Emléktelen idők óta az emberek megtapaszt alták a fa égését. És azóta a fát használják fő tüzelőanyagként, amelyet különféle helyiségek fűtésére és ételek főzésére használnak. Az éghető anyagok sokfélesége ellenére a fa a 21. században is gyakori tüzelőanyag, alacsony költsége, elérhetősége és könnyű kezelhetősége miatt. A kályhákban és kandallókban való hatékony és biztonságos használatához bizonyos információkkal kell rendelkezni fizikai és kémiai tulajdonságairól.
Az égési hőmérsékletet befolyásoló tényezők
A fa maximális égési hőmérséklete a fafajtól függ, és a következő feltételek mellett érhető el:
- nedvességtartalom - legfeljebb 20%;
- égéshez használt zárt tér;
- oxigén elérhetősége a szükséges mennyiségben.
40-60% nedvességtartalmú friss tűzifát is lehet égetni, miközben:
- a nyers tűzifa csak jól fűtött kályhában gyullad meg;
- hőelvezetés20–40%-kal csökken;
- növekszik a tűzifa-felhasználás, körülbelül kétszeresére;
- korom telepszik a kályha és a kémény falára.
Az égés hatékonysága jelentősen csökken a hőmérséklet emelésének szükségessége miatt, ami a víz elpárologtatásához és a puhafákból származó kátrány elégetéséhez kapcsolódik. Ideális körülmények között a bükk és a kőris égési hőmérséklete a legmagasabb, a nyár pedig a legalacsonyabb. A bükk, vörösfenyő, tölgy és gyertyán értékes fafajták, nem használják tüzelőanyagként. Háztartási körülmények között nyír- és tűlevelű fákat használnak a kályhában való fa elégetésére, tekintettel arra, hogy égéskor ezek adják a legmagasabb hőmérsékletet.
Melyik fa ég jobban?
Amint már említettük, a fa az egyik leggyakrabban használt tüzelőanyag a városon kívüli otthonok fűtésére. Figyelembe véve, hogy minden tűzifa különböző hőmérsékleteken ég, ki kell választania azokat, amelyek jobbak. A fa égetésének fő feltétele az oxigén jelenléte, és ez nagyban függ a kályha kialakításától. Ezenkívül minden fának megvan a maga kémiai összetétele és sűrűsége. Minél sűrűbb a fa, annál nagyobb a hőátadás belőle. Különösen fontos a fa nagyobb hőátadása az égés során? a sűrűségen és az oxigén jelenlétén kívül a tűzifa nedvességtartalmával is rendelkezik.
A száraz fa jobban ég és több hőt termel, mint a nedves fa. Ezért levágásuk után farakásba teszik, és egy évig lombkorona alatt szárítják. Mindenki, aki fűtött már fával kályhát, észrevette, hogy néhányan égnek.fényes, sok hőt bocsát ki, míg mások parázsolnak és kicsit felmelegítik a kályhát. Kiderült, hogy minden a tűzifa hőteljesítményétől függ. E mutató szerint a kályhás égetésre legalkalmasabb fafaj a nyír, a fenyő és a nyárfa.
Mi szabadul fel, ha egy fa leég?
A fa elégetésekor szilárd részecskékből (koromból) és gáznemű égéstermékekből álló füst képződik. A fában található anyagokat tartalmazzák. A fa elégetésekor felszabaduló termékek nitrogénből, szén-dioxidból, vízgőzből, kén-dioxidból és szén-monoxidból állnak, amelyek tovább éghetnek.
A becslések szerint minden egyes faanyag körülbelül 800 g gáznemű terméket és 200 g szenet bocsát ki égés közben. A fa égéstermékeinek összetétele attól is függ, hogy milyen körülmények között megy végbe ez a folyamat. Ez lehet:
- Incomplete – akkor fordul elő, ha nem jut elegendő oxigénhez. Az égés következtében olyan anyagok szabadulnak fel, amelyek újra képesek égni. Ide tartoznak: korom, szén-monoxid és különféle szénhidrogének.
- Teljes – elegendő oxigénhez való hozzáférés esetén következik be. Az égés eredményeként termékek keletkeznek - szén-dioxid és kén-dioxid, vízgőz -, amelyek már nem képesek égni.
Az égési folyamat leírása
A fa elégetésének több szakasza van:
- Fűtés - legalább 150 Celsius fokos hőmérsékleten és külső tűzforrás jelenlétében történik.
- Gyújtás – a szükséges hőmérséklet 450 és 620 Celsius fok között vana fa nedvességétől és sűrűségétől, valamint a tűzifa alakjától és mennyiségétől függően.
- Égés – két fázisból áll: tüzes és parázsló. Egy ideig mindkét típus egyszerre működik. A gázképződés megszűnése után csak a szén ég (parázslik).
- Fading – Akkor fordul elő, amikor az oxigén megszűnik, vagy ha kifogy az üzemanyag.
