لماذا لا يمكنك أبدًا الحصول على نار جيدة إذا أضفت مادةً قابلة للاشتعال حول قطعة حطب واحدة؟ ولماذا من الأفضل، بدلا من ذلك، أن يكون لديك ثلاث قطع من الحطب على الأقل؟ لماذا يجب تحريك الحطب من حين إلى آخر أثناء احتراقه ؟ كيف تدفئ نيران المدفأة الغرفة الموجودة فيها؟ لماذا يصدر دخان من المدفأة المبنية بشكل سيئ داخل الغرفة، بينما لا يحدث ذلك إذا كانت مبنية بشكل جيد؟

ما الغرض من الواجهات الزجاجية التي تُباع لتغطية فتحة المدفأة؟ هل توجد طريقة أكثر فاعلية لتكديس الحطب؛ بحيث يمكن أن تدفئ النيران الغرفة بشكل أفضل؟

الجواب:  سيحترق سطح الحطب عندما ترتفع درجة حرارته فوق قيمة معينة؛ درجة حرارة الاحتراق أو درجة حرارة الاشتعال قد ينتج عن إضافة مادة قابلة للاشتعال احتراق جانبي قطعة الحطب، ولكن بعد أن تستهلك المادة المشتعلة؛ فإن انبعاث الأشعة تحت الحمراء من سطح قطعة الحطب والحمل الحراري للغازات الساخنة بعيدًا عن الحطب يخفض من درجة حرارة السطح إلى ما دون درجة حرارة الاحتراق. للإبقاء على قطعة الحطب ،مشتعلة ستحتاج إلى قطعة حطب أخرى أو قطعتين إلى جانبها. حينئذٍ ستُسَخّن الأسطح المحترقة بعضها بعضًا من خلال الإشعاع والحمل الحراري للغاز الساخن، أو من خلال التوصيل الحراري عبر الهواء الوسيط، وتبقى درجة حرارة الحطب أعلى من درجة حرارة الاحتراق.

ناسب هذا الوصف نار المخيم، ولكن نار المدفأة تختلف؛ لأنها تكون داخل مكان مغلق يحيط بها جزئيا. يشكل الغاز والطوب الحراري في أعلى المدفأة طبقة ساخنة تُصدر أشعة تحت حمراء إلى الأسطح المحترقة؛ مما يساعدها على البقاء ساخنة. كما أن وجود الحطب المشتعل داخل مكان مغلق جزئيا يمكن أن يحد من كمية الأكسجين المطلوبة؛ مما يحد من عملية الاحتراق في الحالة المثالية يحدث الاتزان بين الطاقة الحرارية التي تُصدرها النار، والطاقة الحرارية التي تُفقد من خلال الحمل الحراري للغازات الساخنة أعلى المدخنة (على أمل ألا تخرج هذه الغازات إلى داخل الغرفة)، وبين التوصيل الحراري عبر الجدار الخلفي للمدفأة، والإشعاع الذي يخرج إلى داخل الغرفة، يمكن أن تنتج عن هذا الاتزان زيادة اشتعال النار إذا أُضيف المزيد من الحطب، أو إذا زاد تدفق الهواء داخل المدفأة وأعلى المدخنة.

يعود سبب الدفء في الغرفة بشكل كبير إلى الإشعاع الحراري الذي يُرسَلُ عبر المساحات المفتوحة بين قطع الحطب. يتم تحريك قطعة الحطب أحيانًا لنقل المناطق غير المحترقة إلى المنطقة الفارغة الموجودة بين قطع الحطب الأخرى. يواجه عندئذٍ جزء من السطح المحترق الغرفة، ويوفّر إشعاعًا حراريا لفترة وجيزة، بينما يشتعل السطح الذي نُقِل حديثا إلى الداخل ويشتد لهبه.

يرتفع الهواء الساخن وغازات الاحتراق إلى المدخنة، ويمر في جزء ضيق يتحكم في مدی نطاقه «صمام تنظيم تيار الهواء» يزيد الطفو من ارتفاع الغازات؛ وذلك لأن درجة حرارتها العالية تجعلها أخفَّ من الهواء الموجود داخل الغرفة وخارجها، تسحب المدخنة الأطول الغازات سحبًا قويا (عملية الشحب داخل المدخنة؛ لأنها تسمح للطفوية بتسريع الهواء والغازات إلى سرعة أكبر بكثير قبل أن تصل إلى القمة. وإذا هبت الرياح على قمة المدخنة، فإنها تُخرج الغازات والهواء المتسربين، وتعزّز من عملية سحبهما. أما إذا كانت المدخنة ذات سحب رديء، فإنها تنفث دفقات من الغازات الساخنة بالتناوب مع دخول الهواء الخارجي البارد إلى المدخنة.

