Воспламенение и горение дров | Древесина как топливо | Отопительный модуль | Принципы конструирования бань
Для простейшего качественного анализа возьмём деревянную дощечку и положим её плашмя на тлеющие угли очага (рис. 95). Ясно, что доска должна нагреваться снизу, а значит и дрова в кострах и в печах вспыхивают и горят снизу. Поминутно перевёртывая дощечку для осмотра нагревающейся стороной вверх, можно заметить, что сначала обугливаются и начинают тлеть заусеницы (ворсинки) на поверхности доски 3. Поэтому для облегчения загорания дров, перед растопкой на поленьях иногда делают топором крупные насечки (заусенцы, заструги). И наоборот, для предотвращения преждевременного воспламенения, доски обжигают паяльной лампой (газовой горелкой, факелом, лучиной) для удаления ворсистости поверхности древесины, например, на потолке курной бани.
Рис. 95. Воспламенение и горение деревянной дощечки, закладываемой на угли (пламя) в печи: 1 — деревянная дощечка (вид с торца), 2 — угли (пламя) в печи, 3 — заусеница, воспламеняющаяся в первую очередь, 4 — пористый газопроницаемый обугливающийся слой, 5 — газообразные горючие продукты пиролиза (летучие), сгорающие в обугливающемся слое в режиме тления, 6 — распределение температуры при тлеющем горении, 7 — летучие, сгорающие вне древесины в форме пламени, 8 — распределение температуры при пламенном горении, 9 — пламя (факел), охватывающее нижнюю пласть (сторону) доски и вырывающееся вверх за кромкой доски, 10 — годичные слои древесины (иллюстративно). |
Конечно, воспламенившиеся заусенцы в виде микроугольков могут поджечь дощечку лишь в том случае, если она уже вся в своей массе предварительно нагрета до температуры воспламенения. Наша же дощечка в эксперименте пока холодная, так что воспламенившиеся заусеницы пока не могут воспламенить массив дощечки.
Продолжая нагревать дощечку на раскалённых углях, мы замечаем, что поверхность нижней пласти (широкой стороны) дощечки начинает постепенно буреть, а затем и чернеть (обугливаться). Однако, при перевёртывании доски ни тления, ни устойчивого пламени на её горячей стороне пока нет. Лишь местами видны ленивые голубые прозрачные всполохи (см. поз. 9 на рис. 94), похожие на горение метана в кухонной плите или спирта в медицинской спиртовке. Это указывает на то, что из доски начинают выделяться горючие газы, причём, видимо, простейшие вещества (типа спиртов, альдегидов, кетонов, окиси углерода и т. п.) в незначительном количестве и в виде смеси с воздухом. Все эти соединения имеют высокую подвижность в порах древесины (особенно в продольном направлении) ввиду высоких коэффициентов диффузии в воздухе Dт=Dₒ(Т/273)n, где Т — температура в градусах Кельвина (П.
| Dₒ, см²/сек | n | |
| Водород | 0,660 | 1,70 |
| Формальдегид | 0,146 | 1,81 |
| Метиловый спирт | 0,129 | 2,08 |
| Вода | 0,216 | 1,80 |
| Окись углерода | 0,149 | 1,72 |
| Двуокись углерода | 0,138 | 1,80 |
| Метан | 0,196 | 1,76 |
| Бензол, фенол | 0,077 | 1,86 |
| Нафталин | 0,062 | 1,89 |
| Бензин | 0,061 | 2 |
| Керосин | 0,046 | 2 |
| Уайт-спирит | 0,050 | 2 |
| Масла автотракторные | 0,035 | 2 |
При дальнейшем прогреве дощечки обугливающийся слой на нижней пласти (на широкой стороне) начинает тлеть (то есть гореть без пламени).
Горение может попеременно переходить то в тлеющий режим, то в пламенный (факельный, огневой). Оба режима тесно связаны между собой общей природой, но отличаются химизмом и кинетикой. В режиме тления главным (ведущим) процессом является горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). В режиме пламенного горения ведущим является горение газообразных продуктов пиролиза. В режиме тления газообразные продукты выделяются медленно (столь же медленно, как горит обугленный слой древесины), не могут воспламеняться из-за малой концентрации паров и при охлаждении конденсируются, давая обильный белый дым.
