Общеизвестно, что поленья при горении (в том числе и брёвна строений при пожарах) шипят, трещат, щёлкают, «стреляют» и даже взрываются. Причин для подобных акустических явлений много, и было бы странным, если бы дрова при горении вообще «молчали».
Горящие поленья трещат и, что интересно, каждое на свой лад. Если вы положите в печку высушенные дрова из бука, то можете почти не услышать знакомого потрескивания. Осина будет мирно потрескивать, сосна же в пламени просто «застреляет» – из ее полостей станет высвобождаться скопившаяся смола и наполнит помещение приятным эфиром.
Сгорающие дрова не только «разговаривают» по-своему, но и имеют другие отличительные черты. К примеру, ту же пахучую сосну не стоит использовать в открытом камине – полетят искры. Лучше сжечь там ветки вишни или яблони и насладиться теплом и приятным ароматом. Если вы пользуетесь домашним очагом или банькой с дровяной печью, обязательно посоветуйтесь со специалистом перед заготовкой дров.
Считается, что хорошие дрова (дающие много жара) должны сушиться перед использованием до тех пор, пока влажность древесины не составит примерно 15-16% (допустимый максимум - 25%). Однако даже самое сухое дерево сохраняет влагу: это и так называемая «капиллярная» вода в полостях клеток, и «коллоидальная» в клеточных оболочках, и очень малое количество химически связанной воды.
Когда пламя разгорается, и дрова покрываются первым обугленным слоем, вся вода превращается в пар. Непрерывное потрескивание поленьев в печи – это не что иное, как серия самых настоящих микровзрывов. Волокна древесного угля разрываются, и водяные пары вырываются на свободу. Обуглившиеся фрагменты древесины отскакивают друг от друга, издавая громкие щелчки. Все это свидетельствует о начале пиролиза – процесса, в течение которого происходит термическое разложение древесины на различные химические элементы.
Акустические шумы при горении можно разделить на непрерывные и разовые (эпизодические). Непрерывные шумы проявляются в виде шипений (при турбулентном истечении водяных паров и газообразных продуктов пиролиза из пор древесины) и в виде гула (от турбулентного пламенного горения). К условно непрерывным шумам относятся также всем известные потрескивания древесины при горении, обусловленные хрупкими растрескиваниями древесного угля поперёк волокон, так что характерные потрескивания возникают только после появления обугливающегося слоя и однозначно свидетельствуют о начавшемся горении (а не просто быстрой сушке).
Эпизодические щелчки вызываются отскоками фрагментов (чешуек) обугливающегося слоя. При этом любое коробление приводит к хрупкому растрескиванию угольного слоя. Так даже горящая бумага начинает «шелестеть» лишь после обугливания и при обязательных съёживаниях и изгибаниях горячего углеродного остатка. А при короблениях массивных поленьев возможны резкие расколы не только обугленного слоя, но и древесины, в том числе за счёт давлений паров воды и газов пиролиза в глубине древесины. Выбросы горячих газов при этом сопровождаются хлопками и взрывами при пожарах.
Однако причины треска древесины при горении до конца не ясны. Так, одни считают, что ошкуренная берёза при горении трещит намного меньше, чем осина, потому, что у берёзы наименьшая разность тангенциальной и радиальной усушек (потому и не коробится), а у осины - наибольшая. В то же время, бук с высокой разностью усушек вообще не трещит при горении. Поэтому другие считают, что чем твёрже древесина (и чем выше прочность на разрыв), тем меньше она трещит. Во всяком случае малопрочная пихта трещит при горении очень сильно. Разобраться и найти истинную связь треска при горении с растрескиванием трудно. Так, породы для художественной резьбы разделяются на сильно-растрескивающиеся (граб, ясень, клён, бук) и слаборастрескивающиеся (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница).
Крайне противоречивой древесиной в народе считается осина. Если дрова из ясеня и берёзы горят даже сырыми, то свежесрубленная «осина не горит без керосина». Осину редко заготавливают для дров, поскольку (как и сосну) используют для строительства (в частности срубов для бань). Считается, что осина «неваркая», даёт «мало жару», в сухом состоянии быстро горит и выжигает сажу из дымоходов. Осина мало коптит, из неё издавна «щипали лучину» для освещения, а сейчас делают спички.
При горении осина потрескивает («искрит», «мелко» трещит) в отличие от сосны, например, издающей треск редко, но зато мощно («стреляет»).
Всем известно, что горение дров в печке сопровождается разными звуками. Они могут шипеть, щелкать, трещать, стрелять и взрываться. Такие же явления наблюдаются во время горения бревен при пожарах.
