Autorius: Audrius Arlauskas. Apie malkas ir pirties akmenų krūsnies įkaitimą
Įvairių medžių medienos degiosios masės sudėtis daugmaž vienoda. Joje anglies yra apie 50%, vandenilio- 6%, deguonies - 43%. Medienoje visiškai nėra sieros, o pelenų tik iki 1%. Tik ką nukirstoje medienoje yra50% ir daugiau drėgmės. Jos kiekis sumažėja, padžiūvus medienai ore. Medienos liepsnos temperatūra nematuojama, o nustatomas kaloringumas - išsiskiriantis šilumos kiekis, visiškai sudeginus 1 kg medienos. Medienos kaloringumas mažai priklauso nuo medžių veislės, bet labai priklauso nuo jų drėgnumo. Jos naudojamosios masės kaloringumas paprastai nesiekia 15 000 kJ/kg.
Kintantys faktoriai: degimo sąlygos, drėgmė ir tankis
Praktiškai atrodantis nevienodas atskirų medienos veislių šiluminis vertingumas kyla dėl nevienodo jų specifinio svorio. Pavyzdžiui, ąžuolo mediena apie 1,5 karto sunkesnė už eglės. Todėl 1 m3 ąžuolo medienos išskirs tiek pat kartų daugiau šilumos nei eglės medienos. Sunkiausia mediena yra: kalninės guobos, ąžuolo, buko, klevo ir t.t. Tačiau šių medžių vertinga mediena naudojama kitiems tikslams, deginti ją per brangu.
Medienos tankis kg/dm2: Kėnis 0,39; Eglė 0,45; Ieva 0,46; Drebulė 0,51; Pušis 0,52; Liepa 0,53; Alksnis 0,55; Kaštonas 0,56; Klevas 0,6; Riešutmedis 0,64; Beržas 0,65; Vyšnia 0,66; Maumedis 0,66; Bukas 0,68; Ąžuolas 0,69; Uosis 0,75; Slyva 0,8. Medienos kaitrumas priklauso ir nuo jos tankio. Masyvesnė mediena yra kaitresnė.
Malkos pagal kaitrumą skirstomos į labai kaitrias - ąžuolines, skroblines, beržines, uosines, kaitrias - juodalksnines, pušines, vidutinio kaitrumo - eglines, mažai kaitrias - drebulines, gluosnines, liepines. Vertingesnis yra kamienas nei šakos. Papuvusi, plukdyta mediena yra mažai kaitri. Malkos užsidega esant ~300 °C, anglys - ~600 °C. Degimo metu malkos pasiekia 800-900 °C, o akmens anglys - iki 1200 °C. 85-90% kuro virsta dujomis, likusi dalis sudega kietu pavidalu. Normali liepsna - geltonai auksinė. Erdmetris - bendras sukrautų malkų tūris su oro tarpais. Natūraliai džiovinamos malkos pasiekia tinkamą sausumą per 24 mėn. Medienos drėgnumas turi labai didelę reikšmę jos savybėms. Medienos drėgnumą, lygų 15%, sutarta laikyti normaliu. Džiūdama mediena iš pradžių netenka laisvosios ir tik vėliau higroskopinės drėgmės. Medienos, kurioje yra tik higroskopinė drėgmė, drėgnumas vadinamas pluoštų soties tašku.
