近在研究柴火爐,,順便做了點(diǎn)實(shí)驗(yàn),結(jié)合網(wǎng)上找到的資料寫點(diǎn)心得
提示:出門在外應(yīng)該盡量減少對自然環(huán)境的沖擊和破壞,,所以,,柴火能少燒就少燒,能不燒就不燒,。
一下討論是基于小型/微型柴火爐
先說兩個概念:
燃燒——燃燒是一種同時伴有放熱和發(fā)光效應(yīng)的激烈的化學(xué)反應(yīng),。放熱、發(fā)光,、生成新物質(zhì)(如木料燃燒后生成二氧化碳和水份并剩下碳和灰)是燃燒現(xiàn)象的三個特征,。
干餾——干餾是在隔絕空氣的條件下,對木材,、煤加強(qiáng)熱使之分解的一種加工處理方法,。干餾后,原料的成分和聚集狀態(tài)都將發(fā)生變化,,產(chǎn)物中固態(tài),、氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)都有。對木材干餾可得木炭,、木焦油,、木煤氣。
柴火爐的分類:
基本上可以分作2類,,第一類是直接燃燒木柴的柴火爐(wood stove)
工作原理就是木柴在燃燒室內(nèi)通過加熱點(diǎn)燃之后自行燃燒的過程,。這種爐子結(jié)構(gòu)比較簡單,如下圖所示(可以有不同的變形,,但原理相同),,點(diǎn)火是從燃料下方開始點(diǎn)火,只要加入的燃料(木柴)比較干燥,,能夠獲得比較理想的火力輸出,。缺點(diǎn)是,通常燃燒不充分,,燃燒過程會產(chǎn)生煙,,而且想要獲得比較好的燃燒效果,只能使用一定長度,,枝條狀的燃料能在燃燒室內(nèi)保持豎直,。這個就不細(xì)說了。
第二種是木煤氣爐,,或者叫木柴氣化爐(woodgas stove)
工作原理跟前一類爐子略有不同,,這類爐子點(diǎn)火是從燃料上方開始點(diǎn)火,最上方的燃料在燃燒之后會產(chǎn)生一層高溫的碳,,這些碳對在他下方燃料進(jìn)行加熱,,這個過程其實(shí)就是類似干餾的一個過程,下方燃料受熱之后主要會分解成為新的碳以及一些氣態(tài)物質(zhì),,這種氣態(tài)物質(zhì)是木煤氣,,也就是我們平常所說的煙(這種表達(dá)不是特別準(zhǔn)確),木煤氣在產(chǎn)生之后會向上流動(熱空氣上升),,穿過上方的高溫碳層,,跟空氣接觸,燃燒產(chǎn)生火焰,,這個過程一直持續(xù)到最底部燃料,,最后在爐膛內(nèi)所剩余的都是燃燒的木炭,。
此類爐子的結(jié)構(gòu)如圖所示
這里要提示一下,填充燃料可以是小木塊,、木削或者其他碎木渣,、樹枝或者樹葉,你所使用的燃料能量密度越大,,燃燒時間和輸出功率也會相應(yīng)增加,。在填充燃料的時候,在最上層,,盡量填充一些松散,、干燥,比較易燃的燃料,,這樣一來比較容易在表面很快產(chǎn)生一片高溫碳,,以便完成進(jìn)一步反應(yīng)。
大家可以注意一下,,在最下方有個空氣調(diào)節(jié)閥,,這個閥門的作用是用作在燃料全部被碳化之后,將其關(guān)閉,,爐內(nèi)的碳因?yàn)槿紵怀浞?,會繼續(xù)產(chǎn)生一氧化碳等可燃?xì)猓诙喂┭醯耐L(fēng)口跟空氣混合之后完全燃燒,,產(chǎn)生二氧化碳和水,。
使用這種爐子的最大優(yōu)點(diǎn)我們從原理和工作過程可以看出來,就是在燃燒過程當(dāng)中不會產(chǎn)生煙(不包括最初的預(yù)熱階段),,而且對使用的燃料沒有太多講究,。爐體本身對熱量的損失是相當(dāng)大的(不利于內(nèi)部燃料的干餾過程),所以在有的木煤氣爐的爐體上使用了耐溫保暖材料,,但是在使用小型或者是微型的爐體的時候,,使用上這些材料并不是太合適。因此,,出現(xiàn)了很多不同的變形,。