Причин для возникновения акустических шумов достаточно много, и они могут зависеть от различных факторов.
Условно акустические шумы, возникающие при горении дерева, можно разделить на эпизодические (или разовые) и непрерывные. На появление непрерывных шумов в виде шипения влияет турбулентное истечение водяных и газообразных паров из пор дерева. При турбулентном пламенном горении древесина издает звук в виде гула. Также к непрерывным шумам можно отнести потрескивания бревен при горении. Такие потрескивания возникают только при появлении обугливающегося слоя, что означает начало горения дерева. Редкие возникающие щелчки объясняются отскоками частиц обугленной древесины.
При деформации крупных поленьев возможны расколы, как обуглившегося слоя, так и внутренней древесины. Этот процесс, в случае возникновения пожаров, обычно сопровождается взрывами и хлопками.
Но, стоит упомянуть, что причина возникновения треска горящей древесины окончательно не выяснена. Некоторые считают, что ошкуренные березовые бревна трещат намного меньше осиновых из-за того, что они имеют наименьшую разность радиальной и тангенциальной усушек, а осина – наибольшую. Но бук, имеющий высокую разность, вообще не издает треска. Поэтому бытует мнение, что чем прочнее на разрыв древесина, тем меньше она трещит. Так, например, пихта, имеющая очень маленькую прочность, при горении трещит очень сильно.
Установить истинную связь растрескивания древесины с треском при горении достаточно сложно.
Уникальной породой дерева в этом аспекте является осина. Если поленья из ясеня и березы горят даже в свежесрубленном состоянии, то сырая осина очень плохо поддается горению. В связи с этим осину почти не заготавливают для дров, в основном используя при строительстве.
В народе считается, что сухая осина при горении дает мало тепла, быстро сгорает и выжигает из дымоходов сажу. Древесина осины при горении не дает копоти, поэтому ее издревле использовали для приготовления лучины, а в наше время — при производстве спичек.
Горение осины обычно сопровождается мелким потрескиванием, в отличие от сосны, которая издает редкий, но очень мощный треск.
Какие ассоциации появляются у вас при словах «горящие дрова»? Растопленный камин или печь, разгоревшийся костер; приятное тепло и жар от открытого огня; разлетающиеся искры и, конечно же, потрескивание. Мало кто задумывается, почему трещат дрова. В зависимости от вида древесины и степени её усушки, поленья могут либо почти не издавать акустического шума, либо непрерывно шипеть, щелкать, трещать... В тишине дерево никогда не сгорает.
Возможно, будучи ребёнком, вы любили книги и телепередачи из серии «Увлекательная физика для детей». Простые, встречающиеся каждый день явления в них популярно объяснялись опытным путём. Попробуйте повторить подобный элементарный эксперимент из детства.
Откройте горящую печь или подсядьте к костру, а затем поднесите к пламени металлический половник, ковш или ложку дном верх. Поверхность металла скоро покроется капельками. Если ещё более приблизить посуду к огню, то она почернеет от сажи.
Как минимум дважды опустите в глубокий сосуд горящую палку. Пламя будет гаснуть, и с каждым разом все быстрее. Дело в том, что в ёмкости скапливается углекислый газ. Вода, уголь и газ - вот во что в итоге превратится охапка дров в вашей печке.
Считается, что хорошие дрова (дающие много жара) должны сушиться перед использованием до тех пор, пока влажность древесины не составит примерно 15-16% (допустимый максимум - 25%). Однако даже самое сухое дерево сохраняет влагу: это и так называемая «капиллярная» вода в полостях клеток, и «коллоидальная» в клеточных оболочках, и очень малое количество химически связанной воды.
Когда пламя разгорается, и дрова покрываются первым обугленным слоем, вся вода превращается в пар. Непрерывное потрескивание поленьев в печи - это не что иное, как серия самых настоящих микровзрывов. Волокна древесного угля разрываются, и водяные пары вырываются на свободу. Обуглившиеся фрагменты древесины отскакивают друг от друга, издавая громкие щелчки.
Может быть, во время пожаров вы слышали сильные хлопки. Это происходили эпизодические выбросы горячих газов пиролиза - процесса, в течение которого происходит термическое разложение древесины на различные химические элементы. Специалисты даже научились особенным образом нагревать дерево без доступа воздуха (или же с его ограниченным доступом) для различных производственных нужд.
Итак, горящие поленья трещат и, что интересно, каждое на свой лад. Если вы положите в печку высушенные дрова из бука, то можете почти не услышать знакомого потрескивания. Осина будет мирно потрескивать, сосна же в пламени просто «застреляет» - из её полостей станет высвобождаться скопившаяся смола и наполнит помещение приятным эфиром.