Таким образом, горение древесины обычно начинается с тления — воспламенения углей обугленного слоя (а не воспламенения горючих газов). При увеличении толщины первичного обугленного слоя до 1-3 мм и повышении температуры обугленного слоя (до 300-350°С для берёзы и 350-400°С для сосны) поверхность углей самовоспламеняется в воздухе. Это означает, что угли на поверхности вступили в реакцию окисления С+О₂ ® СО₂ с выделением энергии и нагревом поверхности углей до 1000-1200°С, в результате чего поверхность начинает светиться и «истлевать» (разрушаться). При этом возникает повышенный тепловой поток внутрь древесины (за счёт теплопроводности от горячей поверхности). За счёт разогрева начинается пиролиз глубинных слоев древесины. Газообразные продукты пиролиза (так называемые летучие) либо сгорают в обугленном слое, либо выходят через холодные части поверхности древесины в виде белого дыма.
Скорость сгорания углей в режиме тления ограничивается скоростью диффузии молекул кислорода в воздухе к поверхности обугленного слоя и внутрь него (навстречу диффундирующим от поверхности молекулам углекислого газа), то есть механизм окисления в режиме тления является диффузионным (по аналогии с процессами испарения).
Если тлеющую поверхность обдуть потоком воздуха, то она начнёт разгораться. Тлеющая поверхность получает всё большее (может быть даже чрезмерное) количество кислорода. Скорость потребления кислорода теперь уже ограничивается скоростью самой реакции окисления (кинетикой реакции). Поэтому режим разгорания называется кинетическим. Скорость реакции окисления очень быстро (экспоненциально) растёт с температурой, так что по мере разогрева поверхности растёт темп нагрева, и реакция идёт в разгон. Скорость выхода газообразных продуктов пиролиза становится столь большой, что они уже не успевают сгореть ни внутри, ни на поверхности обугленного слоя, выходят наружу и сгорают в виде пламени (факела). Поверхность обугленного слоя целиком оказывается в атмосфере газов пиролиза, которые сплошным потоком продувают обугленную поверхность, оттесняя с поверхности углей воздух. Поскольку продукты пиролиза не содержат свободного кислорода, обугленный слой перестаёт окисляться. Тем не менее, поверхность обугленного слоя остаётся раскалённой, но теперь уже не за счёт горения углей, а за счёт нагрева от пламени.
Толщина обугленного слоя постепенно увеличивается вплоть до полного преобразования полена в куски древесного угля (в угли). При этом выход газообразных продуктов пиролиза прекращается. Раскалённая поверхность древесного угля оказывается в атмосфере воздуха и начинает гореть самостоятельно, без пламени. Этот режим интенсивного горения углей внешне похож на тление, но в древнем быту назывался «жаром» в отличие от тления, которое поддерживает огонь как бы подспудно, в скрытом виде («тлеют как под пеплом головешки»). Пламенное горение называли пылом. Горение полностью обугленного полена (крупного куска углей) происходит в диффузионном режиме, точно так же, как и в случае тления древесины. Поэтому, если подуть на горящие угли воздухом, то они начинают светиться ярче, но в отличие от тления древесины пламя, естественно, не возникает, поскольку газообразным горючим продуктам взяться уже не из чего.
Возвращаясь к углям (к обугленному слою) на повехности тлеющей древесины, поясним, что обдув тлеющей древесины может перевести тление в пламенное горение, а может и потушить тлеющую древесину.
Смены режимов горения дров, казалось бы, осуществляются легко. Например, в печи открыли воздухозаборные отверстия топливника — появилось пламя, прикрыли —пламя увяло, дрова стали тлеть.
Рис. 96. Костры: а — колотые поленья уложены шатром (двускатным или конусным), поджигаемые снизу лучинами; б — три бревна на общей подкладке со сближенными концами, поджигаемые вспомогательным костром или керосином, горят до 6-8 часов; в — три бревна диаметром 25-30 см, глубоко насечённые топором, уложенные отёсаными сторонами друг к другу с прокладкой из щепы и стружек от тёса, разжигаемой по всей длине брёвен, горят 9-10 часов. |
Переход от интенсивного пламенного горения к тлению часто происходит отнюдь не просто: при сокращении скорости подачи воздуха в печь, пламя вовсе не увядает, переходя в тление, а наоборот, сначала неожиданно удлинняется, языки пламени «растут», охватывая весь топливник и «залезая» даже в дымоход. Пламя начинает «реветь», возникает обманчивое ощущение огромной мощности пламени. Печь «трясётся от огня», но стенки печи при этом вовсе не разогреваются, а остывают, поскольку мощность тепловыделения всё-таки определяется скоростью подачи воздуха.
