Температура огня при горении древесины в костре

Автор статьи
Константин Корепов
АА

Содержание

Пламя свечи

645b258c7f8ce57defcfa5a83cc8e4ba.jpgПламя, которое каждый человек может наблюдать при горении свечи, спички или зажигалки, представляет из себя поток раскалённых газов, которые вытягиваются вертикально вверх, благодаря силе Архимеда. Фитиль свечи вначале нагревается и начинает испаряться парафин. Для самой нижней части характерно небольшое свечение синего цвета — там мало кислорода и много топлива. Именно из-за этого топливо не полностью сгорает и образуется оксид углерода, который при окислении на самом крае конуса пламени ему придаёт синий цвет.

За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода. Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт. Но для полного сгорания топлива этого недостаточно. Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки. Они светятся из-за сильного нагревания. А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся. В самом верху наибольшая концентрация кислорода. Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают. Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.

Как сгорают дрова

Не все дрова сгорают по-одинаковому. Некоторые из них пропадают в топках практически полностью, оставляя вместо себя всего лишь горстку пепла. Другие долго и нудно чадят, забивая остатками своего сгорания все топочное пространство.

Скорость и полнота сгорания дров также зависят не только от происходящих в открытом пламени химических реакций, но и от конструкции печи. Качественные печи имеют довольно сложное устройство, включающее в себя множество элементов, таких как золотник и поддувало, топка и колосники.

На полноту сгорания дров также будет влиять и их порода, а также (в очень существенной степени – удельная влажность).

7c219f33d5a69aac2dfa957c43e3764e.jpg

горящие дрова

Но строго говоря для расчета тепловых устройств обычно не принимают во внимание разные характеристики дров, заготовленных из разных пород древесины. Для расчетов берется среднестатистическая величина, которая составляет для древесины 3800 калорий

Какие дрова горят жарче других?

Помимо теплотворности, которая характеризует количество тепловой энергии, выделяемой при сжигании дров – нас в ходе практической жизни может заинтересовать и жаропроизводительность – то есть та максимальная температура, которая может быть достигнута в топке при сжигании того или иного типа дров.

Различные виды топлива и различные породы дерева сгорают разными способами. Одни из них могут давать ровное и высокое пламя, а другие будут демонстрировать низкий огонь, но показывать большую температуру непосредственно в области горения.

d0c6336273021b85965eb7bc23165cbf.jpg

жаропроизводительность дров

Существует два основных момента, которые влияют на температуру, производимую дровами при сгорании.

Прежде всего температура горения зависит от того, с какой интенсивностью в топку поступает кислород, необходимый для горения. Этот показатель определяется обычно конструкцией самой топки.

Также на температуру влияет и конструкция самой печи.

Печки и топки могут создаваться из разных материалов. И Каждый из материалов может особым образом влиять на температуру горения дров.

В массивной каменной печи дрова сгорают практически полностью, но процесс этот происходит сравнительно долго. С другой стороны печка-буржуйка, то есть топка, изготовленная из тонкого стального листа очень быстро остывает., раздавая тепло в окружающее пространство. При этом тепло из зоны горения постоянно переносится на стенки и далее в помещение. Вследствие этого дрова в таких печках сгорают практически без остатка.

Как измерить температуру горения дров?

Обычным термометром измерить температуру горения дров у вас вряд ли получится. Тем более – совсем пропащее дело определять температуру горения «на глазок». Для того, чтобы проводить такие исследования, необходимо запастись специальным прибором – пирометром.

Но заметьте, самая высокая температура горения дров вовсе не означает, что дрова такого типа могут выделить большее количество тепла.

Заметьте, что в хороших топочных устройствах, например в закрытых каминах можно искусственно уменьшать поступление кислорода из воздуха к сгорающим дровам, добиваясь тем самым повышения температуры сгорания и понижения теплоотдачи.

Для сравнения вы можете посмотреть еще одну табличку, в которой отражены теплотворные способности различных видов органического топлива.

теплотворные способности

Характеристика

В основе классификации пламени лежат следующие характеристики:

  • состояние агрегатное сгорающих соединений. Они бывают газообразной, аэродисперсной, твердой и жидкой формы;
  • тип излучения, которое может быть бесцветным, светящимся и окрашенным;
  • распределительная скорость. Существует быстрое и медленное распространение;
  • высота пламени. Строение может быть коротким и длинным;
  • характер передвижения реагирующих смесей. Выделяют пульсирующее, ламинарное, турбулентное перемещение;
  • визуальное восприятие. Вещества горят с выделением коптящего, цветного или прозрачного пламени;
  • температурный показатель. Пламя может быть низкотемпературным, холодным и высокотемпературным.
  • состояние фазы топливо – окисляющий реагент.

Возгорание происходит в результате диффузии или при предварительном перемешивании активных компонентов.

d0ef0007e9638b2ac628a48ae836067e.jpg

Принцип горения в паяльной лампе

4a26aa60794b5925b09c6ba519c81bb7.jpg

Устройство паяльной лампы.

Паяльная лампа — нагревательный прибор, работающий на жидком топливе. Ее особенность в том, что в рабочем инструменте, горелке, горят пары заправленного в лампу топлива, а не оно само. Поступая с высокой скоростью в горелку, струя таких паров всасывает в себя находящийся вокруг горелки воздух, тем самым обеспечивая себя достаточным количеством кислорода.

Такое самообеспечение очень важно, поскольку для полного сгорания 1 кг жидкого горючего на основе углеводородов нужно определенное количество кислорода. В этом случае будет достигнуто полное сгорание, после которого от горючего останется только углекислый газ и вода

Но если просто зажечь жидкое топливо, например, бензин, в открытой емкости, он не будет полностью сгорать. На это указывает оранжево-красное пламя подобных горящих очагов, к тому же с изрядным выделением копоти. Но если в такой очаг горения искусственно нагнетать воздух, то пламя с оранжево-красного станет голубым, практически без копоти, а его температура значительно увеличится. Причиной этих изменений станет находящийся в воздухе кислород.

Схемы регуляторов температуры жала паяльника.

Именно принцип искусственного обогащения пламени воздухом, позаимствованный у газовых светильников (т.н. рожков), положен в основу работы паяльной лампы. Причем регулируется такая подача воздуха самопроизвольно: пары топлива попадают в горелку, и чем больше поступление, тем мощнее будет струя и, соответственно, тем воздуха в себя она втянет больше.

Иногда случается, что струя втягивает слишком много воздуха, и кислород не успевает полностью сгорать. В этом случае температура горения заметно снижается, поскольку избыток воздуха, проходя через горелку, охлаждает его. Однако такое случается только при использовании некачественного топлива. При нормальном наполнении горелки парами топлива втянуть в нее лишнее количестве воздуха невозможно по чисто физическим причинам.

Вернуться к оглавлению

Классификация пламени

Классифицируют свечение огня следующим образом.

  1. По восприятию визуальному: цветные, прозрачные, коптящие.
  2. По высоте: короткие и длинные.
  3. По скорости распространения: быстрые и медленные.
  4. По температурному показателю: высокотемпературные, низкотемпературные, холодные.
  5. По характеру перемещения среды реакционной: пульсирующие, турбулентные, ламинарные.
  6. По состоянию горючей среды: предварительно перемешанные и диффузионные.
  7. По излучению: бесцветные, окрашенные, светящиеся.
  8. По агрегатному состоянию горючих веществ: пламя аэродисперсных и твёрдых реагентов, жидких и газообразных.

