282
Topení a větrání obydlí lidských.
Označili jsme teplota specifickou plynů topivých t. Týče se i ostatních látek pevných, tekutých i plynných, že jich specifická teplota je ono množství tepla, jehož je potřebí, aby jednotka váhy, tedy 1 kg téhož o 1° C. se zahřála. Ovšem třeba, aby těleso čím teplejším je, tím větší množství tepla přijí malo, má-li se o 1° C. zahřát, t. j. specifická teplota roste zároveň se stou pající temperaturou. Zákon, podle kterého se specifická teplota v souvislosti s přibývající temperaturou mění, není u velké většiny znám a proto v obyčejné praxi po kládáme teplotu specifickou za hodnotu stálou (konstantní). Pokusy stanoveny byly pro různé látky různé hodnoty jich specifické teploty, jež zveme koefi cientem specifické teploty. Tabulka následující předvádí jich řadu u vztahu na 1 kg látky: specifická teplota
látka
v o d a ...................... 1-0000 0-7000 alkohol . . . . suché dřevo . . . 0-5-0*58 0-3400 kyselina sírová . . železná litina . . 0-2400 0-2150 c i h l a ...................... s í r a ............................ 0*2026 0-2000 vápenec a koky . . sk lo ............................ 0-1900 kamenina . . . . 0-1200
specifická teplota
látka o ce l............................ kujné železo . . . z i n e k ...................... měď............................ m o sa z ...................... stříb ro ...................... c í n ............................ rtu ť............................ o l o v o ......................
0-1180 0-1120 0-0956 0-0952 0*0939 0*0560 0-0548 0-0333 0-0315
Specifická teplota plynů se mění dle toho, jsou-Ii volny nebo stlačeny. Z tabulky zřejmý jsou rozdíly: Látka
volný objem
konstantní
v o d í k ...................... vodní pára . . . kysličník uhelnatý . d u s í k ...................... vzduch ....................... k y s lík ...................... kyselina uhličitá .
2-4140 0-3334 0-1758 0-1730 0-1686 01548 0-1535
3-4090 0-4800 0-2450 0-2440 0-2375 0-2182 0-2164
tlak
Je-li plyn volný, slouží přijaté teplo pouze k jeho zahřátí, je-li plyn uzavřen, musí teplo přijaté tento rozpínat naproti tlaku konstantnímu, čímž vysvětliti se dá větší specifická teplota plynů stlačených nežli volných. Pomocí obou tabulek lze snadno vypočítati množství tepla jisté hmoty pro libovolnou temperaturu, znásobíme-li danou je jí váhu koefficientem je jí specifické teploty.
2. Palivo. Rozeznáváme palivo pevném tekuté a plynné a sice buď přirozené nebo umělé. Pevným palivem přirozeným je dřevo, rašelina, hnědé a kamenné čili černé uhlí. Dřevo. Podle hustoty tkaniva dřevného rozlišujeme dříví měkké a tvrdé.
P alivo.
