Научное объяснение почему дрова трещат в костре. Физика процесса

Научное объяснение почему дрова трещат в костре. Физика процесса

Горение дерева происходит в две фазы:

• пиролиза дерева — при температурах до 450 градусов происходит разложение органики. Примерно четвёртая часть древесной массы выделяется как газы — водород, углекислый и угарный газ, метан. Половина выделяет жидкость в виде воды и различных органических составляющих (уксусная кислота, спирты и др.), которые сразу испаряются и поэтому не видны. Из оставшейся древесины при горении образуется пористый уголь, который при проникновении кислорода в его поры начинает тлеть.Пиролиз начинает происходить по мере прогревания внутренних слоёв поленьев;
• накопление образующихся при пиролизе газов между внутренними слоями древесины с их уничтожением и испарением капиллярной жидкости в результате горения.

Внешние слои полена прогорают, а давление газов во внутренних слоях возрастает при нагреве. Трещат дрова при горении из-за резкого разрыва слоев древесины скопившимися газами, нагретой жидкостью или смолой, находящимися в древесных капиллярах. Треск разогретой смолы происходит при сгорании дров хвойных пород, часто это сопровождается «стрельбой» горящими угольками. Эти термические процессы происходят при горении дерева в кострах или в любых очагах. Особенно сильно в печке трещат дрова при их перемешивании с переворачиванием, что приводит к усилению горения с ускорением нагрева внутренних слоёв поленьев.

Дрова, выделяющие много жара, должны обладать влажностью до 25%. При разгорании пламени происходит обугливание внешней поверхности дров и превращение содержащейся в них влаги в пар, который разрывает древесные волокна. При этом хорошо слышно как трещат дрова в печи. Горение поленьев происходит с непрерывными потрескиваниями в виде настоящих микроскопических взрывов в результате которых отдельные обугленные части поленьев отскакивают в разные стороны, что может сопровождаться громкими хлопками. Процесс становится максимально интенсивным при свободном доступе воздуха к огню на открытом пространстве, так трещат дрова в костре.

Раздувать огонь. Значение слова «Раздувать»

раздуть что, разнести врозь дуя, дутьем рассеять, развеять ветром или по ветру. Пух, мякину раздувает ветром. Облака раздуло. | Надувать, напыщать; вздувать, наполнять воздухом, и вообще делать пухлым, вз(раз)дымая изнутри , распучить . Надуть пузырь , наполнить воздухом; раздуть, не столь определительно, больше и меньше , чем надуть. Щеку раздуло, разнесло , она вспухла. Раздуй его горой! бранно . Ветром раздувает флаги, ширит по ветру, они развеваются. | Ветры по полю раздувают, разгуливают, дуют на просторе. | Раздувать жар, огонь , усиливать притоком воздуха. Маши перяником на жаровню, раздувай жар! Раздуй огня, дуй на уголь (жар), приложив лучину, до вызова пламени . Жар в горну раздувают кузнечным мехом . Пожар смльным ветром раздуло. | *Раздувать смуты, ссоры, разжигать, подстрекать. -ся, страдат. и возвр. по смыслу речи. Стяг, флаг, знамя раздувается, развевается ветром. Брюхо раздулось. | Дуй не дуй, хоть раздуйся, а ничего не выдуешь, хоть надорвись дуя. Хоть дуй-не-дуй, не к Рождеству, к Великодню пошло! южн. | Он раздулся на меня, дуется, надулся, сердится. | Да хоть он раздуйся на меня, хоть надсадись дуясь. | Раздулся, как индюк. Раздуванье длит. раздутие окончат. раздув м. действие по глаг. Раздутость ж. состоянье раздутого; пухота, пухлость. Раздуватель, -ница, раздувальщик, -щица и раздувала, кто раздувает что-либо. Раздувало ср. новг. широкая в подоле женская одежа, которую раздувает ветром. Роздувной, к раздуванью служащий. Раздувные проводы, для поддувала, в печи. Раздувальный мех. Раздувай, новг. пск. ситцевый сарафан. Сарафанчик-раздуванчик, песня. Раздувок, раздутыш, пухлый, полный ребенок. | Раздутыши, оладьи, пыжки. Раздулка, растен. Оеnаnthе рhеllаndrium, гирча, галах, пустырник, пустосел, малый вёх, водяное кропило.

Какие дрова не трещат. Дубовые

По всем параметрам дубовые дрова считаются лучшими для печного отопления, но и самыми дорогими. Твердая и плотная древесина дуба:

• очень долго горит;
• отдает тепла больше, чем все другие породы;
• за счет медленного и продолжительного горения экономно расходуется;
• издает приятный аромат леса и выделяет полезные пары.

