» » Теплотворность дров

Теплотворность дров

Древесина

Теплотворность дров, теплотворная способность дров

Дрова – соразмерные очагу куски древесины, используемые для разведения и поддержания в нем огня. По своему качеству, дрова – это самое нестабильное топливо в мире...

  1. Топливо – дрова
  2. Государственный стандарт на дрова
  3. Учёт дров
  4. Теплотворность дров
  5. Таблица теплотворности дров
  6. Теплотворность гнилых дров
  7. Теплотворность влажных дров
  8. Теплотворность дров из разных регионов
  9. Зола | Зольность дров
  10. Жаропроизводительность дров
  11. Качество дров (народная практика)

Топливо – дрова

Дрова – самый древний и традиционный источник тепловой энергии, который относится к возобновляемому виду топлива. По определению, дрова – это соразмерные очагу куски древесины, используемые для разведения и поддержания в нём огня. По своему качеству, дрова – это самое нестабильное топливо в мире.

Тем не менее, весовой процентный состав любой дровяной массы примерно одинаков. В него входят – до 60% целлюлозы, до 30% лигнина, 7...8% сопутствующих углеводородов. Остальное (1...3%) – минеральные вещества

Государственный стандарт на дрова

На территории России действует
ГОСТ 3243-88 Дрова. Технические условия
Скачать GOST_3243-88.pdf [229,53 Kb] (cкачиваний: 1305)

Стандарт времён Советского Союза определяет:

  1. Сортамент дров по размеру
  2. Допустимое количество гнилой древесины
  3. Сортамент дров по теплотворности
  4. Методику учёта количества дров
  5. Требования к транспортированию и хранению
    дровяного топлива

Из всей ГОСТ-овской информации, самая ценная – это методы обмеров дровяных штабелей и коэффициенты для перевода величин из складочной меры в плотную (из складометра – в кубометр). Кроме этого, вызывает ещё некоторый интерес пунктик по ограничению ядровой и заболонной гнили (не более 65% площади торца), а также запрет на наружную трухлявость. Вот только трудно представить себе такие гнилые дрова в наш космический век погони за качеством.

Согласно ГОСТ 3243-88,
минимально неделимую часть дровяного массива называют поленом.

Полено имеет ограничение по длине:
0,25м, 0,33м, 0,5м, 0,75м, 1м

Полено имеет ограничение по толщине (в поперечном сечении):
минимум 3см,
максимум 16см по диаметру, или 22см по наибольшей стороне раскола (для колотых дров)

Что касается теплотворности,
то ГОСТ 3243-88 разделяет все дрова на три группы:

  1. берёза, бук, ясень, граб, ильм, вяз, клён, дуб, лиственница
  2. сосна, ольха
  3. ель, кедр, пихта, осина, липа, тополь, ива

Градация теплотворности дров в зависимости от породы дерева по ГОСТ 3243-88 несколько не совпадает с расчётной теплотворностью древесины в зависимости от породы дерева, см.:
Таблица объёмной теплотворности дров
Таблица объёмной теплотворности древесины
Очевидно, сказывается разница между теоретической и практической сторонами вопроса.

Учёт дров

Для учёта любой материальной ценности, самое главное – способы и методы подсчёта её количества. Количество дров можно учитывать, или в тоннах и килограммах, или в складочных и кубических метрах и дециметрах. Соответственно – в массовых или в объёмных единицах измерения

  1. Учёт дров в массовых единицах измерения
    (в тоннах и килограммах)
    Этот способ учёта дровяного топлива используется крайне редко из-за своей громоздкости и неповоротливости. Он позаимствован у строителей-деревообработчиков и является альтернативным методом для тех случаев, когда дрова проще взвесить, нежели определить их объём. Так, например, иногда при оптовых поставках дровяного топлива бывает проще взвешивать отгруженные «с верхом» вагоны и автомобили-лесовозы, нежели определять объём возвышающихся на них бесформенных дровяных «шапок»

