Теплотворна здатність дров

Горіння палива – це дуже швидке його хімічне руйнування і окислення киснем повітря, супроводжуване теплом і світлом. При цьому вуглець утворює вуглекислий газ, водень-водяна пара, кисень входить до складу обох продуктів, а вода випаровується, так що від палива залишається на місці горіння тільки одна зола (тобто негорючі мінеральні речовини).

Теплотворною здатністю дров або теплопровідністю палива називається то кількість теплоти, яке дає одна вагова одиниця цього палива при своєму горінні. Теплотворна здатність дров вимірюється в одиницях теплоти. Одиницею теплоти або калорій називається та кількість теплоти, яка здатна нагріти 1 кілограм води на 1 градус Цельсія. Вироблені визначення в Лабораторії Російського Технічного Товариства теплотворної здатності дров, висушених штучно до постійної ваги, дали наступні результати.

Присутність вологи в дереві сильно знижує теплотворну здатність дров. Так, при горінні повітряно – сухих, дров з 15% вологи продуктивність їх визначається приблизно в 3633 калорії. Таким чином 1 кілограм дров, який доставляє теоретично 3633 одиниці теплоти, може нагріти 36,3 літра води від 0 до 100 градусів Цельсія, або ж випарувати близько 5,7 кілограма води. У практиці однак, виходить результат дещо менший.

Для кімнатного опалення ще в 18 столітті ірландський учений випробувач Гайер запропонував наступну класифікацію дров різних деревних порід при згорянні дров в однаковому обсязі:

Найбільш жаркі дрова дають: граб, бук, дуб зимовий, береза, гірська сосна, акація, чорна сосна.

Спекотні дрова дають: клен, ясен, червона ільм, смолиста модрина, звичайна сосна, дуб літній.

Середньо – жаркі дають: ялина, ялиця, благородний каштан, сибірський кедр.

Мало-жаркі дрова дають: липа, вільха, осика, тополя, верба.

При згорянні палива розрізняють повне і неповне горіння. Повне горіння є таке, коли весь вуглець і водень палива, з’єднуючись з киснем палива і повітрям, перетворюються в вуглекислоту і воду, а при неповному горінні відлітають в трубу не тільки не згорілі вуглеводні, але і частина вуглецю відлітає лише у вигляді окису вуглецю.

Абсолютним тепло-виробництвом палива називається та кількість теплоти, що виходить при повному згорянні дров.

Теплотворна здатність дров сильно залежить від ступеня їх вогкості. Так, дрова з 40% вологи дають тільки 61%, тієї кількості теплоти, яке дають ті ж дрова з 10% вологи, а дрова з 50% вологи – всього 51%.

Звідси видно, що штучна сушка може підвищити теплотворну здатність сирих дров вдвічі і більше, в залежності від кількості вологи, що містилася в дровах до сушіння. Теплотворна здатність різних порід дров, взагалі майже однакова і для сухих дров з 10 – 12% вологи вона складає близько 3850 калорій, що означає, що один кілограм такого палива здатний нагріти близько 3850 кілограм води на 1 градус Цельсія.

Крім оцінки дров з боку їх теплотворної здатності, часто в практиці досить важливо знати температуру згоряння дров, жар-виробництва. Ту температуру, яку може розвинути дерево при спалюванні. Деякі види палива розвивають теплову енергію при спалюванні повільно, а інші згоряють швидко, з сильним полум’ям, даючи високу температуру продуктів горіння.

Крім породи дерева температура згоряння дров залежить ще і від інших причин:

1) від повноти згоряння, тобто кількості притікає до палива повітря

2) від втрат в навколишній простір.

Вимірювання температури згоряння дров проводиться за допомогою особливих приладів, які називаються пірометрами. На практиці пірометричний ефект дров коливається в межах від 770 до 1200 ° С. Порівняльне випробування жар-виробленої здатності дров встановлює нижченаведений їх порядок, приймаючи максимальною температурою згоряння температуру згоряння клена за (1200 градусів).

Практичним шляхом було встановлено наступна залежність. При обмеженому доступі повітря неповне горіння дає менше теплоти, але більш високу температуру; при повному горінні з таким же об’ємом повітря кількість теплоти більше при нижчій температурі.

Для порівняння теплотворної здатності дров з іншими сортами палива, приведемо наступну таблицю:

Теплопровідність і інші характеристики будівельних матеріалів в цифрах

Різні матеріали мають різну теплопровідність, і чим вона нижче, тим менше теплообмін внутрішнього середовища проживання з зовнішньої. Це означає, що взимку в такому будинку зберігається тепло, а влітку – прохолода

Теплопровідність – кількісна характеристика здатності тіл до проведення тепла. Для того щоб мати можливість порівняння, а також точних розрахунків при будівництві, представляємо цифри в таблиці теплопровідності, міцності, паропроникності більшості будівельних матеріалів.

1. Зміст
2. Поняття ?
3. Коефіцієнт теплопровідності ?
4. Коефіцієнт теплопровідності вакууму ?
5. Таблиця теплопровідності ?
6. Тест на теплопровідність ?
7. Відео: Теплопровідність металу і дерева ?
8. Відео: Теплопровідність газів. Повітря. Бутан ?

Зміст

• Поняття
• Коефіцієнт теплопровідності
• Коефіцієнт теплопровідності вакууму
• Таблиця теплопровідності
• Тест на теплопровідність
• Відео: Теплопровідність металу і дерева
• Відео: Теплопровідність газів. Повітря. Бутан

Поняття ?

Виділяють наступні види теплообмінних процесів:

Теплопровідність – це перенесення на молекулярному рівні тепла між тілами або частками одного і того ж тіла, що мають різні температури, коли відбувається досить активний обмін рухової енергією молекул, атомів і вільних електронів, тобто найдрібніших частинок тіла.

Даний процес здійснюється пересуваються в хаотичному порядку структурними частинками тіл (маються на увазі молекули, атоми тощо). Подібний обмін тепла відбувається у будь-якому фізичному тілі, що має неоднорідний розподіл температур. Сам же механізм теплопередачі так чи інакше залежить від того, в якому агрегатному стані речовина знаходиться в поточний момент.

Теплове випромінювання – перенесення енергії від одного тіла до іншого тіла, відбувається за допомогою електромагнітних хвиль.

Усі способи передачі тепла часто реалізуються спільно. Так, конвекцію супроводжує теплопровідність, адже при цьому неминуче відбувається зіткнення частинок з різною температурою.
Процес конвекції здійснюється при переміщенні в просторі нерівномірно нагрітих ділянок середовища. При цьому перенесення тепла нерозривним чином пов’язаний з перенесенням цієї самої середовища.

Щоб досягти такого ж тепла в будинку з цегли, яке дає дерев’яний зруб, товщина цегляних стін повинна перевищувати в три рази товщину стін споруди з дерева

Процес спільного перенесення тепла способом конвекції і теплопровідності називають конвективним теплообміном. Тепловіддача – по своїй суті конвективний теплообмін між переміщається середовищем і нерухомої (твердої) стіною. Тепловіддача нерідко супроводжується тепловим випромінюванням. Перенесення тепла в такому випадку здійснюється спільно допомогою таких процесів, як теплопровідність, конвекція і теплове випромінювання.

Відбувається перенесення речовини, так званий масообмін, що виявляється в рівноважної концентрації речовини.

Спільне одночасне перебіг процесів теплообміну і масообміну називають тепломассообменом.

Теплопровідність виражається в тепловому переміщенні найдрібніших частинок тел. Явище теплопровідності можна спостерігати як в твердих тілах, так і в нерухомих газах і рідинах за умови, що в них не виникають конвективні струми. При зведенні різного роду конструкцій, включаючи житлові будинки, необхідні знання про теплопровідності будівельних матеріалів, в тому числі таких, як мінеральна вата, пінополістирол, пінополіуретан та ін

Коефіцієнт теплопровідності ?

Показником теплопровідності матеріалів служить коефіцієнт теплопровідності

Говорячи про теплопровідності, також мають на увазі кількісні характеристики здатності тіл до проведення тепла. Здатність того чи іншого речовини проводити тепло різна. Її вимірюють такою одиницею, як коефіцієнт теплопровідності, що означає питому теплопровідність. У чисельному вираженні дана характеристика дорівнює кількості тепла, що проходить крізь той чи матеріал товщиною в 1 м і площею 1 кв. м/сек при одиничному температурному діапазоні.

Раніше передбачалося, що теплова енергія передається в залежності від перетікання теплороду тіл від одного до іншого. Втім, згодом досліди спростували саме поняття теплороду в якості самостійного виду матерії. У наш час вважається, що явище теплопровідності обумовлено природним прагненням об’єктів до стану, максимально близького до термодинамічному рівноваги, що і проявляється вирівнюванням температур.

Коефіцієнт теплопровідності вакууму ?

Цікаво розглянути з цієї точки зору коефіцієнт теплопровідності вакууму. Він близький до нуля – причому, чим вакуум глибше вакуум, тим його теплопровідність ближче до нульової. Чому? Справа в тому, що в вакуумі вкрай низька концентрація матеріальних частинок, які здатні переносити тепло. Але тепло у вакуумі все ж передається за допомогою випромінювання. Так, наприклад, щоб довести до мінімуму тепловтрати, термос роблять з подвійними стінками, відкачуючи між ними повітря. А також роблять «сріблення». На тій же якості, що дзеркальна поверхня відбиває випромінювання краще, засновані властивості таких матеріалів, як фольгований пенофол та інші подібні ізоляційні матеріали.
Нижче дивимося пізнавальні відеоматеріали для більш повного представлення такої фізичної поняття, як теплопровідність, на конкретних прикладах.

Таблиця теплопровідності ?

Матеріал
Щільність, кг/м3
Теплопровідність, Вт/(м*С)
Паропроникність,
Мг/(м*год*Па)
Эквивалентная1(при опорі теплопередачі = 4,2 м2*С/Вт) товщина, м
Эквивалентная2(при опір паропроникненню =1,6м2*год*Па/мг) товщина, м

Залізобетон
2500
1.69
0.03
7.10
0.048

Керамзитобетон
1800
0.66
0.09
2.77
0.144

Керамзитобетон
500
0.14
0.30
0.59
0.48

Цегла глиняний
1800
0.56
0.11
2.35
0.176

Цегла, силікатна
1800
0.70
0.11
2.94
0.176

Цегла керамічна пустотіла (брутто1400)
1600
0.41
0.14
1.72
0.224

Цегла керамічна пустотіла (брутто 1000)
1200
0.35
0.17
1.47
0.272

Пінобетон
1000
0.29
0.11
1.22
0.176

Сосна, ялина поперек волокна
500
0.09
0.06
0.38
0.096

Дуб поперек волокна
700
0.10
0.05
0.42
0.08

Сосна, ялина вздовж волокна
500
0.18
0.32
0.75
0.512

Дуб вздовж волокна
700
0.23
0.30
0.96
0.48

Гіпсокартон
800
0.15
0.075
0.63
0.12

Картон облицювальний
1000
0.18
0.06
0.75
0.096

Пінополістирол екструдований
33
0.031
0.013
0.13
0.021

Пінополістирол екструдований
45
0.036
0.013
0.13
0.021

Пінополістирол
150
0.05
0.05
0.21
0.08

Пінополістирол
100
0.041
0.05
0.17
0.08

Пінополістирол
40
0.038
0.05
0.16
0.08

Пінопласт ПВХ
125
0.052
0.23
0.22
0.368

Пінополіуретан
80
0.041
0.05
0.17
0.08

Пінополіуретан
60
0.035
0.0
0.15
0.08

Пінополіуретан
40
0.029
0.05
0.12
0.08

Пінополіуретан
30
0.020
0.05
0.09
0.08

Поліуретанова мастика
1400
0.25
0.00023
1.05
0.00036

Полімочевина
1100
0.21
0.00023
0.88
0.00054

Руберойд, пергамін
600
0.17
0.001
0.71
0.0016

Поліетилен
1500
0.30
0.00002
1.26
0.000032

Асфальтобетон
2100
1.05
0.008
4.41
0.0128

Лінолеум
1600
0.33
0.002
1.38
0.0032