A sűrű fa nagyobb hővezető képessége miatt lassabban ég, mint a kevésbé sűrű fa. Nedves tűzifa égetésekor sok hő költ el a nedvesség elpárologtatására, így lassabban égnek, mint a száraz tűzifa. A fa elégetése fizikai vagy kémiai jelenség? Ez a kérdés gyakorlati jelentőségű, és a maximális hőátadás feltételei és az égés időtartama a helyes értelmezésétől függ. Ez egyrészt kémiai jelenség: a fa elégetésekor kémiai reakció megy végbe, és új anyagok keletkeznek - oxidok, hő és fény szabadulnak fel. Másrészt fizikai: a folyamat során a molekulák mozgási energiája megnövekszik. Ennek eredményeként kiderül, hogy a fa elégetésének folyamata összetett fizikai és kémiai jelenség. Ismerkedése segít kiválasztani a megfelelő fafajtát, hogy hosszú távú és fenntartható hőforrást biztosítson magának.
A tűz égetésekor keletkező füst jellemzői
A tűzifát tűzbe dobva megnövekszik a füst és a szén-monoxid - szén-monoxid -kibocsátás. Ezenkívül a füst különböző színekben jelenik meg:
- A fehér egy aeroszol, amely kis vízcseppekből és kátránygőzből áll.hideg fa. A füstnek sajátos koromszaga van. Ahogy a fahasáb felmelegszik, elpárolog, lángra lobban és eltűnik.
- Szürke – vörösen izzó, de nem égő rönkökből és tűzcsonkokból származik. Magas hőmérsékleten forrásban lévő olajokból és gyantákból keletkezik, és köddé kondenzálódik. A részecskéi sokkal kisebbek, mint a fehér füsté, és könnyebb és szárazabb is nála.
- Fekete – égetett kátrány, úgynevezett korom. A szénhidrogének lángban történő bomlása során keletkezik, elégtelen oxidáció mellett.
A tűz füstje hosszú ideig megmarad a szervezetben, és nagy mennyiségű káros anyagot tartalmaz. Ezt mindenkinek emlékeznie kell, aki szeret a tűz mellett ülni.
A fa tulajdonságai
A különböző fafajták a következő fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek:
- Szín – az éghajlat és a fafajták által befolyásolva.
- Ragyog – attól függ, hogyan alakulnak ki a szív alakú sugarak.
- Textúra – a fa szerkezetével kapcsolatos.
- Nedvesség – az eltávolított nedvességnek a száraz állapotban lévő fa tömegéhez viszonyított aránya.
- Zsugorodás és duzzanat – az első a higroszkópos nedvesség elpárolgása, a duzzanat – a vízfelvétel és a térfogatnövekedés eredménye.
- Sűrűség – nagyjából azonos minden fafajnál.
- Hővezető képesség – a felület vastagságán keresztüli hővezetési képesség a sűrűségtől függ.
- Hangvezetés – a hangterjedés sebességével jellemezhető, a szálak elhelyezkedésétől függ.
- Elektromos vezetőképesség – áthaladási ellenálláselektromos áram. Befolyásolja a fajta, a hőmérséklet, a páratartalom, a rostok iránya.
Mielőtt a fa alapanyagait bizonyos célokra felhasználnák, először is megismerkednek a fa tulajdonságaival, és csak ezután kerül gyártásba.
A fa előnyei és hátrányai
A fának a következő előnyei vannak:
- kiváló megmunkálhatóság;
- könnyű szögletesség;
- jól foltos, polírozott, lakkozott;
- képes elnyelni a hangokat;
- savállóság;
- nagy hajlítási képesség.
A fa hátrányai a következők:
- alak- és méretváltozás a zsugorodás és duzzanat miatt;
- alacsony hasítási ellenállás;
- rothadás;
- rovarok által okozott károk;
- tűz a biztonsági szabályok be nem tartása esetén.
A fa felhasználása a gazdaság különböző ágazataiban
A fát széles körben használják a következő iparágakban:
- rétegelt lemez - furnér, rétegelt lemez;
- famegmunkálás - fa táblák, gyufák, ácsmunkák, bútorok;
- fakitermelés - fakémiai iparban felhasznált alapanyagok, fogyasztási cikkek, tűzifa minden fajtája;
- fűrésztelep - különféle fűrészáru;
- fa vegyszer – kátrány, szén, ecetsav;
- pép és papír - papír, karton, cellulóz;
- hidrolízis – takarmányélesztő, alkoholetil.
Következtetés
A fa az egyik legszélesebb körben használt anyag a világon. Évszázadok óta használták az építőiparban, bútorgyártásban és lakóhelyiségek fűtésére. A fa szerkezeteket minden családban használják. A fát egyre gyakrabban használják a különböző iparágakban. Ennek az anyagnak a fő előnyei a környezetbarátság, a nagy szilárdság, a könnyű feldolgozhatóság, a hulladék üzemanyagként és egyéb célokra való felhasználása.
