Da tempo immemorabile, le persone hanno sperimentato la combustione del legno. E da allora, la legna è stata utilizzata come principale tipo di combustibile, utilizzato per riscaldare vari ambienti e cuocere i cibi. Nonostante la varietà di sostanze combustibili, il legno rimane un combustibile comune nel 21° secolo grazie al suo basso costo, disponibilità e facilità di manipolazione. Per un suo utilizzo efficace e sicuro in stufe e caminetti, è necessario disporre di alcune informazioni sulle sue caratteristiche fisiche e chimiche.
Fattori che influenzano la temperatura di combustione
La temperatura massima di combustione del legno dipende dalla specie e può essere raggiunta alle seguenti condizioni:
- contenuto di umidità - non più del 20%;
- spazio chiuso utilizzato per la combustione;
- disponibilità di ossigeno nella quantità richiesta.
È anche possibile bruciare legna da ardere fresca con un contenuto di umidità dal 40 al 60%, mentre:
- la legna grezza si accende solo in una stufa ben riscaldata;
- dissipazione del calorediminuirà del 20–40%;
- ci sarà un aumento del consumo di legna da ardere, circa il doppio;
- La fuliggine si depositerà sulle pareti della stufa e del camino.
L'efficienza di combustione sarà notevolmente ridotta a causa della necessità di un aumento della temperatura, che va all'evaporazione dell'acqua e alla combustione del catrame dei legni teneri. In condizioni ideali, faggio e frassino hanno la temperatura di combustione più alta e il pioppo quella più bassa. Il faggio, il larice, la quercia e il carpino sono specie legnose pregiate e non vengono utilizzate come combustibili. In condizioni domestiche, betulle e conifere vengono utilizzate per bruciare legna nelle stufe, dato che danno la temperatura più alta durante la combustione.
Quale legno brucia di più?
Come già accennato, la legna è uno dei combustibili più utilizzati per il riscaldamento delle case fuori città. Considerando che tutta la legna da ardere brucia a temperature diverse, è necessario scegliere quella migliore. La condizione principale per bruciare la legna è la presenza di ossigeno, e questo dipende in gran parte dal design della stufa. Inoltre, ogni legno ha la sua composizione chimica e densità. Più denso è l'albero, maggiore è il trasferimento di calore da esso. Di particolare importanza per il maggior trasferimento di calore della legna durante la combustione? oltre alla densità e alla presenza di ossigeno, ha il contenuto di umidità della legna da ardere.
La legna secca brucia meglio e produce più calore della legna umida. Pertanto, dopo averli tagliati, vengono messi in catasta di legna e asciugati sotto una tettoia per un anno. Chiunque abbia mai riscaldato una stufa a legna si è accorto che alcuni di essi stanno bruciando.luminoso, sprigionando molto calore, mentre altri bruciano e scaldano un po' la stufa. Tutto, si scopre, dipende dalla potenza termica della legna da ardere. Secondo questo indicatore, le specie più adatte per la combustione nelle stufe sono la betulla, il pino e il pioppo tremulo.
Cosa viene rilasciato quando un albero brucia?
Quando viene bruciata la legna, si produce fumo, costituito da particelle solide (fuliggine) e prodotti gassosi della combustione. Includono sostanze presenti nel legno. I prodotti rilasciati durante la combustione del legno sono costituiti da azoto, anidride carbonica, vapore acqueo, anidride solforosa e monossido di carbonio, che possono bruciare ulteriormente.
Si stima che ogni chilogrammo di legno emetta circa 800 g di prodotti gassosi e 200 g di carbone durante la combustione. La composizione dei prodotti della combustione del legno dipende anche dalle condizioni in cui si verifica questo processo. Può essere:
- Incompleto - si verifica quando l'accesso all'ossigeno è insufficiente. Come risultato della combustione, vengono liberate sostanze in grado di bruciare nuovamente. Questi includono: fuliggine, monossido di carbonio e vari idrocarburi.
- Full - si verifica con un accesso sufficiente all'ossigeno. Per effetto della combustione si formano prodotti - anidride carbonica e anidride solforosa, vapore acqueo - che non sono più in grado di bruciare.
Descrizione del processo di combustione
Ci sono diverse fasi nel processo di combustione della legna:
- Il riscaldamento - avviene ad una temperatura di almeno 150 gradi Celsius e in presenza di una fonte di fuoco esterna.
- Accensione - la temperatura richiesta è compresa tra 450 e 620 gradi Celsius ina seconda dell'umidità e della densità del legno, nonché della forma e della quantità di legna da ardere.
- Combustione - consiste di due fasi: ardente e fumante. Per qualche tempo, entrambi i tipi procedono contemporaneamente. Dopo che la formazione di gas cessa, solo il carbone brucia (fuma).
- Fading - Si verifica quando l'ossigeno viene interrotto o quando il carburante si esaurisce.