В диффузном ламинарном пламени выделяют три оболочки (зоны). Внутри конуса пламени существует:

  • зона тёмная, где нет горения из-за малого количества окислителя — 300−350 градусов;
  • зона светящаяся, где осуществляется термическое разложение горючего и оно сгорает частично — 500−800 градусов;
  • зона слегка светящаяся, где окончательно сгорают продукты разложения горючего и достигается максимальный температурный показатель в 900−1500 градусов.

de3e62accc67f10ca744d2f5c1096764.jpgТемпературный параметр пламени зависит от интенсивности подвода окислителя и природы горючего вещества. Пламя распространяется по предварительно перемешанной среде. Происходит распространение по нормали от каждой точки фронта к поверхности пламени.

По реально существующим смесям газовоздушным распространение всегда осложнено возмущающими внешними воздействиями, которые обусловлены трением, конвективными потоками, силами тяжести и прочими факторами.

Именно из-за этого реальная скорость распространения от нормальной всегда отличается. В зависимости от того, какой характер носит скорость распространения, различают такие диапазоны:

  1. При горении детонационном — более 1000 метров в секунду.
  2. При взрывном — 300−1000.
  3. При дефлаграционном — до 100.

Альтернативы костру

Конечно невозможно заменить костер чем-то одним, что в полной мере выполняло бы его функции, не требуя наличия топлива. Однако это вовсе не означает, что без костра невозможно обойтись: совокупность разного снаряжения, приемов и материалов может в полной мере заменить костер, в некоторых случаях даже превосходя его по эффективности.

Так, например, для приготовления пищи можно использовать горелки, чем пользуются туристы, отправляющиеся в горные походы. У горелок, конечно, есть свои недостатки, но по сравнению с костром они не дымят, компактны и безопаснее в плане пожара.

В районе тропиков и экватора пищу можно готовить на раскаленных солнцем камнях или песке, а можно просто брать в поход продукты, не требующие термообработки.

Уже несколько походов мы провели на «сырой» пище вовсе без костров и горелок. Такая практика показала, что этот вариант вполне приемлем, особенно для походов в теплое время года.

Для обогрева при отсутствии костра можно использовать специальные грелки в сочетании с теплыми вещами и спальником, а в самых экстремальных случаях при отсутствии какого-либо снаряжения — кучу гниющей травы: при гниении выделяется тепло, и температура такой кучи может быть даже выше температуры тела человека.

Для сушки промокших вещей хорошо зарекомендовали себя веревки, натянутые между деревьями, а также ветви самих деревьев и кустов, на которые удобно весить все, что нужно просушить. В теплую сухую погоду вещи можно сушить прямо на ходу, подцепив их на рюкзак. В крайнем случае одежду можно сушить прямо на теле, но это допустимо только в тех случаях, если человеку не угрожает переохлаждение.

Для освещения лучше всего подходят фонари. По сравнению с костром их проще переносить, можно регулировать яркость, включать и выключать в тот момент, когда это необходимо, использовать в палатке. Фонари более безопасны и удобны в обращении.

Но если не предстоит погружение под землю, путешествие в пещеру или ночной переход по лесистой местности, при отсутствии костра и фонарика можно обойтись и естественным освещением, создаваемым звездами и Луной.

Даже в безлунную, но ясную ночь света звезд достаточно, чтобы двигаться по открытой местности, доказательством чего послужил наш поход по Олешковским пескам, в котором вместо компаса и GPS-навигатора мы шли в ночное время суток, ориентируясь по звездам.

От кровососущих насекомых спасет специальная одежда и репелленты. Из своего опыта могу сказать, что эти средства защиты значительно превосходят по своей эффективности дым от костра, кроме того, они менее вредны для организма человека и действуют везде, куда бы ни пошел человек.

Если обработать кожу хорошим репеллентом так, как показано на фото, комары не будут кусать 2-3 часа:

fd8f000b9264570a883f42a27c5d0789.jpg

Как видим, несмотря на универсальность костра, как средства для выживания, в некоторых ситуациях все же можно обойтись без него, при этом не особо напрягаясь от возникших неудобств.

Например, в летнем походе выходного дня можно вполне обходиться без костров, экономя время на сбор дров, подготовку костровища, поджигание огня, приготовление еды и тушение головней, а также нервы и финансовые средства от возможного визита лесников. В то же время в аварийной ситуации, произошедшей в зимнем лесу при отсутствии спальника, вряд ли удастся обойтись без костра: продаваемые в специализированных магазинах грелки в этом случае будут малоэффективны, если даже окажутся в кармане у пострадавшего, и лишь грамотно организованный костер в этом случае даст надежду на спасение.

Автор: Максим Чечетов

Узнайте также:

  • Как организовать бивуак
  • Как выбрать место для бивуака

Интересное видео: как приготовить шашлык на финской свече

Тепловые характеристики древесины

Породы древесины различаются по плотности, структуре, количеству и составу смол. Все эти факторы влияют на теплотворность дров, на температуру, при которой они сгорают, и на характеристики пламени.

Древесина тополя пористая, такие дрова горят ярко, но максимальный температурный показатель достигает лишь 500 градусов. Плотные породы дерева (бук, ясень, граб), сгорая, выделяют свыше 1000 градусов тепла. Показатели березы несколько ниже – около 800 градусов. Лиственница и дуб разгораются жарче, выдавая до 900 градусов тепла. Сосновые и еловые дрова горят при 620-630 градусах.

Качество дров и как правильно выбирать

У берёзовых дров лучшее соотношение теплоэффективности и стоимости – топить более дорогими породами с высокими показателями температуры сгорания экономически невыгодно.

Ель, пихта и сосна пригодны для разведения костров – эти хвойные породы обеспечивают относительно умеренное тепло. Но в твердотопливном котле, в печи или камине такие дрова использовать не рекомендуется – они выделяют недостаточно тепла для эффективного обогрева жилища и приготовления пищи, сгорают с образованием большого количества сажи.

Низкокачественными дровами считается топливо из осины, липы, тополя, ивы и ольхи – пористая древесина при горении выделяет мало тепла. Ольха и некоторые другие виды древесины «стреляют» угольками в процессе горения, что может привести к возникновению пожара, если дрова использовать для топки открытого камина.

При выборе также следует обратить внимание на степень влажности древесины – сырые дрова хуже горят и оставляют больше золы. .

Факторы, влияющие на температуру горения

Температура горения дров в печи зависит не только от породы древесины. Значимыми факторами также являются влажность дров и сила тяги, которая обусловлена конструкцией теплового агрегата.

Влияние влажности

У свежесрубленной древесины показатель влажности достигает от 45 до 65%, в среднем – около 55%. Температура горения таких дров не поднимется до максимальных значений, так как тепловая энергия будет уходить на испарение влаги. В соответствии с этим снижается теплоотдача топлива.

Чтобы при сгорании древесины выделялось необходимое количество теплоты, используются три пути:

  • для обогрева помещений и приготовления пищи используется почти вдвое больше свежесрубленных дров (это оборачивается ростом расходов на топливо и потребностью в частом обслуживании дымовой трубы и газоходов, в которых будет оседать большое количество сажи);
  • свежесрубленные дрова предварительно высушиваются (бревна пилятся, раскалываются на поленья, которые укладывают в штабель под навес – для естественной сушки до 20% влажности требуется 1-1,5 года);
  • закупаются сухие дрова (финансовые затраты компенсируются высокой теплоотдачей топлива).

