są uważane za przydatne). Ciepło utajone - strata? NIE. Ciepło utajone z odparowanej wilgoci znajduje się w naszej obniżonej wartości opałowej drewna opałowego. W chemicznie utworzonej wodzie woda jest produktem spalania, a nie utratą mocy (nie odparowuje, ale natychmiast tworzy się w postaci pary wodnej).
O całkowitej sprawności granicznej kotła/pieca decyduje nieco wyższy potencjał odzysku ciepła (z wyłączeniem kondensacji). A jest to około 90% i nie więcej niż 91. Dla zwiększenia sprawności konieczne jest obniżenie temperatury spalin na wylocie z pieca np. poprzez zmniejszenie intensywności spalania, ale jednocześnie , należy spodziewać się bardziej rozległego tworzenia się sadzy - zadymienia, a nie 100% spalania drewna opałowego -\u003e spadek wydajności.

13. Całkowity potencjał odzysku ciepła.
Z przedstawionych powyżej danych dość łatwo jest rozważyć przypadek chłodzenia od spalin 200 do 20 i kondensacji wilgoci. Dla ułatwienia wszelkiej wilgoci.

0% ->2,9MJ/kg->16% kaloryczności drewna opałowego
10%->3,0MJ/kg->18,6% kaloryczności drewna opałowego
20%->3,0MJ/kg->20,6% kaloryczności drewna opałowego
40%->3,2MJ/kg->26,3% kaloryczności drewna opałowego
70%->3,6MJ/kg->37,4% kaloryczności drewna opałowego
Należy zauważyć, że wartości są dość znaczące. Te. istnieje możliwość odzyskania ciepła, podczas gdy wielkość skutków w wartościach bezwzględnych w MJ/kg słabo zależy od wilgotności, co prawdopodobnie upraszcza obliczenia inżynierskie. Około połowa wskazanego efektu jest spowodowana kondensacją, reszta wynika z pojemności cieplnej gazów spalinowych.

14. Jeszcze raz o zależności kaloryczności drewna opałowego od wilgotności
Spróbujmy uzasadnić różnicę między literacką wartością opałową drewna opałowego 4400-50W, a uzyskaną powyżej 4306-35W we współczynniku przed W.
Załóżmy, że autorzy wzoru uważają, że ciepło do ogrzewania dodatkowej pary to te same straty, co ciepło utajone i skurcz drewna. Mamy od 10 do 20% przydzielonej dodatkowej pary 0,13m3/kg_drewna. Nie trudząc się poszukiwaniem wartości pojemności cieplnej pary wodnej (wciąż niewiele się różnią) otrzymujemy dodatkowe straty na ogrzanie dodatkowej wody 0,13*1,3*180=30,4 KJ/kg_drewna. Jeden procent wilgoci to dziesięć razy mniej niż 3 kJ/kg/% lub 0,7 kcal/kg/%. Nie mam 15. Nadal niespójność.

Weźmy inną opcję. Polegające na tym, że autorzy znanego wzoru operowali na tzw. wilgotności bezwzględnej drewna, my zaś na względnej.
W wartościach bezwzględnych W przyjmuje się jako stosunek masy wody do całkowitej masy drewna opałowego oraz jako względny stosunek masy wody do masy suchych pozostałości (zob. pkt 1).
Na podstawie tych definicji konstruujemy zależność wilgotności bezwzględnej od względnej
0%(rel)->0%(abs)
10%(wzgl.) -> 9,1%(abs.)
20%(wzgl.) -> 16,7%(abs.)
40%(wzgl.) -> 28,6%(abs.)
70%(wzgl.) -> 41,2%(abs.)
100%(wzgl.) -> 50%(abs.)
Oddzielnie rozważ ponownie przedział 10-40. Otrzymaną zależność można przybliżyć linią prostą W= 1,55 Wabs - 4,78.
Podstawiamy to wyrażenie do wzoru na wcześniej otrzymaną wartość opałową i mamy nowe wyrażenie liniowe na określoną wartość opałową drewna opałowego
4306-35 W \u003d 4306-35 * (1,55 Wabs - 4,78) \u003d 4473-54 W. W końcu otrzymaliśmy wynik znacznie bliższy danym literaturowym.

15. O kaloryczności spróchniałego drewna opałowego
W przypadku palenia ogniska na łonie natury, w tym grilla, chyba jak wielu innych preferuję ogrzewanie suchym drewnem. Te drewno opałowe to raczej zgniłe, suche gałęzie. Palą się dobrze, dość gorąco, ale aby uformować pewną ilość węgli, potrzeba około dwa razy więcej niż zwykła sucha brzoza. Ale gdzie mogę dostać tę suchą brzozę w lesie? Dlatego topię się tym, co mam i tym, co lasowi nie szkodzi. To samo drewno opałowe doskonale nadaje się do ogrzewania pieca/kotła w domu.
Co to za suszarka? Jest to to samo drewno, w którym zwykle zachodził proces rozkładu, m.in. bezpośrednio na korzeniu, w wyniku czego gęstość suchej pozostałości znacznie się zmniejszyła, pojawiła się luźna struktura. Ta luźna struktura jest bardziej paroprzepuszczalna niż zwykłe drewno, więc w określonych warunkach gałąź suszy się bezpośrednio na winorośli.
Mówię o tych lasach.

Możesz również użyć spróchniałych pni drzew, jeśli są suche. Surowe spróchniałe drewno jest bardzo trudne do spalenia, więc na razie nie będziemy się nad tym zastanawiać.

