Kopš neatminamiem laikiem cilvēki ir piedzīvojuši malkas dedzināšanu. Un kopš tā laika koksni izmanto kā galveno kurināmā veidu, ko izmanto dažādu telpu apsildīšanai un ēdiena gatavošanai. Neraugoties uz uzliesmojošo vielu daudzveidību, koksne 21. gadsimtā joprojām ir izplatīta degviela tās zemo izmaksu, pieejamības un ērtas apstrādes dēļ. Lai to efektīvi un droši izmantotu krāsnīs un kamīnās, ir nepieciešama informācija par tā fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.
Faktori, kas ietekmē sadegšanas temperatūru
Maksimālā koksnes sadegšanas temperatūra ir atkarīga no sugas, un to var sasniegt šādos apstākļos:
- mitruma saturs - ne vairāk kā 20%;
- slēgta telpa, ko izmanto sadedzināšanai;
- skābekļa pieejamība vajadzīgajā daudzumā.
Ir iespējams dedzināt arī svaigu malku ar mitruma saturu no 40 līdz 60%, kamēr:
- neapstrādāta malka aizdegas tikai labi uzkarsētā krāsnī;
- siltuma izkliedēšanasamazināsies par 20–40%;
- būs malkas patēriņa pieaugums, aptuveni divas reizes;
- kvēpi nosēdīsies uz krāsns sienām un skursteņa.
Degšanas efektivitāte ievērojami samazināsies, jo būs jāpaaugstina temperatūra, kas ir saistīta ar ūdens iztvaikošanu un skujkoku darvas sadedzināšanu. Ideālos apstākļos dižskābarža un oša degšanas temperatūra ir visaugstākā, bet papelei - viszemākā. Dižskābardis, lapegle, ozols un skābardis ir vērtīgas koksnes sugas un netiek izmantotas kā kurināmais. Sadzīves apstākļos malkas dedzināšanai krāsnīs izmanto bērzus un skuju kokus, ņemot vērā, ka tie degšanas laikā dod visaugstāko temperatūru.
Kura malka deg karstāk?
Kā jau minēts, koksne ir viens no visbiežāk izmantotajiem kurināmajiem māju apkurei ārpus pilsētas. Ņemot vērā, ka visa malka deg dažādās temperatūrās, ir jāizvēlas tā, kas ir labāka. Galvenais malkas dedzināšanas nosacījums ir skābekļa klātbūtne, un tas lielā mērā ir atkarīgs no krāsns konstrukcijas. Turklāt katrai koksnei ir savs ķīmiskais sastāvs un blīvums. Jo blīvāks koks, jo vairāk siltuma pārneses no tā. Īpaši svarīgi koksnes lielākai siltuma pārnesei degšanas laikā? papildus blīvumam un skābekļa klātbūtnei tajā ir malkas mitruma saturs.
Sausa koksne deg labāk un ražo vairāk siltuma nekā mitra koksne. Tāpēc pēc nogriešanas tos liek malkas kaudzēs un gadu žāvē zem nojumes. Ikviens, kurš kādreiz ir sildījis krāsni ar malku, ir pamanījis, ka dažas no tām deg.spilgti, izdalot daudz siltuma, bet citi gruzd un nedaudz uzsilda plīti. Viss, izrādās, ir atkarīgs no malkas siltuma jaudas. Pēc šī rādītāja dedzināšanai krāsnīs piemērotākās sugas ir bērzs, priede un apse.
Kas izdalās, kad koks deg?
Koksni sadedzinot, rodas dūmi, kas sastāv no cietām daļiņām (kvēpi) un gāzveida degšanas produktiem. Tajos ietilpst koksnē atrodamās vielas. Produkti, kas izdalās, sadedzinot koksni, sastāv no slāpekļa, oglekļa dioksīda, ūdens tvaiku, sēra dioksīda un oglekļa monoksīda, kas var degt tālāk.
Tiek lēsts, ka katrs koksnes kilograms degšanas laikā izdala aptuveni 800 g gāzveida produktu un 200 g ogļu. Koksnes sadegšanas produktu sastāvs ir atkarīgs arī no apstākļiem, kādos šis process notiek. Tas var būt:
- Nepilnīgs - rodas, ja nav pietiekami daudz skābekļa. Degšanas rezultātā izdalās vielas, kas spēj atkal sadegt. Tajos ietilpst: sodrēji, oglekļa monoksīds un dažādi ogļūdeņraži.
- Pilna - notiek ar pietiekamu skābekļa pieejamību. Degšanas rezultātā veidojas produkti - oglekļa dioksīds un sēra dioksīds, ūdens tvaiki -, kas vairs nespēj sadegt.
Sadegšanas procesa apraksts
Kalkas dedzināšanas procesā ir vairāki posmi:
- Uzsildīšana - notiek vismaz 150 grādu pēc Celsija temperatūrā un ārēja uguns avota klātbūtnē.
- Aizdedze - nepieciešamā temperatūra ir no 450 līdz 620 grādiem pēc Celsijaatkarībā no koksnes mitruma un blīvuma, kā arī malkas formas un daudzuma.
- Sadegšana - sastāv no divām fāzēm: ugunīgas un gruzdošas. Kādu laiku abi veidi darbojas vienlaikus. Pēc gāzu veidošanās pārtraukšanas deg (gruzd) tikai ogles.
- Izbalēšana - notiek, kad tiek pārtraukta skābekļa padeve vai beidzas degviela.
