eksperiment/otvoreno ložište,načini loženja i razlike

Bok ljudi, već stvarno dugo nisam ništa napisao ni sudjelovao u ikakvim raspravama, stisle obaveze sa svih strana pa nikako.. Povremeno bacim oko na forum, dosta je novina, novi članovi, ideje, rasprave.. Evo malo da pridonesem forumu sa jednom moglo bi se reći esencijalnom temom-vatrom

Otvoreno ložište je najrudimentarniji oblik ljudskog iskorištavanja vatre u svrhu regulacije osnovnih fizioloških potreba. Sve potrebne sastavnice takvog ložišta mogu se pronaći ili proizvesti u prirodi, što ga čini nezamjenjivim u situacijama preživljavanja. Veliki nedostatak otvorenog ložišta je vrlo niska učinkovitost, što sugerira i Soderstrom (1982) koji navodi kako otvorena ložišta u kućama imaju efikasnost oko 15-25%, što zapravo znači da se iskorištava samo 15-25% ukupnog toplinskog potencijala drveta koje se loži. Treba uzeti u obzir da su otvorena ložišta u kućama svakako ekonomičnija od onih u prirodi jer zidovi i dimnjak apsorbiraju te isijavaju oko 5-15% ukupnog toplinskog potencijala (Soderstrom, 1982). Kontrolu nad otvorenim ložištem moguće je postići modulacijom goriva/drveta, odnosno mijenjanjem odnosa masa/površina drveta, te ukupne izložene količine drveta u vatri. Za razliku od zatvorenih peći na drva gdje je moguća i kontrola pristupa zraka, to kod otvorenog ložišta nije moguće.

Na grafikonu ispod može se vidjeti razlika u gorljivosti između komada drveta koje se postupno cijepaju na sve tanje komade



Grafikon 1. Prikaz razlike u gorljivosti drveta s obzirom na broj cijepanja pojedinog komada drveta, odnosno povećanje površine drveta u odnosu nanjegov volumen (Tresemer, 1981)

Modularnost u smislu izložene količine goriva može se postići različitim obrascima loženja drveta: PARALELNIM I POPREČNIM NAČINOM LOŽENJA

Da bi se ispitale razlike u trendu razvoja topline između ta dva obrasca, kolega i ja smo proveli eksperiment.

Da ne idem u detalje, korištene su metrice vrbovine koje su sortirane u 2 istovjetne skupine po dimenzijama i težini.

Skupine su sačinjavale 6 kategorija različitih promjera (mjerenih na oba kraja metrice,nakon čega je uzeta prosječna vrijednost)

6 kategorija promjera: 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8cm

Formirane dvije skupine sa po 4x5.5cm, 10x6cm, 10x6.5, 4x7cm, 8x7.5cm i 2x8cm što je ukupno 2 skupa po 19 metrica, svaka skupina težila je 37kg.

Vlažnost drveta je bila 10-11% (drvo je godinama stajalo na suhom mjestu)  

Temperatura zraka tijekom mjerenja je bila između 0° i 0.5°C, vlažnost zraka 83%, sa loženjem je započeto u 00:30, a završeno je u 07:30.

Korišteno je 12 digitalnih termometara, postavljenih na visinu od 50cm, na 4 strane svijeta i udaljenostima od 80, 160 i 240 cm od sredine ložišta.

Na sredini ložišta zabijen je komadić deblje žice u zemlju koji je služio kao orijentir za dodavanje drveta i postavljanje termometara.

Korištena je identična količina drveta za potpalu.

Nakon 10 min razgorijevanja započeto je sa loženjem. Prvo je loženo ukriženo. Drvo je dodavano tako da je otprilike prva trećina metrice bila u vatrištu, a čim bi se neizgoreni komad sam "slomio" u vatri bio bi dodan u vatru.

Dinamika loženja je bila identična kod oba načina loženja:
Nakon 5 min 5x5.5cm, 30min 3x6.5cm, 55min 2x6.5 i 2x7cm, 80min 3x7.5cm, 105min 1x7.5 i 1x8cm.

Interval očitavanja termometara je bio 5min.

Smjer uzdužne osi oblica kod paralelnog loženja bio je istok-zapad.

Ukriženo/poprečno vatrište gorilo je 205min, a paralelno 160. Prekinuto je s mjerenjem kada je sve izgorilo i kada se izgubio plamen.












Najviša zabilježena temperatura:

poprečno: 62°C
paralelno: 56,7°C

Prosječne vrijednosti:

80 ukriženo prosjek= 28,65
160 ukriženo prosjek =7,30
240 ukriženo prosjek= 2,79

80 paralelno prosjek=26,23
160 paralelno prosjek=6,72
240 paralelno prosjek=2,50

Poznato je kako širenje zvuka, svjetlosti, jačina gravitacije, a i toplinska radijacija prati zakon obrnutog kvadrata, što bi konkretno značilo ako na 80 cm od vatrišta dobivam temp od 28 C tada ću na duplo većoj udaljenosti dobivati samo 1/4 te količine topline odnosno 25%, na duplo većoj udaljenosti od te (240cm) dobit ću samo 1/9 odnosno 11%, što dobiveni rezultati i dokazuju... Vrlo korisno znati kada spavate uz vatru

Na prikazu ispod lijepo se može vidjeti ova zakonitost...


