از زمان های بسیار قدیم، مردم سوزاندن چوب را تجربه کرده اند. و از آن زمان به بعد چوب به عنوان اصلی ترین نوع سوخت مورد استفاده قرار گرفت که برای گرم کردن اتاق های مختلف و طبخ غذا استفاده می شود. علیرغم تنوع مواد قابل احتراق، چوب به دلیل هزینه کم، در دسترس بودن و سهولت کار، به عنوان یک سوخت رایج در قرن بیست و یکم باقی مانده است. برای استفاده موثر و ایمن از آن در اجاق گاز و شومینه باید اطلاعاتی در مورد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن داشت.
عوامل مؤثر بر دمای احتراق
حداکثر دمای احتراق چوب به گونه بستگی دارد و تحت شرایط زیر قابل دستیابی است:
- محتوای رطوبت - نه بیشتر از 20٪؛
- فضای محصور مورد استفاده برای احتراق؛
- در دسترس بودن اکسیژن به مقدار لازم.
همچنین امکان سوزاندن هیزم تازه با رطوبت 40 تا 60٪ وجود دارد در حالی که:
- هیزم خام فقط در اجاقی که خوب گرم شده است مشتعل می شود؛
- دفع گرما20-40٪ کاهش می یابد؛
- افزایش مصرف هیزم تقریباً دو برابر خواهد شد؛
- دوده روی دیوارهای اجاق گاز و دودکش می نشیند.
راندمان احتراق به دلیل نیاز به افزایش دما به میزان قابل توجهی کاهش می یابد که منجر به تبخیر آب و سوزاندن قطران از چوب های نرم می شود. در شرایط ایده آل، راش و خاکستر بالاترین دمای احتراق و صنوبر کمترین دمای احتراق را دارند. راش، کاج اروپایی، بلوط و ممرز از گونه های چوبی با ارزش هستند و به عنوان سوخت مورد استفاده قرار نمی گیرند. در شرایط خانگی از درختان توس و سوزنی برگ برای سوزاندن چوب در اجاق ها استفاده می شود، با توجه به اینکه در هنگام احتراق بالاترین دما را می دهند.
کدام چوب داغتر می سوزد؟
همانطور که قبلا ذکر شد، چوب یکی از پرمصرف ترین سوخت ها برای گرم کردن خانه های خارج از شهر است. با توجه به اینکه همه هیزم ها در دماهای مختلف می سوزند، باید آن هایی را انتخاب کنید که بهتر هستند. شرط اصلی برای سوزاندن چوب وجود اکسیژن است و این تا حد زیادی به طراحی اجاق گاز بستگی دارد. علاوه بر این، هر چوب دارای ترکیب شیمیایی و چگالی خاص خود است. هر چه درخت متراکم تر باشد انتقال حرارت از آن بیشتر می شود. برای انتقال حرارت بیشتر چوب در حین احتراق اهمیت ویژه ای دارد؟ علاوه بر چگالی و وجود اکسیژن، رطوبت هیزم را نیز دارد.
چوب خشک بهتر می سوزد و گرمای بیشتری نسبت به چوب مرطوب تولید می کند. از این رو پس از بریدن آنها را داخل چوب‌ها گذاشته و به مدت یک سال در زیر سایبان خشک می‌کنند. هرکسی که تا به حال اجاقی را با هیزم گرم کرده است، متوجه شده است که برخی از آنها در حال سوختن هستند.روشن، گرمای زیادی را آزاد می کند، در حالی که دیگران دود می کنند و اجاق گاز را کمی گرم می کنند. به نظر می رسد همه چیز به گرمای خروجی هیزم بستگی دارد. با توجه به این شاخص مناسب ترین گونه ها برای سوزاندن در اجاق ها توس، کاج و آسپن هستند.
چه چیزی هنگام سوختن درخت آزاد می شود؟
هنگامی که چوب می سوزد، دود تولید می شود که از ذرات جامد (دوده) و محصولات گازی حاصل از احتراق تشکیل شده است. آنها شامل مواد موجود در چوب هستند. محصولاتی که هنگام سوختن چوب آزاد می شوند شامل نیتروژن، دی اکسید کربن، بخار آب، دی اکسید گوگرد و مونوکسید کربن است که می تواند بیشتر بسوزد.
تخمین زده می شود که هر کیلوگرم چوب در طول احتراق تقریباً 800 گرم محصولات گازی و 200 گرم زغال سنگ ساطع می کند. ترکیب محصولات احتراق چوب نیز به شرایطی بستگی دارد که این فرآیند در آن اتفاق می افتد. این می تواند باشد:
- ناقص - زمانی رخ می دهد که دسترسی کافی به اکسیژن وجود نداشته باشد. در نتیجه احتراق، موادی آزاد می شوند که قادر به سوختن مجدد هستند. اینها عبارتند از: دوده، مونوکسید کربن و هیدروکربن های مختلف.
- Full - با دسترسی کافی به اکسیژن رخ می دهد. در نتیجه احتراق، محصولاتی تشکیل می شوند - دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد، بخار آب - که دیگر قادر به سوختن نیستند.
شرح فرآیند احتراق
در فرآیند سوزاندن چوب مراحل مختلفی وجود دارد:
- گرم شدن - در دمای حداقل 150 درجه سانتیگراد و در حضور منبع آتش خارجی انجام می شود.
- اشتعال - دمای مورد نیاز از 450 تا 620 درجه سانتیگراد دربسته به رطوبت و تراکم چوب و همچنین شکل و مقدار هیزم.
- احتراق - شامل دو مرحله است: آتشین و دود. برای مدتی، هر دو نوع به طور همزمان پیش می روند. پس از توقف تشکیل گازها، فقط زغال سنگ می سوزد (سود می کند).