283
Měkké dřevo váží průměrně 250—3 0 0 % na krychlový metr, kdežto tvrdé od 350— 4 0 0 % . Z měkkých dřev třeba uvésti: smrk, jedli, borovici, modřín, břízu, topol, olši, lípu, kaštan. Dřeva jehličnatá měkká (smrk, jedle, borovice, modřín) obsahují značné množství smoly a hoří proto plamenem velmi živým, zapalují se snadno, shořují ale rychle vydávajíce mnoho kouře, který usazuje mnoho sazí. Dřeva listnatá mčkká hoří velmi dobře, třeba ale přece zmínku učiniti o některých rozdílech v hoření uvedených už dřev. Tak hoří dřevo břízy velkým, živým ale klidným plamenem, při Tnálo kouři. Topol Černý hoří volně, mdlým plamenem silně kouřivým, kdežto osyka hoří rychle, praskavým plamenem, který v tahu poněkud slabším snadno zhasíná. Olše hoří v slabém tahu mdle, v silném ale velmi živě, kouří slabě, usa zuje lesklé saze. Lípa hoří už při slabém tahu velmi živě, kdežto kaštan vyžaduje tahu značnějšího nežli bříza, hoří ale jinak velmi dobře. Dřeva listnatá tvrdá jsou hlavně buk, dub a jilm se svými odrůdami. Buk hoří velmi živě a stejnoměrně, tiše, bez jisker a jen slabě kouř vydává. J e vůbec nejlepším palivem dřevným. Dub hoří praskavé ne však živě, potřebuje silný tah. Sazí usazuje málo. Jilm hoří dobře, ne však tak živě jako buk, vyžaduje značnější tah. Vyjmenovaná dřeva obsahují asi 3 procenta své váhy látek nerostných, nespalitelných, které co popel zbudou po skončeném hoření. Čerstvě pokácené dřevo obsahuje 20— 60% vody. V chemickém složení rozlišují se jmenované druhy dřev velmi málo a je proto jich theoretická hodnota topivá bezmála stejnou. Praktický topivý effekt je však dosti rozdílným při různých druzích, neboť padá na váhu též věk dřeva, jeho vlhkost, poměry jeho vzrůstu atd. Všeobebecné lze se vyjádřit, že topivé hodnoty stejného množství stejně suchých dřev v přímém poměru jsou s hustotou. Dřevo suché získáme nejlépe, když je zbavíme kůry, rozštípáme na malé kusy a tak pod otevřenou kolnou srovnáme, aby vzduch ze všech stran k němu volný měl přístup. Tím způsobem ztratí dřevo do roka polovici své vody. Dřevo je v celku hořlavějším než paliva ostatní t. j. snadněji vzplane a lehčeji hoří. Tvrdá dřeva jsou méně hořlavá nežli měkká, nejhořlavější jsou dřeva smolná. Tato dřeva hoří plamenem nej delším, tvrdá krátkým. Rašelina jest nej mladším fossilním palivem a pozůstává ze směsi více méně shnilých zbytků rostlinných a prsti. Rašelina je lehká a kyprá, hoří krátkým plamenem a vydává hustý houř. Vysušená na vzduchu rašelina chová vody 25—30% vlastní váhy. Hydraulickými lisy zhuštěná a dobře sušená raše lina je palivem velmi dobrým, výhřevným. Krychlový metr na vzduchu sušené rašelíny váží 350—4 0 0 % . Popele obsahuje rašelina taková 5—30%. Hnědé uhlí vzniklo před rašelinou a pozdě po uhlí kamenném. Vyzna menává se zvláštní hnědou barvou a zhusta dobře Zachovalou strukturou dřevnou. Lom je nedokonale lasturovitý, lesk mdlý. Na vzduchu se rozpadává po čase. Hoří plamenem značně jasným, nepříjemně zapáchajícím. Hnědé uhlí nacházíme v několika odrůdách, jež jsou nepatrně, mezi sebou rozdílný, a pro odbor náš téměř bezvýznamný. Hnědé uhlí obsahuje 35—50% uhlíka, asi 5% vodíka a 20% kyslíka. Hodí se dobře, podobně jako rašelina k vytápění pokojů poněvadž zvolna hoří a stejnoměrné teplo vydává. Uhlí kamenné je nejstarším fossilním palivem. Rozeznáváme celou řadu různých druhů uhlí kamenného. Nejhlavuějši a pro odbor topení nej důležitější jsou druhy uhlí spékavého a nespékavého. Uhlí spékavé měkne při hoření, při čemž se tvoří zvláštní bublinatá hmota, která co struska (škvár) v ohništi zbývá. Hoří silnějším |plamenem 36*
284
Topení a větrání o b y llí lidských.
