Že od nekdaj so ljudje doživljali kurjenje drv. In od takrat se les uporablja kot glavna vrsta goriva, ki se uporablja za ogrevanje različnih prostorov in kuhanje hrane. Kljub raznolikosti gorljivih snovi ostaja les zaradi nizke cene, dostopnosti in enostavnega ravnanja običajno gorivo v 21. stoletju. Za njegovo učinkovito in varno uporabo v pečeh in kaminih je potrebno imeti nekaj podatkov o njegovih fizikalnih in kemijskih lastnostih.
Dejavniki, ki vplivajo na temperaturo zgorevanja
Najvišja temperatura zgorevanja lesa je odvisna od vrste in jo je mogoče doseči pod naslednjimi pogoji:
- vsebnost vlage - ne več kot 20%;
- zaprt prostor, ki se uporablja za zgorevanje;
- razpoložljivost kisika v zahtevani količini.
Mogoče je kuriti tudi sveža drva z vsebnostjo vlage od 40 do 60%, medtem ko:
- surova drva se vnamejo samo v dobro ogreti peči;
- odvajanje toplotese bo zmanjšalo za 20–40 %;
- poraba drv se bo povečala za približno dvakrat;
- saje se bodo usedle na stene peči in dimnika.
Učinkovitost zgorevanja se bo znatno zmanjšala zaradi potrebe po povišanju temperature, kar vodi do izhlapevanja vode in gorenja katrana iz mehkega lesa. V idealnih razmerah imata najvišjo temperaturo zgorevanja bukev in jesen, najnižjo pa topol. Bukev, macesen, hrast in gaber so dragocene lesne vrste in se ne uporabljajo kot gorivo. V domačih razmerah se breza in iglavci uporabljajo za kurjenje drv v pečeh, saj dajejo najvišjo temperaturo med zgorevanjem.
Kateri les gori bolj vroč?
Kot že omenjeno, je les eno izmed najbolj uporabljenih goriv za ogrevanje domov zunaj mesta. Glede na to, da vsa drva gorijo pri različnih temperaturah, morate izbrati tiste, ki so boljši. Glavni pogoj za kurjenje lesa je prisotnost kisika, kar je v veliki meri odvisno od zasnove peči. Poleg tega ima vsak les svojo kemično sestavo in gostoto. Čim gostejše je drevo, večji je prenos toplote iz njega. Posebej pomemben za večji prenos toplote lesa pri zgorevanju? poleg gostote in prisotnosti kisika ima vsebnost vlage kot drva.
Suhi les gori bolje in proizvaja več toplote kot vlažen les. Zato jih po rezanju damo na drva in eno leto sušimo pod krošnjami. Vsi, ki so kdaj kurili peč na drva, so opazili, da nekatere gorijo.svetel, sprošča veliko toplote, drugi pa tlijo in malo segrevajo peč. Izkazalo se je, da je vse odvisno od toplotne moči drv. Po tem kazalcu so najprimernejše vrste za kurjenje v pečeh breza, bor in trepetlika.
Kaj se sprosti, ko drevo gori?
Pri zgorevanju lesa nastane dim, sestavljen iz trdnih delcev (saje) in plinastih produktov zgorevanja. Vključujejo snovi, ki jih najdemo v lesu. Izdelki, ki se sproščajo pri zgorevanju lesa, so sestavljeni iz dušika, ogljikovega dioksida, vodne pare, žveplovega dioksida in ogljikovega monoksida, ki lahko gorijo še naprej.
Ocenjuje se, da vsak kilogram lesa med zgorevanjem odda približno 800 g plinastih produktov in 200 g premoga. Sestava produktov zgorevanja lesa je odvisna tudi od pogojev, v katerih ta proces poteka. Lahko je:
- Nepopoln - pojavi se, ko ni dovolj dostopa do kisika. Zaradi zgorevanja se sproščajo snovi, ki lahko ponovno gorijo. Sem spadajo: saje, ogljikov monoksid in različni ogljikovodiki.
- Full - pojavi se z zadostnim dostopom do kisika. Zaradi zgorevanja nastajajo produkti - ogljikov dioksid in žveplov dioksid, vodna para - ki ne morejo več goreti.
Opis procesa zgorevanja
Proces kurjenja lesa poteka v več fazah:
- Segrevanje - poteka pri temperaturi najmanj 150 stopinj Celzija in ob prisotnosti zunanjega vira ognja.
- Vžig - zahtevana temperatura je od 450 do 620 stopinj Celzija vodvisno od vlage in gostote lesa ter oblike in količine drv.
- Izgorevanje - sestoji iz dveh faz: ognjene in tlečeče. Nekaj časa potekata obe vrsti hkrati. Po prenehanju nastajanja plinov gori samo premog (tli).