Причина явления в том, что массивные долго остывающие поленья продолжают выделять горючие газы, но те из-за нехватки кислорода не могут быстро сгореть, «мечутся» по топливнику в те стороны, куда ещё проникает (или сохраняется) кислород (за счёт воспламенений случайно образующихся горючих смесей).
При наблюдениях за работой печей часто возникает вопрос, почему цвет пламени не столь уж сильно зависит от количества подаваемого воздуха. Казалось бы, сажистые частицы должны были бы гореть (светиться) при полностью открытых заслонках печи значительно ярче, вплоть до белого цвета (впрочем, также и угли). Ну, во-первых, чем меньше размер горящей в воздухе частицы, тем меньше её температура может отличаться от температуры воздуха. Это закон природы, следующий из уравнения теплопроводности для частицы, горящей в воздухе. Поэтому горящие сажистые частицы, имея размеры 1 мкм и меньше, всегда имеют точно такую же температуру, как и окружающий их газ. Если мелкие частицы, не успев сгореть в пламени, попадают в холодный воздух, то тотчас охлаждаются, поликонденсируются и превращаются в чёрный дым (или сизый дымок).
А вот крупные частицы могут сильно отличаться по температуре от окружающей газовой среды, могут ярко и долго гореть даже в очень холодном воздухе в виде известных «горящих искр» от костра. По той же причине крупные капли душа медленно остывают в воздухе, мелкие же капли тонкораспылённого душа тотчас остывают, нагревая воздух.
Во-вторых, пламя над древесиной (так же как над парафиновой свечей) образуется в месте контакта объёма горючего газа с окружающим воздухом (в оболочке языков пламени). В зону (плёнку, слой) горения с одной стороны непрерывно диффундируют молекулы горючего газа, с другой стороны — молекулы кислорода; продукты горения (молекулы воды и двуокиси углерода) столь же непрерывно удаляются диффузией навстречу кислороду и горючему газу (А.Г. Гейдон, Спектроскопия и теория горения, М.: ИЛ, 1950 г.; А.Г. Гейдон, Х.Г. Вольфгард, Пламя, его структура, излучение и температура, М.: Металлургиздат, 1959 г.; P.M. Фристром, A.A. Вестенберг, Структура пламени, М.: Металлургия, 1969 г.
). Не углубляясь в теорию диффузионного горения, напомним, что пламя при этом может потреблять лишь ограниченное количество кислорода, лимитируемое не кинетикой химреакции, а скоростью диффузии кислорода (определяющейся парциальным давлением кислорода в воздухе, а также температурой и давлением воздуха в топливнике). Если при изменении расхода воздуха через печь эти параметры изменяются, то только тогда изменяется и температура пламени (то есть скорость реакции и температура газа в зоне горения), а значит, и цвет излучения сажистых частиц, имеющих ту же температуру, что и газ.
Если факт появления сажистых частиц обусловлен плохим смешением, то цвет их свечения и степень дымления особенно сильно изменяются при нехватке кислорода. Действительно, стехиометрический режим характерен именно тем, что в результате горения в топке потребляется абсолютно весь кислород. Но это же значит, что на заключительных стадиях горения и диффундировать в зону горения практически нечему. Это ведёт к росту времён сгорания (с удлиннением пламен и появлением дымления) и к «разбуханию» (диффузионному) языков пламени.
Поэтому, когда мы погружаем в пламя парафиновой свечи металлическую чайную ложку, то снижение температуры пламени и появление дымления обусловлено не только прямым контактным охлаждением, но и ограничением поступления кислорода в пламя.
В заключение отметим, что понятия температур воспламенения и самовоспламенения древесины весьма неопределены и даже более условны, чем в случае жидкостей, поскольку при воспламенении древесины мы имеем дело со взаимодействием воздуха сразу с тремя фазами: твёрдой, жидкой и газообразной. Наиболее простой случай для анализа явлений воспламенений — смесь горючего газа с воздухом. Для каждого горючего газа имеется вполне определённая область концентрации газа в воздухе, когда смесь может воспламениться. Эта область концентрации называется концентрационными пределами распространения пламени (КПР по ГОСТ 12.1.044-89) или, как говорили раньше, концентрационными пределами воспламенения (КПВ). Если концентрация (содержание) горючего газа в смеси ниже нижнего концентрационного предела воспламенения (взрываемости) НКПВ, то смесь не может воспламениться (с выделением пламени и с существенным повышением температуры).
