在之前的文章中,我們詳細討論過這樣一個事實:現代真火壁爐是一種非常清潔環保的家庭取暖方式。在本文中,我們將討論關于燃木壁爐所涉及的技術要素,這樣才能明白它為何能成為如此高效的綠色能源!
知識點1
熱解:熱解指在高溫缺氧條件下,對有機材料進行熱化學分解。木柴在280℃時會發生熱解,釋放出氣體,留下木炭、灰燼等。
知識點2
熱能:木柴中約60%的熱能儲藏在有機氣體中,這些氣體在木柴初次燃燒時,以煙霧的形式被釋放出來。
知識點3
木柴的成分:50%的碳+6%的氫+44%的氧
知識點4
在設計壁爐前,工程師會面臨一個挑戰,因木柴既可以燃燒為氣體,也可以燃燒為固體,所以為了實現這種高效、環保的熱源充分釋放,壁爐的設計中需要解決以下幾個技術難點:
1、創造足夠高的溫度,使熱解的有機氣體再次點燃;
2、讓有機氣體在適當的條件下停留足夠長的時間,以便充分燃燒;
3、創造足夠的湍流,讓氣體和氧氣成功混合在一起;
4、提供足夠的氧氣以滿足燃燒反應,但不能讓過多的空氣進入,以免降低爐膛溫度。
設計高效率的壁爐需要確保各部件能夠完美協調工作,設計中的微小錯誤或缺陷都會降低壁爐的整體效率,這意味著壁爐能輸出的熱量較低。所以高效率的壁爐,不是簡單的焊制一個鐵箱子,是千萬次反復實驗與優化后的產物!
補充:
盡管壁爐設計的非常好,但使用低質的木柴也會大大降低燃燒效率;通常我們建議木柴的含水率在20%左右,含水率太高,燃燒時產生大量的水汽降低爐膛溫度,讓壁爐無法實現二次燃燒,室外會有煙塵產生且取暖效果差。
如果木柴過于干燥,又會有什么樣的后果呢?
太干的木柴會燃燒的非???,高溫會加速木柴的熱解化學反應,這意味著會產生大量的可燃氣體,相對于爐膛吸入的氧氣來說,這是過量的,在實際的燃燒過程中,會有相當一部分還沒有來得及與氧氣混合燃燒就被煙囪抽出戶外,會增加煙霧的排放。
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