Обратите внимание: свежесрубленная древесина тополя и других пористых пород, содержащих большое количество влаги, непригодна к использованию в качестве топлива. Она плохо горит и выделяет мало тепловой энергии.
. Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока

Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока. Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Порода древесиныСоснаБерёзаЕльОсинаОльхаЯсень
Теплотворная способность свежесрубленного дерева (влажность около 50%), кВт м3190023711667183519722550
Теплотворная способность полусухих дров (влажность 30%), кВт м3207125791817199521482774
Теплотворная способность древесины, пролежавшей под навесом не менее 1 года (влажность 20%), кВт м3216627161902211722442907

Влияние подачи воздуха

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Упрощенная формула идеального сгорания древесины такова:

Углерод и водород сжигаются при подаче кислорода (левая часть уравнения), в результате образуется тепло, вода и углекислый газ (правая часть уравнения).

Чтобы сухие дрова горели при максимальной температуре, объем воздуха, который поступает в камеру сгорания, должен достигать 130% от объема, требуемого для процесса горения. При перекрывании потока воздуха заслонками образуется большое количество угарного газа, и причиной тому недостаток кислорода. Угарный газ (недожженный углерод) уходит в дымоходную трубу, при этом падает температура в камере сгорания и уменьшается теплоотдача дров.

e27d628bf3b3516fb3343d1b00a41224.jpg

Экономный подход при использовании твердотопливного котла на дровах – установка теплоаккумулятора, который будет запасать излишки тепла, образующегося при горении топлива в оптимальном режиме, с хорошей тягой.

С дровяными печами так экономить топливо не получится, поскольку они напрямую греют воздух. Тело массивной кирпичной печи способно аккумулировать относительно небольшую часть тепловой энергии, а у металлических печек излишки тепла напрямую уходят в дымоход.

Если вы открыли поддувало и увеличили тягу в печи, интенсивность горения и теплоотдача топлива увеличится, но и потери тепла также возрастут. При медленном сгорании дров возрастает количество угарного газа и уменьшается теплоотдача.

Важно! На эффективность сжигания топлива также влияет КПД самого теплогенератора. Для котельного агрегата он составляет около 80%, для печки – от 40%, в зависимости от конструкции и материала исполнения.
.

Критерии выбора вида древесины в зависимости от предназначения

При выборе необходимого материала, следует знать несколько нюансов. К примеру, если использовать ясень или бук, то можно повысить температуру до больших показателей, но если применять их для бани или топки печи, то это очень дорого и нерентабельно – дрова быстро горят. По этой причине люди стали использовать иную древесину – березу. Сгорание березовых дров сопровождается получением 800 градусов.

Также часто применяется дуб и лиственница. Температура при горении их составляет от 840 до 900 градусов. Когда есть необходимость развести открытый огонь, костер, зажечь поленья в мангале на своем дачном или частном участке, желательно использовать сосну. Ее также часто применяют для отопления дома, путем помещения в печь. Температура горения материала составляет около 610-630 градусов. Но по этой причине придётся использовать примерно наполовину больше дров, чем при использовании березы или дуба.

Особенности хвойной породы:

  1. Температура горения — низкая.
  2. При помещении в огонь образовывается большое количество сажи и дыма.

Появление дыма и сажи происходит из-за большого количества смолы, содержащейся в древесине. Она оседает на стенках дымохода, а поэтому его необходимо периодически прочищать после использования. Поэтому хвойные породы не так популярны для топки – процесс очистки весьма трудоемкий. Такой материал используют только в крайнем случае, если нет другого варианта.

Также при разведении костра необходимо обращать внимание на влажность материалов, поскольку этот процент напрямую влияет на горение. Чем влажнее дрова, тем хуже будут они гореть

Но при этом также создается очень много дыма.

Народный опыт показывает, что для получения необходимого тепла для обогрева дома, необходимо использовать дрова из бука, дуба, который срублен зимой, горных сосен, березы и акации.

Самое сильное пламя вызывает ясень, смолистая лиственница, клен, сосна или дуб, срубленный в летний период.

ad23c7ed60e2ebc1c94e3f339e9fcfd7.jpgМногие предпочитают сжигать сосну – это один из самых популярных вариантов

Немного меньше жара образовывает пихта, каштан и кедр.

Самой плохой теплоспособностью обладает тополь, ольха, осина.

Из всего этого можно сделать вывод, что лучше всего образуют тепло те дрова, которые наиболее увесистые и плотные.

Горение древесины основные этапы

Горение – это изотермическое явление, проще говоря, реакция, при которой идет выделение тепла. У каждой породы дерева свое КПД тепла. Чтобы измерить температуру горения дерева в печи используют специальный термометр – пирометр. Все другие приборы и термометры для этой цели не годятся, сколько бы вы не старались.

Определить температуру сгорания можно и по цвету пламени используемой породы. Если порода загорается темно-красным пламенем, значит это низкотемпературное горение. Белое пламя указывает на высокую температуру горения. Но самое оптимальное пламя все же должно быть желтого цвета. Таким пламенем горит обычно сухая береза.

Весь процесс горения дерева заключается в нескольких важных этапах, которые взаимосвязаны между собой.

Этапы горения древесины:

  1. Разогрев. При температуре 120 – 150 градусов дерево обугливается, в результате образуется уголь, который затем сам воспламеняется.
  2. Возгорание дымовых газов. Дальнейший разогрев способен привести к термическому разложению и газы вспыхивают, охватывая всю зону. Дерево при этом горит светло-желтым пламенем.
  3. Воспламенение. Его температура составляет 450 – 620 градусов. Для успешного воспламенения требуется хорошая тяга в определенном количестве.
  4. Горение. Оно состоит из двух фаз: процесса тления и горение пламенем. Горит огонь в том случае, пока для него создаются и поддерживаются определенные условия: пока есть само несгоревшее топливо, продолжает поступать кислород и сохраняется нужная температура.
  5. Затухание. Если хоть одно из условий не соблюдается, процесс горения прекращается и огонь тухнет.

65380afce25e1bf181855891dc97c630.jpgЧтобы древесина быстрее начала гореть, ее можно полить любой жидкостью, которая быстро воспламеняется

Самыми качественными дровами являются твердые лиственные породы, они имеют высокую теплопроводность и обладают длительным горением. К таким породам можно отнести дуб, бук, березу, акацию. Бук так же отличается приятным ароматом и его используют для копчения. А вот если разжечь в доме грушу, яблоню или вишню, то их приятный запах заполнит все помещение. Способность березовых дров разгораться даже в свежесрубленном виде очень высока, поэтому они являются самым выгодным и востребованным топливом.

Основные параметры

Главными параметрами показывающими качество древесины является температура ее горения и теплоотдача. Обе характеристики плотно связаны между собой, ведь чем горение дров в печи идет интенсивнее, чем выше температура, тем больше тепла выделяется в окружающую среду.

