Фази горіння деревини в камінній топці

За кольором світіння можна оцінити температуру випромінювальних частинок /або інших розпечених поверхонь/:

• помітний тільки в темряві 500оС
• коричнево-червоний 600оС
• темно-червоний 700оС
• вишнево-червоний 800oc
• червоний 900оС
• оранжевий 1000оС
• жовтий 1100оС
• світло-жовтий 1200оС
• білий 1300оС і вище.

Розігрів - це нагрівання ділянки деревини від зовнішнього джерела тепла до температури займання. Джерелом тепла може послужити поднесенная сірник, сусідній гарячий ділянку поліна або тріски, або що-що ще, здатне гріти і нагрівати до необхідної температури. Коли температура прогреваемого ділянки досягне 120-150°С - починається дуже повільне і поступове обвуглювання дерева, з утворенням самовоспламеняющегося вугілля. При досягненні температури 250-350°С, починається активне термічне розкладання деревини на складові. На поверхні дерева з'являється видиме обугливающийся шар, який починає тліти ( горіти без полум'я). При цьому з обвугленої шару починає виділятися білий (бурий) дим. Самого процесу горіння ще немає. Якщо припинити нагрівання, то загоряння не настане. Наявність диму говорить лише те, що поверхню деревини вже достатньо прогрілася і почалося її термічне розкладання на газоподібні складові. Білий дим - це не що інше, як продукти термічного розкладання деревини, сдобреные пристойною порцією водяної пари.

При подальшому розігріванні і підвищення температури, термічне розкладання деревини на газоподібні складові посилюватиметься. Процес термічного розкладання (піроліз) піде вглиб деревної маси. Концентрація піролізних газів у зоні розігріву досягне критичної позначки і відбудеться їх займання (спалах). Спалах відбудеться на кордоні з крайкою білого диму і пошириться на весь його обсяг. Виникне світло-жовте полум'я. Температура зони розігріву може різко збільшитися за рахунок теплоти від згоряння піролізних газів.
Температура спалаху горючих піролізних газів знаходиться в межах 250-300°С. Це температура, при якій стає теоретично можливим процес займання і горіння самої деревини.

Якщо і далі продовжувати розігрівати деревину, то настане її займання. Це початкова стадія горіння, протягом якої енергія, що підводиться до системи від зовнішнього джерела, призводить до різкого прискорення термохімічної реакції. Практика показує, що в природних умовах займання деревини спостерігається при температурі від 450 до 620°С.


Займистість деревини пов'язана з її об'ємною вагою, вологістю, потужністю зовнішнього джерела нагрівання, формою перерізу дерев'яного елемента, швидкістю повітряного потоку (тяги), положенням елемента в тепловому потоці (горизонтальне, вертикальне) і т, п. Вирішальне значення для процесу горіння має щільність матеріалу. Легка, пориста деревина вільхи або тополі запалюється швидше, ніж щільна (дуб тощо). Мокра деревина важче запалюється, так як до займання необхідно витратити додаткову кількість теплоти на випаровування води. Сповільнює фактором також є підвищена теплопровідність мокрої деревини; загорівся поверхневий шар її швидше охолоджується. Круглі і масивні елементи горять гірше, ніж з прямокутним профілем і з малим перерізом, з гострими ребрами н відносно розвиненою бічною поверхнею. Не струганная поверхню елементів, подібна пухкої деревині, запалюється швидше, ніж гладка.

 

Принципово важливою і неодмінною умовою для запалювання і горіння будь-якої речовини є достатній приплив кисню і концентрація теплоти горіння, яка не розсіюється, а йде на прогрівання нових суміжних ділянок палива до температури займання.

Якщо згадане вище умова дотримується, то виникло при спалаху полум'я вже не згасає, а охоплює всю обвуглену частину деревини. Це означає, що деревина зайнялися, і процес займання перейшов в процес горіння. Поліно (тріска), якщо його витягти з вогнища, буде горіти на повітрі самостійно.

У свою чергу, горіння дерева складається з двох фаз - полум'яної фази і фази тління.

У режимі тління домінуючим процесом є горіння твердих продуктів піролізу (вугілля). При цьому, піролізні гази виділяються повільно і не можуть спалахнути з-за своєї малої концентрації. Газоподібні продукти охолоджуються, конденсуються і дають рясний білий дим. При горінні в режимі тління відбувається рух повітря в товщу палаючої деревини

В режимі полум'яного горіння провідним процесом є горіння газоподібних продуктів піролізу., яке характеризується рухом гарячих газів назовні.
 

Обидві фази горіння нерозривно взаємопов'язані і будуть тривати до тих пір, поки в зоні горіння будуть дотримуватися три умови: наявність палива, наявність кисню і концентрація необхідної температури.

Якщо одна з цих умов не дотримується, то полум'я загасає і весь процес займання і горіння, або припиняється, або, в точності повторюється з самого початку, в залежності від стабільності зовнішнього джерела тепла.