Nigdy nie mierzyłem gęstości takiego drewna opałowego. Ale subiektywnie ta gęstość jest około półtora raza mniejsza niż zwykła sosna (z szerokimi tolerancjami). Na podstawie tego postulatu obliczamy objętościową pojemność cieplną w zależności od wilgotności, podczas gdy ja zazwyczaj ogrzewam suchym drewnem z drzew liściastych, których gęstość była początkowo większa niż sosny. Te. Rozważmy przypadek, gdy spróchniała kłoda ma gęstość suchych pozostałości o połowę niższą od pierwotnego drewna.
Ponieważ dla brzozy i sosny liniowe wzory zależności gęstości pokrywały się z nami (do gęstości absolutnie suchego drewna opałowego), użyjemy również tego wzoru dla zgniłego drewna:
ro=0,3+0,003W. Jest to bardzo przybliżone oszacowanie, ale wydaje się, że nikt nie przeprowadził wielu badań nad poruszoną tutaj kwestią. M.b. Kanadyjczycy mają informacje, ale mają też własny las, z własnymi posiadłościami.
0% (0,30 kg/l) ->18,0MJ/kg ->5,4MJ/l=1,5kW*h/l
10% (0,33 kg/l) ->16,1MJ/kg->5,3MJ/l=1,5kW*h/l
20% (0,36 kg/l) ->14,6MJ/kg->5,3MJ/l=1,5kW*h/l
40% (0,42 kg/l) ->12,2MJ/kg->5,1MJ/l=1,4kW*h/l
70% (0,51 kg/l) ->9,6MJ/kg->4,9MJ/l=1,4kW*h/l
Co już nie dziwi Objętościowa wartość opałowa spróchniałego drewna opałowego jest ponownie słabo zależna od wilgotności i wynosi około 1,45 kWh/l.

16. O objętościowej wartości opałowej dowolnego drewna opałowego.
Ogólnie rzecz biorąc, rozważane rasy, w tym zgniłe, można łączyć pod jednym wzorem na kaloryczność. Aby uzyskać nie do końca akademicką formułę, ale stosowaną w praktyce, zamiast absolutnie suchego drewna piszemy za 20%:
Gęstość Wartość opałowa
0,66 kg/l -> 2,7 kW*h/l
0,53 kg/l -> 2,1 kW*h/l
0,36 kg/l -> 1,5 kW*h/l
Te. Objętościowa wartość opałowa powietrznie suchego drewna opałowego, niezależnie od gatunku, wynosi ok Q=4*gęstość (w kg/l), kW*h/l

Te. aby zrozumieć, co da twoje konkretne drewno opałowe (różne owoce, zgniłe, iglaste itp.) Możesz raz określić gęstość drewna opałowego warunkowo suchego na powietrzu - ważąc i określając objętość. Pomnóż przez 4 i zastosuj otrzymaną wartość do prawie każdej zawartości wilgoci w drewnie opałowym.
Podobny pomiar przeprowadziłbym, wykonując krótką kłodę (w promieniu 10 cm) blisko walca lub prostokątnego równoległościanu (deski). Celem nie jest zawracanie sobie głowy mierzeniem objętości i wystarczająco szybkie suszenie w powietrzu. Przypominam, że suszenie wzdłuż włókien jest 6,5 razy szybsze niż w poprzek. A to 10 cm pole wyschnie latem w powietrzu za tydzień.

_____________________________________________________________________________
Zamieszczone tutaj zdjęcia znajdują się w innych zasobach. W celu zachowania treści informacji oraz zgodnie z punktem 6.8 Regulaminu Forum załączam je jako załączniki. Jeżeli te załączniki naruszają czyjeś prawa proszę o informację - wtedy zostaną usunięte.

Załączniki:

Uwagi

  1. Poważna robota, Aleksandrze!
    Jednak są też pytania:
    Będę nadal pracować tylko przy wilgotności podanej dla tarcicy. Te. masa wody w drzewie podzielona przez masę suchej masy, a nie masa wody podzielona przez masę całkowitą.

    materiały budowlane...
    A może definicja jest taka sama?

    1. Wartość opałowa dowolnego drewna 4306-35W kcal/kg, W-wilgotność.




    1. Andrey-AA powiedział:

      Interesujący film. Mówisz o spalaniu, a wilgotność jest dla materiały budowlane...
      Prawdopodobnie konieczne byłoby określenie wilgotności drewna opałowego! A może definicja jest taka sama?

      Taka jest właśnie definicja. Wszystkie tabele, które są dostępne dla drewna, „odczuć” i porównań z liczbami, opierają się właśnie na takich względnych procentach. O wilgotności bezwzględnej (% naturalnej (mas.)) Wszystko, co udało mi się wykopać, odnosi się do okresu okołowojennego i nie ma mowy o żadnych rzeczywistych wartościach. Ponadto, jak rozumiem, wilgotnościomierze do drewna mierzą dokładnie te względne wartości procentowe, które są omówione w artykule.

      Andrey-AA powiedział:

      Istnieją tabele, w których przy 80% będzie 413 kcal / kg.
      A to nie pasuje do twojej formuły...
      Jak również z tym: 4473-54W.
      Przy niskich procentach - mniej więcej.

      Przy 80 ile procent? Jeśli absolutna (chociaż trudno mi sobie wyobrazić, jak drzewo może być tak zwilżone), to wtedy
      odpowiednio na 4 kg wody 1 kg suchej pozostałości wartość kaloryczna wyniesie w przybliżeniu 0,25 * 18-0,75 * 2,3 \u003d 2,8 MJ / kg => 679 kcal / kg
      Dalszy spadek może wynikać na przykład z techniki pomiaru.
      Ogólnie rzecz biorąc, według danych tabelarycznych, zamieszanie, które w rezultacie powoduje nieufność do wszystkich danych. Dlatego siedziałem przez jeden dzień i studiowałem problem.

        1. Andrey-AA powiedział:

          nie wiem. Dołączony stół.

          Autorzy tabeli pomylili procenty względne i bezwzględne. Mówimy o 80% absolutnych 4kg wody na 5kg drewna opałowego
          Następnie używają terminu wartość opałowa netto. Zapomniałem, co to jest. Przyjrzę się bliżej.