a vydává značnější žár nežli uhlí nespékavé. Toto při hoření neměkne a uhořuje ponenáhlu, zanechávající v ohništi pouze popel. Ze spékavých druhů nejčelnéjším je tak zvané uhlí mastné. Je na lomu lesklé, krásně černé barvy, hoří rychle dlouhým bílým, čmoudivým plamenem. Rozpalující se kusy se nadýmají a spékají vlivem rozehřátého dehtu. Destillací z uhlí toho vyrobené koky jsou houbovitého, daleko objemnějšího tvaru než uhlí samo. Uhlí suché, hubené je tvrdší nežli předešlé, na lomu méně lesklé, hoří obtížněji a menším, avšak méně čmoudivým plamenem. Kusy jednotlivé při hoření spíše na objemu ztrácí a nespékají se. Koky z uhlí tohoto vyrobené podržely jeho tvar a jsou velmi husté. Antracit je zvláštní druh uhlí kamenného, kovově lesklý, temně černé barvy. Zapaluje se velmi obtížně, hoří skorém bez plamene i bez kouře. Při topení třeba antracit klást do vysoké vrstvy, užít vysoké teploty k zapálení jeho a dbát o silný tali. Co tekuté palivo přirozené dobývá si půdy stále větší petrolej surový. Tomu dáváme vytékati ze zvláštní nádržky skrze jemné cedníky nebo podobná zařízení za dostatečného přístupu vzduchu a zapaluje se v ohništi. Topení způsobem tím užívá se při kotlech, pro vytápění obydlí nelze je dosud do poručit. Palivo umělé. Z pevných druhů paliva umělého je původem svým nejstarší dřevěné uhlí a uhlí z rašeliny. Výroba obou děje se tím způsobem, že dřevo, resp. rašelinu v uzavřeném před přístupem vzduchu prostoru, v milířích nebo rrláštních pecích, silně zahříváme, čímž zuhelnatí. Uhlí dřevěné používá se k účelům zvláštním, kde jiného paliva použít nelze. Ze všeobecného užívání vyšlo už dávno, za to uhlí z rašeliny hojněji dosud se užívá. Hoří pomalu, krátkým, vytrvalým a velmi horkým plamenem. Z umělých paliv nejdůležitějším jsou zajistá koky. Tyto vyrábí se bud ve zvláštních k tomu cíli zřízených pecích kokových anebo nabýváme jich co vedlejšího produktu při výrobě svítiplynu. Koky z plynáren hodí se pro po třebu domácí lépe nežli ony z kokových pecí, poněvadž jsou řidší a tudíž méně tahu k hoření vyžadují nežli tyto. Koky dobré jsou sklovitého rázu, tvrdé, zvonivé. Třeba je ukládat v suchu, poněvadž přijímají ve vlhku až 20% vody dle váhy vlastní. Hektolitr koků plynových váží 30—3oky, koků z pecí 40—45 kg. BHquetty hotoví se z odpadků uhelných, prachu a drobtů, které na šachtách se stále hromadí a pro potřebu domácí se nehodí. Celá směs od padků, jíž se někdy i vazná nějaká látka přimísí slouží k hotovení pevných cihel pomocí strojů, které velmi dobrým jsou palivem. BHquetty z uhlí hnědého hotoví se ze zemitého, to jest ze sypkého hně dého uhlí. Nejprve utvoří se z tohoto za pomoci vody hustá kaše, tato se pak vkládá do forem různých, uejčastéji podoby cihel a silným lisem stlačí se na dostatečnou pevnost. Co vazná látka slouží, když nemá prach uhelný dostatek vlastní vaznosti bud hlína v malé přísadě, anebo, což daleko je lepší, dehet kamenouhelný. Způsobem tím lze i z uhlí kamenného brikety vyráběti. Patentní uhlí není nic jiného nežli brikety v koky proměněné. Uhlí pařížské je směsice různých látek hořlavých, jako prachu uhelného a rašelinného, pilin atd. s dehtem. Hotové brikety ze směsi té se pak v uza vřených pecích zkokují. V novější době rozšiřuje se k účelům topení i zužitkování exkrementů (výkalů). Věc je po zdání našem velmi důležitá a tak dalece u nás dosud neznáma, že třeba si jí blíže povšimnouti. První kdo myšlénku tu pronesl, byl r. 1870 D r. Petři v Paříži. Navrhnul, aby v domech přiměřené nádoby