Medienos savybė įgerti iš oro vandens garus vadinama higroskopiškumu; įgėrimo dydis priklauso nuo oro temperatūros ir drėgnumo. Tam tikros temperatūros ir drėgnumo patalpų ore išlaikytos medienos drėgnumui nustatyti naudojama diagrama. Medienos drėgnumui kintant nuo 0% iki pluoštų soties taško, kinta jos tūris: mediena nudžiūsta, brinksta, persimeta, plyšta. Kadangi medienos sandara nėra vienalytė, todėl ji nevienodai džiūsta arba brinksta įvairiomis kryptimis. Išilgai sluoksnių visas linijinis nuodžiūvis nebūna didesnis kaip 0,1 - 0,3%, radialine kryptimi - nuo 3 - 6%, o tangentinė nuo 7 - 12%. Medienos nuodžiūvis ir brinkimas labai svarbus statybinėms konstrukcijoms, nes džiūdami atskiri mediniai elementai plyšinėja sujungimo vietose, o sudrėkę kai kurie konstrukcijų elementai padidėja. Natūraliai džiūdama įvairiomis kryptimis, mediena persimeta. Kadangi mediena tangentine kryptimi džiūsta labiau nei radialine, tai lentų kraštai išlinksta metinių sluoksnių iškilimų pusėn. Jei iš paviršiaus mediena džiūsta greitai, tai jos išorinių sluoksnių tūris sumažėja, ir ji pradeda spausti vidinius sluoksnius. Išoriniuose sluoksniuose kyla tempimo įtempimai ir atsiranda plyšiai. Be to, mediena plyšinėja netolygiai džiūdama įvairiomis kryptimis. Džiūstančiuose rąstuose atsiranda radialiniai plyšiai; pirmiausia suplyšinėja rąstų galai, nes pro juos greičiau išgaruoja drėgmė. Mediena džiūdama išsikraipo: nevienodai susitraukia įvairiomis kryptimis. Mažiausiai ji traukiasi išilgai, o daugiausia - skersai skaidulų. Paprastai mediena deformuojasi tol, kol jos drėgnumas neviršija 30%.
Drėgmės poveikis degimui ir krosnies efektyvumui
Malkos yra klasikinis ir labiausiai paplitęs kietojo kuro variantas. Deginant medieną, susidaro šiluminė energija, kuri naudojama įvairioms patalpoms šildyti. Degimo efektyvumas visiškai priklauso nuo medienos degimo temperatūros, tačiau tai savo ruožtu priklauso nuo medienos rūšies, jų drėgmės ir degimo sąlygų. Kiekviena medienos rūšis gali būti naudojama skirtingiems tikslams ir užduotims atlikti. Medienos deginimas gali būti pateiktas kaip du vienas po kito einantys etapai. Pirmajame etape skilimo produktai sudeginami dujine forma, o kartu susidaro ryški liepsna.Antrasis šio proceso etapas yra nedegus anglies perdegimas, susidarantis pradiniame etape.
Pradinis medienos drėgnumas: Visžalis ąžuolas - 100%; Ąžuolas - 99%; Uosis - 92%; Klevas - 91%; Beržas - 89%; Guoba - 84%; Bukas - 80%; Gluosnis - 71%; Eglė - 70%; Pušis - 67%; Maumedis - 66%; Tuopa - 65%; Liepa - 57%; Juodoji tuopa - 50%. Džiovinimo laikas, mėn. Drėgnumas, proc. (malkos 50 cm kaladėmis, pradinis drėgnumas 70%): Po 3 mėn. - 40%; Po 6 mėn. - 28%; Po 12 mėn. - 20%; Po 18 mėn.
Du paprastai keliauja klausimai: malkos užsidega esant apie 300 °C, anglys - apie 600 °C. Degimo metu malkos pasiekia 800-900 °C, o akmens anglys - iki 1200 °C. 85-90% kuro virsta dujomis, likusi dalis sudega kietu pavidalu. Daug dėmesio skiriama antrajam orui: antrinis oras - „stebuklingas“ sprendimas šiuolaikinėse krosnyse. Teisingai padavus papildomą orą į pakurą, degimas tampa efektyvesnis ir švaresnis. Paprastai antrinio oro tiekimo kanalas montuojamas į krosnies pelenų duobę, iš nerūdijančio plieno, su išsiplėtimo tarpais.