          1. mfcn powiedział:

            Autorzy tabeli pomylili procenty względne i bezwzględne.

            Wydaje mi się, że dla drewna opałowego 50% wody i 50% całkowicie suchego drewna liczy się jako 50% wilgotności względnej.
            I wziąłeś, jeśli chodzi o materiały budowlane i nazwał tę samą proporcję 100-procentową wilgotnością względną.
            Zasygnalizowałem to trochę wcześniej...

Zawartość popiołu w różnych składnikach kory różnych gatunków Świerk 5,2, sosna 4,9% - Wzrost zawartości popiołu w korze w tym przypadku wynika z zanieczyszczenia kory podczas spływu biczami rzekami. Zawartość popiołu w różnych częściach składowych kory, według V. M. Nikitina, pokazano w tabeli. 5. Zawartość popiołu w korze różnych gatunków w przeliczeniu na suchą masę, według A. I. Pomeransky, wynosi: sosna 3,2%, świerk 3,95, 2,7, olcha 2,4%.

Według NPO CKTI im. II Pol - Zunova, zawartość popiołu w korze różnych skał waha się od 0,5 do 8%. Zawartość popiołu w elementach korony. Zawartość popiołu w elementach koronowych przewyższa zawartość popiołu w drewnie i zależy od rodzaju drewna i miejsca jego wzrostu. Według V. M. Nikitina zawartość popiołu w liściach wynosi 3,5%.

Gałęzie i gałęzie mają wewnętrzną zawartość popiołu od 0,3 do 0,7%. Jednak w zależności od rodzaju procesu technologicznego zawartość popiołu w nich zmienia się znacznie na skutek zanieczyszczenia zewnętrznymi wtrąceniami mineralnymi. Zanieczyszczenie konarów i konarów w procesie zbioru, zrywki i zrywki jest najbardziej intensywne w deszczową pogodę wiosną i jesienią.

Wilgotność i gęstość to główne właściwości drewna.

Wilgotność- jest to stosunek masy wilgoci w danej objętości drewna do masy drewna absolutnie suchego, wyrażony w procentach. Wilgoć, która nasyca błony komórkowe, nazywa się związaną lub higroskopijną, a wilgoć, która wypełnia jamy komórkowe i przestrzenie międzykomórkowe, nazywa się wolną lub kapilarną.

Gdy drewno wysycha, najpierw odparowuje z niego wilgoć wolna, a następnie związana. Stan drewna, w którym błony komórkowe zawierają maksymalną ilość związanej wilgoci, a we wnękach komórkowych znajduje się tylko powietrze, nazywany jest granicą higroskopijności. Odpowiednia wilgotność w temperaturze pokojowej (20°C) wynosi 30% i nie zależy od rasy.

Rozróżnia się następujące stopnie wilgotności drewna: mokre – wilgotność powyżej 100%; świeżo ścięte - wilgotność 50,100%; wilgotność powietrza w stanie suchym 15,20%; suchy - wilgotność 8,12%; absolutnie sucho - wilgotność około 0%.

Jest to stosunek przy określonej wilgotności, kg, do jego objętości, m 3.

Rośnie wraz ze wzrostem wilgotności. Przykładowo gęstość drewna bukowego przy wilgotności 12% wynosi 670 kg/m3, a przy wilgotności 25% 710 kg/m3. Gęstość drewna późnego jest 2,3 razy większa niż drewna wczesnego, dlatego im lepiej rozwinięte drewno późne, tym jego gęstość jest większa (tab. 2). Warunkowa gęstość drewna to stosunek masy próbki w stanie absolutnie suchym do objętości próbki na granicy higroskopijności.

Grube węgle po spaleniu i równomierne ciepło są oznaką dobrych surowców

Główne kryteria

Najważniejszymi wskaźnikami materiału pieca są gęstość, wilgotność i wymiana ciepła. Wszystkie są ze sobą ściśle powiązane i decydują o tym, jak wydajne i użyteczne jest spalanie drewna. Warto przyjrzeć się każdemu z nich bardziej szczegółowo, biorąc pod uwagę różne rodzaje drewna i sposób jego pozyskiwania.

Gęstość

Pierwszą rzeczą, na którą zwraca uwagę kompetentny nabywca przy zamawianiu drewnianego materiału grzewczego, jest jego gęstość. Im wyższy ten wskaźnik, tym lepsza jest rasa.

Wszystkie rodzaje drewna są podzielone na trzy główne kategorie:

  • niska gęstość (miękka);
  • średniej gęstości (średnio twardy);
  • wysoka gęstość (ciało stałe).

Każdy z nich ma inną gęstość, a co za tym idzie ciepło właściwe spalania drewna opałowego. Twarde odmiany są uważane za najwyższą jakość. Długo się palą i wydzielają więcej ciepła. Ponadto tworzą dużo węgli, które utrzymują ciepło w palenisku.

Ze względu na swoją twardość drewno opałowe jest trudne w obróbce, dlatego niektórzy konsumenci preferują drewno o średniej gęstości, takie jak brzoza lub jesion. Ich budowa pozwala na ręczne rąbanie kłód bez większego wysiłku.

Wilgotność

Drugim wskaźnikiem jest wilgotność, czyli procentowa zawartość wody w strukturze drewna. Im wyższa ta wartość, tym większa gęstość, a użyty zasób będzie wydzielał mniej ciepła przy takim samym wysiłku.

Ciepło właściwe spalania suchego drewna brzozowego charakteryzuje się wyższą produktywnością niż mokrego drewna opałowego. Warto zwrócić uwagę na taką cechę brzozy: można ją włożyć do paleniska niemal natychmiast po ścięciu, ponieważ charakteryzuje się niską wilgotnością. Aby zmaksymalizować korzystny efekt, lepiej odpowiednio przygotować materiał.

