Minkä tyyppistä lämmönsiirtoa puuta polttava tulipalo käyttää?

Puulämmitteinen tulipalo hyödyntää luonnossa esiintyviä ja fysiikan tuntemia kolmen tyyppistä lämmönsiirtoa. Näihin sisältyy konvektio, joka on lämmön siirto ilmavirtojen kautta. Johtaminen on lämmön siirtämistä kiinteiden esineiden, kuten maan tai takan seinän, läpi. Säteily on yleisen lämmönsiirron kolmas muoto, ja se voi sisältää palon valossa tapahtuvan säteilyn ja polttoaineen hapettumisen palamisprosessissa.

Konvektio on yksi yleisimmistä tavoista siirtää lämpöä esineestä toiseen, sekä luonteeltaan että ihmisen tekemissä lämmityslaitteissa. Tämä johtuu siitä, että sitä on helppo käyttää ja hallita. Puun tulipalossa konvektiolla siirretyn lämmön määrä liittyy suoraan siihen, kuinka nopeasti tuuli puhaltaa ulkotulessa tai pakotetun konvektion tasoon tulisijassa. Takassa lämpö siirtyy puusta polttavasta tulesta huoneeseen, kun viileää ilmaa vedetään tuleen lattian tasolta sen polttoaineeksi. Tämä pakottaa lämpimän ilman ulos, kun se nousee huonetilaan ja nostaa lämpötilaa.

Johtaminen on tehokkaampi lämmönsiirtomenetelmä, mutta myös hitaampi. Mitä tiheämpi materiaali, sitä enemmän lämpöä se voi kuljettaa paikasta toiseen. Leirintäalueella palonjohto palvelee lämmön siirtämistä maan läpi, josta tuli sijaitsee, leviäen asteittain pallomaiseksi. Tätä ei tule huomata ihmisille, jotka istuvat lähellä tulipaloa, mutta maan lämpenemisen myötä sen läpi kulkevat konvektiovirtaukset siirtävät osan lämmöstä myös kiinteältä pinnalta myös ilmaan. Takassa johtokyky on melko ilmeinen, jos kosketat takan ulkotiiliä ja tunnet, että tuli on lämmittänyt sitä.

Puulämmitteinen tulipalo siirtää myös lämpöä sähkömagneettisen säteilyn kautta. Tähän sisältyy sekä tulen tuottama näkyvä valo että pidempien aallonpituuksien valo, kuten infrapuna-alueen valo, jota ihmisen silmä ei näe. Tuli säteilee lämpöä valolla samalla tavalla kuin aurinko. Prosessi on myös samanlainen kuin lämpö, ​​jonka maa säteilee takaisin avaruuteen yöllä sen jäähtyessä, jota kutsutaan mustan kehon säteilyksi tai lämmön säteilyksi.

Itse tulen kemiallinen reaktio, joka tunnetaan nimellä palaminen, on ensisijainen lämmönsiirtomenetelmä. Säteily ei vaadi ainesta lämmön siirtämiseksi, kuten esimerkiksi konvektiolla tai johtavuudella, mutta se vaatii jonkinlaisen reaktion. Puulämmitteisen tulipalon tapauksessa tämä on kemiallinen reaktio, jossa puu hapettuu nopeasti, jolloin muodostuu kaasuja, kuten happea, hiilidioksidia ja höyryä. Tulen puun kemiallisen hajottamisen aikana energiaa vapautuu ympäristöön lämmön ja liekkien muodossa.