Antrinio oro padavimo organizavimas yra gana techniškas ir modernus sprendimas krosnių konstrukcijoje. Norint tinkamai tai įrengti, svarbu suprasti degimo procesus krosnyje ir ugnies poveikį medžiagoms. Vertingesnė yra kamieno mediena nei šakos. Papuvusi ar plukdyta mediena - mažai kaitri. Malkos užsidega esant ~300 °C, anglys - ~600 °C. Degimo metu malkos pasiekia 800-900 °C, o akmens anglys - iki 1200 °C.
Ugnies plitimo ir degimo tankio poveikis: Tankesnės struktūros medienos medžiaga (pavyzdžiui, ąžuolas) dega lėčiau nei ta pati drebulė, dėl šilumos laidumo skirtumo. Natūraliai džiovinta mediena dega greičiau, nes drėgmė energiją šilumos išsiskyrimui naudoja išlaikyti skaidymą. Sausa mediena dega greičiau. Kas yra degimo procesas? Degimas - tai procesas prie fizikos ir chemijos ribos, kai medžiaga virsta paskutiniu produktu, išsiskiria labai daug šiluminės energijos. Degimo metu išsiskiria dujos ir anglies dioksidas (CO2). Normaliam proceso eigai turi būti įvykdytos kelios sąlygos: oro buvimas, skirtingos temperatūros pasiekimas. Pirmojo savaiminio degimo etapo metu plonas anglies sluoksnis susidaro tik ant paviršiaus ir iš pradžių nedega. Anglis pradeda irti tik kai ugninis degimo etapas yra visiškai baigtas. Medienos degimo temperatūra užtikrinanti stabilų degimą dažniausiai yra 250-300 °C, o degimo greitis priklauso nuo konstrukcijos tarpo, drėgmės ir sudėties.
Rūkstantis režimas ir priešgaisrinės priemonės
Rūkstantis ugnies procesas dažnai yra sunkiai pastebimas iki tol, kol įvyks staigus degimas. Rūkančios medžiagos dažnai pasireiškia tik tada kai oro kiekis aplinkoje sumažintas iki mažd.a 2% tūrio. Gaisrų gesinimas rūkančiai medžiagai yra sudėtingas; efektyviausia naudoti vandens ar dujų gesinimo kompozicijas. Norint užgesinti degančią ugnį patalpoje naudojant dujų priemones, deguonies koncentraciją reikia sumažinti iki 0-5% ir palaikyti šį lygį ne mažiau 1200 s. Rūkančiai ugniai gesinti būtina nuosekliai taikyti specialias priemones ir laikytis gaisro gesinimo normų.
Medienos konstrukcijų saugojimas prieš ugnį reikalauja išsaugoti jų tarpus tarp elementų ir naudoti ugniai atsparias dangas bei pertvaras. Paprastai lietos medienos, klijuotos konstrukcijos ir faneros elementai turi didesnį atsparumą degimui, kai naudojami atsparūs karščiui klijai. Tačiau reikia atsižvelgti į degimo sąlygas ir galimą klijų atsparumo pasikeitimą aukštoje temperatūroje. Dažnai įrengiamos pertvaros ir langų/durų vietos siekiant sulėtinti degimą plisti ir apsaugoti konstrukcijas.
Kaip skaityti degimo lenteles ir pasirinkti medieną
Medienos rūšys skiriasi dervų tankiu, struktūra, kiekiu ir sudėtimi, todėl skiriasi kaloringumas, degimo temperatūra ir liepsnos savybės. Pavyzdžiui, ragų mediena turi akivaizdžiai didesnį tankį ir gali išskirti daugiau šilumos, kai tuo tarpu tuopos ar drebulės degimas yra švelnesnis. Eglė, eglė ir pušis teikia vidutinią šilumą, tačiau jų netinka naudoti kietojo kuro katiluose, krosnyse ar židiniuose dėl didelio suodžių kiekio. Nekokybiškomis malkomis laikomas kuras iš drebulės, liepų, tuopos, gluosnio ir alksnio - porėta mediena degdama išskiria mažai šilumos. Medienos drėgnumas turi tiesioginį poveikį degimo procesui: žalios malkos blogiau dega ir palieka daugiau pelenų.