■
1 Výhřevnost paliva.
285
umístěny byly k nahromadění výkalů, jež by se v nich zvláštními přístroji s rašelinou mísily. Ze směsi té radil (lélati cihly, jež na vzduchu by se su šily. Návrh jeho se neosvědčil. V čase nejnovějším inženýr Kapacinský a lu čebník Borsiko-Chadisko sledovali myšlénku tuto a shledali, že palivo po ná vrhu Dr. Petři vyráběné četnou strusku tvoří. Tomu předešli, že místo rašeliny hlinité užili nejvrchnějších vrstev, obsahujících ještě mnoho zbytků rostlinných. Tato rašelina má dle jich výzkumů jen málo nerostných součástek a zbavuje výkaly rychle veškerého zápachu, k čemuž postačí při výkalech pevných 4%, při tekutých 1 0 % této proti množství výkalů. Ze směsi této vzniká palivo, obsahující 75*3% látek spalitelných, 7*5% popele a 17*2% vody. Tento uspo kojivý výsledek přiměl oba, že zřídili na stanici Peřově při Rjásanské dráze, 7 verst od Moskvy zkušebué dílny. Zde výkaly lidské z žump vybrané dány do kulatých železných nádob, jejichž stěny i duo otvory opatřeny jsou. Ná doby ty stojí v jáině prkny vyložené. Na stěny a duo nádob poklade se mech z rašelinišť, pak dají se do vnitř výkaly posypané rašelinou, jíž nesmí býti více než 5% váhy výkalů a věc zůstane 12 hodin netknuta. Za dobu tu po zbudou výkaly zápachu úplně. Tekuté části profiltrují se vrstvou rašelinného mechu, naplní prostor v jámě a odtud vypouští se do kanálu. Obsah nádob se pak důkladně promísí strojem, odtud vychází zpracovaná hmota ve dlouhých kusech, z nichž se robí cihly, jež na vzduchu se vysušují. Cihly ty hoří pod kotly i v kamnech pokojových jasným plamenem velmi dobře, jsou lehko zapalitelné a usazují málo sazí. Výrobní cena při řádné výrobě obnáší asi 15—20 kr. při 1 0 0 % , takže úhrnné výdaje i s do vozem materiálu asi 50—CO kr. za 1 0 0 % by obnášely. Podobně dobrých výsledků docílili jmenovaní i při výrobě paliva z odpadku z porážek a lejna dobytčího. Palivo plynné třeba počítati mezi umělá, neboť žádný plyn přímo v pří rodě se vyskytující k topení neslouží. Z plynů slouží účeli tomuto hlavně svítiplyn a vodní plyn. Svítiplyn hodí se velmi dobře k vytápění pokojů a k vaření. Při topení obydlí čítáme na vyhřátí prostoru 150—200 cbm 1 cbm plynu a k dalšímu udržování temperatury 0*5 cbm. Výhodou topení plynem je , že děje se značné zužitkování téhož co paliva, při velmi vysoké teplotě. Zhusta vyrábí se plyn svítivý k účelům topičským ze špatného uhlí hnědého. Plyn takový je velmi levný a účeli vytknutému úpluě vyhovuje, neboť topivý účinek plynu zrobeného ze 1 0 0 % uhlí hnědého rovná se účinku plynu, dobytého z 4 5 % nejlepšíbo kamenného uhlí. Plyn vodní tvoří se z páry, kterou v železné troubě pod tlakem 1*5 až 2 atmosfér pomocí žáru uhelného rozkládáme. 1 0 0 cbm plynu tohoto tvoří se z 15 litrů vody. Topivý účinek plynu vodního je menší nežli účinek svítiplynu. Tím vyčerpána je řada nejdůležitějších druhů paliva. Není účelem řádek těchto, podrobné vypisování přípravy a výroby druhů jednotlivých, laskavý čtenář zajisté spokojí tímto jednoduchým nárysem.