    Преимущества
    учёта дров в массовых единицах измерения
    – простота обработки информации для дальнейшего подсчёта суммарной теплотворности топлива при теплотехнических расчётах. Потому что, теплотворность весовой меры дров высчитывается по простенькой формуле и практически неизменна для любой породы дерева, независимо от географического места её произрастания и степени трухлявости. Таким образом, при учёте дров в массовых единицах происходит учёт чистого веса горючего материала за минусом веса влаги, количество которой определяется прибором-влагомером

    Недостатки
    учёта дров в массовых единицах измерения
    – способ абсолютно неприемлем для обмера и учёта партий дров в полевых условиях лесозаготовки, когда требуемого спецоборудования (весов и прибора-влагомера) может не оказаться под рукой
    – результат замера влажности вскорости становится неактуальным, дрова быстро сыреют или подсыхают на воздухе

  2. Учёт дров в объёмных единицах измерения
    (в складочных и кубических метрах и дециметрах)
    Этот способ учёта дровяного топлива получил самое широкое распространение, как наиболее простой и быстрый способ учёта дровяной топливной массы. Поэтому, учёт дров повсеместно производится в объёмных единицах измерения – складометрах и кубометрах (складочная и плотная меры)

    Преимущества
    учёта дров в объёмных единицах измерения
    – предельная простота в исполнении обмеров дровяных штабелей линейным метром
    – результат обмера легко контролируется, остаётся неизменным долгое время и не вызывает сомнениям
    – методика обмеров дровяных партий и коэффициенты для перевода величин из складочной меры в плотную стандартизированы и изложены в ГОСТ 3243-88

    Недостатки
    учёта дров в массовых единицах измерения
    – платой за простоту учёта дров в объёмных единицах становится усложнение дальнейших теплотехнических расчётов для подсчёта суммарной теплотворности дровяного топлива (нужно учитывать породу дерева, место его произрастания, степень трухлявости дров и т.д.)

Теплотворность дров

Теплотворность дров,
она же – теплота сгорания дров,
она же – теплотворная способность дров

Чем теплотворность дров отличается от теплотворности древесины?

Теплотворность древесины и теплотворность дров – родственные и близкие по значению величины, отождествляемые в повседневной жизни с понятиями «теория» и «практика». В теории мы изучаем теплотворность древесины, а на практике – имеем дело с теплотворностью дров. При этом, реальные дровяные чурбаки могут иметь куда более широкий спектр отклонений от нормы, нежели лабораторные образцы.

Например, у реальных дров есть кора, которая не является древесиной в прямом смысле этого слова и, тем не менее – занимает объём, участвует в процессе горения дров и имеет собственную теплотворность. Зачастую, теплотворность коры значительно отличается от теплотворности самой древесины. Кроме этого, реальные дрова могут быть гнилыми и трухлыми, иметь разную плотность древесины в зависимости от региона произрастания, иметь большой процент внешней зольности и др.

Таким образом, для реальных дров – показатели теплотворности носят обобщённый и слегка заниженный характер, поскольку для реальных дров – нужно учитывать в комплексе все отрицательные факторы, снижающие их теплотворность. Этим и объясняется разница в меньшую сторону по величине между теоретически-расчётными значениями теплотворности древесины и практически-прикладными значениями теплотворности дров.

Иными словами, теория и практика – это разные вещи.

см:
Таблица объёмной теплотворности дров
Таблица объёмной теплотворности древесины

Теплотворность дров – это объём полезного тепла, образующийся при их сгорании. Под полезным теплом подразумевается теплота, которую можно отобрать от очага без ущерба для процесса горения. Теплотворность дров – важнейший показатель качества дровяного топлива. Теплотворность дров может колебаться в широких пределах и зависит, в первую очередь, от двух факторов – теплотворности самой древесины и её влажности.