Aby poprawić jakość drewna poprzez zmniejszenie procentowej zawartości wilgoci, stosuje się następujące podejścia:

  • Świeże drewno opałowe pozostawia się na pewien czas pod baldachimem do wyschnięcia. Liczba dni zależy od pory roku i może wahać się od 80 do 310 dni.
  • Część drewna opałowego jest suszona w pomieszczeniach, co zwiększa jego kaloryczność.
  • Najlepszą opcją jest sztuczne suszenie. Wartość opałowa jest doprowadzona do maksymalnego poziomu poprzez sprowadzenie procentowej wilgotności do zera, a czas przygotowania drewna do minimum.

Rozpraszanie ciepła

Taki wskaźnik, jak przenoszenie ciepła przez drewno opałowe, niejako podsumowuje dwie poprzednie cechy. To on wskazuje, ile ciepła może oddać wybrany materiał w określonych warunkach.

Najwyższe jest ciepło spalania drewna opałowego w drewnie twardym. W związku z tym w przypadku miękkiego drewna sytuacja jest odwrotna. W równych warunkach i naturalnym skurczu różnica w odczytach może sięgać prawie 100%. Dlatego, aby zaoszczędzić pieniądze, warto kupować wysokiej jakości drewno opałowe, które jest droższe w zakupie, ponieważ ich produkcja jest bardziej wydajna.

W tym miejscu warto wspomnieć o takiej właściwości, jak temperatura spalania drewna opałowego. Najwyższa jest w grabie, buku i jesionie, powyżej 1000 stopni Celsjusza, wytwarzając przy tym maksymalną ilość ciepła na poziomie 85-87%. Zbliżają się do nich dąb i modrzew, a najmniej wydajna jest topola i olcha z wydajnością 39-47% w temperaturze około 500 stopni.

Gatunki drewna

Wartość opałowa drewna opałowego w największym stopniu zależy od gatunku drewna. Istnieją dwie główne kategorie: iglaste i liściaste. Wysokiej jakości materiał pieca należy do drugiej grupy. Ma również własną klasyfikację, ponieważ nie wszystkie odmiany nadają się do określonego celu pod względem ich gęstości.

iglaste

Często najtańszym drewnem są igły. O jego niskim koszcie decyduje nie tylko powszechność jodły i sosny, ale także właściwości. Faktem jest, że pojemność cieplna drewna opałowego takiego planu jest niska, a także wiele innych niedociągnięć.

Główną wadą drzew iglastych jest obecność dużej ilości żywicy. Podczas podgrzewania takiego drewna opałowego żywica zaczyna się rozszerzać i wrzeć, co powoduje rozrzucanie iskier i płonących fragmentów na duże odległości. Żywica prowadzi również do powstawania sadzy i spalenizny, które zatykają kominek i komin.

Liściaste

O wiele bardziej opłaca się używać twardego drewna. Wszystkie odmiany są podzielone na trzy kategorie, w zależności od ich gęstości. Miękkie rasy obejmują:

  • Lipa;
  • osika;
  • topola;
  • olcha;

Szybko się wypalają i dlatego mają niewielką wartość w ogrzewaniu domu.

Drzewa o średniej gęstości obejmują:

  • klon;
  • brzozowy;
  • modrzew;
  • akacja;
  • wiśnia.

Ciepło właściwe spalania brzozowego drewna opałowego zbliża się do gatunków zaliczanych do twardych, w szczególności dębu.

  • grab;
  • orzech;
  • dereń;

Wartość opałowa tego rodzaju drewna opałowego jest maksymalna, ale jednocześnie obróbka drewna jest trudna ze względu na jego dużą gęstość.

Dąb to kolejny popularny rodzaj paliwa

Przydatne właściwości takich skał determinują ich wyższy koszt, ale pozwala to zmniejszyć ilość materiału, który będzie potrzebny do utrzymania komfortowej temperatury w domu.

Wybór materiału

Nawet najwyższej jakości drewno może zrujnować się, jeśli nie zostanie odpowiednio dobrane do danego rodzaju działalności. Na przykład praktycznie nie ma znaczenia, co zostało użyte do nocnego ogniska podczas spotkania z przyjaciółmi. Zupełnie inną sprawą jest rozpalanie kominka lub pieca w łaźni.

do kominka

Ogrzanie domu może stanowić problem, jeśli do pieca włożysz niewłaściwe drewno. Jest to szczególnie niebezpieczne podczas korzystania z kominka, ponieważ iskrzące się kłody mogą nawet doprowadzić do pożaru.

Nienachalne spalanie drewna opałowego i ciepło wydobywające się z kominka stanowią główną ozdobę salonu

Do długiego spalania i wydzielania dużej ilości ciepła warto preferować dąb, akację, a także brzozę i orzech. Aby od czasu do czasu wyczyścić komin, można spalić osikę i olchę. Gęstość tych skał jest niewielka, ale mają one zdolność wypalania sadzy.

Do kąpieli

Aby zapewnić wysoką temperaturę w łaźni parowej, konieczne jest maksymalne przenoszenie ciepła drewna opałowego. Ponadto możesz poprawić warunki wypoczynku, stosując takie rasy, które nasycają pomieszczenie przyjemnym zapachem, nie uwalniając szkodliwych substancji i żywic.

Przeczytaj także o dodatku do tego artykułu.

Do ogrzewania łaźni parowej najlepszym wyborem będą oczywiście kłody dębowe i brzozowe. Są solidne, dają dobre ciepło przy niewielkiej objętości, a do tego wydzielają przyjemne opary. Lipa i olcha mogą mieć również dodatkowe działanie lecznicze. Możesz używać tylko dobrze wysuszonych materiałów, ale nie starszych niż półtora do dwóch lat.

grill

Podczas gotowania na grillu i grillu głównym punktem nie jest samo spalanie drewna opałowego, ale tworzenie się węgli. Dlatego nie ma sensu używać cienkich luźnych gałęzi. Można je zabrać tylko do rozpalenia ognia, a następnie dodać duże twarde polana do paleniska. Aby dym miał szczególny aromat, do grilla zaleca się używanie owocowego drewna opałowego. Możesz połączyć je z dębem i akacją.

