Inimesed on aegade algusest kogenud puidu põletamist. Ja sellest ajast peale on puitu kasutatud peamise kütuseliigina, mida kasutatakse erinevate ruumide kütmiseks ja toidu valmistamiseks. Vaatamata põlevate ainete mitmekesisusele jääb puit 21. sajandil oma madala hinna, kättesaadavuse ja käsitsemise lihtsuse tõttu tavaliseks kütuseks. Selle tõhusaks ja ohutuks kasutamiseks ahjudes ja kaminates on vaja teavet selle füüsikaliste ja keemiliste omaduste kohta.
Põlemistemperatuuri mõjutavad tegurid
Puidu maksimaalne põlemistemperatuur sõltub liigist ja seda on võimalik saavutada järgmistel tingimustel:
- niiskussisaldus - mitte üle 20%;
- põlemiseks kasutatav suletud ruum;
- hapniku kättesaadavus vajalikus koguses.
Võimalik põletada ka värskeid küttepuid niiskusesisaldusega 40–60%, samas:
- toored küttepuud süttivad ainult hästi köetavas ahjus;
- soojuse hajumineväheneb 20–40%;
- küttepuude tarbimine suureneb ligikaudu kaks korda;
- tahm ladestub ahju ja korstna seintele.
Põlemistõhusus väheneb oluliselt, kuna on vaja tõsta temperatuuri, mis on seotud vee aurustumisega ja okaspuidust pärit tõrva põletamisega. Ideaalsetes tingimustes on kõrgeim põlemistemperatuur pöök ja tuhk ning madalaim pappel. Pöök, lehis, tamm ja sarvik on väärtuslikud puiduliigid ja neid ei kasutata kütusena. Kodustes tingimustes kasutatakse ahjudes puude põletamiseks kaske ja okaspuid, arvestades, et need annavad põlemisel kõrgeima temperatuuri.
Milline puit põleb kuumem alt?
Nagu juba mainitud, on puit väljaspool linna kodude kütmisel üks enimkasutatavaid kütuseid. Arvestades, et kõik küttepuud põlevad erinevatel temperatuuridel, tuleb valida need, mis on paremad. Puidu põletamise peamine tingimus on hapniku olemasolu ja see sõltub suuresti ahju konstruktsioonist. Lisaks on igal puidul oma keemiline koostis ja tihedus. Mida tihedam on puu, seda suurem on sellest soojuse ülekandmine. Eriti oluline puidu suurema soojusülekande jaoks põlemisel? lisaks tihedusele ja hapniku olemasolule on sellel küttepuude niiskusesisaldus.
Kuiv puit põleb paremini ja toodab rohkem soojust kui niiske puit. Seetõttu pannakse need pärast lõikamist puuhunnikusse ja kuivatatakse varikatuse all aasta aega. Kõik, kes on kunagi puudega ahju kütnud, on märganud, et mõni neist põleb.hele, eraldab palju soojust, samas kui teised hõõguvad ja kütavad ahju veidi. Selgub, et kõik sõltub küttepuude soojusvõimsusest. Selle näitaja järgi on ahjus põletamiseks sobivaimad liigid kask, mänd ja haab.
Mis vabaneb, kui puu põleb?
Puidu põletamisel tekib suitsu, mis koosneb tahketest osakestest (tahmast) ja gaasilistest põlemisproduktidest. Nende hulka kuuluvad puidus leiduvad ained. Puidu põletamisel eralduvad tooted koosnevad lämmastikust, süsinikdioksiidist, veeaurust, vääveldioksiidist ja süsinikmonooksiidist, mis võivad edasi põleda.
Arvatakse, et iga kilogramm puitu eraldab põlemisel ligikaudu 800 g gaasilisi saadusi ja 200 g kivisütt. Puidu põlemisproduktide koostis sõltub ka sellest, millistes tingimustes see protsess toimub. See võib olla:
- Mittetäielik – tekib siis, kui hapniku juurdepääs ei ole piisav. Põlemise tulemusena eralduvad ained, mis on võimelised uuesti põlema. Nende hulka kuuluvad: tahm, süsinikoksiid ja mitmesugused süsivesinikud.
- Täis – tekib piisava hapniku juurdepääsu korral. Põlemisel tekivad tooted - süsihappegaas ja vääveldioksiid, veeaur - mis ei ole enam võimelised põlema.
Põlemisprotsessi kirjeldus
Puidu põletamise protsessis on mitu etappi:
- Soojenemine – toimub temperatuuril vähem alt 150 kraadi Celsiuse järgi ja välise tuleallika juuresolekul.
- Süüde – nõutav temperatuur on 450–620 kraadi Celsiuse järgisõltuv alt puidu niiskusest ja tihedusest, samuti küttepuude kujust ja kogusest.
- Põlemine – koosneb kahest faasist: tuline ja hõõguv. Mõnda aega toimivad mõlemad tüübid samaaegselt. Pärast gaaside moodustumise lõppemist põleb (hajub) ainult kivisüsi.