- Fading - Pojavi se, ko je kisik prekinjen ali ko zmanjka goriva.
Gost les zaradi večje toplotne prevodnosti gori počasneje kot manj gost les. Pri kurjenju mokrih drv se veliko toplote porabi za izhlapevanje vlage, zato gorijo počasneje kot suha drva. Je kurjenje lesa fizikalni ali kemični pojav? To vprašanje je praktičnega pomena, pogoji za največji prenos toplote in trajanje gorenja pa bodo odvisni od njegove pravilne razlage. Po eni strani je to kemični pojav: pri zgorevanju lesa pride do kemične reakcije in nastajajo nove snovi - sproščajo se oksidi, toplota in svetloba. Po drugi strani pa je fizična: med procesom pride do povečanja kinetične energije molekul. Posledično se izkaže, da je proces gorenja lesa zapleten fizikalno-kemični pojav. Spoznavanje z njim vam bo pomagalo izbrati pravo vrsto lesa, da si boste zagotovili dolgoročen in trajnosten vir toplote.
Značilnosti dima, ki nastane pri gorenju ognja
Pri metanju drv v ogenj pride do povečane emisije dima in ogljikovega monoksida – ogljikovega monoksida. Poleg tega se dim pojavlja v različnih barvah:
- Belo je aerosol, sestavljen iz majhnih kapljic vode in katranske pare, ki izhajahladen les. Dim ima specifičen vonj po saj. Ko se polena segreje, izhlapi, vname in izgine.
- Siva - izvira iz razgretih, vendar ne gorečih polen in ognjev. Nastane pri visoki temperaturi iz vrelih olj in smol ter kondenzira v meglico. Njegovi delci so veliko manjši kot delci belega dima in je lažji in bolj suh od njega.
- Črna - zažgan katran, imenovan saje. Nastane med razgradnjo ogljikovodikov v plamenu z nezadostno oksidacijo.
Dim ognja se dolgo zadržuje v telesu in vsebuje veliko količino škodljivih snovi. To bi si morali zapomniti vsi, ki radi sedite ob ognju.
Lastnosti lesa
Različne drevesne vrste imajo naslednje fizikalne lastnosti:
- Barva - pod vplivom podnebja in lesnih vrst.
- Sijaj - odvisno od tega, kako se razvijejo žarki v obliki srca.
- Tekstura - povezana s strukturo lesa.
- Vlaga - razmerje med odstranjeno vlago in maso lesa v suhem stanju.
- Skrčenje in nabrekanje - prvo nastane kot posledica izhlapevanja higroskopske vlage, nabrekanje - absorpcija vode in povečanje prostornine.
- Gostota - približno enaka za vse drevesne vrste.
- Toplotna prevodnost - sposobnost prevajanja toplote skozi debelino površine je odvisna od gostote.
- Zvočna prevodnost - značilna je hitrost širjenja zvoka, odvisna je od lokacije vlaken.
- Električna prevodnost - odpornost proti prehoduelektrični tok. Nanj vplivajo pasma, temperatura, vlažnost, smer vlaken.
Pred uporabo lesnih surovin za določene namene se najprej seznanijo z lastnostmi lesa in šele nato gredo v proizvodnjo.
Prednosti in slabosti lesa
Les ima naslednje prednosti:
- odlična obdelava;
- lahka pribitost;
- dobro obarvan, poliran, lakiran;
- ima sposobnost absorbiranja zvokov;
- kislinska odpornost;
- visoka sposobnost upogibanja.
Slabosti lesa vključujejo:
- sprememba oblike in velikosti zaradi krčenja in otekanja;
- nizka odpornost proti cepljenju;
- gnitje;
- škoda zaradi žuželk;
- požarite, če se ne upoštevajo varnostna pravila.
Uporaba lesa v različnih sektorjih gospodarstva
Les se pogosto uporablja v naslednjih panogah:
- vezan les - furnir, vezan les;
- obdelava lesa - lesene plošče, vžigalice, mizarstvo, pohištvo;
- sečnja - surovine, ki se uporabljajo v lesno-kemični industriji, potrošniško blago, drva vseh vrst;
- žaga - raznovrsten les;
- lesna kemikalija – katran, oglje, ocetna kislina;
- pulpa in papir - papir, karton, celuloza;
- hidroliza – krmni kvas, alkoholetil.
Sklep
Les je eden najbolj razširjenih materialov na svetu. Že stoletja se uporablja v gradbeništvu, proizvodnji pohištva in za ogrevanje stanovanjskih prostorov. Lesene konstrukcije se uporabljajo v vsaki družini. Les se vse bolj uporablja v različnih panogah. Glavne prednosti tega materiala so prijaznost do okolja, visoka trdnost, enostavna obdelava, možnost uporabe odpadkov za gorivo in druge namene.
