建火箭爐必須要了解木材燃燒所需的三件事

2020-12-09 自己動手做
實驗測試

木材(由碳氫化合物組成)的完全燃燒導致以下結果:氫原子與氧結合產生水蒸氣(H2O),碳原子與氧結合產生二氧化碳(CO2),並且最大量能量被釋放。這些相同的最終產品存在於天然氣燃燒器中。

減少或移除上圖三角形的一側燃燒,將不是完全燃燒而是不完全燃燒。(這句話怎麼這麼彆扭暱)

雖然產生水蒸氣和二氧化碳,但也產生了另外兩種產品:一氧化碳(CO),一種無色有毒氣體和碳顆粒,它們表現為菸灰和煙霧。此外,不會產生最大的熱量。

在表面上,燃燒的木材似乎並不太難,用紙張放置一些乾燥的小樹枝,然後將火柴放在上面,火就開始了。一旦我們開始生火,想讓它乾淨地燃燒那就需要更多的思考和努力。我們需要比幾十度小火更高的溫度,我們還需要「控制它」,不要讓它過度燃燒。通過使燃燒室絕緣,甚至更重要的是,熱量提升器,火焰產生的熱量保持在「火爐內」,保持高燃燒溫度,這有助於更完全的燃燒。

這些「條件」的結果,將是一場無煙的燃燒。雖然是簡單的目標,但需要付出很多努力才能找到實現這種無煙燃燒的參數。要理解為什麼沒有煙霧,必須意識到煙霧只是未燃燒的燃料,僅此而已。實際上,在這些可燃氣體中發現高達60%的可用木材能量。因此,煙霧不僅僅是一種影響外部環境中大面積的「滋擾」,它實際上是非常浪費的「煙囪」。煙霧就是錢!

木材的全部含量可以轉化為熱量,因此煙霧只是燃料不完全轉化為熱量的指標。如前所述,這些加熱器具有非常高的燃燒溫度,因此在燃燒室和熱提升管中煙霧非常熱。我們將預熱空氣與煙霧結合,導致煙霧自燃。即使是致命的一氧化碳實際上也是未燃燒的燃料,如果正確燃燒則可以提取所有木材的能量含量。

雖然這麼說是正確的,但必須理解一些要點才能將其置於現實世界的生活中。這些加熱器不會在純氧氣的實驗室中使用,它們將在家中與周圍空氣一起使用。還有天氣條件的變化也會影響燃燒。最重要的是,所有風乾木材都含有一些水分。這需要在木材燃燒發生之前被驅除。如下所示,煮沸水需要大量的能量。

實驗測試

該圖顯示了隨著能量的增加,水的溫度如何升高。(我們讓它從零下50°開始計算)隨著能量的增加(水平軸),溫度沿著直線C上升,因為每增加一點能量溫度相應升高,這就是為什麼它是一條直線。

當水達到沸點(100℃)時,它不再變熱(D線看到,即使能量仍然被放入系統,它也是水平的)在此階段,能量被水吸收不是讓水變得更熱,而是讓水從「液體變為氣體」,這種情況發生時溫度沒有變化。只有當所有的水變成蒸汽後,E線才會開始上升。除非我們有冷凝鍋爐,否則將水轉為蒸汽所需的能量會從系統中流失到大氣中。

因此,在生活實踐中,這些都是已經發生並將要發生的一些損失。 這是非常重要的,除了幹木之外,永遠不會浪費任何熱能。現在你知道為什麼了。

以下視頻是煙霧可燃性的一個很好的例子。

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