В концентрационных пределах воспламенения смесь самопроизвольно вспыхивает при определённой температуре самовоспламенения (как в дизеле). Температуры воспламенения (то есть такой температуры, при которой смесь можно зажечь внешним поджигающим устройством) как таковой нет (вернее, она очень низкая) — достаточно нагреть внешним высокотемпературным источником некую минимальную зону смеси до температуры самовоспламенения. Для ориентировки укажем, что НКПВ для нафталина составляет 0,44% об., для бензола 1,43% об., для водорода 4,09% об., окиси углерода 12,5% об., генераторного газа (синтез-газа) 20,0% об., скипидара 0,73% об. Температуры самовоспламенения могут быть весьма низкими: наинизшие значения у кислородосодержащих углеводородов — эфиров 160-200°С, спиртов 200-300°С, скипидара 300°С. Ясно, что основной преградой к воспламенению горючих газов пиролиза древесины (с появлением пламени) является их низкая концентрация в воздухе над древесиной. Причём воспламеняются в первую очередь сложные соединения, но отнюдь не водород и окись углерода.
У горючих жидкостей в соответствии с ГОСТ 12.1.004-76 различают температуру вспышки (при которой над поверхностью жидкости достигается НКПВ паров и возможна кратковременная вспышка от внешнего источника зажигания, но поддержание горения оказывается в дальнейшем невозможным из-за малой скорости поступления паров из жидкости в воздух), температуру воспламенения (при которой пары воспламеняются от внешнего источника и продолжают гореть) и температуру самовоспламенения (при которой пары воспламеняются и горят самостоятельно без внешнего источника воспламенения). Температуры вспышки очень низки и составляют Твсп=0,736Ткип (эмпирическая формула Орманди-Грэвена), где Твсп и Ткип — температуры вспышки и кипения жидкости в градусах Кельвина Т=273+1, где I в градусах Цельсия. Так, температура вспышки скипидара всего 34°С, но никаких вспышек паров над тёплой древесиной от внешнего источника (например, спички) никогда не наблюдалось. Это означает, что скипидар в древесине находится в соединениях, разрушающихся лишь при пиролизе.
У горючей же древесины обычно различают температуру воспламенения летучих (газообразных продуктов пиролиза) и температуру самовоспламенения обугленного слоя (твёрдых продуктов пиролиза). Температура самовоспламенения летучих интереса не представляет, так как температура самовоспламенения угля обычно ниже температуры самовоспламенения летучих. Считается, что температура воспламенения летучих (газообразных продуктов пиролиза) составляет 270-300°С в том смысле, что при нагреве древесины до такой температуры можно добиться по крайней мере кратковременной вспышки газообразных продуктов пиролиза от внешнего источника зажигания. Температура самовоспламенения обугленного слоя (и фактически древесины, поскольку древесина при температурах самовоспламенения уже имеет обугленный слой), более информативна, поскольку определяет пожарную опасность древесины как конструкционного материала и лёгкость зажигания древесины как топлива. Считается, что древесный уголь древесины разных пород самовоспламеняется на воздухе при 300-470°С, однако при очень длительном нагреве древесины в связи с возможностью образования ультрамелкой сажи на поверхности древесины (пирофорного угля) может наблюдаться самовоспламенение уже при 140°С.
Так или иначе, финские специалисты полагают, что деревянные потолки в саунах в принципе способны самовоспламеняться при 140°С (при поддержании сухой сауны в квартире в разогретом виде, может быть, и годами). Поэтому на электрокаменках рекомендуется устанавливать термовыключатели, срабатывающие при температурах потолка 140°С. Что касается пожарников, то они в нашей стране полагают, что температуры самовоспламенения древесины превышают 320°С, в связи с чем максимальная температура внешних поверхностей металлических печей по НПБ 252-98 установлена 320°С (в помещениях с временным пребыванием людей).
Источник: Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008
от сложного к простому / Полезное / Фактор безопасности
САМОВОЗГОРАНИЕ
Самовозгорание присуще всем твердым горючим веществам и материалам. Сущность этого процесса заключается в том, что при продолжительном воздействии на материал тепла происходит аккумуляция (накопление) его в материале, и, при достижении температуры самонагревания, происходит тление или воспламенение последнего.