W przypadku stosowania różnych gatunków drewna należy zwrócić uwagę na rozmiar klinów. Na przykład dąb będzie się palił i tlił dłużej niż jabłoń, więc warto wziąć grubsze polana owocowe.

Materiały paliw alternatywnych

Wartość opałowa drewna opałowego niektórych gatunków jest dość wysoka, ale daleka od maksymalnej możliwej. Aby zaoszczędzić pieniądze i miejsce do przechowywania materiału do pieca, coraz więcej uwagi poświęca się opcjom alternatywnym. Optymalne jest stosowanie brykietów prasowanych.

Drewno prasowane generuje znacznie więcej ciepła przy takim samym obciążeniu pieca. Efekt ten jest możliwy dzięki zwiększeniu gęstości materiału. Ponadto występuje znacznie niższy procent wilgotności. Kolejnym plusem jest minimalne tworzenie się popiołu.

Brykiety i pellety produkowane są z trocin i zrębków drzewnych. Sprasowując odpady, można stworzyć niezwykle gęsty materiał paleniskowy, z którym nie można porównać nawet najlepszych gatunków drewna. Przy wyższym koszcie za metr sześcienny brykietu, wynikające z tego oszczędności mogą być dość znaczne.

Konieczne jest przygotowanie i zakup materiałów piecowych na podstawie dokładnej analizy ich właściwości. Tylko wysokiej jakości drewno opałowe może zapewnić niezbędne ciepło bez szkody dla zdrowia lub samej konstrukcji grzewczej.

Drewno opałowe to najstarsze i najbardziej tradycyjne źródło energii cieplnej, które należy do odnawialnego rodzaju paliwa. Z definicji drewno opałowe to kawałki drewna, które są proporcjonalne do paleniska i służą do rozpalania i utrzymywania w nim ognia. Pod względem jakości drewno opałowe jest najbardziej niestabilnym paliwem na świecie.

Jednak procentowy skład wagowy dowolnej masy drzewnej jest w przybliżeniu taki sam. Zawiera - do 60% celulozy, do 30% ligniny, 7...8% węglowodorów towarzyszących. Reszta (1...3%) -

Norma stanowa dla drewna opałowego

Na terytorium Rosji działa
GOST 3243-88 Drewno opałowe. Specyfikacje
Pobierać (pliki do pobrania: 1689)

Sztandar czasów Związku Radzieckiego określa:

  1. Asortyment drewna opałowego według rozmiaru
  2. Dopuszczalna ilość spróchniałego drewna
  3. Asortyment drewna opałowego według kaloryczności
  4. Sposób rozliczania ilości drewna opałowego
  5. Wymagania dotyczące transportu i przechowywania
    paliwo drzewne

Spośród wszystkich informacji GOST najcenniejsze są metody pomiaru stosów drewna i współczynniki konwersji wartości z miary składanej na gęstą (z metra magazynowego na metr sześcienny). Ponadto nadal istnieje zainteresowanie modą na ograniczenie twardzieli i zgnilizny soków (nie więcej niż 65% powierzchni przysadki), a także zakaz próchnienia zewnętrznego. Po prostu trudno sobie wyobrazić takie zgniłe drewno opałowe w naszej kosmicznej epoce pogoni za jakością.

Jeśli chodzi o kaloryczność,
następnie GOST 3243-88 dzieli całe drewno opałowe na trzy grupy:

Rachunkowość drewna opałowego

Aby uwzględnić jakąkolwiek wartość materialną, najważniejsze są sposoby i metody liczenia jej ilości. Ilość drewna opałowego można wziąć pod uwagę, albo w tonach i kilogramach, albo w magazynach i metrach sześciennych i decymetrach. Odpowiednio - w jednostkach masy lub objętości

  1. Rozliczanie drewna opałowego w jednostkach masy
    (w tonach i kilogramach)
    Ta metoda rozliczania paliwa drzewnego jest stosowana niezwykle rzadko ze względu na jego masywność i powolność. Jest zapożyczony od stolarzy i jest metodą alternatywną w przypadkach, gdy łatwiej jest zważyć drewno opałowe niż określić jego objętość. I tak np. czasami w przypadku hurtowych dostaw opału drzewnego łatwiej jest zważyć wagony i ciężarówki do przewozu drewna przewożone „na wierzchu”, niż określić objętość górujących nad nimi bezkształtnych drewnianych „czapek”.

    Zalety

    - łatwość przetwarzania informacji do dalszego obliczania kaloryczności paliwa w obliczeniach ciepłowniczych. Ponieważ wartość opałowa miarki wagowej drewna opałowego jest obliczana według i jest praktycznie niezmienna dla każdego gatunku drewna, niezależnie od jego położenia geograficznego i stopnia. Tak więc, biorąc pod uwagę drewno opałowe w jednostkach masy, bierze się pod uwagę masę netto materiału palnego pomniejszoną o masę wilgoci, której ilość określa wilgotnościomierz

    Wady
    rozliczanie drewna opałowego w jednostkach masy
    - metoda absolutnie niedopuszczalna do pomiaru i rozliczania partii drewna opałowego w zakresie pozyskiwania drewna, gdy wymagany sprzęt specjalny (waga i wilgotnościomierz) może nie być pod ręką
    - wynik pomiaru wilgotności szybko staje się nieistotny, drewno opałowe szybko wilgotnieje lub wysycha w powietrzu

  2. Rozliczanie drewna opałowego w objętościowych jednostkach miary
    (w składanych i metrach sześciennych i decymetrach)
    Ta metoda rozliczania paliwa drzewnego jest najczęściej stosowana, jako najprostszy i najszybszy sposób rozliczania masy paliwa drzewnego. Dlatego rozliczanie drewna opałowego odbywa się wszędzie w objętościowych jednostkach miary - metrach magazynowych i metrach sześciennych (miary fałdowe i gęste)