- محو شدن - وقتی اکسیژن قطع می شود یا وقتی سوخت تمام می شود رخ می دهد.
چوب متراکم به دلیل رسانایی حرارتی بالاتر، کندتر از چوب های کم متراکم می سوزد. هنگام سوزاندن هیزم مرطوب، گرمای زیادی صرف تبخیر رطوبت می شود، بنابراین آنها کندتر از هیزم خشک می سوزند. آیا سوزاندن چوب یک پدیده فیزیکی است یا شیمیایی؟ این سوال از اهمیت عملی برخوردار است و شرایط حداکثر انتقال حرارت و مدت زمان سوختن به تفسیر صحیح آن بستگی دارد. از یک طرف، این یک پدیده شیمیایی است: هنگامی که چوب می سوزد، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد و مواد جدیدی تشکیل می شود - اکسیدها، گرما و نور آزاد می شوند. از طرف دیگر، فیزیکی است: در طول فرآیند، افزایش انرژی جنبشی مولکول ها رخ می دهد. در نتیجه، معلوم می شود که فرآیند سوزاندن چوب یک پدیده فیزیکی و شیمیایی پیچیده است. آشنایی با او به شما کمک می‌کند تا گونه‌های چوبی مناسب را انتخاب کنید تا منبع گرمایی طولانی‌مدت و پایداری برای خود فراهم کنید.
ویژگی های دودی که هنگام آتش زدن آتش ایجاد می شود
هنگام پرتاب هیزم به داخل آتش، افزایش انتشار دود و مونوکسید کربن - مونوکسید کربن وجود دارد. علاوه بر این، دود در رنگ های مختلف ظاهر می شود:
- سفید یک آئروسل است که از قطرات کوچک آب و بخار قیر تشکیل شده است.چوب سرد دود بوی خاصی از دوده دارد. با گرم شدن کنده، تبخیر می‌شود، شعله‌ور می‌شود و ناپدید می‌شود.
- خاکستری - ناشی از داغ بودن، اما نه سوزاندن کنده ها و آتش سوزی ها است. در دمای بالا از روغن‌ها و رزین‌ها در حال جوشیدن تشکیل می‌شود و به صورت غبار متراکم می‌شود. ذرات آن بسیار کوچکتر از ذرات دود سفید است و سبک تر و خشک تر از آن است.
- سیاه - قیر سوخته به نام دوده. در طی تجزیه هیدروکربن ها در شعله با اکسیداسیون ناکافی تشکیل می شود.
دود ناشی از آتش برای مدت طولانی در بدن باقی می ماند و حاوی مقادیر زیادی مواد مضر است. این را همه کسانی که دوست دارند کنار آتش بنشینند باید به خاطر بسپارند.
خواص چوب
گونه های مختلف درخت دارای ویژگی های فیزیکی زیر هستند:
- رنگ - تحت تأثیر آب و هوا و گونه های چوبی.
- درخشش - بستگی به نحوه رشد پرتوهای قلبی شکل دارد.
- بافت - مربوط به ساختار چوب.
- رطوبت - نسبت رطوبت حذف شده به جرم چوب در حالت خشک.
- انقباض و تورم - اولین مورد در نتیجه تبخیر رطوبت رطوبت، تورم - جذب آب و افزایش حجم به دست می آید.
- تراکم - تقریباً برای همه گونه‌های درختی یکسان است.
- رسانایی حرارتی - توانایی هدایت گرما از طریق ضخامت سطح، به چگالی بستگی دارد.
- رسانایی صوت - با سرعت انتشار صدا مشخص می شود و به محل الیاف بستگی دارد.
- رسانایی الکتریکی - مقاومت در برابر عبورجریان الکتریسیته. این تحت تأثیر نژاد، دما، رطوبت، جهت فیبر است.
قبل از استفاده از مواد اولیه چوب برای مصارف خاص، ابتدا با خواص چوب آشنا می شوند و سپس وارد تولید می شوند.
مزایا و مضرات چوب
چوب دارای مزایای زیر است:
- ماشینکاری عالی؛
- ناخن خفیف؛
- خوب رنگ آمیزی، صیقلی، لاک زده؛
- قابلیت جذب صداها را دارد؛
- مقاومت در برابر اسید؛
- قابلیت خمش بالا.
معایب چوب عبارتند از:
- تغییر شکل و اندازه به دلیل جمع شدن و تورم؛
- مقاومت انشعاب کم؛
- پوسیدگی;
- آسیب توسط حشرات;
- آتش هنگامی که قوانین ایمنی رعایت نمی شود.
استفاده از چوب در بخش های مختلف اقتصاد
چوب به طور گسترده در صنایع زیر استفاده می شود:
- تخته سه لا - روکش، تخته سه لا;
- نجاری - تخته چوب، کبریت، نجاری، مبلمان؛
- خردگیری - مواد خام مورد استفاده در صنایع شیمیایی چوب، کالاهای مصرفی، هیزم از همه نوع؛
- کارخانه - الوارهای مختلف؛
- مواد شیمیایی چوب - قطران، زغال چوب، اسید استیک؛
- خمیر و کاغذ - کاغذ، مقوا، خمیر;
- هیدرولیز - مخمر علوفه، الکلاتیل.
نتیجه گیری
چوب یکی از پرکاربردترین مواد در جهان است. قرن هاست که در ساخت و ساز، تولید مبلمان و برای گرم کردن اماکن مسکونی استفاده می شود. سازه های چوبی در هر خانواده ای استفاده می شود. چوب به طور فزاینده ای در صنایع مختلف استفاده می شود. از مزایای اصلی این ماده می توان به سازگاری با محیط زیست، استحکام بالا، پردازش آسان، قابلیت استفاده از زباله برای سوخت و سایر اهداف اشاره کرد.