Praktikoje būtina įvertinti ne tik degimo lenteles, bet ir realias sąlygas pirminėje patalpoje: oro kiekį, tarpus tarp malkų, drėgmės lygį, degimo poreikius bei norimą šilumos kiekį. Paprastai tikslingiau rinktis tankesnes, sausesnes malkas su optimalia drėgme iki 20% ir laikyti jas sausoje, gerai vėdinamoje patalpoje.
Laikykite malkas tvarkingai sukrautas malkinėje su stogu. Natūraliai džiovinamos malkos pasiekia tinkamą sausumą per 24 mėn. Papildomai, namų ūkyje svarbu pasirinkti tinkamą sukrovimą, nepersistengti su tankiu išdėstymu, nes per didelė trauka gali užgęsti žvakę prie durelių, o normalioji liepsna turi būti gelsvai auksinė. Medžio drėgnumas tiesiogiai lemia jo degimo greitį ir efektyvumą.
- Pradinė garinimo fazė - vandens garavimas iki 100 °C.
- Temperatūros kilimas iki 100-150 °C - kietųjų medžiagų skilimas ir dalinė dujų susidarymas.
- Dujų degimas prasideda nuo ~225 °C, kyla šilumos išskyrimas iki 300 °C.
- Rūkantis procesas - papildoma degimo dujų fazė.
Granito lydėjimas krosnyje įkaitinant akmenis iki 900-1000 °C rodo, kad degimo sąlygos gali būti gerokai atšilintos, kai naudojamos sausos medienos malkos. Pirties krosnies atveju įkaitinti akmenys ir jų iššildymas gali būti vadinami „ugnimi per akmenis“ arba „akmenų kūrenimu“. Šį procesą galima sujungti su pirties tradicijomis, kai pirties krosnyje papildomai tiekiamas oras, siekiant pasiekti aukštesnes temperatūras.
Pagal išdėstymo ir degimo sąlygų ypatybes, malkų pasirinkimas tampa svarbus: aukščiausios kaitrumo malkos tinka moderniems katilams; paprastoms krosnelėms - mažesnio kaitrumo mediena. Renkantis, atkreipkite dėmesį į medienos drėgmės laipsnį ir laikymo sąlygas, bei į pardavėjo patikimumą. Natūraliai džiovintos malkos turėtų būti laikomos vėdinamoje vietoje su stogu, o drėgmė mažina kaloringumą ir degimo greitį.
Santrauka faktais degimo įtakas
Medienos degimo greitis ir kaloringumas priklauso nuo: medienos rūšies ir tankio, drėgmės, degimo sąlygų (oro prieinamumo, tarpo tarp malkų), bei kokybės. Tankesnė mediena dažnai dega lėčiau, bet išskiria daugiau šilumos per kilogramą, ypač kai ji išdžiovinta iki optimalios drėgmės. Degimo temperatūra malkoms apie 300 °C, o angliams - apie 600 °C; degimo metu išsiskiria dujos ir CO2, o likusi dalis sudega kaip kietasis likutis. Antrinis oras pakurui - modernių krosnių sprendimas, leidžiantis išvengti per didelio oro daugiau deginimo plitimo ir švaresnio degimo.
Galiausiai, kelios praktinės gairės kalbant apie pasirinkimą ir degimą: laikykite malkas sausa, apie 15-20% drėgmės, švariai supakuotas, su tinkamais tarpeliais tarp jų; stenkitės naudoti kamieno medieną, o ne šakas; venkite drebulės, liepų, tuopos, gluosnio dėl mažo šilumos išskyrimo; naudokite apsauginės dangas ir pertvaras, kad sumažintumėte degimo plitimą; atsižvelkite į klimato ir vietos sąlygas.
tags: #medienos #uzsiliepsnojimo #temperatura