3. Výhřevnost’ paliva. Topivý účinek uhlíka jest stanoven okrouhle na J = 8000. Při určování výhřevnosti paliv: uhlí kamenného, koků, uhlí hnědého a dřevěného, rašeliny, dřeva atd. počítáme v praxi pouze uhlík a vodík co látky hořlavé, jiných sou částek hořlavých: kostíka, síry a j . nebudiž dbáno. Složení různých paliv vzhledem k součástkám, na něž nám zřetel bráti jest, je následující:
286
Topení a větrání obydlí lidských. vod& voda J i = vodík Czz uhlík (HjO) luč váz. hygrosk.
Látka
t
1
i
suché dřevo . . „ rašelina . „ hnědé uhlí kamenné uhlí. . dřevěné uhlí . . koky.......................
1
15 4
popel
J.
pr ocentech
39 35 50 80 85 87
40 29
2 0
25
2 0
2 0
17 2 10 8
2731 2743 4176 7483 7034 7065
9 4— 10 3 5 1 3 6 6 5 i 1/* 1/1 Je otázkou, jaký poměr stává mezi výhřevností praktickou a theoretickou. t j. jak velký vliv na výhřevnost má stupen účinnosti topeniště, ztráty zá řením a dokonalost spalování. Je zřejmo, že poměr ten pouze pokusem sta novití se dá. Koefficient záření, který jsme byli označili s, je tím větší, čím je větší plocha topivá, jež zářením se zahřívá. Je zřejmo, že nejmenšíin je koefficient ten při topení předním, když žádná ze stěn topeniště přímým sáláním se nezahřívá, větším při topení spod ním a největším při topení vnitřním. Dle Grashofa počítáme, když M je množství paliva na jednom čtverečním metru plochy roštové za hodinu spáleného, p ř i spodním topení s = — p ří vnitřním topení s =
- a
2*1
XM 1 1 kdežto Schbnlein při vnitřním topení klade s = —------ 5 - a o o při spodním topení s = \ ------ ~ . Stupeň účinnosti topeniště a zkouší se při parních kotlech způsobem tím, že množství vody, odpařené pomocí 1 kg paliva effekt topivý stanoví. Tm vše obecně vychází pro stupen účinnosti a — 0*4— 0 8 . Hodnota tato závisí ovšem velice i na obsluze topeniště.
4. Podmínky koření.
suché dřevo . rašelina. . . hnědé uhlí. .
B k u t. potřeb, množ. vzduchu
Palivo
4*52 4-41 6-32
5*50— 10*02 5*31— 9*72 7*24— 13*56
kamenné uhlí. dřevěné uhlí . kok} . . . .
theoret. množství vzduchu
Palivo
theoret množství vzduchu
Aby palivo dobře hořelo, t. j. aby uhlík jeho v kyselinu uhličitou a vodík ve vodu se proměnil, třeba přiváděti palivu jisté množství kyslíka, což děje se prostřednictvím vzduchu. Zapálení paliva vyžaduje asi 500° tepla. Na tom, mnoho-li k dokonalému spálení je třeba kyslíka, závisí přivá děné množství vzduchu. Vypočteno je, že ku spálení 1 kg uhlíka potřeba je 12 kg vzduchu, kdežto ku spálení 1 kg vodíka 36 kg vzduchu přiváděti třeba. Avšak ke skutečnému spalování třeba aspoň dvojnásobné množství vy počtené váhy vzduchu, nebot nikdy nepřichází v ohništi vzduch s palivem do styku tak důkladného, aby veškerý kyslík v něm obsažený zužitkován byl hořením. Dle Grashofa vyplývá pro: skut. potřeb, množ. vzduchu
10-67 11-63— 22-30 1 0 -2 0 1 1 1 5 —31-35 10-26 11*12-1-21*46