Dobiveni rezultati ukazuju na značajne razlike između ova dva načina loženja, iako je poprečno stvaralo veću temperaturu, mislim da se ovakvim rasporedom termometara nije uspjela obuhvatiti specifična geometrija toplinskog širenja kod paralelnog loženja. Paralelno loženje konzumira puno veću količinu goriva (oblice gore gotove cijelom dužinom), ali proizvodi i umjereniju/manju temp disperziranu na većoj površini. Svatko tko je pokušao prespavati uz goreće oblice od 1.5-2 metra znat će prednosti ovoga ložišta.

Poprečno ložište izdaje veću temp, a zbog izloženog samo malog dijela oblice (oko1/3), drvo se i sporije troši, plamen je kod ovog vatrišta dosta viši i svjetliji, što je idealno za stvaranje svjetlosti, signaliziranje, prokuhavanje vode...

























Soderstrom, N. (1982) Heating Your Home with Wood. New York: Harper & Row
Tresemer, D. (1981). Splitting Firewood. Brattleboro, Vermont: Green River Tools

Svaka čast

uh što volim znanstvene eksperimente na totalno različitim područjima znanosti  

@Jura

Hvala   

Iskreno se nadam da će ih uskoro biti još...

Ljepo je saznati nešto novo i poučno.Svaka čast samo nastavi tako,jako je zanimljivo.

bravo stvarno si se potrudio, samo nastavi

Vrlo interesantno,još da je u studiju ukomponiran deflektor onda bi to bio posao...izvrstan članak svejedno.

kapa dole. svaka cast na trudu i sam tak nastavi dalje. nema nista bolje od eksperimenata  

Hvala na čitanju, drago mi je da se netko interesira i za ovakve teme  

@Fratt
"Deflektor" je naravno u planu   , ali to se treba zasebno premjeriti..Nekakav grubi nacrt eksperimenta već postoji.. Inače o tzv deflektoru bi se moglo dosta reći, prije svega da ga je pogrešno tako zvati, jer drvo nema sposobnost refleksije-defleksije infracrvenog zračenja, drvo može apsorbirati toplinu te ju emitirati u drugoj valnoj duljini...Kochanski ga je nazvao re-emitter.

...Gospodo. hvalevrijedan znanstveni postupak koji dokazuje da nažalost znanost i realan život i dalje ne idu ruku pod ruku...
..ne iskoristiti ovakve količine drva i energije u svrhu spremanja kotlić/ražanj/peka svinjarija je u nekim našim krajevima čak i bogohulno pa Vas molim da kod sličnih experimenata u budućnosti povedete računa o tome..
..u skroman doprinos znanosti predlažem nekoliko novih radova..promjena boje na Kranjskoj, Jegeru i Baranjskoj kobaji s obzirom na debljinu s posebnim osvrtom na širenje mirisa i reakcije susjeda, zatim..prijenos energije na kotlić fiša, graha i čobanca s posebnim osvrtom na oblik kotlića(zatvoreni, ravni i otvoreni)...korekcija načina loženja u komparaciji s brzinom okretanja ražnja opterećenog odojkom, jankom ili nekoliko pilića s posebnim osvrtom na pad obrtaja ražnja u srazmjeru s unešenom količinom gemišta..
..mislim da će šire narodne mase popratiti Vaše znanstvene napore..
..ukoliko nađete adekvatnog sponzora pridružujem se timu sa svim svojim znanjem i opremom..
..  

Deflektor je forumski kolokvijalni izraz kojeg forumit vulgaris (poput mene jednako) može poistovjetiti sa pravilno naslaganim cjepanicama u manju pregradu ili zid,to ne znači naravno da se radi o pravom "deflektoru" sa svim svojim karakteristikama...pretpostavljam da bi alu folija bila najbliže deflektoru mada ni ona nebi vršila apsolutni prijenos.

Da budem iskren ovakve teme me vračaju na forum . Tema ne samo što je dobro prikazana teorija u praksi nego je prepoznata energičnost koju prati velika volja da se na temelju iskustva može argumentirano raspravljati. Bushcraft u cjelini svoje tematike upravo se bazira na takvim iskustvima.
Kampirajući na različitim mjestima , nadmorskim visinama , godišnjim dobima , blizini vode i još puno drugih stvari koje bi upotpunile sliku , vrlo je važno kojim se gorivom loži odnosno vrstom drveta.
Ovaj eksperiment u kojem je korištena vrba bio bi uvelike drugačiji da se koristila naprimjer bukva .

Naravno, zato se ljudi stolječima griju na bukvu,a ne na vrbu.

Kalorijska vrijednost ovdje bi digla pretpostavljam veličine mjerenja (veće stupnjeve Celzijusa,širi ili duži radijus i daljinu grijanja),možda je lako utvrditi koeficijent da se zapali 100 grama bukve i 100 grama vrbe u jednakim uvjetima,nakon toga se utvrdi koeficijent pa se taj isti primjeni na veću težinu drva obje vrste...uglavnom Djomla,ima se tu još kaj istraživati,tek smo zagrebli KORU!