قد تقوم المدخنة بنفث الدخان داخل الغرفة لعدة أسباب أحد الأسباب لذلك، هو المحتملة أنه عندما يُسحب الهواء إلى داخل المدفأة يصطدم بالجدار الخلفي ثم يدور متجها إلى الأمام مرة أخرى نحو الغرفة بعد أن يمر فوق النار، ويحمل في طريقه بعضًا من الدخان معه تحتوي المدفأة الجيدة التصميم على مساحة داخلية مرتفعة؛ بحيث تحجب الجدران الأمامية دوران الهواء. إذا كان صمام تنظيم تيار الهواء أو الجزء المتصل به من المدخنة مفتوحا للغاية، فقد يؤدي سحب الهواء الخارجي إلى إرسال الدخان إلى الغرفة، عندما تكون النار منخفضة، أو عندما تكون المدفأة كبيرة للغاية، تمثل هذه التيارات الهوائية الهابطة مشكلة.

 بما أن المدفأة تدفئ الغرفة في المقام الأول من خلال الإشعاع الحراري، تكون الجدران الموجودة بالخلف وعلى الجانبين مائلة في كثير من الأحيان؛ حتى تشتت الإشعاع إلى داخل الغرفة. يتوجه الإشعاع بشكل أكبر إذا كُدّست قطع الحطب على دعامة، تشكل شقا، بحيث توضع قطعة كبيرة من الحطب بالخلف، والقطع الأصغر في الجزء العلوي والسفلي من الشق. تحتوي النار داخل الشق، ويواجه الجمر الغرفة بدلا من طوب المدفأة.

وبما أن النار تمتص الهواء من الغرفة، فإنها تسحب الدفء من الغرفة للتخفيف من عملية الفقد هذه، يمكن تركيب هيكل زجاجي خارجي مقاوم للحرارة بطول المدفأة. يسمح الزجاج برؤية النار ويعكس الطاقة الحرارية التي يتلقاها إلى الغرفة، بينما يمنع أيضًا الفقد الكبير للهواء الدافئ من الغرفة. يظل الهواء الذي يُسحب من خلال المنافذ المفتوحة على مستوى الأرضية يغذي اشتعال النار؛ حيث يكون هواء الغرفة هناك في أبرد درجاته. بالنسبة إلى بعض المدافئ، يمكن أن يحدث تدفق عكسي للهواء عندما لا تكون هناك نار في المدفأة. عادةً ما تكون هذه المدافئ ظليلة وغير معرّضة لأشعة الشمس؛ لذلك يمكن أن تحتوي على هواء بارد نسبيًّا، في حين أن أشعة الشمس تسخّن الهواء الخارجي. يكون الهواء البارد في المدخنة أشد كثافةً وأثقل من الهواء الخارجي؛ ولذلك يهبط إلى الجزء السفلي من المدخنة ويخرج إلى داخل الغرفة، فيدفع الهواء من خلال الأبواب أو النوافذ المفتوحة، أو من خلال الشقوق التي تحيط بها. يحدث تدفق متساو للهواء في بعض الكهوف ذات الفتحات المتعددة، والتي تكون فيها إحدى الفتحات أعلى بكثير من الأخرى. تعمل عندئذ الممرات التي تمتد من الفتحة السفلية إلى الفتحة العلوية كمدخنة عندما يكون هواء المدخنة أدفأ من الهواء الخارجي، كما هو الحال في الشتاء، يتدفق الهواء خلال الفتحة السفلية ويخرج من خلال الفتحة العلوية، وعندما يكون العكس صحيحا، يتدفق الهواء في الاتجاه العكسي، ويُقال عندئذ إن »الكهف يتنفس».

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

معهد القرآن الكريم النسويّ يعقد الجلسة الرابعة من مسابقة فضة القرآنية

العتبة العباسية المقدسة تهيّئ الصحن الشريف استعدادًا لمهرجان رحمة للعالمين الدولي الأوّل

بمشاركة عددٍ من الطلبة.. المجمع العلمي ينظّم دورة مختصّة بالتجويد في محافظة الديوانية

العتبة العباسية المقدسة تنشر لافتات احتفائية بذكرى المولد النبوي الشريف

المزيد

الآخبار الصحية

هل من الآمن شرب القهوة على معدة فارغة؟

تحذير: مرض السكري يسرق طاقة قلبك

حقيقة صادمة.. لماذا يجب أن تتوقف عن شراء الجزر الصغير؟

بعد عمر الستين.. توقيت وجبة الإفطار مؤشر على صحتك

المزيد

الآخبار التكنلوجية

تركيب مقعد الطفل بأمان في سيارتك: دليل كامل وسهل

مليار مليار عملية في الثانية.. ألمانيا تدشن الحاسوب الفائق

أخيرا.. إنستغرام يصل رسميا إلى آيباد

حل يثير جدلا طبيا.. حقنة قادرة على إخفاء الشيب من رأسك ؟!

المزيد

مواضيع ذات صلة

لعبة قارب البُتْ بُتْ

طيران الحشرات وسباحة الروبيان في شكل عمود يشبه عمود الدخان (أعمدة الحمل الحراري: ديناميكيات طيران الحشرات وارتفاع الروبيان تحت تأثير الحرارة)

آبار المياه والعواصف

لعبة مقياس الإشعاع وعكس اتجاهها

الطاقة في الغُرف المدفأة

تحدي رش الماء المغلي على الجسم

رياح الفون أو رياح الشينوك

الديناميكا الحرارية للأربطة المطاطية

الجزر الحرارية

الدفء داخل الصوبات الزراعية والسيارات المغلقة

تنظيم درجات الحرارة في التلال والمباني

العواصف النارية