    Zalety
    rozliczanie drewna opałowego w jednostkach objętości
    - ekstremalna prostota w wykonywaniu pomiarów stosów drewna miernikiem liniowym
    - wynik pomiaru jest łatwy do kontrolowania, pozostaje niezmienny przez długi czas i nie budzi wątpliwości
    - metodyka pomiaru partii drewna oraz współczynniki przeliczania wartości z miary fałdowej na miarkę gęstą są ujednolicone i określone w

    Wady
    rozliczanie drewna opałowego w jednostkach masy
    - ceną za łatwość rozliczania drewna opałowego w jednostkach objętości jest komplikacja dalszych obliczeń ciepłowniczych do obliczania całkowitej wartości opałowej paliwa drzewnego (należy wziąć pod uwagę rodzaj drewna, miejsce jego wzrostu, stopień zgnilizna drewna opałowego itp.)

Wartość opałowa drewna opałowego

wartość opałowa drewna opałowego
ona jest ciepłem spalania drewna opałowego,
ona jest wartością opałową drewna opałowego

Czym różni się wartość opałowa drewna opałowego od wartości opałowej drewna?

Wartość opałowa drewna i wartość opałowa drewna opałowego są wielkościami pokrewnymi i zbliżonymi, utożsamianymi w życiu codziennym z pojęciami „teorii” i „praktyki”. W teorii badamy wartość opałową drewna, ale w praktyce mamy do czynienia z wartością opałową drewna opałowego. Jednocześnie kłody z prawdziwego drewna mogą wykazywać znacznie szerszy zakres odchyleń od normy niż próbki laboratoryjne.

Na przykład prawdziwe drewno opałowe ma korę, która nie jest drewnem w dosłownym tego słowa znaczeniu, a mimo to zajmuje objętość, uczestniczy w procesie spalania drewna opałowego i ma swoją wartość opałową. Często wartość opałowa kory znacznie różni się od wartości opałowej samego drewna. Ponadto prawdziwe drewno opałowe może być, mieć różną gęstość drewna w zależności od, mieć duży udział procentowy itp.

Tak więc w przypadku prawdziwego drewna opałowego wskaźniki wartości opałowej są uogólnione i nieco niedoszacowane, ponieważ w przypadku prawdziwego drewna opałowego wszystkie negatywne czynniki, które zmniejszająich kaloryczność. To wyjaśnia różnicę w mniejszej stronie wielkości między teoretycznie obliczonymi wartościami kaloryczności drewna a praktycznie stosowanymi wartościami wartości opałowej drewna opałowego.

Innymi słowy, teoria i praktyka to dwie różne rzeczy.

Wartość opałowa drewna opałowego to ilość ciepła użytkowego wytwarzanego podczas ich spalania. Ciepło użytkowe odnosi się do ciepła, które można odebrać z paleniska bez szkody dla procesu spalania. Wartość opałowa drewna opałowego jest najważniejszym wskaźnikiem jakości opału drzewnego. Wartość opałowa drewna opałowego może być bardzo różna i zależy przede wszystkim od dwóch czynników - samego drewna i jego.

  • Wartość opałowa drewna zależy od ilości palnej substancji drzewnej zawartej w jednostkowej masie lub objętości drewna. (więcej szczegółów na temat kaloryczności drewna w artykule -)
  • Wilgotność drewna zależy od ilości wody i innych wilgoci obecnych w jednostce masy lub objętości drewna. (więcej szczegółów na temat wilgotności drewna w artykule -)

Tabela objętościowej wartości opałowej drewna opałowego

Gradacja kaloryczności wg
(przy wilgotności drewna 20%)

gatunki drewna specyficzna wartość opałowa drewna opałowego
(kcal / dm3)
Brzozowy 1389...2240

Pierwsza grupa
zgodnie z GOST 3243-88:

brzoza, buk, jesion, grab, wiąz, wiąz, klon, dąb, modrzew
buk 1258...2133
popiół 1403...2194
grab 1654...2148
wiąz nie znaleziono
(analogowy - wiąz)
wiąz 1282...2341
klon 1503...2277
dąb 1538...2429
modrzew 1084...2207
sosna 1282...2130

Druga grupa
zgodnie z GOST 3243-88:

sosna, olcha
olcha 1122...1744
świerk 1068...1974

Trzecia grupa
zgodnie z GOST 3243-88:

świerk, cedr, jodła, osika, lipa, topola, wierzba
cedr 1312...2237
jodła

nie znaleziono
(analogowy - świerk)
osika 1002...1729
Lipa 1046...1775
topola 839...1370
wierzba 1128...1840

Wartość opałowa spróchniałego drewna

Całkowicie prawdziwe jest stwierdzenie, że zgnilizna pogarsza jakość drewna opałowego i obniża jego wartość opałową. Pytanie jednak, o ile spada wartość opałowa spróchniałego drewna opałowego. radzieckiego GOST 2140-81 i określić metodologię pomiaru wielkości zgnilizny, ograniczyć ilość zgnilizny w kłodzie i liczbę zgniłych kłód w partii (nie więcej niż 65% powierzchni kłody i nie więcej niż 20% masa całkowita). Ale jednocześnie normy nie wskazują na zmianę kaloryczności samego drewna opałowego.

To oczywiste w ramach wymagań GOST nie ma istotnej zmiany całkowitej wartości opałowej masy drewna z powodu zgnilizny, dlatego poszczególne spróchniałe kłody można bezpiecznie pominąć.

Jeśli jest więcej zgnilizny niż jest to dopuszczalne zgodnie z normą, wskazane jest uwzględnienie wartości opałowej takiego drewna opałowego w jednostkach miary. Ponieważ, gdy drewno gnije, zachodzą procesy, które niszczą substancję i zakłócają jej strukturę komórkową. Jednocześnie odpowiednio zmniejsza się drewno, co przede wszystkim wpływa na jego wagę i praktycznie nie wpływa na jego objętość. Tym samym jednostki masy wartości opałowej będą bardziej obiektywne przy uwzględnianiu wartości opałowej bardzo spróchniałego drewna opałowego.