  • Теплотворность древесины зависит от количества горючего древесинного вещества, присутствующего в единице массы или объёма древесины. (более подробно про теплотворность древесины в статье – «Древесина | Теплотворность древесины»)
  • Влажность древесины зависит от количества воды и иной влаги, присутствующих в единице массы или объёма древесины. (более подробно про влажность древесины в статье – «Дрова | Влажность древесины»)

Различают массовую и объёмную теплотворность дров в зависимости от того, в массовых или в объёмных единицах произведён учёт топлива. На данный момент, широко практикуется учёт дров в объёмных единицах (складометрах и кубометрах). Поэтому, объёмная теплотворность дров выходит на первый план и становится решающим фактором при их выборе.

Таблица объёмной теплотворности дров

Градация теплотворности по ГОСТ 3243-88
(при влажности древесины 20%)

Конвертер единиц объёмной теплотворности (Дж/см3, кал/см3)

Порода дерева Объёмная удельная теплотворная способность дров
(ккал/дм3)
Берёза 1389...2240

Первая группа
по ГОСТ 3243-88:

берёза, бук, ясень, граб, ильм, вяз, клён, дуб, лиственница

бук 1258...2133
ясень 1403...2194
граб 1654...2148
ильм не найдено
(аналог – вяз)
вяз 1282...2341
клён 1503...2277
дуб 1538...2429
лиственница 1084...2207
сосна 1282...2130

Вторая группа
по ГОСТ 3243-88:

сосна, ольха

ольха 1122...1744
ель 1068...1974

Третья группа
по ГОСТ 3243-88:

ель, кедр, пихта, осина, липа, тополь, ива

кедр 1312...2237
пихта

не найдено
(аналог – ель)

осина 1002...1729
липа 1046...1775
тополь 839...1370
ива 1128...1840

 

Теплотворность гнилых дров

Абсолютно верно утверждение, что гниль ухудшает качество дров и уменьшает их теплотворность. Но вот, на сколько сильно уменьшается теплотворность гнилых дров – это вопрос. Советские ГОСТ 2140-81 и ГОСТ 3243-88 определяют методику измерения размеров гнили, ограничивают количество гнили в полене и количество гнилых поленьев в партии (не более 65% площади торца и не более 20% от общей массы, соответственно). Но, при этом – стандарты никак не указывают на изменение теплотворности самих дров.

Очевидно, что в пределах требований ГОСТ-ов не наступает сколь существенного изменения общей теплотворности дровяной массы из-за гнили, поэтому – отдельными гнилыми чурбаками можно смело пренебречь.

Если же гнили больше, чем допустимо по стандарту, то учёт теплотворности таких дров целесообразно производить в массовых единицах измерения. Потому что, при гниении древесины происходят процессы, которые разрушают древесинное вещество и нарушают его клеточную структуру. При этом, соответственно – уменьшается плотность древесины, что в первую очередь сказывается на её весе и практически не сказывается на её объёме. Таким образом, массовые единицы теплотворности будут более объективны для учёта теплотворности очень гнилых дров.

По определению, массовая (весовая) теплотворность дров – практически не зависит от их объёма, породы дерева и степени трухлявости. И, только влажность древесины – оказывает большое влияние на массовую (весовую) теплотворную способность дров

Теплотворность весовой меры трухлых и гнилых дров практически равна теплотворности весовой меры обычных дров и зависит только от влажности самой древесины. Потому что, только вес воды вытесняет вес горючего древесинного вещества из весовой меры дров, плюс потери тепла на испарение воды и разогрев водяного пара. Что собственно нам и надо.

Соответственно, расчётная массовая теплотворность древесины выглядит так:
    для комнатно-сухой древесины, влажностью 7...18%
    Q(теплотворность) = 4250...3700 ккал/кг
    для воздушно-сухой древесины, влажностью 25...30%
    Q(теплотворность) = 3120...2870 ккал/кг
    для сплавной древесины, влажностью 50...70%
    Q(теплотворность) = 1620...720 ккал/кг

Теплотворность дров из разных регионов

Объёмная теплотворность дров для одной и той же породы дерева, произрастающего в разных регионах может отличаться за счёт изменения плотности древесины в зависимости от водонасыщённости почвы в районе произрастания. Причём, совсем не обязательно это должны быть разные регионы или области страны. Даже в пределах небольшого участка (10...100 км) лесозаготовки, объёмная теплотворность дров для одной и той же породы дерева может изменяться с разницей в 2...5% за счёт изменения плотности древесины. Это объясняется тем, что в засушливой местности (в условиях недостатка влаги) нарастает и образуется более мелкая и плотная клеточная структура древесины, нежели в богатой на воду болотистой земле. Таким образом, суммарное количество горючего древесинного вещества в единице объёма будет выше для дров, заготовленных на более сухих участках даже для одного и того же района лесозаготовки. Конечно, разница не так уж и велика, примерно 2...5%. Тем не менее, при крупных заготовках дров это может дать реальный экономический эффект.