Сталкиваясь с различными породами дерева можно заметить, что одни отлично и ярко горят, выделяя ощутимое тепло, а другие вяло тлеют, и жара от них практически нет. И дело здесь не в том, что одни дрова могут быть сырыми, а другие сухими. Объясняется это различием разных пород древесины по составу, плотности, строению, и, как следствие, по температуре сгорания и количеству выделяемого тепла.

После долгих исследований ученые смогли определить жаропроизводительность и температуру горения основных пород деревьев при идеальных условиях. За идеальные условия приняли два фактора:

  1. Практически полное отсутствие влаги в древесине.
  2. Горение в ограниченном пространстве при условии, что кислорода в нем ровно столько, сколько требуется для проведения реакции.

705f534b82991d077e89c1f30efb46a8.jpg

Одними из самых ценных пород дерева, имеющими отличные характеристики теплоотдачи, считают дуб, бук, граб и лиственница. Однако дрова из этих деревьев встречаются нечасто и стоят приличных денег, поэтому обычно в качестве топлива используются стружки, опилки, ветки и другие отходы от промышленного производства и лесозаготовки.

В то же время, чтобы иметь полную картину о тепловых характеристиках древесины, желательно изучить удельную теплоту сгорания каждой породы дерева, а также иметь представление об их теплоотдаче. Теплоотдача может измеряться в различных величинах, связанных с весом и объемом топлива.

094e05463f4cdfa22b9131aeaf224b30.jpg

Изучая тепловые характеристики разных пород деревьев стоит отметить, что дуб и береза выделяют жара при сгорании значительно больше, чем, например, ольха, осина или сосна. В то же время полностью полагаться на табличные данные не стоит, ведь в реальной жизни добиться идеальных условий не представляется возможным, поэтому температура в топке дровяной печи может быть значительно меньше при сжигании аналогичных дров.

Значения, приведенные в различных таблицах носят идеальный характер и призваны показать общую картину, в то время как реальная температура в топке печи никогда не достигнет подобных значений, и это объясняют два простых и понятных фактора:

  1. Добиться максимальной температуры нельзя прежде всего из-за того, что полностью просушить дрова в домашних условиях не представляется возможным. Для растопки каминов и печей используется древесина с различным уровнем влажности, та, которая есть в наличии.
  2. Другим важным фактором, от которого снижается температура горения дров в камине или печи, является недостаток кислорода. Приток воздуха мы регулируем заслонкой, которую зачастую прикрываем.

Давайте рассмотрим каждую из выявленных проблем по отдельности.

Кратко о характеристиках и свойствах пламя, дым, температура горения

Пламя — форма распространения огня, возникающая в процессе горения топлива и представляющая собой раскаленную газообразную среду.

84ac961b24e2c4869ae400607665694d.jpg

Считается, что частицы в пламени костра ионизированы и само пламя, по сути, представляет собой плазму.

Пламя в условиях Земли распространяется снизу вверх из-за того, что нагретый пламенем воздух расширяется и плотность его снижается. То есть, становясь более легким по сравнению с окружающими слоями, устремляется вверх, вытягивая за собой пламя.

Именно поэтому растопку поджигают снизу. Если растопку поджечь сверху, то огонь, не имея возможность нагреть нижележащие слои топлива, может погаснуть, а если не погаснет, то процесс разжигания будет медленным и «ленивым».

На этом же принципе основана работа долгогорящего костра «пирамида», о котором мы подробно рассказывали тут.

В условиях отсутствия гравитации, например, на космическом корабле, пламя имеет форму шара. Это происходит из-за того, что разогретый воздух не поднимается вверх, а распространяется равномерно во все стороны, так как на него не действует сила Архимеда. Тем не менее, в условиях невесомости пламя практически сразу гаснет, поскольку продукты горения не отводятся от него и к огню не поступает кислород.

Высота пламени зависит от интенсивности горения. Чем интенсивнее горит топливо, тем выше будут языки пламени, и тем больше тепла оно будет выделять. Например, устроен таким образом, что дрова в нем сгорают очень быстро, выделяя большое количество тепла и света, однако и прогорает такой костер тоже значительно быстрее по сравнению с другими видами костров.

На фото именно такой костер:

559a4c832a8ec6d7fd0d7f912723377e.jpg

Говоря об интенсивности горения, следует отметить две его крайние формы — взрыв и тление. По сути, взрыв — это мгновенное, а тление — медленное сгорание топлива.

Как уже отмечалось ранее, температура пламени зависит от сгораемого материала, поскольку разные горючие вещества выделяют разное количество тепла при сгорании. Например, пламя горящего спирта будет иметь температуру 900 °С, бензина — более 1300 °С, а магния, используемого в виде стружки для разжигания огня от современного огнива, — 2200 °С.

Цвет свечения горящего топлива зависит от температуры горения. Чем выше температура, тем более смещается спектр свечения от красных оттенков к фиолетовым.

Примеси различных веществ в горючем (в том числе образующиеся в результате химической реакции и нагревания) могут менять цвет пламени. Так, например, натрий из поваренной соли, которую кинули в костер, окрашивает пламя в желтый цвет, медный купорос — в синий, а борная кислота — в бирюзовый.

Что касается горения дров, то желто-оранжевый цвет пламя приобретает из-за наличия в составе топлива солей натрия, а синий — из-за образования угарного газа при неполном сгорании дров.

Пламя также может быть бесцветным и невидимым. Это происходит при полном сгорании топлива с образованием водяных паров и углекислого газа, поскольку эффекта окрашивания пламени от этих веществ не наблюдается.

Если поместить способный гореть материал в верхнюю часть пламени, он будет сгорать быстрее, чем помещенный в центральную часть. Это связано с тем, что в верхней части пламени и температура выше, и кислорода больше, поскольку все, что должно было окислиться, уже окислилось и не расходует кислород. Однако этого не скажешь о средней части пламени, где присутствует избыток несгоревшего вещества при недостатке кислорода.

Думаю, с пламенем немного разобрались. Теперь поговорим о дыме.

Дым — мелкодисперсный аэрозоль, образующийся при сгорании топлива. Из-за небольших размеров частицы дыма не оседают, а остаются в толще воздушных масс.

Цвет дыма от костра бывает белым и черным, хотя с помощью различных пиротехнических смесей можно получить дым практически любого цвета. Белый дым может быть связан с большим количеством влаги, содержащейся в сгораемой древесине, а черный — с большим количеством сажи, образующейся при горении. Например, зеленая трава, брошенная в костер, дает густой белый дым, а зажженная автомобильная покрышка — черный.

Например, на фото ниже показан абсолютно натуральный дым от зеленой хвои:

b5cf557e6decc1e20dbbf15732e1bd9c.jpg

При обеспечении достаточного количества кислорода, поступающего с воздухом, костер может гореть, образуя минимальное количество дыма. И наоборот, если костру не хватает воздуха, он может сильно дымить при слабом горении.

Физика процесса

Огнём называют бурное окисление материалов в процессе необратимой экзотермической реакции с выделением энергии в виде тепла и света. Огонь возникает как результат воспламенения горючего при достаточном количестве кислорода, позволяющем поддерживать скорость окисления на уровне цепной реакции. Пламя — видимая газообразная часть огня. Над жидкостью оно возникает в результате её испарения, над твёрдым топливом благодаря выделению из него горючего газа в процессе пиролиза.