Z definicji wartość opałowa drewna opałowego jest praktycznie niezależna od jego objętości, gatunku drewna i stopnia zgnilizny. I tylko wilgotność drewna - ma duży wpływ na masę (wagę) kaloryczność drewna opałowego

Wartość opałowa miarki zgniłego i spróchniałego drewna opałowego jest prawie równa wartości opałowej miarki zwykłego drewna opałowego i zależy tylko od wilgotności samego drewna. Ponieważ tylko ciężar wody wypiera ciężar palnej substancji drzewnej z miary masy drewna opałowego plus straty ciepła na odparowanie wody i ogrzewanie pary wodnej. To jest dokładnie to, czego potrzebujemy.

Wartość opałowa drewna opałowego z różnych regionów

Wolumetryczny wartość opałowa drewna opałowego dla tego samego gatunku drewna rosnącego w różnych regionach może się różnić ze względu na zmiany gęstości drewna w zależności od nasycenia wodą gleby na obszarze uprawy. Co więcej, nie muszą to być różne regiony czy regiony kraju. Nawet na niewielkim obszarze (10...100 km) pozyskania, wartość opałowa drewna opałowego dla tego samego gatunku drewna może różnić się o 2...5% ze względu na zmiany w drewnie. Wyjaśnia to fakt, że na suchym terenie (w warunkach braku wilgoci) rośnie i tworzy się drobniejsza i gęstsza struktura komórkowa drewna niż na bogatych w wodę terenach podmokłych. Tym samym łączna ilość substancji palnej na jednostkę objętości będzie wyższa w przypadku drewna opałowego pozyskiwanego na obszarach bardziej suchych, nawet na tym samym obszarze pozyskiwania drewna. Oczywiście różnica nie jest aż tak duża, około 2...5%. Jednak przy dużym pozyskiwaniu drewna opałowego może to mieć realny efekt ekonomiczny.

Masowa wartość opałowa drewna opałowego z tego samego rodzaju drewna rosnącego w różnych regionach nie będzie się w ogóle różnić, ponieważ wartość opałowa nie zależy od gęstości drewna, a jedynie od jego wilgotności

Popiół | Zawartość popiołu w drewnie opałowym

Popiół jest substancją mineralną zawartą w drewnie opałowym, która pozostaje w stałej pozostałości po całkowitym spaleniu masy drzewnej. Zawartość popiołu w drewnie opałowym to stopień jego mineralizacji. Zawartość popiołu w drewnie opałowym jest mierzona jako procent całkowitej masy paliwa drzewnego i wskazuje ilościową zawartość zawartych w nim substancji mineralnych.

Rozróżnij popiół wewnętrzny i zewnętrzny

Wewnętrzny popiół popiół zewnętrzny
Popiół wewnętrzny jest substancją mineralną, która znajduje się bezpośrednio w Popiół zewnętrzny to substancje mineralne, które dostały się do drewna opałowego z zewnątrz (na przykład podczas zbioru, transportu lub przechowywania)
Popiół wewnętrzny jest masą ogniotrwałą (powyżej 1450°C), którą łatwo usuwa się z wysokotemperaturowej strefy spalania paliwa Popiół zewnętrzny jest niskotopliwą masą (poniżej 1350°C), która spieka się w żużel, przyklejając się do okładziny komory spalania urządzenia grzewczego. W wyniku takiego spiekania i sklejania popiół zewnętrzny jest słabo usuwany z wysokotemperaturowej strefy spalania paliwa.
Zawartość popiołu wewnętrznego w substancji drzewnej mieści się w przedziale od 0,2 do 2,16% całkowitej masy drewna Zawartość popiołu zewnętrznego może sięgać 20% całkowitej masy drewna
Popiół jest niepożądaną częścią paliwa, co zmniejsza jego palność i utrudnia obsługę urządzeń grzewczych.

Tabela 1 - Zawartość popiołu i pierwiastków jesionowych w drewnie różnych gatunków drzew

