Звичайне горіння деревини

Процес горіння деревини - це ізотермічний процес, який супроводжується виділенням тепла. Щоб дерево загорілося, спочатку його потрібно нагріти до температури займання.

Розігрів - це нагрів ділянки деревини від зовнішнього джерела тепла до температури займання. Джерелом тепла може послужити піднесений сірник, сусідня палаюча ділянка поліна або тріски, або щось ще, здатне гріти і нагрівати до необхідної температури.

Коли температура прогріваємої ділянки досягне 120-150 ° С - починається дуже повільне і поступове обвуглювання дерева, з утворенням самозапалювального  вугілля. При досягненні температури 250-350 ° С, починається активне термічне розкладання деревини на складові.

На поверхні дерева з'являється видимий обвуглювний шар, який починає тліти (горіти без полум'я). При цьому з обвугленого шару починає виділятися білий (бурий) дим. Самого процесу горіння ще немає. Якщо припинити нагрівання, то загоряння не настане. Наявність диму говорить лише те, що поверхня деревини вже досить прогрілася і почався її термічний розклад на газоподібні складові. Білий дим - це не що інше, як продукти термічного розкладання деревини, присмачений пристойною порцією водяної пари.

Спалах піролізних газів.

При подальшому розігріві та підвищенні температури, термічне розкладання деревини на газоподібні складові посилюватиметься. Процес термічного розкладання (піроліз) піде вглиб деревної маси. Концентрація піролізних газів в 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 та горіння самої деревини.

Займання.

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 перетину 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 і т. п.). Мокра деревина важче запалюється, так як до займання необхідно витратити додаткову кількість теплоти на випаровування води. Сповільнюваним фактором також є підвищена теплопровідність мокрої деревини; загорівшийся поверхневий шар її швидше охолоджується. Круглі і масивні елементи горять гірше, ніж з прямокутним профілем і з малим перерізом, з гострими ребрами щодо розвиненою бічною поверхнею. Не стругана поверхня елементів, подібна рихлій деревині, запалюється швидше, ніж гладка.

Принципово важливою та неодмінною умовою для займання та 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.

Горіння деревини.

Якщо згадана вище умова дотримується, то полум'я, що виникло при спалаху полум'я вже не згасає, а охоплює всю обвуглену частина деревини. Це означає, що деревина запалала, 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 зайнятися через малу свою концентрацію. Газоподібні продукти охолоджуються, конденсуються і дають рясний білий дим. При горінні в режимі тління відбувається рух повітря в товщу палаючої деревини

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

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

Загасання деревини.

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, залежно від стабільності зовнішнього джерела тепла.