Eld, ved och vedåtgång

Här kan du diskutera vetenskapsteori
Opager
Inlägg: 643
Blev medlem: 1 maj 2015, 09:04
Ort: Malmö

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Opager » 26 december 2015, 21:52

Lite undersökningar på webben om Danmark och "Ildbukkene" under Järnåldern kanske hjälper?

http://tinyurl.com/jcnpdub

Opager

Wurner
Inlägg: 204
Blev medlem: 1 maj 2015, 11:32
Ort: Blekinge

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Wurner » 27 december 2015, 00:16

Jerrark skrev:Förhållande inluft och utluft och hur mycket luft en eld drar under olika omständigheter, och i olika typer av byggnader borde väl kunna mätas rent experimentellt?
Om jag istället räknar på det: utgångspunkt är ett kilo torr ved (alltså helt utan vatten för att göra det enkelt att räkna). Veden är huvudsakligen cellulosa vilket i det här fallet kan vara liktydigt med glukos. En glukosmolekyl och 6 syremolekyler ger vid förbränning upphov till 6 koldioxidmolekyler och 6 vattenmolekyler. Molarvikten för glukos är 180g/mol, vårt kilo är då 5.6 mol.
För förbränning krävs då tillförsel av 33.6 mol syre. Molarvolymen för gaser vid atmosfäriskt tryck och temp ca 5-30 grader är 23-25 kubikdecimeter/mol. Syre utgör 20% av "luft". 33.6 mol syre utgör alltså ca. 0.77 kubikmeter och bärs av 3.9 kubikmeter luft. Detta är den minsta volym man måste tillföra för att förbränna veden.

Under förbränningen produceras 0.77 kubikmeter mer gas än som används, alltså måste 4.6 kubikmeter bortföras.

Så om veden innehåller vatten: vatten har molarvikt 18g/mol. För varje 18 g vatten som adderas till ett kilo "torr" ved bildas då ca 25 kubikdecimeter extra gas. En fukthalt på 50% i träet (Veden väger nu 2kg varav ett är vatten) ger då t.ex. 1.4 kubikmeter extra gas, totalt behövs då 6 kubikmeter bortföras (men fortfarande behövs bara 3.9 tillföras)

Skrivet från mobil, ursäkta om det ser rörigt ut.

Carl Thomas
Inlägg: 1869
Blev medlem: 15 april 2015, 15:05
Ort: Jämtland

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Carl Thomas » 27 december 2015, 01:16

Leif,

Jag har aldrig haft en grotta som bostad :) men samma princip gäller där som med alla andra öppna eldar, elden drar en viss mängd luft, mängden luft som omsätts beror på temperaturen på elden, t.ex. ger ek en högre temperatur på elden liksom barrträd aom innehåller kåda. Även kilo ved påverkar temperaturen (alltså stor eller liten els). Wn öppen eld har ingen som helst begränsning av tilluften, den tar den luft den vill ha - oxh detta kan man inte göra någonting åt så länge elden brinner öppet. När elden stängs in i ett eget slutet rum (som i en eldstad i en kakelugn eller vedspis) kan man med spjäll reglera både tilluft och i viss mån frånluft.

I en grotta som har en enda öppning passerar alltså tilluften fram till elden - och röken går ut längs med taket.
Här måste det finnas en balans mellan kall och varm luft, annars blandas tilluft och frånluft...

Det bör kunna gå att mäta grottans mynning - och hur långt från mynningen eldstaden är placerad. Ambitionen var troligen att lägga eldstaden så långt in som möjligt - men det begränsas alltså av att kall ingående luft inte fick blandas med utgående vara luft/rök.

Hade hittat ett tak som lutade uppåt mot grottans mynning underlättade detta det hela. Hur stor grottan var påverkar det hela. Regeln är att kall tilluft inte fick blandas mes utgående varmluft eftersom då fylldes grottan med rök. Blev eökkoncentrationen hög måste de boende lämna grottan för att då frisk luft.

En låg bred grotta kan vara ett problem eftersom varmluften då förs ut "brett" och värmen är då koncentrerad i mitten vilket bör innebära att på sidorna blir röken kall och sjunker ned mot golvet och blandas med tilluften.

Ett annat problem är om grottans mynning är liten eller om mynningen är lågt placerad. Både till oxh frånluft måste kunna passera utan att blandas nämnvärt.

En grotta med två öppningar. Säg att en öppning kan tjänstgöra som skorsten som för ut röken oxh den andra öppningen för in tilluft fungerar i princip som ett hus.

Som sagt, jag saknar erfarenhet av grottor och jag använder bara min kunskap av öppen eld - och grottor kan se ut på många olika sätt.

