В статье рассмотрим удельную теплоту сгорания березовых дров, представив таблицу значений в зависимости от влажности древесины. Понимание теплотворной способности топлива, особенно березовых дров, важно для эффективного отопления и экономии ресурсов. Правильный выбор топлива снижает затраты на отопление и сохраняет работоспособность оборудования, что актуально для владельцев котлов и систем отопления.
Удельная теплота сгорания дров, теплотворная способность, температура горения
Для отопления печей, котлов и каминов используют дрова дуба, ясеня, березы, лещины, тиса и боярышника.
Топливо делится на три категории: жидкое, твердое и газообразное, каждая из которых имеет естественные и искусственные подгруппы.
При сгорании 1 кг смеси выделяется разное количество энергии, зависящее от соотношения компонентов — горючей части, влажности, зольности и других факторов.
Теплота сгорания топлива (ТСТ) делится на высшую и низшую. Высшая ТСТ учитывает конденсацию воды, низшая — нет.
Низшая ТСТ необходима для расчета потребности в топливе и его стоимости. На основе этих данных составляются тепловые балансы и определяется коэффициент полезного действия (КПД) установок.
ТСТ можно вычислить аналитически или экспериментально. При известном химическом составе используется формула Менделеева, а экспериментальные методы основаны на измерении теплоты, выделяющейся при сгорании.
Расчеты зависят от типа топлива. Например, в двигателях внутреннего сгорания ТСТ рассчитывается по низшему значению, так как в цилиндрах жидкость не конденсируется.
Для определения ТСТ применяется калориметрическая бомба. В сжатый кислород вводят водяной пар, затем помещают образец топлива и фиксируют результаты.
Каждый тип топлива имеет свою ТСТ, что связано с его химическим составом. Значения могут варьироваться от 1 000 до 10 000 кКал/кг.
Эксперты в области энергетики и экологии отмечают, что березовые дрова являются одним из наиболее эффективных видов топлива для отопления. Удельная теплота сгорания березы составляет около 4,1-4,3 МДж/кг, что делает её конкурентоспособной по сравнению с другими древесными породами. Это значение указывает на высокую теплоотдачу, что особенно важно в условиях холодного климата. Кроме того, береза обладает низким содержанием смол, что снижает образование копоти и сажи при сгорании. Специалисты рекомендуют использовать березовые дрова для каминов и печей, так как они обеспечивают не только высокую теплоотдачу, но и приятный аромат при горении. Важно также учитывать, что правильная сушка дров перед использованием значительно увеличивает их эффективность и снижает негативное воздействие на окружающую среду.
Теплотворность различных видов топлива: сравнение топлива по теплоте сгорания таблица теплотворности
Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля ДГ длиннопламенно-газовые , ГЖ газовые жирные , КЖ коксовые жирные , ПА полуантрациты , бурые угли также делятся по группам.
Экология потребления.Мотор:Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.
Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.
Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей — их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).
— 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;
— березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;
— дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;
Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.
Пеллеты (топливные гранулы) — это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.
- Читайте также:
Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.
Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования — гранулятора.
Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья,плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.
На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).
— удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;
— при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;
— для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.
«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.
- Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория — это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1оС. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) — теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
- Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг — теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
- Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг — теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.
Топливные брикеты — это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.
Топливные брикеты активно используются для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, каминах, при приготовлении еды на гриле.
Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.
В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10-20%).
Вредным компонентом угля также является сера, в процессе сгорания которой образуются окислы, которые в воздухе превращаются в серную кислоту.
Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.
Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
На 1м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.
На 2м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.
Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.
Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым
Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.
Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.
Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).
| Вид березовых дров | Удельная теплота сгорания (МДж/кг) | Теплоотдача (кВт/кг) |
|---|---|---|
| Сухие, колотые | 4.1 – 4.3 | 11.4 – 11.9 |
| Сухие, неколотые | 3.8 – 4.0 | 10.6 – 11.1 |
| Сырые, колотые | 2.5 – 3.0 | 6.9 – 8.3 |
| Сырые, неколотые | 2.0 – 2.5 | 5.6 – 6.9 |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о теплоте сгорания березовых дров и теплоотдаче дерева:
-
Высокая удельная теплота сгорания: Березовые дрова имеют одну из самых высоких удельных теплот сгорания среди древесных пород, достигая около 4,2-4,5 МДж/кг. Это делает их отличным топливом для печей и каминов, обеспечивая длительное и эффективное горение.
-
Содержание влаги: Удельная теплота сгорания березовых дров значительно зависит от их влажности. Свежесрубленные дрова могут содержать до 50% влаги, что снижает их теплотворную способность. Для достижения максимальной теплоотдачи рекомендуется сушить дрова в течение 1-2 лет.
-
Экологическая устойчивость: Береза — это быстрорастущее дерево, что делает ее более устойчивым источником топлива по сравнению с медленнорастущими породами. Использование березовых дров в качестве топлива способствует снижению углеродного следа, так как при сгорании они выделяют углекислый газ, который был поглощен деревом в процессе роста.
Эти факты подчеркивают важность березовых дров как эффективного и экологически чистого источника энергии.
Дровяное отопление. Удельная теплота сгорания сухого и влажного дерева. Теплотворность дров. Практическое тепловыделение сухих и влажных дров при печном отоплении. Объемная теплотворность дров. Жаропр
Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и чистыми дымовыми газами, в то время как неполное сгорание летучих компонентов вызывает багровое пламя и черный дым.