8e8f59482e53518847ab4973ed26b9e7.jpg

Доминирующий цвет пламени меняется с температурой открытого огня. Хорошей иллюстрацией этого явления может быть горение традиционного костра. Рядом с дровами, где происходит самая бурная реакция, огонь белый, переходящий в жёлтый. Над этой областью цвет меняется на оранжевый, маркирующий зону, в которой холоднее. Следующий, ещё более холодный участок — красный. Над ним реакция практически не происходит, а выше можно наблюдать такие несгоревшие частицы углерода как дым. Диапазон температур горения костра в соответствии с цветовой гаммой выглядит так:

  • едва заметный красный — 500°C;
  • вишнёвый тёмный — 800°C;
  • вишнёво-красный яркий —1000°C;
  • глубокий красно-оранжевый — 1100°C;
  • яркий оранжево-жёлтый — 1200°C;
  • белесовато-жёлтый — 1300°C;
  • яркий белый 1400°C;
  • ослепительно белый — 1500°C.

Фактор недостатка кислорода

Другой негативный фактор, не позволяющий нам выйти на максимальные температуры в печи, недостаток кислорода. Здесь мы можем напрямую влиять на теплоотдачу дров, используя по назначению заслонки. К сожалению, мы чаще всего прикрываем заслонки своих каминов и печей, чтобы уменьшить интенсивность огня и увеличить его длительность, ведь по сложившемуся мнению такой способ позволяет экономить топливо.

Здесь стоит отметить, что в камин открытого типа воздух поступает свободно, а значит фактор недостатка кислорода для реакции не имеет негативного влияния.

Химическая формула идеального горения дерева в самом простом виде выглядит следующим образом: С + 2Н2 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (тепло).

  • В левой части уравнения мы видим соединяющийся углерод и водород, которые обеспечивают реакцию горения, когда в воздухе нет достаточного количества кислорода.
  • В правой части располагаются уже продукты горения после прошедшей реакции, когда выделяется углекислый газ, пар, тепло.

eeefb61edf99070f57ddb632c19d9e08.jpgПлотный огонь в топке печи

Чтобы достичь максимальных температур при горении сухой древесины, необходимо подавать в топку кислорода в полтора раза больше, чем нужно для полноценного сжигания дров. В то же время когда мы закрываем доступ свежего воздуха заслонкой, то уравнение модифицируется, в нем появляется угарный газ СО.

Угарный газ начинает вырабатываться потому, что атомы углерода не соединились с двумя атомами кислорода, а нашли для себя только один. Сгоревший не до конца угарный газ частично выходит через дымоход, а частично остается в топке, снижая потенциальную температуру горения в ней и уменьшая теплоотдачу дров. При недостатке воздуха температура в печи достигает лишь 65-70% от своих возможностей.

Таким образом можно найти четкую зависимость от уровня подачи воздуха, регулируемого заслонкой, до количества вырабатываемого угарного газа. Чем меньше кислорода поступает в топку, тем появляется больше угарного газа и меньше тепла.

Отметим, что на теплоотдачу активно влияет и сама печь, в зависимости от КПД своей работы. Если буржуйка забирает 40% тепла, то о наличие максимальных температур в ней и говорить не приходится.

В завершение можно отметить, что температура в печи на прямую зависит от породы дров, их уровня влажности и количества воздуха, поступающего в топку. Максимальные результаты показывают твердые породы деревьев, полностью высушенные и готовые к использованию.

Химический состав и цвет пламени

У карманных зажигалок небольшой размер, это позволяет их переносить без каких-либо проблем. Довольно редко можно встретить настольную зажигалку. Ведь они из-за своих больших размеров для переноски не предназначены. Их дизайн разнообразен. Есть зажигалки каминные. Они имеют небольшую толщину и ширину, но довольно длинные.

На сегодняшний день становятся популярными рекламные зажигалки. Если в доме нет электроэнергии, то невозможно ей поджечь газовую плиту. Газ поджигает образующаяся электрическая дуга. Достоинствами этих зажигалок являются следующие качества.

  1. Долговечность и простота конструкции.
  2. Быстрое и надёжное зажигание газа.

decd238af8d8f4c098b0c3089f8b8162.jpgПервая зажигалка с современным кремнём создана в Австрии в 1903 году после изобретения ферроцериевого сплава бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом.

Ускорилось развитие зажигалок в период Первой мировой войны. Солдаты начали применять спички для того, чтобы видеть в темноте дорогу, но их местоположение выдавала интенсивная вспышка при поджиге. Необходимость в огне без значительной вспышки способствовало развитию зажигалок.

В то время лидерами производства зажигалок «кремнёвых» были Германия и Австрия. Такое портативное устройство, которое предназначено для получения огня, находящиеся в кармане многих курильщиков, при неправильном обращении может таить в себе немало опасностей.

Зажигалка в период работы не должна вокруг себя разбрызгивать искры. Огонь должен быть стабильным и ровным. Температура огня в зажигалках карманных достигает примерно 800−1000 градусов. Свечение красного или оранжевого цвета вызвано частицами углерода, которые раскалились. Для бытовых горелок и турбозажигалок применяется в основном газ бутан, который легко сжигается, не имеет запаха и цвета. Бутан получают путём переработки при высоких температурах нефти, а также её фракций. Бутан — это легковоспламенимые углеводороды, но он абсолютно безопасен в конструкциях современных зажигалок.

Подобные зажигалки в быту очень полезны. Ими можно поджечь любой воспламеняющийся материал. В комплект турбозажигалок входит настольная подставка. Цвет пламени зависит от горючего материала и температуры горения. Пламя костра или камина в основном имеет пёстрый вид. Температура горения дерева ниже температуры горения фитиля свечи. Именно из-за этого цвет костра не жёлтый, а оранжевый.

c5c52b8cde09bd09c0236e5d4bdaf7c3.jpgМедь, натрий и кальций при высоких температурных показателях светятся различными цветами.

Электрическая зажигалка была изобретена в 1770 году. В ней водородная струя воспламенялась от искры машины электрофорной. Со временем бензиновые зажигалки уступили место газовым, которые более удобные. В них обязательно должна находиться батарейка — источник энергии.

Не очень давно появились зажигалки сенсорные, в которых без механического воздействия происходит зажигание газа воздействием на сенсорный датчик. Сенсорные зажигалки карманного типа. В основном, в них содержится информация рекламного типа, которая нанесена при помощи тампонной или шелкотрафаретной печати.

Горение

5f57d8e9c263287892d9ffc1ee3b1dc3.jpgПонаблюдав за работой печей, можно задаться вопросом о том, почему на цвет пламени не оказывает большого влияния подаваемый воздух.

Виды дровяных печей для дачи подробно рассмотрены здесь: https://teplo.guru/pechi/dom-i-dacha/pechi-dlya-dachi-na-drovah.html

Ведь химическое воздействие кислорода должно придавать частичкам сажи более яркий цвет, вплоть до белого цвета. Однако, это явление вполне объяснимо, поскольку размер частицы влияет на ее температуру, и чем она меньше, тем температура ниже.

Поэтому горящие мелкие частицы древесины обладают точно такой же температурой, как и газ, окружающий их.

Также, следует заметить, что теплоотдача у каждой породы древесины разная, и для того чтобы ее узнать более детально существует специальная таблица, в которой приведены показатели теплопроводности по каждой породе древесины.