Thomas
Historia är färskvara.

Användarvisningsbild
Yngwe
Inlägg: 2736
Blev medlem: 15 april 2015, 23:01
Ort: Gränna

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Yngwe » 27 december 2015, 01:18

Alltså, tillflödet enligt din beräkning Wurner är alltså väl överensstämmande med det jag angivit.

Sen hänger jag inte med i beräkningen av utflödet, där skippar du ju uträkningen... är för länge sedan jag räknade på sådant så jag ska inte pröva mig på det själv. Har du möjlighet att redovisa den? Tar den hänsyn till temperatur?

Sen är det ju då frågan om en fullständig förbränning, vilket väl sällan är realiteten i en öppen eld, den brinner väl normalt med viss syrebrist, en ofullständig förbränning som även bildar kolmonoxid?

I vilket fall. Eldar du 10 kg ved på en timme så behövs enligt denna beräkning 39 m3 lufttillförsel för förbränningen och utflödet för att bevara trycket måste vara 46 m3. Det borde vi kunna vara överens om utan att säga att siffran behöver vara exakt!

Carl Thomas
Inlägg: 1869
Blev medlem: 15 april 2015, 15:05
Ort: Jämtland

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Carl Thomas » 27 december 2015, 01:30

Wurner,

Tack för denna förklaring!

3,9 kubikmeter luft måste alltså, enligt din uträkning tillföras för att elden skall kunna förbruka 1 kg absolut torr ved. Det är alltså minsta möjliga antal kubikmeter luft elden behöver för att brinna.

Eld skapar värme. Utöver 3,9 kubikmeter som elden behöver för att brinna - för elden ut värme i form av varm luft och rökpartiklar.

Jag akulle uppskatta om du kan räkna ut hur mycket varm luft som förs ut. Rökavgaser från 2,5 kilo björkved håller ca 350 grader. Het luft stiger uppåt i en viss takt och mängd.

2,5 kilo björkved för ut 500 kubikmeter varm luft per timme, det blir 8,33 kubikmeter per minut, och 0,138 kubikmeter per sekund - om det kan vara till någon hjälp vid beräknandet :)

Thomas
Historia är färskvara.

Wurner
Inlägg: 204
Blev medlem: 1 maj 2015, 11:32
Ort: Blekinge

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Wurner » 27 december 2015, 11:09

Om gasen som utgör vad jag kallar utflödet: jag tänker här att man måste bort föra den luft man tar in, minus det syre som förbrukas plus det vatten och den koldioxid som avges under förbränningen. Detta ger en ökning av volymen med ungefär 0.77 kubikmeter Per kilo om veden är absolut torr.

Gasvolymerna jag använt håller bara för temperaturer ganska nära rumstemperatur, alltså har jag underskattat den volym som måste bortföras. Jag kan försöka ta reda på molvolymen vid högre temperaturer och återkomma med justerade uträkningar som tar hänsyn till volymsökningen till följd av uppvärmning.

Det jag räknat på beskriver hur stor volym luft som minimalt måste tillföras för att ved ska kunna förbrännas, samt (underskattat) Hur mycket luft och hudprodukter som måste bortföras för att behålla status quo i luftsammansättningen i rummet.

Carl Thomas
Inlägg: 1869
Blev medlem: 15 april 2015, 15:05
Ort: Jämtland

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Carl Thomas » 27 december 2015, 17:02

Tack Wurner!

Thomas
Historia är färskvara.

jancro
Inlägg: 318
Blev medlem: 5 maj 2015, 15:30

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav jancro » 27 december 2015, 18:57

Här ett inlägg om den öppna elden och dess strålningsvärme.
Carl Thomas : " Idag tror jag att alla förstår att en eld skapar värme och att värmen från elden förs ut ur rummet tillsammans med röken. Ca 500 kubikmeter (frånluft) luft förs alltså ut ur rummet per timme - och lika mycket kall luft (tilluft) förs då in i huset eftersom allt lufttryck jämnar ut sig. Den enda värme som man kan ta tillvara på är strålningsvärmen från elden, den motsvarar 5 procent av vedens lagrade energi. 95 procent av vedens lagrade enrgi förs alltså ut ur rummet med röken. Detta är de fakta som gäller alla storlekar av rum när mänkiska och öppen eld finns i samma rum."