Теплотворность твердых материалов
К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.
Особенности разных пород дерева
Максимальная эффективность использования дров достигается при соблюдении двух условий: древесина должна быть сухой, а горение — медленным.
Для отопления лучше всего подходят бруски из дуба, березы и ясеня. Хорошими вариантами также являются боярышник и лещина. Хвойные деревья имеют низкую теплотворность, но быстро сгорают.
- Бук, береза, ясень и лещина трудно разжигать, но могут гореть даже в сыром состоянии благодаря низкой влажности.
- Ольха и осина не образуют сажи и эффективно очищают дымоход.
- Береза требует достаточного притока воздуха, иначе начнет дымить и оставлять смолу на стенках трубы.
- Сосна содержит больше смолы, чем ель, что приводит к искрению и более интенсивному горению.
- Груша и яблоня легко раскалываются и отлично горят.
- Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
- Вишня и вяз могут дымить, а платан трудно расколоть.
- Липа и тополь быстро прогорают.
Энергетические характеристики древесины зависят от плотности. Один кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м³ природного газа. Древесина и дрова относятся к группе с низкой энергоэффективностью.
Влияние возраста на свойства угля
Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.
Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.
Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.
Характеристики пеллет и брикетов
Мелкоизмельченные стружки, кора, картон и солома сушатся, затем с помощью специализированного оборудования превращаются в гранулы. Для достижения нужной вязкости в массу добавляется полимер — лигнин.
Брикеты различаются по форме и могут использоваться в печах и котлах. Оба вида топлива классифицируются по исходному сырью: древесина, торф, подсолнечник или солома.
Экологические аспекты сжигания древесины: влияние на окружающую среду и здоровье человека
Сжигание древесины, в частности березовых дров, является распространенным способом получения тепла, однако этот процесс имеет свои экологические последствия. Важно рассмотреть, как сжигание древесины влияет на окружающую среду и здоровье человека.
Во-первых, при сжигании древесины выделяются различные вещества, включая углекислый газ (CO2), угарный газ (CO), летучие органические соединения (ЛОС) и твердые частицы. Углекислый газ, хотя и является естественным компонентом углеродного цикла, в больших количествах способствует парниковому эффекту и глобальному потеплению. Угарный газ, в свою очередь, является токсичным и может вызывать серьезные проблемы со здоровьем, включая головные боли, головокружение и даже потерю сознания при высоких концентрациях.
Твердые частицы, образующиеся при сжигании, могут содержать канцерогенные вещества и вызывать респираторные заболевания. Исследования показывают, что длительное воздействие на воздух, загрязненный частицами, может привести к хроническим заболеваниям легких, сердечно-сосудистым заболеваниям и другим серьезным проблемам со здоровьем.
Кроме того, сжигание древесины может негативно сказаться на экосистемах. Вырубка лесов для получения дров приводит к утрате биоразнообразия и разрушению естественных местообитаний для многих видов животных и растений. Это также может способствовать эрозии почвы и ухудшению качества воды, так как деревья играют важную роль в удержании влаги и предотвращении размыва почвы.
Существует также проблема с качеством древесины, используемой для сжигания. Если дрова содержат химические вещества, такие как краски или пропитки, их сжигание может выделять токсичные пары и загрязнять воздух. Поэтому важно использовать только чистую, не обработанную древесину для отопления.
В заключение, хотя сжигание березовых дров может быть эффективным способом получения тепла, необходимо учитывать его влияние на здоровье человека и окружающую среду. Для минимизации негативных последствий рекомендуется использовать современные технологии сжигания, которые обеспечивают более полное сгорание и снижают выбросы вредных веществ, а также выбирать древесину, полученную из устойчивых источников.
Вопрос-ответ
Какова удельная теплота сгорания березовых дров?
Удельная теплота сгорания сухих дров (берёзовых или сосновых) равна q0 = 15 МДж/кг. Если дрова не сухие, а влажные (содержат воду), то для них различают высшую и низшую теплоту сгорания.
Сколько тепла выделяет 1 кг дров?
Абсолютно сухие дрова лиственных пород выдают около 5 кВт·ч тепла на килограмм дров, хвойных пород — около 5,2 кВт·ч (в связи с химическим отличием их древесины).
Советы
СОВЕТ №1
Перед покупкой березовых дров обязательно уточните их удельную теплоту сгорания. Это поможет вам выбрать наиболее эффективный вариант для вашего отопления, так как разные породы дерева могут значительно отличаться по этому показателю.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на влажность дров. Чем суше дрова, тем выше их теплоотдача. Идеальный уровень влажности для березовых дров составляет около 20%. Использование слишком влажных дров может привести к снижению эффективности отопления и увеличению образования дыма.
СОВЕТ №3
При использовании березовых дров в печах или каминах, следите за правильной топкой. Начинайте с мелких дров и бумаги, постепенно добавляя более крупные поленья. Это обеспечит более равномерное и эффективное горение, что повысит теплоотдачу.
СОВЕТ №4
Храните березовые дрова в сухом и хорошо проветриваемом месте. Это поможет избежать накопления влаги и плесени, что негативно скажется на их теплоотдаче. Используйте поддоны или специальные стойки для хранения, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха.
