Miksei kukaan ehdota savukaasujen häkäpitoisuuden mittaamista? Se kertoo enemmän palamisesta kuin hapen määrä.
Sinähän juuri ehdotit
Kerrotko hieman lisää miten mielestäsi hiilimonoksidin mittaus kertoo paremmin puukattilan palamisen onnistumisesta kuin happi?
Itse elän siinä luulossa että kun puu kaasutetaan niin pääasiassa puulle pitää antaa lämpöä ja happea, näiden vaikutuksesta puusta irtoaa palava aines. Ensin (hiili)vety jota puun energiasta on kai vajaa 1/3 ja sitten hiili jota siinä on reilu 2/3. Vedyn palaminen ei ole kovin ongelmallinen, mutta tuon hiilen palamisen vaaditaan jo enemmän asioita. Hiilestä saadaan hiilimonoksidi irti kun lämpöä on yli 800 °C. Eli C + O -> CO, tämä on se palamistuote jota sinne toisiopaloon suurimmaksi osaksi halutaan menevän. Häkäähän ei kai synny ilman että nuo asiat toteutuvat.
Toisiopalossa tuo CO sitten taas muuttuu lisäilman myötävaikutuksesta hiilidioksidiksi CO + O -> CO2, tämä vaatii yli 850 °C lämmön että reaktio voi toteutua. Ylimääräinen reagoimaton happi taas menee sellaisenaan kattilasta läpi. Tätä jäännöshappeahan tuo Lambda mittaa.
Kattilan sytytysvaiheessahan ei tuo Lambda säädä vielä mitään, koska palotapahtuman lämpötilan oletetaan olevan liian matalan sopivan hapetusreaktion syntymiseksi. Tuo vääränlainen palolämpötila näkyy osittain kai suoraan savukaasuissa, kun palamatonta materiaalia päätyy pakokanavaan eli piippuun. Kattila siis "savuttaa".
Toisiopalolle on eduksi että ilma tulee esilämmitettynä, jolloin päästään toisiopesässä jopa raudan sulamislämpötiloja vastaaviin lämpöihin. Lambda taas koittaa jarruttaa tätä ylikuumaa palamista (ja samalla vakioida polttotehoa), jotta esimerkiksi typpioksideja ei muodostuisi, kun tuo piippuun karkaava jäännöshappi alkaa hapettumaan voimakkaasti typen kanssa yli 1000 °C lämpötiloissa muodostaen sitä ilmansaastetta.
Palotapahtuman kannalta optimi toisiopalon lämpötila olisi 950-1000°C, jolloin palokaasut hapettuvat hyvin. Jos liekin pystyy mittaamalla pitämään tuossa lämpötilassa, se olisi kai myös riittävän hyvä indikaattori siitä että palotapahtuma on kunnossa.
Kaipa sen häkäpitoisuuttakin mittaamalla voitaisiin jotenkin säätää, mutta silloin kai nähtäisiin vain sille rajalle asti kunnes häkä on hapettunut kokonaan ja tällöinhän ei teoriassa yhtään jäännöshappea kulkeudu piippuun. Tuon raja (850 °C) kohdalla ja sen yli mentäessä säädin ei voisi säätää mitään, koska se ei näkisi ylitse tuon kriittisen pisteen, jolloin se ei tietäisi enää millainen palotapahtuma on meneillään, siis teoriassa kun sekoittuminen olisi täydellistä, jota se ei kyllä oikeasti voi ollakaan. Omasta mielestäni tuo jäännöshappi on ehkä kuitenkin parempi indikaattori kuin hiilimonoksi. Jokin syys kai sille on että nimen omaan tuota Lambdaa halutaan käyttää tuohon palotapahtuman säätämiseen.
Sopiva happiylimäärä mahdollistaa sen että huonommin sekoittuvissa paloissa, sitä happea riittää vielä niille liekin häntäpaloillekin. Tuota sekoittumista koitetaan joissakin malleissa kai tehostaa sillä että liekki koitetaan saada kiertymään toisiopesässä, jolloin se joutuu kulkemaan pitemmän matkan kuumassa.
Eri mieltäkin saa olla
Sitten puuttuisin tuhon tehokysymykseen ja sen aiheuttamiin muutoksiin... Jos toisiopalotilan pinta-ala 50̈́ x 50 senttiä = 25 dm² , kaasun nopeus on tilavuus jaettuna pita-alalla. Se on 2,8 m / sek. Jos toisiopalotilan pituus on 50 senttiä kaasu viipyy siinä 0,18 sek. Tässä ajassa palamisen pitäisi ehtiä tapahtumaan.
Jos teho on pienempi, aikaa jää enemmän.
Varmastikin näin. Uskoisin että kattilafirmat osaavat suunnitella toisiopesänsä suhteessa suuttimeen ja palokaasumäärään siten että tuossa pesässä on riittävästi tilaa palotapahtuman täydelliseen toteutumiseen. En tiedä onko oikeasti aina näin, mutta luulisi tuon nyt olevan valmistajille triviaalia laskettavaa? Varmaan nuo löytyvät heiltä jostain taulukoistakin valmiina ettei tarvitse aina erikseen laskea.