Чем лучше топить печь: дровами или брикетами, смотрите в следующем видео:

Горит, как спичка

Кратко о строении спички. Она состоит из палочки и головки. Палочки изготавливают из дерева, картона и хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином. Дерево выбирают мягких пород – тополь, сосну, осину. Сырьё для палочек называют спичечной соломкой. Чтобы избежать тления соломки, палочки пропитывают фосфорной кислотой. Российские заводы мастерят соломку из осины.

Головка спички проста по форме, но сложна по химическому составу. Темно-коричневая голова спички содержит семь компонентов: окислители — бертолетова соль и дихромат калия; стекляннюу пыль, сурик свинцовый, серу, костный клей, цинковые белила.

ba1c4f5c1659e510e8cfb6bf06931943.jpgГоловка спички при трении воспламеняется, нагреваясь до полутора тысяч градусов. Порог воспламенения, в градусах Цельсия:

  • тополь – 468;
  • осина – 612;
  • сосна – 624.

Температура огня спички равна Поэтому белая вспышка серной головки сменяется желто-оранжевым язычком спички.

Если пристально разглядывать горящую спичку, то взгляду предстают три зоны пламени. Нижняя – холодная голубая. Средняя в полтора раза теплее. Верхняя – горячая зона.

Свойства пламени

Пламя имеет форму конуса за счет того, что поднимающиеся потоки воздуха обтекают его со всех сторон. Образующиеся продукты горения – углекислый газ и вода – поднимаются вверх вместе с теплым воздухом, нагретым, от огня, образуя язычок пламени. Потоки воздуха охлаждают внешнюю поверхность свечи, поэтому ее спокойно можно держать рукой почти без риска обжечься. Я говорю «почти», потому что плавящийся и стекающий парафин все-таки довольно горячий, температура здесь может быть в пределах 45-65 градусов. Конечно, смертельный ожог вы не получите, но приятно тоже не будет.

Как я уже рассказывала в одной их предыдущих статей, пламя свечи состоит из трех достаточно хорошо видимых зон разного цвета. Приведу фото, взятое мной из интернета:

6e118e629e5b4d2ef69c8fe665299c1a.jpg

Нижняя часть пламени имеет сине-фиолетовый цвет. Здесь находятся тяжелые пары парафина, которые смешаны с воздухом. Если вы внесете в эту часть спичку, то она загорится лишь спустя некоторое время, не сразу. Эта часть наименее горячая, она имеет температуру 300-350 градусов. Некоторые ловкачи даже демонстрируют залихватское тушение свечи пальцами именно в этой части пламени.

Во второй части температура пламени достигает 500-800 градусов. Здесь самое яркое пламя из-за того, что именно здесь происходит разложение углеводородов, образующиеся частицы чистого угля сильно накаляются и излучают свет. Именно из-за этого образующегося угля свеча иногда может коптить – если он сгорает не полностью по каким-то причинам. Например, мало кислорода или фитиль сделан из неподходящего материала. Тогда углерод и выпадает в виде сажи – копоти.

Самая горячая часть – верхняя. Если помните, на уроках химии в школе учитель наверняка говорил вам во время практических и лабораторных работ, что пробирку нужно нагревать в верхней части пламени, так она быстрее нагреется. Здесь температура 900-1500 градусов. В этой внешней части пламени полностью сгорают углеводороды с образованием и воды. Это пламя практически не видно, оно почти не светится.

Почему такой разброс температур, например 900-1500 градусов? Это зависит от природы сгорающего вещества, а также концентрации и скорости подвода к нему окислителя, например, кислорода воздуха или же чистого кислорода (например, в лабораторных условиях).

Где не получится развести костер

Как уже было сказано, для горения огня нужны три элемента — топливо, температура и кислород. Существуют регионы, в которых топливо найти проблематично, а значит и с костром могут быть проблемы. Приведем в пример несколько таких мест:

  • Высокогорье, где кроме скальной породы и снега ничего не встретишь;
  • Песчаная пустыня — еще одно место, где разжечь костер будет сложно из-за отсутствия растительности, пригодной в качестве топлива для костра. Хотя среди пустынь бывают и исключения;
  • Степная зона, бедная на древесную растительность. Здесь в качестве топлива придется использовать сухую траву либо искать редкие сухие деревья.

1d75f290fa1b04c34147d96f20246447.jpg

В таком месте сложно получить устойчивый и достаточно автономный костер.

Потерпевшим кораблекрушение на океанических атоллах или скальных островах тоже не приходится задумываться о кострах, поскольку жечь здесь можно только снаряжение.

В различных помещениях (заброшенные здания, пещеры, самодельные плохопроветриваемые укрытия из легковоспламеняющихся материалов и тому подобное) хоть и есть возможность разжигать костер, но все же зачастую этого не стоит делать, поскольку можно отравиться продуктами горения или спровоцировать пожар. По тем же причинам не стоит практиковаться в разведении огня в собственной квартире или на балконе.

Однажды мы спустились в катакомбы, чтобы зарисовать карту ходов. И вот, пока я замерял расстояния и азимуты, одному из участников подземного похода захотелось разжечь костер из лежащих на проходе веток. В результате пришлось скоропостижно свернуть работу: дым заполнил ближайшие ходы, и находиться в подземелье стало невыносимо, не говоря уже про попытки составления плана. Из последующей беседы с ним выяснилось, что он, разжигая костер, предполагал, что весь дым вытянет сквозняком, чего на практике не произошло.

Исходя из вышесказанного, становится понятно, что умение обходиться без костра — вовсе не лишний навык.

Далее рассмотрим, как действовать в ситуациях, когда костер не получается разжечь по тем или иным причинам.

Требования по пожарной безопасности при обращении с огнем

Не следует забывать, что при обращении с огнем залогом успешных действий является соблюдение правил пожарной безопасности. Выполните несколько условий и обезопасьте себя и других от пожара.

1. Запрет на разведение костров в лесу в летний период введен не просто так. Летом шансы возгорания лесной подстилки и быстрого распространения пожара гораздо выше, нежели в другое время года.

2. При разведении костра на природе обязательно выкопать небольшое кострище, сняв лопатой верхний слой дерна. В дальнейшем дерн желательно вернуть на место.

3. В целях локализации огня рекомендуется обнести костер ограждением из камней или кирпича.

4. Всегда в зоне шаговой доступности должно быть средство пожаротушения: огнетушитель, песок или емкость с водой.

5. При тушении костра обязательно удостовериться в том, что все угли погасли, и костер не разгорится вновь. Для этого рекомендуется обильно залить очаг водой, присыпать сверху землей или заложить дерном.

6. Ни в коем случае нельзя оставлять детей наедине с источником огня. Это может привести к плачевным последствиям.

7. При пользовании печью или камином не следует хранить в непосредственной близости от топки легковоспламеняющиеся предметы, средства для розжига. Желательно выполнить напольное покрытие рядом с топкой из негорючего материала (стальной лист).

8. Необходимо поддерживать печь в исправном состоянии: своевременно заделывать все образовавшиеся щели, периодически выгребать золу.

9. Фундамент для печи необходимо выполнять из кирпича. Не рекомендуется использовать в этих целях деревянные подмостки. Это чревато обрушением всей конструкции.

10. Печную трубу на чердаке необходимо изолировать не хранить на чердаке легковоспламеняющиеся материалы.