drzewiasty

zakład

Popiół,

Suma

Sosna

0,27

1111,8

274,0

53,4

4,08

5,59

1,148

0,648

0,141

0,778

0,610

0,191

1461,3

Świerk

0,35

1399,5

245,8

11,0

9,78

12,54

7,76

1,560

1,491

0,157

0,110

0,091

0,041

1689,8

Jodła

0,46

1269,9

1001,9

16,9

16,96

6,85

6,16

1,363

2,228

0,237

0,180

0,098

0,049

2322,8

Modrzew

0,22

845,4

163,1

23,80

13,34

3,41

1,105

0,790

0,194

0,141

0,069

0,154

1057,4

Dąb

0,31

929,7

738,3

14,4

7,88

3,87

1,29

2,074

0,987

0,524

0,103

0,082

0,024

1699,2

Wiąz

1,15

2282,2

2730,3

19,2

4,06

10,05

4,22

2,881

1,563

0,615

0,116

0,153

0,050

5055,4

Lipa

0,52

1860,9

792,6

12,3

9,40

8,25

2,58

1,199

1,563

0,558

0,136

0,102

0,043

2689,6

Brzozowy

0,45

1632,8

541,0

17,8

23,81

4,30

20,12

1,693

1,350

0,373

0,163

0,105

0,081

2243,6

Osika

0,58

2100,7

781,4

12,4

5,70

9,19

12,99

1,352

1,854

0,215

0,069

0,143

0,469

2926,5

Topola

1,63

4759,3

1812,0

18,1

8,19

17,18

15,25

1,411

1,737

0,469

0,469

0,273

0,498

6634,8

Olcha

czarny

0,50

1212,6

599,6

131,1

15,02

4,10

5,08

2,335

1,596

0,502

0,251

0,147

0,039

1972,4

Olcha szara

0,43

1623,5

630,3

30,6

5,80

6,13

9,35

2,059

1,457

0,225

0,198

0,152

0,026

2309,8

czereśnia ptasia

0,45

1878,0

555,6

4,56

11,49

4,67

1,599

1,287

0,347

0,264

0,124

0,105

2466,0

Ze względu na zawartość pierwiastków jesionowych w ich drewnie wszystkie gatunki drzew łączone są w dwa duże kępy (ryc. 1). Pierwsza, na czele z sosną zwyczajną, obejmuje olszę czarną, osikę i topolę balsamiczną (Berlin), a druga obejmuje wszystkie pozostałe gatunki, na czele ze świerkiem i czeremchą. Osobne podgrupę tworzą gatunki światłolubne: brzoza zwisająca i modrzew syberyjski. Gładki wiąz wyróżnia się od nich. Największe różnice między skupieniami nr 1 (sosna) i nr 2 (świerk) odnotowano w zawartości Fe, Pb, Co i Cd (ryc. 2).

Rycina 1 - Dendrogram podobieństwa gatunków drzew pod względem składu popiołu w ich drewnie, zbudowany metodą Warda przy użyciu znormalizowanej macierzy danych

Ryc. 2 – Charakter różnic między roślinami drzewiastymi należącymi do różnych klastrów, w zależności od składu popiołu ich drewna

Wnioski.

1. Drewno wszystkich gatunków drzew zawiera przede wszystkim wapń, który jest podstawą błony komórkowej. Po nim następuje potas. O rząd wielkości mniej żelaza, manganu, strontu i cynku w drewnie. Ni, Pb, Co i Cd zamykają serię rang.

3. Gatunki drzew rosnące w obrębie tego samego biotopu zalewowego znacznie różnią się od siebie pod względem efektywności wykorzystania składników pokarmowych. Najefektywniej potencjał gleby wykorzystuje modrzew syberyjski, którego 1 kg drewna zawiera 7,4 razy mniej popiołu niż drewno topoli, gatunku najbardziej uciążliwego dla środowiska.

4. Właściwość wysokiego zużycia substancji mineralnych przez szereg roślin drzewiastych może być wykorzystana w fitomelioracji przy zakładaniu plantacji na gruntach zanieczyszczonych technogenicznie lub naturalnie.

Lista wykorzystanych źródeł

1. Adamenko, V.N. Skład chemiczny słojów rocznych drzew a stan środowiska naturalnego / V.N. Adamenko, E.L. Zhuravleva, A.F. Czetwerikow // Dokl. Akademia Nauk ZSRR - 1982. - T. 265, nr 2. - S. 507-512.

2. Lyanguzova, I.V. Skład chemiczny roślin w warunkach zanieczyszczenia atmosferycznego i glebowego / I.V. Lyanguzova, O.G. Chertov // Ekosystemy leśne a zanieczyszczenie atmosfery. - L.: Nauka, 1990. S. 75-87.

3. Demakow, Yu.P. Zmienność zawartości pierwiastków jesionowych w drewnie, korze i igłach sosny zwyczajnej / Yu.P. Demakow, R.I. Winokurow, V.I. Talantsev, S.M. Shvetsov // Ekosystemy leśne w zmieniającym się klimacie: produktywność biologiczna, technologie monitorowania i adaptacji: materiały międzynarodowej konferencji z elementami naukowej szkoły dla młodzieży [Zasoby elektroniczne]. - Yoshkar-Ola: MarGTU, 2010. S. 32-37. http://csfm.marstu.net/publications.html

4. Demakow, Yu.P. Dynamika zawartości pierwiastków jesionowych w słojach rocznych starodrzewu sosny rosnącej w biotopach zalewowych / Yu.P. Demakow, S.M. Shvetsov, V.I. Talantsev // Biuletyn MarGTU. Ser. "Las. Ekologia. Zarządzanie przyrodą». 2011. - nr 3. - S. 25-36.

5. Vinokurova, R.I. Specyfika rozmieszczenia makroelementów w organach roślin drzewiastych lasów świerkowo-jodłowych Republiki Mari El / R.I. Winokurowa, O.V. Lobanov // Biuletyn MarGTU. Ser. "Las. Ekologia. Zarządzanie przyrodą - 2011. - nr 2. - s. 76-83.

6. Akhromeiko A.I. Fizjologiczne uzasadnienie tworzenia zrównoważonych plantacji leśnych / A.I. Achromejko. – M.: Leśnaja bal-st, 1965. – 312 s.

7. Remezov, N.P. Zużycie i obieg pierwiastków azotu i popiołu w lasach europejskiej części ZSRR / N.P. Remezov, L.N. Bykowa, K.M. Smirnova.- M.: MGU, 1959. - 284 s.

8. Rodin, LE Dynamika materii organicznej i cykl biologiczny pierwiastków popiołu i azotu w głównych typach roślinności na kuli ziemskiej / L.E. Rodin, NI Bazylewicz. - M.-L.: Nauka, 1965. -

9. Metodyka pomiaru całkowitej zawartości miedzi, kadmu, cynku, ołowiu, niklu, manganu, kobaltu, chromu metodą atomowej spektroskopii absorpcyjnej. - M.: FGU FTSAO, 2007. - 20 s.

10. Metody badań biogeochemicznych roślin / wyd. sztuczna inteligencja Jermakow. - L.: Agropromizdat, 1987. - 450 s.

11. Afifi, A. Analiza statystyczna. Podejście wspomagane komputerowo / A. Afifi, S. Eizen. - M.: Mir, 1982. - 488 s.

12. Analiza czynnikowa, dyskryminacyjna i klastrowa / J. Kim, C. Muller, W. Klekka i in. - M.: Finanse i statystyka, 1989. - 215 s.