壁炉实现木柴清洁燃烧的科学基础,来自欧洲专家的知识分享

2024.06.14 阅读量:91 分享到:
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在之前的文章中,我们详细讨论过这样一个事实:现代真火壁炉是一种非常清洁环保的家庭取暖方式。在本文中,我们将讨论关于燃木壁炉所涉及的技术要素,这样才能明白它为何能成为如此高效的绿色能源!


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知识点1

热解:热解指在高温缺氧条件下,对有机材料进行热化学分解。木柴在280℃时会发生热解,释放出气体,留下木炭、灰烬等。


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知识点2

热能:木柴中约60%的热能储藏在有机气体中,这些气体在木柴初次燃烧时,以烟雾的形式被释放出来。


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知识点3

木柴的成分:50%的碳+6%的氢+44%的氧


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知识点4

在设计壁炉前,工程师会面临一个挑战,因木柴既可以燃烧为气体,也可以燃烧为固体,所以为了实现这种高效、环保的热源充分释放,壁炉的设计中需要解决以下几个技术难点:


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1、创造足够高的温度,使热解的有机气体再次点燃;

2、让有机气体在适当的条件下停留足够长的时间,以便充分燃烧;

3、创造足够的湍流,让气体和氧气成功混合在一起;

4、提供足够的氧气以满足燃烧反应,但不能让过多的空气进入,以免降低炉膛温度。

设计高效率的壁炉需要确保各部件能够完美协调工作,设计中的微小错误或缺陷都会降低壁炉的整体效率,这意味着壁炉能输出的热量较低。所以高效率的壁炉,不是简单的焊制一个铁箱子,是千万次反复实验与优化后的产物!


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补充:

尽管壁炉设计的非常好,但使用低质的木柴也会大大降低燃烧效率;通常我们建议木柴的含水率在20%左右,含水率太高,燃烧时产生大量的水汽降低炉膛温度,让壁炉无法实现二次燃烧,室外会有烟尘产生且取暖效果差。


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如果木柴过于干燥,又会有什么样的后果呢?

太干的木柴会燃烧的非常快,高温会加速木柴的热解化学反应,这意味着会产生大量的可燃气体,相对于炉膛吸入的氧气来说,这是过量的,在实际的燃烧过程中,会有相当一部分还没有来得及与氧气混合燃烧就被烟囱抽出户外,会增加烟雾的排放。

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