11. Нельзя полностью закрывать заслонку печи, не удостоверившись, что процесс горения в топке прекратился. В противном случае возможно удушье от избытка углекислого газа.

Место для костра и пожарная безопасность

Правильный выбор места для костра создает комфортные условия для работы с ним и обеспечивает пожарную безопасность.

Если на костре нужно готовить еду, можно использовать элементы кострового набора или сделать их своими руками из подручных материалов. Подробнее об этом рассказывалось в отдельной статье.

Костер не должен мешать перемещаться по лагерю и проводить бивачные работы. Например, неудачным местом для костра можно считать тропу прямо на выходе из лагеря, которая будет создавать помехи при выходе и входе на территорию бивака.

Дым от костра не должен лететь на места отдыха людей. Костер лучше расположить с подветренной стороны от палаток, а если ветер постоянно меняет свое направление, тогда костер организуют на таком расстоянии от места отдыха, на котором дым не создаст неудобств.

При необходимости костер должен в достаточной мере обогревать место ночевки

Это особенно важно для холодных ночей в тайге зимой, где близость костра к месту ночлега играет первоочередную роль.

При неблагоприятных погодных условиях костер должен быть надежно защищен. В дождь над костром делается навес, а при сильном ветре ищется или создается ветрозаслон. А о том, где найти сухую растопку и хворост для костра в дождливую погоду, было рассказано в отдельной статье.

Чтобы обеспечить максимальную безопасность при использовании костра иногда необходимо приложить дополнительные усилия для подготовки будущего костровища.

1052f33b6ac04d76c28fba7c633cf6e5.jpg

Отличное место для костра: удаленное от деревьев, закрытое от ветра, просторное.

Подробнее о том, как выбирать и подготавливать место для костра, чтобы оно обеспечивало максимальный комфорт при работе с костром, а сам костер не стал причиной вызова работников МЧС, а также о том, как замаскировать костровище, мы рассказывали в

Виды пламени

Свечение огня делится на два вида:

  • несветящиеся;
  • светящиеся.

Почти каждое свечение видимо для человеческого глаза, но не каждое способно испускать нужное количество светового потока.

Свечение пламени обуславливается следующими факторами.

  1. Температурой.
  2. Плотностью и давлением газов, которые участвуют в реакции.
  3. Наличием твёрдого вещества.

Наиболее общая причина свечения — это присутствие в пламени твёрдого вещества.

Многие газы горят слабо светящимся или несветящимся пламенем. Из них наиболее распространены сероводород (пламя голубого цвета как при горении), аммиак (бледно-жёлтое), метан, окись углерода (пламя бледно-голубого цвета), водород. Пары летучих некоторых жидкостей горят едва светящимся пламенем (спирт и сероуглерод), а пламя ацетона и эфира становится немного коптящим из-за небольшого выделения углерода.

Какие факторы влияют на температуру горения дров

Температура возгорания дерева зависит от пород деревьев, которые использовались для заготовки топлива. Ключевые факторы – сорт, влажность древесины и объем воздушной смеси, подаваемой в топливный отсек печи, камина или котла.

c15ecb43aa331dcee6b2189be064d226.jpg

Уровень влажности

У свежих дров уровень влажности составляет от 42 до 66%, средний показатель – 54%. Температура горения такого топлива не будет высокой, поскольку производимое тепло расходуется на испарение излишней влаги. В результате это может привести к снижению теплоотдачи топливного материала.

bde10169220b710d8b1b40c0c4a6f9fe.jpg

Достичь максимальных температурных показателей при сжигании древесного топлива можно следующими способами:

  • для обогрева дома, организации горячего водоснабжения и приготовления еды использовать двойной объем свежих дров, что повлечет за собой увеличение расходов на закупку топлива и обслуживание отопительной системы;
  • свежесрубленное дерево правильно подготовить и просушить – провести распилку бревен на поленья и складировать под защитный навес для сушки на открытом воздухе. Оптимальная продолжительность сушки – 12 месяцев;
  • выполнить оптовую закупку уже готового хорошо просушенного топлива.

Конечно же, максимальная удельная теплота сгорания дров возможна только при реализации последнего способа.

Дозированная подача воздуха

Чтобы обеспечить полное сжигание топлива и достигнуть высокой температуры, в топливном отсеке должна быть организована подача воздуха в избыточном объеме.

58bd2f0f0c7e2cf77fdde56ee25ff397.jpg

Идеальное горение древесины можно описать следующей формулой:

C+2H2+2O2=CO2+2H2O+Q (тепло)

При подаче кислорода в топливную камеру дровяной печи в процессе сжигания топлива образуется водород и углерод (левая часть формулы), которые выделяют тепло, пар и углекислый газ (правая часть формулы).

Чтобы температура костра была максимальной, объем воздушной смеси, подаваемой в топливник, должен составлять 130% от объема, который необходим для горения дров.

f47ab42f148ac346e2431ccb4f7a0ef2.jpg

Закрытие дымоотводных заслонок приводит к уменьшению объема поступающего воздуха и образованию угарного газа. В результате падает температура горения, снижается теплоотдача топлива.

Современные твердотопливные дровяные котлы дополнительно оснащаются теплоаккумуляторами. Они позволяют накапливать излишки тепловой энергии, которая генерируется в процессе сгорания топлива при высоком КПД и хорошей дымоходной тяге.

В некоторых случаях достаточно приобрести теплогенераторную установку с принудительной циркуляцией воздуха.

54d231e54be9cf202a0f09ff20f19d14.jpg

Конструкция дровяных печей не позволяет экономить топливо, поскольку весь объем тепловой энергии сразу расходуется на обогрев помещения или нагрев воды. Впрочем, увеличение тяги в печах можно обеспечить за счет повышения интенсивности сгорания дров, а также их теплотворности.

Также температура горения зависит от конструктивных особенностей отопительных приборов. Для изготовления котлов и печей используются износостойкие материалы с различным уровнем теплового расширения.

В габаритной каменке из кирпича дровяное топливо сгорает медленно и в полном объеме. Металлические устройства обеспечивают ускоренный процесс горения дров. Они отличаются незначительной зольностью и высокой теплоотдачей.

Температура пламени

Существует убеждение среди значительной части пользователей, что качественно выполнить сложную пайку паяльной лампой невозможно и что она годится только для разогрева замерзших водопроводных и канализационных труб, прогрева двигателя при низких температурах и для других подобных работ.

Такое реноме возникло из-за невнимания к техническим характеристикам инструмента или непонимания принципа работы. Максимальную температуру, которую способно давать пламя, выходящее из паяльной лампы, 1100º С. Поэтому пытаться расплавить паяльной лампой железо, никель или хром — дело безнадежное. В то же время ее температуры вполне хватит для плавления свинца, цинка, олова или алюминия.

Чтобы не потратить время зря, лучше иметь под рукой данные плавления металлов:

Паяльник нужен дял выполнения мелкого ремонта электронных приборов, но в домашних условиях он применяется редко, поэтому покупать его не рентабельно, можно использовать его заменители.

  • олово — 230ºС;
  • висмут — 270ºС;
  • свинец — 330ºС;
  • цинк — 420ºС;
  • магний — 650ºС;
  • алюминий — 660ºС;
  • бронза — 830ºС;
  • латунь — 890ºС;
  • серебро — 960ºС;
  • неодим 1030ºС;
  • золото — 1060ºС;
  • медь — 1080ºС;
  • никель — 1450ºС:
  • железо — 1540ºС;
  • титан — 1660ºС;
  • платина — 1770ºС;
  • хром — 1900ºС;
  • молибден — 2620ºС.