Массовая теплотворность для дров из одной и той же породы дерева, произрастающего в разных регионах абсолютно не будет разниться, поскольку массовая теплотворность не зависит от плотности древесины, а зависит только от её влажности

Зола | Зольность дров

Зола – это минеральные вещества, которые содержатся в дровах и которые остаются в твёрдом остатке после полного сгорания дровяной массы. Зольность дров – это степень их минерализации. Зольность дров измеряется в процентах от общей массы дровяного топлива и показывает на количественное содержание в нём минеральных веществ.

Различают внутреннюю и внешнюю золу

Внутренняя зола Внешняя зола
Внутренняя зола – это минеральные вещества, которые содержатся непосредственно в древесинном веществе Внешняя зола – это минеральные вещества, которые попали в дрова извне (например, при заготовке, транспортировке или хранении)
Внутренняя зола – тугоплавкая масса (выше 1450 °С), которая легко удаляется из высокотемпературной зоны горения топлива Внешняя зола – легкоплавкая масса (менее 1350°С), которая спекается в шлак, прикипающий к футеровке камеры сгорания отопительного агрегата. Как следствие такого спекания и прикипания – внешняя зола плохо удаляется из высокотемпературной зоны горения топлива
Содержание внутренней золы древесинного вещества находится в пределах от 0,2 до 2,16% от общей дровяной массы Содержание внешней золы может достигать 20% от общей дровяной массы
Зола – это нежелательная часть топлива, которая снижает его горючую составляющую и затрудняет эксплуатацию отопительных агрегатов

 

Жаропроизводительность дров

Жаропроизводительность дров – это максимальная температура горения, которая развивается при полном сгорании топлива при условии, что все выделяющееся тепло расходуется только на нагрев продуктов горения. Чем выше жаропроизводительность дров, тем выше качество тепловой энергии, выделяющейся при их сжигании.

По определению Д.И. Менделеева, жаропроизводительность – это предел для значения температуры горения топлива, при котором реальная температура горения дров стремится к теоретически максимально-возможной.

Теоретическая максимально-возможная температура (жаропроизводительность), развиваемая древесиной при горении равна 1547°С. Практическая-же максимальная температура, развиваемая древесиной при горении, находится в пределах 700...1200°С. Такая разница объясняется охлаждением холодным воздухом высокотемпературной зоны горения.

Интересно, что в доменных и мартеновских печах, где реализован принцип подачи подогретого воздуха в зону горения дров (древесного угля), легко достигается температура плавления чугуна и стали 1250...1500°С 

Жаропроизводительность дров зависима от их влажности. При влажности дров в 55% и более, практически вся теплота от сгорания древесинного вещества уходит на испарение содержащейся влаги и разогрев водяного пара. При этом, жаропроизводительность дров понижается более чем в 2 раза и нет смысла использовать такие сырые дрова в отопительных целях.

Качество дров (народная практика)

Как показала многолетняя народная отопительная практика, все дрова, используемые в отопительных целях, можно условно разделить на три большие группы:

  1. Дрова из твёрдых лиственных пород древесины
    (дуб, берёза, бук, вяз, граб, акация, ольха и др.)
    Это самые качественные дрова. Они имеют высокую теплотворность, долго и жарко горят, образуют много тлеющих углей (жар). При горении дров из твёрдых лиственных пород, в топке отопительного агрегата длительное время поддерживается высокая и стабильная температура

  2. Дрова из мягких лиственных пород древесины
    (липа, осина, тополь, ива и др.)
    Качество этих дров значительно ниже. Они имеют невысокую теплотворность, быстро сгорают и не образуют тлеющие угли (жар). При горении дров из мягких лиственных пород, редко удаётся стабилизировать температуру в топке отопительного агрегата (дрова быстро сгорают)

  3. Дрова из хвойных пород древесины
    (сосна, лиственница, ель, кедр, туя и др.)
    Дрова из этой группы отличаются высоким содержанием смолы. Смоляные поленья горят долго и жарко, но увы – весьма дымно. Это потому, что смола сгорает не полностью. Остатки смолы в виде копоти и сажи оседают в дымоходе и внутренних частях отопительного агрегата. Вышесказанное не относится к дровяным пиролизным котлам, в которых вообще не образуется сажа за счёт предварительного пиролиза (термического разложения) топлива в газообразное состояние

 

 Теплотворность дров | Теплотворная способность дров на tehnopost.kiev.ua

  1. Топливо – дрова
  2. Государственный стандарт на дрова
  3. Учёт дров
  4. Теплотворность дров
  5. Таблица теплотворности дров
  6. Теплотворность гнилых дров
  7. Теплотворность дров из разных регионов
  8. Зола | Зольность дров
  9. Жаропроизводительность дров
  10. Качество дров (народная практика)

Альтернативное Отопление: дрова, теплотворность, топливо, дровяное, отопление, древесина

(7)
Гость

14 февраля 2014 14:23

теплотворность весовой меры дров высчитывается по простенькой формуле
что ж это за формула такая?
Технолог

16 февраля 2014 07:18

 
Цитата: Гость
что ж это за формула такая?
 
- формула, по которой высчитывается массовая удельная теплотворность для воздушно-сухой древесины, влажностью 25...30%
Q(МРТС) = 4370 – 50 x W = 4370 - 50 x (25...30) = 3120...2870 ккал/кг
где W – относительная влажность древесины в процентах,
4370 – значение массовой абсолютной (высшей) теплотворности древесины, которое высчитываются индивидуально, исходя из процентного соотношения абсолютно сухого древесного вещества и содержащейся в нем влаги.
подробнее
Расчёт теплотворности древесины

Гость

21 марта 2014 05:45

Ностальгия — это когда вспоминаешь, как хорошо было сидеть перед уютным камином, но уже не помнишь, как пилил дрова для него

Ольга

27 декабря 2016 09:44

Скажите пожалуйста как рассчитать сколько образуется золы от сжигания дров пиролизным методом горения
Гость

27 декабря 2016 18:44

Цитата: Ольга
Скажите пожалуйста как рассчитать сколько образуется золы от сжигания дров пиролизным методом горения

Уверенно утверждается следующая топливная аксиома: зольность дров (твёрдого топлива) не зависит от способа его горения и сжигания. Зольность любого твердого топлива определяется лабораторным методом, зависит от вида топлива, и – это очень индивидуальная величина.
Ликсеич

21 марта 2017 22:13

Интересно кому нужны такие данные, где погрешность 60% (теплотворность берёзы от 1389 до 2240) ?))
Видимо и сайт пИсали специалисты ну очень широкого профиля...
Особенно умиляет 1389 !!!
Округлить до 1390 видать смекалки не хватило... ещё бы 1389,7 написали... при таких-то точных табличных (я бы сказал: справочных) данных.
Не позорились бы... *специалисты*...
Технолог

22 марта 2017 04:14

Цитата: Ликсеич
Не позорились бы... *специалисты*...

Несведущего человека видно по комментарию.
Добавление комментария
Имя: * (любое имя)
E-Mail: * (любой e-mail)
Текст: *
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив

Набор онлайн-калькуляторов для перевода единиц и величин

Работа и энергия

Электроенергия

Древесина - альтернативное топливо, которое заменит традиционные энергоносители
горение, дерево, древесина, дрова, дровяное, комфорт, котёл, микроклимат, отопление, пиролиз, помещение, температура, тепло, теплота, теплотворность, топливо