Korištenjem drugačije vrste drveta, gore je spomenuta bukva, vjerojatno bi kao što kaže Fratt dobili drugačiji izlaz u apsolutnim veličinama. Čak bih se usudio pretpostaviti da bi temperature bile niže, ali vrijeme gorenja dulje. Izlaz u relativnom smislu, dakle razlike između obrazaca loženja bi vjerojatno ostao vrlo sličan, ako bi naravno ulazni faktori ostali isti kao i za vrbu..

Stavit ću uskoro jedan tekst o svojstvima drveta kao goriva, zapravo je zanimljivo kako "mekše" vrste drveta imaju nešto veću toplinsku vrijednost, ako se kao kriterij uzme megadžul po kilogramu drveta . Točnije 19-21MJ/kg, tvrđe vrste imaju cca. 17.5-20MJ/kg. Razlog je u većoj količini smola kod mekših vrsta...

@Fratt
Da, ovo je tek početak. Ovaj eksperiment je zapravo proba-mali djelić okvira unutar kojeg se može promišljati o ozbiljnijim problemima ovog područja..Inače, eksperiment je osmislio moj profesor s fakulteta.. A bit će ih još puno zanimljivijih, pretpostavljam...

djomla skidam kapu.
Svaka čast na uloženom trudu za eksperiment,i samo pisanje na forum. Veliki respekt!!

Ova ideja u uzorkovanju vrste drveta i određivanjem kalorijske vrijednosti mi se čini možda najinteresantnijom idejom Djomla,posebno ako se usporedi 5-6 vrsta drveta koja su bila skladištena na više različitih načina.Posebno bi trebalo uzeti u obzir standardne metode skladištenja koje se koriste u kućanstvu (podrum,nadstrešnica,bez sunca,na otvorenom,pod utjecajem sunca),u biti one metode koje jedan klasični korisnik drva za ogrijev koristi za pospremu drva pred zimu.
Onda se iz tih uzoraka napravi unificirani lab test koji daje različite vrijednosti za različite uzorke čime dolazimo do spoznaje koje drvo najbolje gori ako je skladišteno na taj i taj način.

Onda ja mogu slobodno doći k susjedu Štefu i reći mu da mu je to sve kaj dela za ku*ac jer je iz dr. Djomlinog znanstvenog rada jasno da se grab isključivo posprema u podrum i pod utjecajem ventilacije te time ima najveću kalorijsku vrijednost.

Rus (poskok) je napisao/la:djomla skidam kapu.
Svaka čast na uloženom trudu za eksperiment,i samo pisanje na forum. Veliki respekt!!

 

Fratt je napisao/la:Ova ideja u uzorkovanju vrste drveta i određivanjem kalorijske vrijednosti mi se čini možda najinteresantnijom idejom Djomla,posebno ako se usporedi 5-6 vrsta drveta koja su bila skladištena na više različitih načina.Posebno bi trebalo uzeti u obzir standardne metode skladištenja koje se koriste u kućanstvu (podrum,nadstrešnica,bez sunca,na otvorenom,pod utjecajem sunca),u biti one metode koje jedan klasični korisnik drva za ogrijev koristi za pospremu drva pred zimu.
Onda se iz tih uzoraka napravi unificirani lab test koji daje različite vrijednosti za različite uzorke čime dolazimo do spoznaje koje drvo najbolje gori ako je skladišteno na taj i taj način.

Onda ja mogu slobodno doći k susjedu Štefu i reći mu da mu je to sve kaj dela za ku*ac jer je iz dr. Djomlinog znanstvenog rada jasno da se grab isključivo posprema u podrum i pod utjecajem ventilacije te time ima najveću kalorijsku vrijednost.

   Čisto sumnjam da će to utjecati na Štefovu metodu sušenja.. Ovdje kod nas sam vidio i čuo za dosta maštovite načine spremanja drveta, tako jedan tip namjerno ostavlja drva izložena da dobro nakisnu jer će onda žena manje trošiti drva  

Postoji dosta radova sa problemima koje si naveo, jedan koji mi je pri ruci je dosta zanimljiv, a bavi se upravo pitanjem skladištenja i sušenja drveta.

Nord-Larsen, T. i suradnici (2011). Drying of firewood – the effect of harvesting
time, tree species and shelter of stacked wood. Biomass and Bioenergy, 35(7),
2993-2998.
Par zanimljivih informacija iz rada...

"The overall recommendation based on findings from this study is to fell trees for firewood during the winter or early spring and stack the wood under a shed roof with goodventilation.

The firewood (both coniferous and deciduous) may then be used during the heating season the same year. These findings contrast earlier recommendations that in
general firewood should be dried for 1-2 years before it is suitable for burning.

The wood should be split to ensure faster drying. Splitting of wood is more important for large pieces of round wood as drying rates decrease with both increasing diameter and length of the firewood.

It is however of little importance how the wood is stacked as cross-stacking does
not increase drying rates, although it is recommended that the bark is facing downward in the bottom of the stack and upward in the top."