При этом продолжительно; аккумуляции тепла в материале может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев. Наиболее распространенными источниками тепла являются:
— тепло, выделяемое различными нагревательными приборами;
— тепло химических реакций;
— тепло микробиологических реакций.
Самовозгорание, происходящее в процессе самонагревания материалов под действием постороннего источника нагревания, называется тепловым самовозгоранием.
Тепло обыкновенного трубопровода горячей воды или пара может явиться тем источником тепла, которого достаточно для самовозгорания изделий из ткани, бумаги или древесины. Напомним, что температура горячей воды в системе отопления достигает +150°С, а пара -+130°С. Поэтому в правилах пожарной безопасности записано, что трубопроводы горячей воды или пара необходимо ограждать только экранами из негорючих материалов. В общественных зданиях допускаются декоративные решетки, но и в первом и во втором случаях расстояние от трубопроводов до экранов, а равно и до любого сгораемого материала (занавески, например) должно быть не менее 100 мм.
Часто мы становимся свидетелями тления и горения угля в кучах, торфа и хлопка, неоднократно отмечены случаи самовозгорания толи в рулонах, целофана и целлулоида, бумаги, а также материалов, содержащих нитроцеллюлозную основу, при хранении в больших кипах и пакетах. Температура самонагревания торфа и бурого угля составляет 50-60°С, хлопка — 120°С, бумаги — 100°С, поливинилхлоридного линолеума -80°С и т.д.
Как видите, для большинства самовозгорающихся веществ температура самонагревания не превышает 150°С.
Общее требование пожарной безопасности для случаев теплового самовозгорания формулируется довольно просто: безопасной температурой длительного нагрева вещества считается температура, не превышающая 90% температуры самонагревания.
Химическое самовозгорание связано со способностью веществ и материалов вступать в химическую реакцию с воздухом или другими окислителями при нормальных условиях с выделением теплоты, достаточной для их возгорания. Наиболее характерными примерами являются случаи самовозгорания промасленной ветоши или фосфора на воздухе, легковоспламеняющихся жидкостей при контакте с марганцовкой, древесных опилок с кислотами и пр.
Поэтому мы говорим: «Окислителям — бой!» — и подразумеваем, что хранение веществ и материалов должно отвечать требованиям их совместимости.
Другой вид химических реакций веществ связан с взаимодействием воды или влаги. При этом также выделяется достаточная для самовозгорания веществ и материалов температура. Примерами могут служить такие вещества, как калий, натрий, карбид кальция, негашеная известь и др. Особенностью щелочноземельных металлов является их способность гореть и без доступа кислорода. Необходимый для реакции кислород они добывают сами, расщепляя под действием высокой температуры влагу воздуха на водород и кислород. Вот почему тушение водой таких веществ приводит к взрыву образующегося водорода.
И, наконец, микробиологическое самовозгорание связано с деятельностью мельчайших насекомых. Они в невиданных количествах размножаются в спрессованных материалах, поедают все органическое и там же умирают, вместе со своим разложением выделяя определенную температуру, которая накапливается внутри материала.
Наиболее характерным примером является самовозгорание прошлогодних скирд сена.
После всего вышеперечисленного становится ясно, что все виды самовозгорания имеют чисто условное деление. Для большинства горючих веществ процесс самовозгорания выглядит, как совокупность тепловой, химической и микробиологической реакций.
Наиболее часто в квартирах самовозгорание связано с неправильным хранением веществ и материалов, которые складируются на балконах (лоджиях) без защиты от солнечных лучей, в неплотно закрытых емкостях, что обеспечивает их нагревание и окисление кислородом воздуха. Поэтому основным требованием правил пожарной безопасности является требование строгого соблюдения инструкции по хранению веществ и материалов, которая в обязательном порядке должна находиться на емкости с ними или прилагаться в виде паспорта на материал. В квартирах и жилых комнатах допускается хранение не более 10 л красок, лаков, бензина, керосина и других легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и не более 12 л горючих газов.
При этом хранение этих веществ не допускается на балконах и лоджиях. Во всех случаях запрещается хранение веществ неизвестного состава.
Reddit — Погрузитесь во что угодно
Это будет долго:
tl;dr: лучший дым — тлеющие дрова, полное горение или без разницы?
Итак, несколько дней назад я прочитал статью и ветку о проекте Гарвардского класса барбекю: думаю о качестве дыма. Я нашел класс/проект действительно интересной идеей. Мне любопытно, потому что все исторические места для барбекю (я прямо сейчас читаю книгу Аарона Франклина), похоже, используют топки, в которых вы полностью сжигаете древесину, что, по мнению Франклина, должно достичь гораздо более чистого качества дыма, а затем количество «тепла», допустимого в камере для приготовления пищи, затем контролируется различными способами по сравнению с этими вариантами коптильни с вертикальным барабаном (которые, как я понимаю, являются очень упрощенной классификацией), где тепло и дым находятся в той же области, что и мясо, и вы должны контролировать тепло в коптильной камере, по существу контролируя сгорание, которое приводит к копчению за счет тления (предположительно, более грязный вкус дыма).
Интересно, думали ли ботаники (моя наивысшая похвала), выбравшие этот, величайший класс в истории, с точки зрения вкуса или в основном контроля температуры с научной точки зрения проникновения дыма и нежности мяса. Будучи немного занудой, наука о барбекю всегда интересовала меня, в основном потому, что я ненавижу тенденцию (я с юго-востока) секретности, непонимания и дезинформации (сродни обжигающему мясу тюленей в соках) барбекю. обучения, так что я мог бы с энтузиазмом прыгнуть в электрическую коптильню Элтона Брауна (мое кулинарное божество) для тления древесных щепок (прямо на вопросе — сезон 14, спецвыпуск 1), чтобы получить дым с точной температурой, или электрическую или пеллетную. коптильни для облегчения производства дыма (в качестве ингредиента) и точного контроля температуры, чтобы придать наилучший вкус и сделать нежным любое мясо, которое я готовлю на гриле.
Тем не менее, я работал в ряде первоклассных и мишленовских * кухонь, и игнорировать ремесло барбекю в пользу чистой науки — против всего моего обучения.
Например, мне нравится мой погружной циркулятор, но, вероятно, я никогда больше не буду готовить жаркое, стейк/нежную нарезку, потому что действие сухого тепла, по моему мнению, концентрирует вкус и создает текстуру, которую я считаю предпочтительной.
Итак, перейдя к теме барбекю (не только копчения) или поняв, что наличие аромата дыма, правильной текстуры и коры не обязательно делает барбекю лучшим, я хотел бы открыть дискуссию об источниках дыма. , тление любым действием или полное сжигание дров для создания лучшего ароматного дыма.
Если это возможно, я хотел бы оставить дискуссию, сосредоточившись на вкусе, а не на производственной точке зрения, насколько это реалистично. Я видел ряд дискуссий (не так много в этом подразделе сейчас, когда я об этом думаю) сводились к тому, что люди в основном рассматривали только свою собственную установку как единственный верный путь или, альтернативно, люди нуждались в оправдании того, почему они выбрали определенный метод, потому что легкости, но они предпочли бы .
.. Легко стать мужественным или защищаться по поводу барбекю, но я не знаю вас, какая у вас установка, или судить, как вы курите вообще, или даже если вы сами жарите барбекю или просто являетесь знатоком есть барбекю. У меня есть пара буровых установок, которыми я управляю, потому что они легкие, и я могу оставить их без присмотра, а также несколько, которые работают на дровах, с которыми мне приходится нянчиться, поэтому я хорошо осведомлен о преимуществах обоих. Черт, я просто рад, что вы знаете разницу между событиями «барбекю» и «гриль» (что-то, что ускользает от 98% людей, которых я встречаю в Южной Калифорнии). Если у вас есть сильные чувства, я хотел бы знать, почему или какой опыт, статьи или информация заставили вас так думать.
Ох, это было долго, и я уверен, что этот пост пронизан чепухой. Извините, что так быстро пишу, потому что у меня перерыв. вероятно, отредактирует для ясности позже.
sr;tl;df (начал читать; слишком долго; не дочитал): лучший дым для вкуса: тлеющая древесина, полное горение или без разницы?
Новые риски от тлеющих пожаров
Source:
Research council of Norway
Project Manager:
Professor Vidar Frette
Project Number:
238329
Application Type:
Institusjonsforankret strategisk prosjekt (t.
o.m. 2018)
/
Institusjonsforankret strategisk prosjekt (том 2018 г.) — Ingen søknadstypevariant
Период проекта:
2015 — 2020
Финансирование получено от:
SHP-Strategiske høgskoleprogram
Организация:
UOH-Sektor
/
Statlige Høyskoler
/
Høgskulen På vestlandet
/9505050505050505050505050507ples. Bergen
Тематические области:
Matematikk og naturvitenskap
/
Fysikk
/
Fysikk
0 Страны-партнеры:0007
Германия
ИННЛЕЙИНГ Prosjektet har som mål å betra sikkerheten for folk og eigedom i forhold til ulmebrannar. Ulmebrann er ein forbrenningstype utan flammar.
Røyk blir produsert, og prosessen utviklar seg sakte. Ulmebrann кан бли starta frå svake и uanselige varmekjelder — и er vanskeleg å detektera. Ein ulmebrann medfører я seg sjølv risiko. Røyken эр giftigare enn røyk frå деи fleste flammebrannar. Vidare кан ulmebrannar leia над сезам flammebrannar ог explosjonar. Derfor inneber dei skjulte farar i mange situasjonar: for bustadhus, for lagra biomass, for pulver og corn i siloar, for lagra industriavfall, for varer under transport. Ein ulmebrann кан starta heilt utan и varme blir tilført utanfrå. Slik sjølvtenning kan skje i lagra organisk materiale som trepellets. Kjemiske eller biologiske prosessar utviklar varme, og Temperaturen kan stiga nok til at ulming startar. Ein avgjerande параметр er oksygenkonsentrasjonen. Ein ulmebrann kan overleva ved log oksygenkonsentrasjon. Dette эр ein дель av årsaka Тиль at ulmebrannar ofte эр Særs vanskelege å sløkka, slik сом я deponert avfall. Overgangen til flammebrann kan vera explosiv: Ein ulmebrann i eit lukka rom vil leia til ein svært låg oksygenkonsentrasjon.
Skulle ei dør bli opna, vil frisk luft koma inn i rommet og prosessane bli meir интенсивно. Dette kan føra til at brennbare gassar produsert av ulmebrannen tenner på ein explosiv måte. РЕЗУЛЬТАТ Mange forsøk er gjennomførte med trepellets som materiale. Trepellets er blitt varma sakte opp — og det er undersøkt ved kva for ein Temperature ulming startar, når ein varierer prøvestorleik, oppvarming, lufttilgang og trepelletstype. Я desse forsøka мед trepellets эр fleire interessante наблюдателя за явлениями etter at ulming хар starta: Temperaturmålingar indikerer forbrenningsprosessar som varierer я intensitet på ein tilsynelatande tilfeldig måte. Likevel ser dei Mest Intensive Forbrennings Periodane ut å å vera styrt av (proporsjonale med) opprinneleg storleik på prøven. Dette gjeld både tida det tar før desse интенсивный forbrenningsperiodane kjem og omfanget dei har. Vidare er Det я prosjektet наблюдатель ei slåande sjølv-synkronisering я ulmande trepellets под bestemte tilhøve: Heile prøven pendlar mellom intens ulming og tilsynelatande utsløkking — я контраст силь ден meir uordna (ukorrelerte) ulmeforbrenninga har vanleg.
Måten trepellets og finmalt trepellets ulmer og reagerer på er blitt undersøkt i to sylindriske forbrenningskammer (lab-skala og middels storleik). Provematerialet blei палатка på toppen под контролем температуры og luftstrøyming. Температурный до reaksjonsfronten ог samansetjinga av reaksjonsprodukta я gassfase blei målte я fleire punkt. For låge verdiar av luftstrøymingsraten skjer uventa ein ulmereaksjon retta mot luftstrøymingsretningen i forsøksoppstillinga av middels storleik. Med bomull som materiale er det i prosjektet blitt undersøkt kva tilhøve ein må ha for at ein ulmebrann spontant skal slå over i ein flammebrann. Overgangen ser ut å skje lettare jo større prøven er. Ein (enkelt) sidevegg inntil prøven er avgjerande. Overgangen kjem relativt seint i ulmeforsøka, når ein delvis utbrent prøve leier til auka oksygentilgang. Под ulming dannar bomull røyk som inneheld vassdamp og ikkje-oksiderte stoff kalla pyrolyseolje. Tynne filmar av kondensert pyrolyseolje på inerte porøse media can ha ein overflate-bunden ulmeprosess med overraskande høge front hastighetar, opp до 1 мм/с, og kan og generera gneistar.
Forsøk эр utført для å studera frontdynamikken ог styrande paramterar. Det blir óg undersøkt om pyrolyseolje som har kondensert i uforbrent brensel (bomull) eller på porøse grenseflater mot brenselet kan gjera overgang til flammebrann lettare. Prosjektet arbeider og med ulming i ulike avfallsmaterial, særleg i haugar med treflis. Me har variert flis-storleik og fuktinnhald. I haugar med større flis Observer me høgare Temperaturear og meir интенсивные температурные вариации enn for mindre flisstorleik. Vidare, medan flammebrannar ikkje bleiObservte for haugar med små treflis, fekk ein overgang til flammebrann både for større treflis og for fuktige treflis. Числовая модель для ulming er blitt utvikla. Ein ny Cellulær Automatic utvikla i prosjektet nyttar ein fleirlagsstruktur og kan modellera dynamikken for ulike ulmefrontar. Denne cellulære Automaticer er blitt tilpassa til ulmefrontar som utviklar fingerstrukturar. Innleiande forsøk med industrispecifikke материал er gjennomførte для tre verksemder med ulming som utfordring, korte rapportar er ferdigstilte.
I samarbeid med ei av verksemndene har me fått inntilleggsfinansiering i form av eit VRI-prosjekt. Samarbeidspartnarar: Høgskulen på Vestlandet, Университет в Магдебурге, Германия, Университет в Лунде, Швеция, RISE Fire Research, Тронхейм, Имперский колледж Лондона, Великобритания, Институт науки Вейцмана, Израиль и промышленный партнер.
ВЕРКНАДЕР: Ulmebrannar эр lite forska på samanlikna med flammebrannar. Я prosjektet хар Høgskulen в Vestlandet и samarbeidande institusjonar в Tyskland, Storbritannia, Sverige, Israel и Noreg gjennomført EIT allsidig forskingsprogram в ulmeprosessar. Prosjektet har vekselverka tett med industriverksemder med ulming som potensielt Problem. Dette har gitt kompetanseoppbyggjing и eit sterkt og varig fokus på ulming для всех deltakarane я prosjektet. Gode og varige samarbeidsrelasjonar internasjonalt er bygde opp. ЭФФЕКТ: Nasjonalt har to viktige forskingsmiljø innan brannsikkerhet vore med. Begge vidarefører forsking på ulmebrann etter dette prosjektet.
Dette inneber и ulmebrannar виль-ха-større фокус nasjonalt — на английском языке — enn det ville hatt utan dette prosjektet, og dette vil spela over på konkret sikkerhetsarbeid. Derfor vil prosjektet ha som langsiktig effekt betre sikkerhetsarbeid nasjonalt i høve til farane ulmebrannar presentererer.
Мы предлагаем совместный проект Университетского колледжа Сторд/Хаугесунн, Магдебургского университета, Германия и Лундского университета, Швеция, по возникающим рискам, связанным с тлеющими пожарами.
Тление – это беспламенная форма горения. Он инициируется при относительно низких температурах, работает при промежуточных температурах с образованием дыма. Тление трудно обнаружить, и оно часто предшествует пылающему огню (при высокой температуре) и взрывам. Поэтому он представляет скрытую опасность во многих ситуациях: для жилых помещений, для хранимой биомассы, для порошков и зерна в силосах, для складируемых промышленных отходов, для товаров при транспортировке.
Процесс тления сложен: им управляет
самонастраивающийся баланс между поступающим воздухом и дымом, выходящим из зоны реакции, выделяемым теплом и теплом, теряемым (переносимым) в окружающую среду, — и зависит, кроме того, от геометрии, химии материалов и т.
д. Кроме того, распределение между различными химическими реакциями во время окисления ( тление) процесс связан с температурой и газовыми и тепловыми потоками.
Многие материалы склонны к тлению, но свойства и важные параметры во многих случаях неизвестны. Продолжают появляться новые промышленные установки с потенциалом тления.
В этом проекте мы предлагаем совместные усилия по улучшению знаний как о механизмах тления, так и о свойствах соответствующих материалов: мы будем экспериментально изучать влияние геометрических деталей на переход от тления к пылающему огню и будем измерять характерные величины для несколько материалов, имеющих промышленное значение.
Самовозгорание является серьезной проблемой. На основе результатов проекта мы будем делать систематические прогнозы для случаев, которые вряд ли доступны экспериментально из-за размеров выборки и временных масштабов.
Наконец, мы изучим управление чрезвычайными ситуациями как при тлеющих пожарах, так и при наихудших сценариях с переходом к обширным пожарам в крупных хранилищах и в зданиях.