Blīvs koks deg lēnāk nekā mazāk blīvs koksnes augstākas siltumvadītspējas dēļ. Dedzinot slapju malku, daudz siltuma tiek tērēts mitruma iztvaikošanai, tāpēc tā deg lēnāk nekā sausa malka. Vai malkas dedzināšana ir fiziska vai ķīmiska parādība? Šim jautājumam ir praktiska nozīme, un nosacījumi maksimālajai siltuma pārnesei un degšanas ilgumam būs atkarīgi no tā pareizas interpretācijas. No vienas puses, tā ir ķīmiska parādība: sadedzinot koksni, notiek ķīmiska reakcija un veidojas jaunas vielas - izdalās oksīdi, siltums un gaisma. No otras puses, tas ir fizikāls: procesa laikā notiek molekulu kinētiskās enerģijas pieaugums. Rezultātā izrādās, ka koksnes dedzināšanas process ir sarežģīta fizikāli ķīmiska parādība. Iepazīšanās ar viņu palīdzēs izvēlēties pareizo koksnes veidu, lai nodrošinātu sevi ar ilgtermiņa un ilgtspējīgu siltuma avotu.
Dūmu pazīmes, kas rodas, dedzinot uguni
Metot malku ugunī, palielinās dūmu un oglekļa monoksīda - oglekļa monoksīda - emisija. Turklāt dūmi parādās dažādās krāsās:
- B alts ir aerosols, kas sastāv no maziem ūdens un darvas tvaiku pilieniem.auksta koksne. Dūmiem ir specifiska kvēpu smarža. Bluķis uzkarstot, iztvaiko, uzliesmo un pazūd.
- Pelēks - rodas no karstām, bet ne degošām baļķiem un ugunskuriem. Tas veidojas augstā temperatūrā no verdošām eļļām un sveķiem un kondensējas miglā. Tā daļiņas ir daudz mazākas nekā b alto dūmu daļiņas, un tās ir vieglākas un sausākas par tām.
- Melns - dedzināta darva, ko sauc par sodrējiem. Tas veidojas ogļūdeņražu sadalīšanās laikā liesmā ar nepietiekamu oksidēšanos.
Ugunsgrēka dūmi organismā uzkavējas ilgu laiku un satur lielu daudzumu kaitīgu vielu. To vajadzētu atcerēties ikvienam, kam patīk sēdēt pie ugunskura.
Koksnes īpašības
Dažādām koku sugām ir šādas fizikālās īpašības:
- Krāsa - klimata un koksnes sugu ietekmē.
- Spīdums - atkarīgs no tā, kā veidojas sirds formas stari.
- Faktūra - saistīta ar koka struktūru.
- Mitrums - izvadītā mitruma attiecība pret koksnes masu sausā stāvoklī.
- Saraušanās un pietūkums - pirmais rodas higroskopiskā mitruma iztvaikošanas rezultātā, pietūkums - ūdens uzsūkšanās un tilpuma palielināšanās.
- Blīvums - aptuveni vienāds visām koku sugām.
- Siltumvadītspēja - spēja vadīt siltumu cauri virsmas biezumam, ir atkarīga no blīvuma.
- Skaņas vadītspēja - raksturo skaņas izplatīšanās ātrums, ir atkarīga no šķiedru atrašanās vietas.
- Elektrovadītspēja - pretestība caurbraukšanaielektriskā strāva. To ietekmē šķirne, temperatūra, mitrums, šķiedras virziens.
Pirms koksnes izejvielu izmantošanas noteiktiem mērķiem, vispirms viņi iepazīstas ar koksnes īpašībām, un tikai tad tas nonāk ražošanā.
Koksnes priekšrocības un trūkumi
Kokam ir šādas priekšrocības:
- lieliska apstrādājamība;
- viegls naglīgums;
- labi notraipīts, pulēts, lakots;
- ir spēja absorbēt skaņas;
- skābes izturība;
- augsta lieces spēja.
Koksnes trūkumi ietver:
- formas un izmēra izmaiņas saraušanās un pietūkuma dēļ;
- zema šķelšanās pretestība;
- pūšana;
- kukaiņu radīti bojājumi;
- ugunsgrēks, ja netiek ievēroti drošības noteikumi.
Koksnes izmantošana dažādās tautsaimniecības nozarēs
Koksni plaši izmanto šādās nozarēs:
- saplāksnis - finieris, saplāksnis;
- kokapstrāde - koka dēļi, sērkociņi, galdniecība, mēbeles;
- mežizstrāde - koksnes ķīmiskajā rūpniecībā izmantotās izejvielas, plaša patēriņa preces, visa veida malka;
- zāģētava - dažādi zāģmateriāli;
- koksnes ķīmiskā viela – darva, kokogles, etiķskābe;
- celuloze un papīrs - papīrs, kartons, celuloze;
- hidrolīze – lopbarības raugs, spirtsetil.
Secinājums
Koks ir viens no visplašāk izmantotajiem materiāliem pasaulē. To gadsimtiem ilgi izmanto celtniecībā, mēbeļu ražošanā un dzīvojamo telpu apkurei. Koka konstrukcijas tiek izmantotas katrā ģimenē. Koksni arvien vairāk izmanto dažādās nozarēs. Galvenās šī materiāla priekšrocības ir videi draudzīgums, augsta izturība, viegla apstrāde, iespēja izmantot atkritumus degvielai un citiem mērķiem.
