Що таке паливо
Це речовина (суміш), яке здатне до хімічних реакцій, що супроводжується виділенням тепла. Якщо в складі палива немає окислювача, його називають пальним. В загальному розумінні до неї відносять не тільки різні види деревини, але і різні паливні суміші.
Класифікація
В залежності від агрегатного стану виділяють газоподібний, рідке, тверде паливо. До твердого виду відносять кам'яні і буре вугілля, антрацит, торф, дрова. Штучними видами такого палива вважають деревне вугілля, термоантрацит, пил кам'яного і бурого вугілля, кокс. Рідкі види являють собою органічні речовини, у складі яких є кисень, водень, вуглець, сірка, азот. Штучним рідким паливом є мазут і різні смоли. Газоподібні види – це суміші етилену, метану та інших вуглеводнів. У їх складі можуть бути оксиди та діоксиди вуглецю, сірководень, водяна пара. Штучним газоподібним паливом вважають гази, які отримують в коксових печах, газогенераторах.
Показники палива
Питома теплота згоряння дров – це важлива величина, яка характеризує якість палива. Для того щоб проводити порівняння між різними видами, було введено поняття умовного палива. 293 мДж (7000 кал) відповідає нижчої теплотворної здатності антрациту, цей показник є теплотою згоряння 1 кг умовного палива». Пічне побутове паливо використовується для спалювання в опалювальних пристроях незначної потужності, які знаходяться в житлових приміщеннях. Крім того, воно затребуване в теплогенераторах, які застосовуються в сільському господарстві для сушіння фруктів, зерна, кормів.Питома теплота згоряння дров залежить від виду деревини. Чим більше ця величина, тим менше знадобиться палива при рівному значенні коефіцієнта корисної дії.
Поділ теплот згоряння
Дана величина визначається хімічним складом горючої речовини. Виділяють нижчу і вищу теплоту згоряння. Вищої величиною вважають то кількість теплоти, що виділяється при згорянні речовини, в тому числі і теплоту конденсації водяної пари в процесі охолодження продуктів згоряння. Нижчий показник даної фізичної величини відповідає тієї енергії, яка виділяється в ході повного згоряння, не враховуючи теплоту конденсації водяної пари.Взаємозв'язок величин
Існує математична зв'язок між вищою і нижчою теплотою згоряння: Q B = Q H + k (W + 9H), де k – це 6 ккал/кг (коефіцієнт); W-% по масі води в пальному з'єднанні; H- % вміст кількості водню . Питома теплота згоряння дров обчислюється розрахунковим або експериментальним методами.
Горіння палива
У разі адіабатичного згоряння горючої суміші можна визначити виділяється тепло, а також склад продуктів. При відомому складі компонентів палива, при незмінному обсязі, тиску, можна розрахувати тепловий ефект хімічної реакції. Завдяки термодинамічному розрахунку можна отримати тільки деякі відомості про процес: температуру продуктів, рівноважний склад.Для повного опису горіння, включаючи швидкість процесу, критичні умови, необхідно розглядати зв'язок між перенесенням речовини і енергії. При попередньому перемішуванні окислювача і пального процес здійснюється за всьому простору, його називають об'ємним горінням. У неперемішаних системах спостерігається дифузійне горіння, коли пальне відокремлене від окислювача.
Хімічний вік твердого палива
Існує три стадії його утворення: буровугільна, торф'яний, кам'яновугільна. Деревина в основному використовується невеликих котельних установках. Так як питома теплота згоряння дров у джоулях має високе значення, відходи деревообделочного виробництва (тирса, стружки, тирса, горбилі, кора) знайшли застосування в сучасних котельних установках. Питома теплота згорання сухих соснових дров істотно перевищує величину, характерну для вологого дерева. Напівсухими вважають дрова, які заготовлені навесні. Сухими є ті, що пролежали в лісі після рубки, їх вологість не перевищує 30 %. Питома теплота згоряння сухих дров залежить від породи. Зазначимо, що даний показник однаковий для всіх деревних відходів: тирси, тріски. У дров, що мають знижений показник, є певні переваги: незначна зольність, легка займистість. Саме тому їх можна спалювати в нескладних топкових пристроях, які ефективно функціонують. При правильній просушування питома теплота згоряння дров дорівнює 20000 кДж/кг, що відповідає 55 кВт*годин/кг.
Види дров
Соснові дрова мають велику питому теплоту згоряння, ніж березові. Але у неї більше щільність, тому при згорянні одного метра кубічного буде виділяти більшу кількість тепла, ніж соснових. Питома теплота згоряння березових дров аналогічна за значенням вільхі, осики, дуба. До групи листяних порід відносять в'яз, клен, ясень, липу, яблуню, вишню, горіх, акацію. Для них характерна висока щільність. Саме тому питома теплота згорання сухих березових дров дозволяє застосовувати їх при топці лазень.З хвойних порід найпоширенішими є сосна і ялина. Незважаючи на те, що яловець також є хвойником, їх практично не використовують в якості палива. Висока питома теплота згоряння соснових дров пояснюється їх смолистість. Ця якість дозволяє використовувати хвойні в якості відмінного розпалювального матеріалу. Смоли при згорянні виділяють значну кількість кіптяви, в результаті чого досить швидко забивається димар. При підборі певної конструкції печі, вихід раціонального режиму горіння, можна уникнути надлишкової кіптяви. Висока питома теплота згорання сухих дров сосни і їли протягом багатьох століть використовується жителями тайгової зони для обігріву осель. Існує підрозділ порід за густиною на три групи:
