Capire come legna da ardere brucia, i dettagli tecnici
Fase 1: L’Evaporazione dell’Umidità – altrimenti noto come “la d@mn cosa succede”
Se avete mai provato a masterizzare bagnato o non stagionato legno nel camino saprai come molto frustrante questa fase può essere., Raccogliendo carta accartocciata, accensione, una bracciata di rami più piccoli e una sorta di accelerante per accendere un fuoco come starter-mattoni o accendini ( e MAI una lattina di benzina o diesel – sul serio, ) si colpisce una partita (o probabilmente più come 5 o 10 se siamo onesti!) e se ne va!, Sfortunatamente quella raffica iniziale di fiamme indotte dal petrolio di solito si sposta nella fase” non c’è fumo senza fuoco ” in cui incrociamo le dita, soffiamo fino a quando non siamo strabici e speriamo disperatamente che catturerà la luce-giocherellando costantemente con gli ammortizzatori del camino e le prese d’aria perché ammettiamolo-abbiamo effettivamente letto quelle istruzioni della stufa? Veramente?? (Ok, sono solo io.,)
In ogni caso, se tutto va bene, arriviamo fino alla fase di evaporazione dell’umidità della combustione del legno, dove invece di produrre calore, il calore viene assorbito mentre l’acqua intrappolata all’interno del legno viene trasformata in vapore e rimossa dal legno facendola bollire. Più frequentemente i piromani osservanti tra di noi avranno notato questo fenomeno che accade sulle estremità dei rami più piccoli dove l’acqua appena sotto la corteccia bolle e gocciola fumante nel focolare., Per essere tecnico, questa prima fase della combustione del legno si basa su come ottenere la temperatura del legno fino a 212 gradi Fahrenheit come l’acqua nel legno comincia a bollire, poi evapora. Come abbiamo spiegato nella nostra Guida sul riscaldamento efficiente delle piscine, evaporazione prende un sacco di energia-che va contro il grano dove legna per il calore va, quindi prima regola di legna in stufe o caminetti è; Bruciare legna secca! Il contenuto massimo di umidità dovrebbe essere considerato intorno all’intervallo 15-20%, quindi quando si sceglie la legna da ardere, fare l’umidità una considerazione e quale tipo di legno.,
A differenza dell’umidità nei tronchi fradici o non stagionati, i gas volatili sono combustibili. Bruciano e rilasciano calore, che è quello che stiamo mirando a meno che non abbiamo qualche salmone penzoloni in alto nel camino o si sta accendendo il fumatore. Quindi, quando la temperatura superficiale del legno supera i 212 ° F a circa 450 ° F, vengono rilasciati gas abbondanti in creosoto: anidride carbonica, monossido di carbonio e acidi acetici e formici., Tuttavia, poiché questi gas generati nella prima fase della combustione non si accendono fino a quando tutta l’umidità evapora e la temperatura di accensione è abbastanza calda da innescarli, questo porta a livelli elevati del tipo di emissioni che non vogliamo davvero sparare al camino e agli uccelli che passano il gas. L’abbiamo detto prima, ma lo diremo di nuovo-prima regola della combustione del legno? Brucia il legno secco! (Oh, e il legno giusto per la massima potenza termica troppo, se si vuole ottenere tostato.,)
Una volta che questo processo di evaporazione dell’umidità in eccesso è completo e la temperatura nella nostra stufa o camino aumenta, porta alla fase di combustione del legno 2.
Fase 2: La vaporizzazione di composti idrocarburici,” Combustione primaria “o” Sì, penso che sia accesa” fase
Nella fase 2 della combustione del legno non siamo ancora nella fase di produzione di calore (forse un pochino) ma ci stiamo avvicinando! A questo punto, siamo oltre cinquecento gradi e le temperature sono in aumento. La struttura chimica del legno inizia a rompersi e inizia il processo di pirolisi., La pirolisi “libera gas organici e lascia carbone ricco di carbonio”. Questo processo crea anche una miscela di idrocarburi sotto forma di goccioline di catrame liquido e gas combustibili e scavare in questa parte è molto complesso. A questo punto abbiamo vapori di idrocarburi, monossido di carbonio, metano, vapore acqueo, anidride carbonica e un bel mix di altri vapori. Questo è un importante punto di svolta per stufa a legna o camino efficienza come le temperature continuano a salire.,
Dopo che l’umidità viene espulsa dal legno e il calore aumenta la temperatura del legno sopra i 540° F, avviene la seconda fase della combustione. Questa è la fase di produzione di calore. Si verifica a due diversi livelli di temperatura: combustione primaria e secondaria.
Combustione primaria:
Il processo mediante il quale i gas vengono rilasciati dal legno e bruciati è chiamato combustione primaria. La combustione primaria inizia a circa 540 ° F, continua verso 900 ° F e provoca il rilascio di una grande quantità di energia., La combustione primaria rilascia anche grandi quantità di gas combustibili incombusti, tra cui metano e metanolo, nonché più acido, vapore acqueo e diossidi di carbonio – che sono la potenziale fine “yuck” dell’equazione.
Combustione secondaria:
Tempo per concentrare la gente, questi gas, chiamati gas secondari, contengono fino al 60% del calore potenziale nel legno, quindi la loro combustione efficiente e ottimizzata è davvero importante per ottenere un’elevata efficienza complessiva di combustione in una stufa a legna o camino., I gas secondari non vengono bruciati vicino al legno a causa della mancanza di ossigeno (l’ossigeno viene consumato dalla combustione primaria) o della temperatura insufficiente.
Le condizioni necessarie per bruciare i gas secondari sono ossigeno sufficiente e temperature di almeno 1100° F. L’alimentazione dell’aria è un elemento critico nel processo di combustione qui – motivo per cui bruciatore a legna ad alta efficienza, camino o stufa a legna manutenzione è essenziale come perdite d’aria da guarnizioni delle porte mal montati o compressi, In parole povere, troppa poca aria non supporterà la combustione secondaria del gas e troppa raffredderà la temperatura fino a un punto in cui questa combustione secondaria non può verificarsi.
Ricorda che l’aria è circa l ‘ 80% di gas inerte e, quando viene introdotta in una stufa a legna, è ben al di sotto dei 1100° F necessari per sostenere la combustione secondaria. Più aria si mescola con i gas secondari, maggiore è la quantità di calore assorbita dall’azoto e minore è la temperatura della miscela gas-aria secondaria.,
la combustione Secondaria può accadere in alta efficienza stufe a legna e caminetti, che sono progettati per soddisfare o superare l’EPA requisiti per l’aria pulita, ma solo se la stufa è usata correttamente essiccato & legno stagionato, gestito in modo coerente con il suo design ed è collegato ad un corretto funzionamento e pulizia canna fumaria tubo o stack.,
Molte persone non si rendono conto che il camino è il motore che guida la stufa (o camino) e che se il camino o la stufa tubo non è correttamente specificato e integrato (di dimensioni correttamente, avere un’adeguata altezza, o non è abbastanza caldo) e quindi il progetto sarà inadeguata e la stufa migliore del mondo, sarà una delusione al meglio, e forse anche un pericolo peggiore. La combustione incompleta è dispendiosa e arresta il processo alla produzione di monossido di carbonio, che è subottimale soprattutto se il camino non sta disegnando sufficientemente e può backfeed CO in casa., Ancora una volta, l’equilibrio è tutto nella combustione del legno, calore e ossigeno in armonia per creare un’efficienza di combustione ottimale!
Stage 3: Gas Vapor Ignition & Combustion-l’effetto “postbruciatore”della combustione secondaria
Ora che abbiamo tutti questi gas infiammabili prodotti, per la massima efficienza dalla combustione del legno e il minimo inquinamento, ciò di cui hanno bisogno ora è il raggiungimento e il mantenimento della temperatura di soglia minima Dobbiamo supporre che tutti i componenti di quello che viene chiamato “il triangolo del fuoco” siano presenti durante questo processo., L’NFI afferma che tra i gradi 540 e i gradi 1,225 è dove finalmente abbiamo una combustione completa!
In questo ciclo di combustione, il Carbonio è il primo a reagire con l’ossigeno producendo potenzialmente mortale monossido di carbonio, anche se è interessante notare che, più della metà del calore prodotto dal fuoco, a questo punto, è da combustione di idrocarburi gassosi, monossido di carbonio stesso., Affinché la combustione continui, la temperatura dovrebbe rimanere tipicamente superiore a 1.100 gradi ma può raggiungere i 2.000 gradi! Ironia della sorte, in questa fase della combustione, il nostro vecchio amico acqua viene prodotta anche come molecole di idrogeno e ossigeno si combinano con conseguente grandi quantità di vapore acqueo trovato nei gas di combustione. Pertanto è così importante che il potenziale di condensazione dei fumi sia ridotto al minimo e che i materiali dei tubi della stufa siano resistenti alla ruggine e alla corrosione per una lunga durata.
Stage 4: Char Burning – l’accogliente bagliore caldo di braci-perfetto per smores!,
Questa è l’ultima fase della combustione, poiché i primi tre processi hanno lasciato il carbonio nel carbone come unico materiale combustibile rimanente. Perché questo continui a bruciare, è necessaria una temperatura superiore a 950 gradi per bruciare questo carbone ricco di carbonio, ma può bruciare con poca o nessuna fiamma. Quando si nota il suono e il calore delle braci incandescente alla fine della coda di un fuoco, è in realtà la combustione del carbonio nel carbone che è la base della fusione e della produzione di acciaio tradizionale!,
Per riassumere le fasi della combustione; il processo di combustione del legno è complesso in quanto diversi tronchi sono in fasi diverse durante una combustione del fuoco, la linea di fondo è che dopo aver selezionato il legno giusto, è quindi necessario controllare con precisione la temperatura di combustione e il livello di ossigeno per ottimizzare il processo di combustione.,
In alternativa, se il calore costante e affidabile è il fattore decisivo principale, considerare la scelta di una stufa a pellet di legno ad alta efficienza e senza elettricità per la massima potenza termica e il minimo impatto ambientale, vedere qui