幾種不同結(jié)構(gòu)的爐子
在以的工作描述中,我們可以看出來,,小型/微型柴火爐在使用上有他的先天不足,,主要表現(xiàn)是2點(diǎn):爐體自身熱損失太大;供給空氣不能在爐膛內(nèi)很好的混合,,造成燃燒不充分,。所以基于這方面的考慮,演變出不同的柴火氣化爐。
上圖所示的就是一種簡單變體,,整體是雙層結(jié)構(gòu),,通過在燃燒室外層再包覆第二層爐壁,在之間形成夾層,,通過內(nèi)壁來對夾層內(nèi)的空氣加熱,,提高夾層中的空氣流速以及溫度,使之在燃燒室內(nèi)更好的燃燒,,增加效率。這里要注意一下,,燃燒室內(nèi)雖然有熱空氣助燃,,但是燃燒仍然是不完全的,還有部分可燃物在接觸到外界空氣之后才會燃燒,,所以這種爐子的鍋架不能太低,,否則煙也會比較大。
還是為了解決熱損失和空氣混合問題,,下邊這個爐子結(jié)構(gòu)就要更復(fù)雜一點(diǎn),,三層結(jié)構(gòu)(爐子享有美國專利權(quán),專利號:US6615821b1)
仔細(xì)觀察,,大家就可以發(fā)現(xiàn),,這個爐子的結(jié)構(gòu)更類似于柴火氣化爐,原理就不再闡述了,,可以參看前邊木煤氣爐工作過程,。
對這個爐子的工作過程有必要要稍微說明一下,燃料位于24的位置,,吸入空氣分兩部分走,,一部分往上,一部分往下,。這兩部分空氣都會收到爐壁的加溫,。可能有同學(xué)會說,,被加熱的空氣都是往上走的,,為什么要讓他往下走呢?這勢必會抵消掉一部分能量,,而且空氣流速也不會很快?。恐拔覀冊谡f木煤氣爐工作過程的時候有說到,,這種爐子的工作原理就是讓燃料燃燒不完全產(chǎn)生可燃?xì)?,在燃料上方第一次燃燒產(chǎn)生的熱空氣上升的同時會從下方進(jìn)氣口吸入新的空氣,也是因?yàn)槲氲臒峥諝馐窍蛳?#8220;反向”進(jìn)來的,,這會減緩吸入空氣的流量,,也正是如此,,能讓燃料在能夠持續(xù)產(chǎn)生溫度對剩余燃料干餾的同時讓所產(chǎn)生的可燃?xì)庠谶@個地方不會馬上燒光,也就是個“不完全燃燒”階段,。等可燃?xì)獾竭_(dá)上方進(jìn)氣口與被加熱向上走的熱空氣(最上方的50)混合之后,,進(jìn)行完全燃燒。
這里三層結(jié)構(gòu)的作用在于:1,、更好的保溫能力,;2、對于進(jìn)入的空氣能夠加溫
以上我們看到的爐子都是沒有額外供氧裝置的,,為了獲得更好的空氣混合,,以便燃燒更為充分,有些設(shè)計采用了外部供氧裝置,,通常使用的是風(fēng)扇,。
以下這個爐子就是典型
使用2級送風(fēng),一個高檔一個低檔,,剛點(diǎn)火的時候用低檔助燃,,之后使用高檔加熱,官方數(shù)據(jù)是使用低檔輸出1.5kw,,高檔3kw,。
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好了,寫到這里基本也就差不多了,,希望我寫的這些東西能夠?qū)Υ蛩阕约篋IY柴火/木煤氣爐的同學(xué)有所幫助,。
以上寫的東西是基于本人對所搜集的資料以及一些所做實(shí)驗(yàn)的理解,如果有什么錯誤,,歡迎大家指出,,最后還有個附件,里邊有如何是木柴燒的更好的一些小竅門,,希望大家喜歡,。