Опираясь на эти данные, легко определить, работа с каким металлом при помощи паяльной лампы может быть осуществима без труда, с какими — возможна, но с трудом, а за работу с какими браться бесполезно.

Но возможен и вариант, когда даже работа с легкоплавящимися металлами бывает неудачной. Причиной всему неправильное использование лампы, точнее непонимание физических свойств пламени. Ведь выходящее из горелки пламя не одинаково по своим физическим составляющим.

В зависимости от избытка или недостатка в нем кислорода, оно может иметь разную температуру.

Специалисты различают три вида пламени: восстановительное или нормальное; окислительное, образующееся при избытке кислорода в смеси и способствующее окислению металлов, и науглероживающее, когда в смеси переизбыток газов горючего. При обработке металла последним происходит насыщение его поверхности углеродом, что приводит к значительному повышению ее твердости, но одновременно и хрупкости.

Сама по себе даже максимальная температура пламени не может служить гарантией качества выполненной с помощью паяльной лампы работы

При работе с этим инструментом очень важное значение имеют знания основ пайки и особенно опыт работы. Если вы не обладаете ни первым, ни вторым, то лучше обратитесь за помощью к более опытному товарищу

Ведь, какой бы простой в эксплуатации ни была лампа, из-за использования в ее работе легковоспламеняющихся взрывоопасных жидкостей, она была и остается источником повышенной опасности.

Как работает свеча

Если у вас дома есть свечка, попробуйте, зажгите парафин, из которого она сделана. Я имею ввиду, не подожгите фитиль, а попробуйте поджечь сам парафин, то есть твердое вещество, «тело» свечи. Получилось?

А теперь подожгите фитиль. Парафин, соприкасающийся с ним, тает, образуя вокруг фитиля углубление, заполненное жидким парафином. А теперь наклоните свечку так, чтобы лужица жидкого парафина потекла и попала на фитиль. Что получилось?

Такой опыт мы проделывали с сыном, когда «играли с огнем», о чем я писала в двух предыдущих статьях. Жидкий парафин потушил огонь, как обычная вода. Почему так происходит?

Дело в том, что фитиль, как я уже писала выше, сделан из скрученных или плетеных нитей. Вот смотрите, я специально разобрала обычную магазинную свечу. В ней фитиль выполнен плетеной «косичкой».

c9b1282b24af14d434d0e397711ffbcd.jpg

Таким образом, площадь поверхности у фитиля достаточно большая. Расплавленный у основания фитиля жидкий парафин пропитывает фитиль и по его капиллярам поднимается вверх, в зону горения. Там температура достаточно высокая, парафин начинает испаряться, и вот как раз эти пары и горят.

Таким образом, те, кто думают, что горит фитиль, ошибаются, это горят пары парафина. Фитиль служит своеобразным транспортом, доставляющим парафин в зону горения – расплавленный от тепла парафин поднимается по капиллярам фитиля вверх и горит.

Как человек освоил огонь

Огонь был известен еще людям, жившим в каменном веке. Люди далеко не всегда умели самостоятельно добывать огонь. Первое знакомство человека с процессом горения, по мнению ученых, произошло эмпирическим путем. Огонь, добытый из лесного пожара или отвоеванный у соседнего племени, оберегался как самое дорогое, что было у людей.

Со временем человек заметил, что некоторые материалы обладают наиболее располагающими к горению свойствами. Например, сухие трава или мох могут воспламениться всего от нескольких искр.

Через многие годы, опять же эмпирическим путем, люди научились извлекать огонь с помощью подручных средств. Первой «зажигалкой» человека историки называют трут и кремень, которые при ударе друг о друга давали искры. Позднее человечество научилось извлекать огонь при помощи прутика, помещаемого в специальное углубление в древесине. Температура воспламенения дерева достигалась за счет интенсивного вращения конца прутика в углублении. Многие ортодоксальные сообщества продолжают пользоваться этими методами и сегодня.

506ca29f735a7ef621c43437fd94c1a9.jpg

Намного позже, в 1805 году, французский химик Жан Шансель изобрел первые спички. Изобретение получило колоссальное распространение, и человек уже уверенно мог извлекать огонь при необходимости.

Освоение процесса горения считается основным фактором, давшим толчок к развитию цивилизации. Более того, в ближайшее время горение таким фактором и останется.

c22a2ff1adf54692fffceff6d2b3f3b9.jpg

Огонь и древние люди

Контролируемое использование огня для обеспечения себя теплом и светом — одно из первых великих достижений человечества. Это дало возможность древним людям освоить места с более суровым климатом, готовить пищу, защищаться от хищников и обрабатывать некоторые материалы. Доказано, что предки современных людей знали, как пользоваться огнём по меньшей мере 790 тысяч лет. Некоторые археологические данные свидетельствуют об использовании его значительно раньше:

  1. 1,6 млн лет назад — анализ сгоревших костей антилоп в одной из пещер Южной Африки подтверждает, что их сожгли австралопитеки в рукотворном костре.
  2. 1,9 млн лет назад — в другой пещере на границе пустыни Калахари были найдены следы старейшего контролируемого огня. Предварительные данные говорят о том, что гомо эректус готовили пищу на костре с момента своего появления.

Многие культуры не одну тысячу лет поклонялись открытому пламени и использовали его в религиозных обрядах.

Роль важного элемента во многих церемониях огонь сохранил и до настоящих дней. Его значение для людей было настолько велико, что он стал героем мифов и основой мировоззренческих систем: Прометей похитил огонь у богов, чтобы отдать его людям; Аристотель определил его в качестве одного из четырёх природных элементов; китайские философы дали ему роль одной из пяти сущностей, из которых состоит всё живое

Как тушить костер

Умение правильно тушить костер зачастую не менее важно, чем умение его разводить. Забытые в золе тлеющие головни могут привести к пожару

Поэтому всегда следует с полной ответственностью подходить к этому, казалось бы, простому и на первый взгляд безопасному вопросу.

Для тушение костра эффективнее всего использовать воду. Угли отодвигаются друг от друга и заливаются водой. Если костер оставить в сложенном состоянии, тушение может не возыметь должного эффекта, и вроде бы потухшие угли быстро высохнут, нагреют друг друга и заново воспламенятся. Это особенно актуально для таких костров, как «».

Если костер состоит из толстых бревен, их можно попытаться окунуть в водоем или глубокую лужу. Это надежный способ для тушения таких костров, как нодья.

Когда водоема поблизости нет, на костер можно помочиться. А если размеры костра не позволяют потушить угли таким количеством жидкости, тогда следует либо дождаться полного остывания тлеющих головней, либо при необходимости срочно выходить с места стоянки присыпать их толстым слоем песка или земли: недостаток кислорода не даст древесине загореться повторно.

Однако не стоит мочиться в костер, организованный на месте централизованной стоянки: после этим же костровищем могут пользоваться и другие люди. Не думаю, что кому-то было бы приятно разводить костер и готовить еду на месте бывшего туалета.

Интересное чтиво
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Рейтинг автора
Автор статьи
Константин Корепов
Написано статей
1279
Добавить комментарий