Сгорающие дрова не только «разговаривают» по-своему, но и имеют другие отличительные черты. К примеру, ту же пахучую сосну не стоит использовать в открытом камине - полетят искры. Лучше сжечь там ветки вишни или яблони и насладиться теплом и приятным ароматом. Если вы пользуетесь домашним очагом или банькой с дровяной печью, обязательно посоветуйтесь со специалистом перед заготовкой дров.
Какие ассоциации появляются у вас при словах «горящие дрова»? Растопленный камин или печь, разгоревшийся костер; приятное тепло и жар от открытого огня; разлетающиеся искры и, конечно же, потрескивание. Мало кто задумывается, почему трещат дрова. В зависимости от вида древесины и степени ее усушки, поленья могут либо почти не издавать акустического шума, либо непрерывно шипеть, щелкать, трещать... В тишине дерево никогда не сгорает.
Возможно, будучи ребенком, вы любили книги и телепередачи из серии «Увлекательная физика для детей». Простые, встречающиеся каждый день явления в них популярно объяснялись опытным путем. Попробуйте повторить подобный элементарный эксперимент из детства.
Откройте горящую печь или подсядьте к костру, а затем поднесите к пламени металлический половник, ковш или ложку дном верх. Поверхность металла скоро покроется капельками. Если еще более приблизить посуду к огню, то она почернеет от сажи.
Как минимум дважды опустите в глубокий сосуд горящую палку. Пламя будет гаснуть, и с каждым разом все быстрее. Дело в том, что в емкости скапливается углекислый газ. Вода, уголь и газ – вот во что в итоге превратится охапка дров в вашей печке.
Считается, что хорошие дрова (дающие много жара) должны сушиться перед использованием до тех пор, пока влажность древесины не составит примерно 15-16% (допустимый максимум - 25%). Однако даже самое сухое дерево сохраняет влагу: это и так называемая «капиллярная» вода в полостях клеток, и «коллоидальная» в клеточных оболочках, и очень малое количество химически связанной воды.
Когда пламя разгорается, и дрова покрываются первым обугленным слоем, вся вода превращается в пар. Непрерывное потрескивание поленьев в печи – это не что иное, как серия самых настоящих микровзрывов. Волокна древесного угля разрываются, и водяные пары вырываются на свободу. Обуглившиеся фрагменты древесины отскакивают друг от друга, издавая громкие щелчки.
Может быть, во время пожаров вы слышали сильные хлопки. Это происходили эпизодические выбросы горячих газов пиролиза
. Упрощенно процесс горения состоит из двух стадий: пиролиза древесины и сгорания его продуктов. Пиролиз
- разложение сложной органики при температуре до 450 °C. При этом около четверти продуктов сразу выделяется в форме газов: углекислоты, водорода, метана и угарного газа. Еще примерно половина массы древесины при горении образует жидкость, состоящую из воды и различной органики, в том числе уксусной кислоты, спиртов и других соединений.
Но в костре или печке эти жидкости незаметны, поскольку они мгновенно испаряются. Остальная масса образует древесный уголь, на 80–90% состоящий из углерода. Он очень пористый и тлеет за счет взаимодействия с кислородом, проникающим в его поры. Если полено горит с поверхности, то его внутренние слои прогреваются и в них запускается пиролиз. Образующиеся газы накапливаются между слоями древесины и разрывают их с громким треском, когда толщина внешнего слоя сокращается из-за прогорания, а давление под ним возрастает из-за нагрева. А еще дрова постоянно потрескивают из-за того, что древесина усыхает под действием жара и деформируется, вызывая разрушение хрупкого угля, возникшего на поленьях при пиролизе.
Специалисты даже научились особенным образом нагревать дерево без доступа воздуха (или же с его ограниченным доступом) для различных производственных нужд.
Итак, горящие поленья трещат и, что интересно, каждое на свой лад. Если вы положите в печку высушенные дрова из бука, то можете почти не услышать знакомого потрескивания. Осина будет мирно потрескивать, сосна же в пламени просто «застреляет» - из ее полостей станет высвобождаться скопившаяся смола и наполнит помещение приятным эфиром.
Сгорающие дрова не только «разговаривают» по-своему, но и имеют другие отличительные черты. К примеру, ту же пахучую сосну не стоит использовать в открытом камине – полетят искры. Лучше сжечь там ветки вишни или яблони и насладиться теплом и приятным ароматом. Если вы пользуетесь домашним очагом или банькой с дровяной печью, обязательно посоветуйтесь со специалистом перед заготовкой дров.