Эти качества в наибольшей степени присущи дровам из деревьев среднего возраста. Ниже можно посмотреть, какие дрова самые жаркие: таблица теплотворности основных видов ставит дуб на первое место.

Отдача тепла зависит от влажности древесины Источник baza-drov.com.ua

Буковые, ясеневые, кленовые

Древесиной с аналогичными дубу свойствами обладают ясень, клен, тис, бук, граб и другие твердолиственные породы. Они так же трудно разгораются, но пылают долго и с выделением большого количества тепла.

Но дрова из клена, бука и граба почти не встречаются в продаже, так как эти породы относятся к ценным и стоят недешево, использовать их для отопления дома слишком расточительно. Дрова из тиса, акации и ясеня доступнее по цене и возможности приобретения, однако и их лучше расходовать экономно – в сильные морозы или для посиделок у камина.

На дрова обычно идут только отходы ценных пород с деревообрабатывающего или мебельного производства Источник ytimg.com

Печное отопление частного дома: разновидности печей и варианты их обустройства

Из плодовых пород

К твердым и теплотворным относятся и многие фруктовые деревья – яблоня, вишня, слива, груша. Но они быстро стареют, с возрастом древесина теряет свои свойства, а молодые плодоносящие растения на дрова не рубят. Понятно, что такие «эксклюзивные» дрова хоть и пригодны для отопления, но использовать их по этому назначению было бы кощунством.

Если какое-то плодовое дерево на участке и приходится вырубить, то его распиливают и хранят для других целей – копчения, приготовления блюд на мангале и т.п.

Березовые

Выбирая, какими дровами лучше топить печь, большинство отдают предпочтение березовым поленьям, отмечая их главные достоинства. Березовые дрова:

• легко колются;
• быстро сохнут;
• жарко горят;
• приятно пахнут при горении;
• стоят недорого;
• являются самыми распространенными и доступными.

Дрова из березы Источник vor.specdispetcher.ru

Действительно, топить печь этими дровами легко и приятно – они хорошо загораются, весело горят, сгорая почти дотла и давая много тепла.

Однако следует учитывать тот факт, что береза быстро загнивает и становится трухлявой, поэтому такие дрова нельзя хранить долго или запасать их впрок. Кроме того, высокое содержание дегтя в древесине и коре становится причиной засорения дымохода.

Совет! Если основным топливом для банной или домашней печи являются трудно загорающиеся дубовые дрова, то стоит приобрести несколько березовых поленьев и расколоть их на лучины для розжига.

Ольховые

Дрова из ольхи очень узнаваемы – дерево на срезе имеет яркий оранжевый цвет, а некоторые сорта могут иметь красные или голубоватые оттенки.

Распиленные чурбаки ольхи Источник bitrix24.ua

Основные преимущества ольховых дров:

• быстрое высыхание в естественных условиях;
• ароматный запах;
• высокая теплоотдача;
• способность долго храниться с сохранением свойств;
• низкое дымообразование.

В те времена, когда дома и бани топили по-черному, часто выбирали не какие дрова самые жаркие, а какие дают мало дыма, и заготавливали ольху для отопления, а остающиеся при распиле и рубке опилки использовали для копчения мяса и рыбы.

Рубанок электрический Ресанта Р-82/1100

4 590 ₽

Рубанок электрический Вихрь Р-3А/82

3 390 ₽

Рубанок электрический Р-82СТ Ресанта

Осиновые

По степени теплоотдачи осина сильно уступает дубу, березе или сосне, поэтому её используют не в качестве основного топлива, а для очистки топки и дымохода от отложений сажи. Именно за это и ценятся осиновые дрова, свойства которых давать мало дыма и выделять при горении вещества, разрыхляющие сажу, схожи со свойствами ольхи и осоки.

Для чистки печь сначала протапливают обычным способом, чтобы прогреть стенки дымоотводящего канала, а затем забивают топку с раскаленными углями осиновыми или ольховыми поленьями. Хлопья сажи начинают вылетать из трубы почти сразу, часть отложений осыпается вниз и вычищается вручную.

Какие дрова лучше. Дрова из плодовых деревьев

Применение : для копчения и барбекю, реже для каминов, печей в доме и бане (из-за сложности заготовки в промышленных объемах).

Разумеется, никто специально не выращивает яблоню, грушу, сливу или вишню, чтобы использовать их древесину для отопления дома. Но если вы обрезали или спилили старое дерево, не пропадать же полезному материалу! Используя такие поленья для бани или сауны, вы получите действительно легкий пар и приятный аромат.

