Органический состав древесины обусловливает ее способность гореть, вследствие чего древесина широко применяется в качестве топлива. Ценность материала как топлива определяется его теплотворной способностью, измеряемой в калориях. Главными элементами в древесине, при сгорании которых выделяется тепло, являются углерод (при сгорании до углекислоты выделяется 8137 калорий) и водород (при сгорании до воды выделяется 34 180 калорий).

Зная состав топлива и предполагая, , что составляющие его элементы сгораю г в свободном состоянии, можно подсчитать теоретическую теплотворную способность топлива. Полученная таким путем величина называется высшей теплотворной способностью органической массы топлива. Она отличается от действительной теплотворной способности, так как часть тепла затрачивается на испарение воды, имеющейся в топливе и образующейся при сгорании; это тепло уносится с парами воды и представляет собой неизбежные потери.

Однако и с учетом потерь на испарение воды указанные подсчеты дают лишь приближенные результаты, так как построены на предположении, что способные гореть элементы топлива сгорают свободно. Между тем эти элементы в топливе находятся в химическом соединении, на разрушение которого необходимо затратить часть тепла.

С учетом изложенных соображений Д. И. Менделеев предложил формулы для определения высшей и низшей теплотворной способности топлива, которые для древесины имеют вид:

и

Эти формулы также дают лишь приближенные значения, часто отклоняющиеся от действительных на 5-10%.

Точное определение теплотворной способности производится лабораторным путем, в калориметрах, где измеряется количество тепла, полученное при полном сгорании одной весовой единицы данного топлива. Эти определения производятся в лабораториях по испытанию топлива согласно унифицированной методике.

Древесное топливо имеет очень большое значение в народном хозяйстве СССР: около 50% всего используемого тепла дают дрова. Несмотря на меньшую теплотворную способность по сравнению с каменным углем, древесина. имеет значительное преимущество - она не содержит серы и дает мало золы. Это придает древесине особую ценность в металлургическом производстве: лучшая сталь получается из чугуна, выплавленного на древесном угле.

Теплотворная способность древесины, отнесенная к единице веса, практически не зависит от породы, что объясняется одинаковым химическим составом клеточной оболочки у разных пород. Так, Л. Маржецкий получил следующие приведенные в табл. 20 данные для древесины различных пород из разных районов произрастания.

Таблица 20

Теплотворная способность древесины различных пород из разных районов произрастания

Согласно этим данным, весовая теплотворная способность абсолютно-сухой древесины наших лесных пород в зависимости от породы колеблется в очень узких пределах - от 4700 до 5100 калорий, составляя в среднем около 5000 калорий (4840 с отклонениями от -3 до 5%).

В практике дрова обычно оценивают не по весу, а по объему т. е. по количеству тепла, получаемого при сгорании-, одной объемной единицы; эта характеристика называется удельной теплотворной способностью и получается путем перемножения весовой теплотворной способности на объемный вес древесины.

Соответствующие цифры для абсолютно-сухой древесины приведены в табл. 21.

Таблица 21

Удельная теплотворная способность древесины различных пород

Как видим, величины удельной теплотворной способности дают представление о сравнительной ценности дров разных пород, совпадающее с их обычной оценкой в бытовых условиях. Теплотворная способность древесины в большой степени зависит от ее влажности: с увеличением влажности теплотворная способность падает. Для определения рабочей теплотворной способности дров предложены эмпирические формулы, примером которых может служить формула А. А. Надежина:

где W- относительная влажность древесины в процентах.

Для сплавных дров эта формула имеет несколько иной вид:

По этим формулам можно составить таблицы или номограммы, облегчающие необходимые подсчеты.

Теплотворная способность древесины одной породы зависит, кроме того, от возраста, положения в стволе, части дерева. Так, по исследованиям Л. Маржецкого, максимальная теплотворная способность оказалась для стволов сосны в средней части по радиусу; по высоте ствола у сосны наблюдается уменьшение теплотворной способности по направлению от комля к вершине, а для березы и осины - наоборот.

Согласно некоторым данным, теплотворная способность ядра-(или центральной части ствола) несколько больше, чем заболони.

Кроме того, на теплотворную способность оказывает влияние содержание смолы; так, по данным С. И. Ванина и М. И. Езупова, увеличение смолистости древесины сосны до 20% (в результате поражения грибом Peridermium pini) повышает теплотворную способность почти на 16%.

Теплотворная способность коры и хвои для некоторых пород оказывается выше, чем для древесины; так, по определению А. Н. Померанского, теплотворная способность древесины ели оказалась равной 4798, коры 4853 и хвои 4930 калорий; для березы древесина дала 4688, а кора - 5483 калории.