- Tuleb – tekib siis, kui hapnik katkeb või kütus saab otsa.
Tihe puit põleb kõrgema soojusjuhtivuse tõttu aeglasem alt kui vähem tihe puit. Märgade küttepuude põletamisel kulub palju soojust niiskuse aurustumisele, mistõttu need põlevad aeglasem alt kui kuivad küttepuud. Kas puidu põletamine on füüsikaline või keemiline nähtus? See küsimus on praktilise tähtsusega ning selle õigest tõlgendamisest sõltuvad maksimaalse soojusülekande ja põlemise kestuse tingimused. Ühest küljest on see keemiline nähtus: puidu põletamisel toimub keemiline reaktsioon ja tekivad uued ained - eralduvad oksiidid, soojus ja valgus. Teisest küljest on see füüsiline: protsessi käigus toimub molekulide kineetilise energia tõus. Selle tulemusena selgub, et puidu põletamise protsess on keeruline füüsikaline ja keemiline nähtus. Temaga tutvumine aitab teil valida õige puiduliigi, et tagada endale pikaajaline ja jätkusuutlik soojusallikas.
Tule põletamisel tekkiva suitsu tunnused
Küttepuude tulle viskamisel suureneb suitsu ja vingugaasi – vingugaasi – eraldumine. Lisaks on suits erinevates värvides:
- Valge on aerosool, mis koosneb väikestest veepiiskadest ja tõrvaaurust, mis väljubkülm puit. Suitsul on spetsiifiline tahma lõhn. Palgi kuumenedes see aurustub, lahvatab leeki ja kaob.
- Hall – pärineb kuumadest, kuid mitte põlevatest palkidest ja tulemärkidest. See moodustub kõrgel temperatuuril keevatest õlidest ja vaikudest ning kondenseerub uduks. Selle osakesed on palju väiksemad kui valge suitsu oma ning see on sellest kergem ja kuivem.
- Must – põletatud tõrv, mida nimetatakse tahmaks. Tekib süsivesinike lagunemisel leegis ebapiisava oksüdatsiooniga.
Tulekahju suits püsib kehas pikka aega ja sisaldab suures koguses kahjulikke aineid. Seda peaksid meeles pidama kõik, kes armastavad lõkke ääres istuda.
Puidu omadused
Erinevatel puuliikidel on järgmised füüsikalised omadused:
- Värv – kliimast ja puiduliikidest mõjutatud.
- Sära – sõltub sellest, kuidas südamekujulised kiired arenevad.
- Tekstuur – seotud puidu struktuuriga.
- Niiskus – eemaldatud niiskuse ja kuivas puidu massi suhe.
- Kahanemine ja paisumine – esimene tekib hügroskoopse niiskuse aurustumise, turse – vee imendumise ja mahu suurenemise tulemusena.
- Tihedus – kõigi puuliikide puhul ligikaudu sama.
- Soojusjuhtivus – võime juhtida soojust läbi pinna paksuse, sõltub tihedusest.
- Heli juhtivus – iseloomustab heli levimise kiirus, sõltub kiudude asukohast.
- Elektrijuhtivus – takistus läbipääsuleelektrivool. Seda mõjutavad tõug, temperatuur, niiskus, kiu suund.
Enne puidutooraine teatud otstarbeks kasutamist tutvutakse eelkõige puidu omadustega ja alles siis läheb see tootmisse.
Puidu eelised ja puudused
Puidul on järgmised eelised:
- suurepärane töödeldavus;
- kerge küünelisus;
- hästi peitsitud, poleeritud, lakitud;
- on võime helisid neelata;
- happekindlus;
- kõrge paindevõime.
Puidu puuduste hulka kuuluvad:
- kuju ja suuruse muutus kokkutõmbumise ja paisumise tõttu;
- madal lõhenemistakistus;
- mädaneb;
- putukate kahjustused;
- tulekahju, kui ohutuseeskirju ei järgita.
Puidu kasutamine erinevates majandussektorites
Puitu kasutatakse laialdaselt järgmistes tööstusharudes:
- vineer - spoon, vineer;
- puidutöötlemine - puitlauad, tikud, puusepatööd, mööbel;
- raie - puidukeemiatööstuses kasutatav tooraine, tarbekaubad, kõikvõimalikud küttepuud;
- saeveski - mitmesugune saematerjal;
- puidukeemia – tõrv, puusüsi, äädikhape;
- tselluloos ja paber – paber, papp, paberimass;
- hüdrolüüs – söödapärm, alkoholetüül.
Järeldus
Puit on üks enimkasutatavaid materjale maailmas. Seda on sajandeid kasutatud ehituses, mööblitootmises ja eluruumide kütmisel. Puitkonstruktsioone kasutatakse igas peres. Puitu kasutatakse üha enam erinevates tööstusharudes. Selle materjali peamised eelised on keskkonnasõbralikkus, kõrge tugevus, lihtne töötlemine, võimalus kasutada jäätmeid kütusena ja muudel eesmärkidel.