Il legno denso brucia più lentamente rispetto al legno meno denso a causa della sua maggiore conduttività termica. Quando si brucia legna da ardere bagnata, molto calore viene speso per l'evaporazione dell'umidità, quindi bruciano più lentamente della legna da ardere secca. La combustione del legno è un fenomeno fisico o chimico? Questa domanda è di importanza pratica e le condizioni per il massimo trasferimento di calore e durata della combustione dipenderanno dalla sua corretta interpretazione. Da un lato, questo è un fenomeno chimico: quando il legno viene bruciato, si verifica una reazione chimica e si formano nuove sostanze: vengono rilasciati ossidi, calore e luce. D' altra parte, è fisico: durante il processo si verifica un aumento dell'energia cinetica delle molecole. Di conseguenza, si scopre che il processo di combustione del legno è un fenomeno fisico e chimico complesso. Conoscerlo ti aiuterà a scegliere la giusta specie di legno per fornirti una fonte di calore a lungo termine e sostenibile.
Caratteristiche del fumo che si forma quando si brucia un fuoco
Quando si getta legna da ardere nel fuoco, aumenta l'emissione di fumo e monossido di carbonio - monossido di carbonio. Inoltre, il fumo appare in vari colori:
- Il bianco è un aerosol, costituito da piccole goccioline di acqua e vapore di catrame, che fuoriescelegno freddo. Il fumo ha un odore specifico di fuliggine. Quando il ceppo si riscalda, evapora, prende fuoco e scompare.
- Grigio - proviene da tronchi roventi, ma non da tronchi e tizzoni ardenti. Si forma ad alta temperatura da oli e resine bollenti e si condensa in una nebbia. Le sue particelle sono molto più piccole di quelle del fumo bianco, ed è più leggero e più secco di esso.
- Nero - catrame bruciato, chiamato fuliggine. Si forma durante la decomposizione degli idrocarburi in una fiamma con ossidazione insufficiente.
Il fumo di un incendio rimane a lungo nel corpo e contiene una grande quantità di sostanze nocive. Questo dovrebbe essere ricordato da tutti coloro che amano sedersi accanto al fuoco.
Proprietà del legno
Le diverse specie di alberi hanno le seguenti proprietà fisiche:
- Colore - influenzato dal clima e dalle specie legnose.
- Splendore - dipende da come vengono sviluppati i raggi a forma di cuore.
- Texture - relativa alla struttura del legno.
- Umidità - il rapporto tra l'umidità rimossa e la massa del legno allo stato secco.
- Ritiro e rigonfiamento - il primo si ottiene per evaporazione dell'umidità igroscopica, rigonfiamento - assorbimento di acqua e aumento di volume.
- Densità - più o meno la stessa per tutte le specie di alberi.
- Conducibilità termica - la capacità di condurre il calore attraverso lo spessore della superficie, dipende dalla densità.
- Conducibilità del suono - caratterizzata dalla velocità di propagazione del suono, dipende dalla posizione delle fibre.
- Conducibilità elettrica - resistenza al passaggiocorrente elettrica. È influenzato da razza, temperatura, umidità, direzione delle fibre.
Prima di utilizzare le materie prime del legno per determinati scopi, prima di tutto vengono a conoscenza delle proprietà del legno, e solo allora va in produzione.
Vantaggi e svantaggi del legno
Il legno presenta i seguenti vantaggi:
- lavorabilità eccellente;
- unghia leggera;
- ben colorato, lucidato, verniciato;
- ha la capacità di assorbire i suoni;
- resistenza agli acidi;
- elevata capacità di flessione.
Gli svantaggi del legno includono:
- cambiamento di forma e dimensione dovuto al restringimento e al rigonfiamento;
- bassa resistenza alla scissione;
- in putrefazione;
- danni da insetti;
- incendio quando non vengono seguite le regole di sicurezza.
Utilizzo del legno in vari settori dell'economia
Il legno è ampiamente utilizzato nei seguenti settori:
- compensato - impiallacciatura, compensato;
- lavorazione del legno - tavole di legno, fiammiferi, falegnameria, mobili;
- disboscamento - materie prime utilizzate nell'industria chimica del legno, beni di consumo, legna da ardere di ogni tipo;
- segheria - legname vario;
- prodotti chimici del legno – catrame, carbone, acido acetico;
- carta e carta - carta, cartone, polpa;
- idrolisi – lievito da foraggio, alcooletile.
Conclusione
Il legno è uno dei materiali più utilizzati al mondo. È stato utilizzato per secoli nell'edilizia, nella produzione di mobili e per il riscaldamento di locali residenziali. Le strutture in legno sono utilizzate in ogni famiglia. Il legno è sempre più utilizzato in vari settori. I principali vantaggi di questo materiale sono la compatibilità ambientale, l'elevata resistenza, la facilità di lavorazione, la capacità di utilizzare i rifiuti per il carburante e altri scopi.