Räcker 5 procent för att hålla ett rum någorlunda varmt? En rejäl brasa ( 3 kg / h ) ger enligt inlägg här bruttoeffekten 9/ 0,95 = 9,5 kWh / h = 9,5 kW.
5 procent strålningsvärme ger 9,5x 0, 05 = ca 0,5 kW = 500 W, d v s motsvarar ett mindre elelement eller en "halv meter" infravärme.
Värmebehovet idag uppges (WP) vara ca 6 kW per 100 m2 normalisolerat rum.
Eketorpshuset uppges i inlägg här vara "easily heated" . Husen är ca 4x12 längs muren, = ca 50 m2.
Med dagens isolering åtgår som mest alltså 6/2 = 3 kW, vilket är långt från strålningsvärmens 0,5 kW.
Var kommer resten av värmen ifrån? Som jag ser det, handlar det dels om en del rökgaser som inte tar vägen ut,
utan blandar sig med rumsluften, dels är det rumsluft som värms av eldstad och den stigande heta rökgasen och som stiger upp och faller något avkyld ner längs väggarna.

Carl Thomas
Inlägg: 1869
Blev medlem: 15 april 2015, 15:05
Ort: Jämtland

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Carl Thomas » 27 december 2015, 20:22

Jancro,

Att varm luft stiger uppåt tror jag inte någon protesterar mot eftersom den som gör det skulle idiotförklara sig själv. Vad man inte verkar förstå är konsekvenserna av hur en eld fungerar i ett rum med hål i taket och draghål.
Som du läst har det framförts att en eld bara för ut 3,5-4 kubikmeter luft per timme - och att min uppgift om 500 kubikmeter är fel. En kalkylmodell bevisar alltså detta. Resultatet är ju ett resultat av det man matat in - och när man inte förstår matar man in de siffror som man själv anser är riktiga...grunduppfattningen är alltså fel och man söker siffror som bekräftar det man själv redan tror på. Wurner räknar på det - vilket jagvser fram emot.

Ja, strålningsvärmen räcker mer än väl att hålla värmen i en kåta, oavsett årstid, det vet jag av egen erfarenhet.

Strålningsvärme från en eld är i princip samma sak som infravärme. Hur strålningsvärmen från en eld skall beräknas vet jag inte, men det går säkert att räkna på.

Infravärme passerar luft ganska obehindrat och värmer delvis även luften den passerar - men värmer framförallt det material som den träffar, t.ex. En människa som sitter invid elden. Det område den träffar blir då varmt - men en människa skuggar bort strålningsvärmen så att den inte träffar väggen bakom människan.

I en kåta - och i en hall - fungerar det på samma sätt efter samma princip. Strålningsvärmen från elden värmer det den träffar. Väggar och tak torkar ut och värms upp. Med värms upp menar jag att om det ör is på dem smälter isen och materialet börjar värmas upp och magasinera en viss mängd värme. denna värme handlar alltså om några få grader.

Ju fler människor som sitter vid elden ju mindre strålningsvärme träffar väggarna. Tilluften kyler väggarna - oxh den vörme väggarna magasinerat under dagen avges under natten nör man inte eldar. Väggen kanske håller 5-6 grader på kvällen - och kanske 1-2 grader på morgonen. Det skiljer en del mellan sommar och vinter naturligtvis.

Det går säkert att mäta strålningsvärmen och få fram en siffra på hur många KWh den avger - men jag är inte säker på att denna typ av energi är enkel att mäta. För mig är det ungefär som att slå med en hammare på tummen och mäta vikt kontra hastighet på hammaren, träffpunkt och skadorna på tummen - men inte mäta smärtan.
Historia är färskvara.

Användarvisningsbild
Yngwe
Inlägg: 2736
Blev medlem: 15 april 2015, 23:01
Ort: Gränna

Re: Eld, ved och vedåtgång

Inläggav Yngwe » 27 december 2015, 22:28

Jancro, alltså precis som i rökpörtet.

Jag har uppfaterat en gammal bild. Föreställer ett långhus med välisolerade tak och väggar

a : Motsvaras av rökpörtets trä-skorsten, i äldre varianter bara ett hål ut. Den ligger inte mitt över elden, så det går alltså inget drag rakt upp från elden

b: Motsvaras av rökpörtets högt belägna skjutluckor med vilka man reglerar in och utluft. Vindögon alltså.

c: Ett upphöjt golv som gör att man vistas ovanför draget av kalluft. I beskrivningen av Gene II nämns ett sådant golv, det ska finnas omnämnt i isländskt material tydligen.

I teorin borde alltså långhuset kunna fungera på samma vis som rökpörtet. Man kan skapa ett lock av rök och under det kan man få uppvärmd luft.


Långhus värme.jpg
Långhus värme.jpg (27.57 KiB) Visad 844 gånger


Återgå till "Teori"

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 1 och 0 gäst