"Плюсы" плодовых деревьев

• Просты в заготовке . Легко рубятся и пилятся.
• Содержат низкий процент смол . Коптит только вишня. Но даже ее копоть не приводит к отложению сажи в дымоходе.
• Дают хороший жар . Яблоневые дрова теплотворны, они выделяют больше энергии, чем березовые. Для растопки хорошо подходит и слива. Она содержит немного влаги (около 30-35%), благодаря чему горит равномерно чистым и красивым пламенем.
• Долго горят . Дольше всего горит яблоня, чуть меньше груша. Вишня также демонстрирует продолжительный период горения. Все это в сочетании с хорошей теплотворной способностью позволяет сократить расход топлива для поддержания тепла в доме.
• Источают приятный аромат . Ветки яблони, вишни и других косточковых нередко используют при копчении продуктов и для приготовления шашлыка. Один из лучших вариантов для мяса на углях – груша. Она обладает более низкой температурой горения (670 градусов) в сравнении с яблоней или березой, поэтому не высушивает мясо.

"Минусы" плодовых деревьев

• Вишня сильно коптит . Поэтому для растопки ее не используют.
• Сложность заготовки в больших объемах . Стоимость при покупке – высокая.

Почему трещат сырые поленья. Химические процессы, происходящие внутри костра

Акустические шумы в процессе горения можно классифицировать по их длительности во времени – непрерывные и одиночные. Человек может слышать не только постоянный треск, но и одиночные сильные «выстрелы», и даже взрывы. Нельзя сказать, что природа этих явлений обусловлена только каким-то одним химическим процессом, внутри костра происходит сразу комплекс таких изменений и взаимодействий. В которых участвует влага, воздух, тепло. Ключевое влияние оказывает доступ в костер кислорода.

Эпизодические щелчки могут иметь не только химическое, но и механическое происхождение – под воздействием высокой температуры от древесины отскакивают отдельные фрагменты, она расслаивается. Выбросы горячего газа изнутри полена слышится как громкий хлопок.

Интересный факт : ученые научились нагревать дерево без доступа к нему воздуха (или сильно ограниченные поставки), подобная технология активно используется на производстве. Такой способ нагрева позволяет выделить гораздо больше тепла.

От степени усушки древесного материала зависит громкость описанных акустических эффектов – практически не трещит бук, каждому дереву присваивается свой коэффициент расслаивания под сильным термическим воздействия. На «клеточном уровне» треск можно объяснить следующим образом – горячие газы наполняют частички древесины, изнутри оказывая на них сильнейшее давление, в результате «клетки» лопаются, как воздушный шарик, в которой закачали слишком много воздуха. Таких «клеток» миллионы, и, в совокупности они производят слышимые при наблюдении костра звуки.

Как бы хорошо не были просушены дрова, даже с использованием современных технологий, полностью извлечь из них влагу не представляется возможным. Тот же самый бук все равно потрескивает, только очень-очень тихо. Его клетки разрываются под воздействием расширяющегося водяного пара. Также расширяется и производит звук выкипающая смола. Подобные химические процессы легко представить, вскипятив на огне ковшик воды – многочисленные разрывающиеся на поверхности кипящей жидкости пузырьки и есть аналог того, что происходит внутри древесного полена.

Почему горящие дрова выделяют тепло. Процессы происходящие при сжигании дерева

В любом случае, если все пойдет хорошо, мы доберемся до стадии испарения влаги в процессе сжигания древесины, где вместо выработки тепла тепло поглощается, поскольку вода, попавшая внутрь дерева, превращается в пар и удаляется из древесины путем выпаривания. Чаще всего наблюдательные пироманьяки среди нас заметили это явление, происходящее на более мелких концах ветвей, где вода прямо под корой испарялась и стекала в очаг.

Технически, эта первая стадия сжигания древесины основана на достижении температуры древесины до 100 градусов С, поскольку вода в древесине начинает кипеть, а затем испаряется.

Как мы объяснили в нашем Руководстве по эффективному нагреву бассейнов, испарение отнимает много энергии — что идет вразрез с процессом, где идет сжигание древесины для обогрева, первое правило горения дров в печах или каминах: сухие дрова. Максимальное содержание влаги следует учитывать в диапазоне 15-20%, поэтому при выборе дров учитывайте влажность, а также тип древесины.

В отличие от влаги в сырых или не выдержанных бревнах, летучие газы являются горючими. Они горят и выделяют тепло. Так, когда температура поверхности древесины поднимается выше 100 °С до примерно 230 °С,

выделяются газы, богатые креозотом: углекислый газ, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты. Однако, поскольку эти газы, образующиеся на первой стадии сгорания, не воспламеняются до тех пор, пока вся влага не испарится, а температура растопки не станет достаточно горячей, чтобы их зажечь, это приводит к повышенным уровням выбросов. Мы говорили это раньше — первое правило сжигания древесины? Сухие дрова!

Как только этот процесс испарения избыточной влаги завершен и температура в нашей печи или камине повышается, это приводит ко второй стадии сгорания древесины.