Все о температуре газовых горелок

Классификация

Пламя классифицируют по:

• агрегатному состоянию горючих веществ: пламя газообразных, жидких, твёрдых и аэродисперсных реагентов;
• излучению: светящиеся, окрашенные, бесцветные;
• состоянию среды горючее − окислитель: диффузионные, предварительно перемешанных сред;
• характеру перемещения реакционной среды: ламинарные, турбулентные, пульсирующие;
• температуре: холодные, низкотемпературные, высокотемпературные;
• скорости распространения: медленные, быстрые;
• высоте: короткие, длинные;
• визуальному восприятию: коптящие, прозрачные, цветные.

В ламинарном диффузионном пламени можно выделить 3 зоны (оболочки). Внутри конуса пламени имеются: тёмная зона (300−350 °C), где горение не происходит из-за недостатка окислителя; светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание (500−800 °C); едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием продуктов разложения горючего и макс. температурой (900−1500 °C). Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя.

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущённой), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой НСРП является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимально возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей − от 0,03 до 15 м/с.

Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т. д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения, скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин: при дефлаграционном горении − до 100 м/с; при взрывном горении − от 300 до 1000 м/с; при детонационном горении − свыше 1000 м/с.

Окислительное пламя

Расположено в верхней, самой горячей части пламени, где горючие вещества практически полностью превращены в продукты горения. В данной области пламени избыток кислорода и недостаток топлива, поэтому помещённые в эту зону вещества интенсивно окисляются.

Восстановительное пламя

Это часть пламени, наиболее близко расположенная к центру или чуть ниже центра пламени. В этой области пламени много топлива и мало кислорода для горения, поэтому, если внести в эту часть пламени вещество, содержащее кислород, то кислород отнимается у вещества.

Проиллюстрировать это можно на примере реакции восстановления сульфата бария BaSO 4 . С помощью платиновой петли забирают BaSO 4 и нагревают его в восстановительной части пламени спиртовой горелки. При этом сульфат бария восстанавливается и образуется сульфид бария BaS. Поэтому пламя и называют восстановительным
и горных пород, в том числе в полевых условиях, с помощью паяльной трубки.

И до наших дней

Современные деревянные спички изготовляются двумя способами: шпоновым способом (для спичек квадратного сечения) и штампованием (для спичек круглого сечения). Небольшие осиновые или сосновые чурки либо расщепляются, либо штампуются машиной. Спички последовательно проходят через пять ванн, в которых производится общая пропитка противопожарным раствором, на один конец спички наносится грунтовочный слой парафина для воспламенения древесины от головки, поверх него наносится слой, образующий саму головку, на самый кончик которой наносится второй слой, после чего головка опрыскивается раствором, защищающим её от атмосферных воздействий. Современная спичечная машина производит до 10 миллионов спичек за 8-часовую смену. Спичечная головка на 60% состоит из бертолетовой соли, остальное — сера или сульфиды металлов. Чтобы её воспламенение происходило равномерно и без взрыва, к массе добавляют так называемые наполнители — стеклянный порошок, оксид железа и т.п. Связующим элементом является клей. Шкурка (тёрка) на коробке состоит из красного фосфора с добавлением оксида марганца, толчёного стекла и клея. При трении спичечной головки о шкурку в точке их соприкосновения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертолетовой соли. Образно говоря, огонь первоначально рождается в шкурке. Он и поджигает головку спички. В ней, также благодаря кислороду бертолетовой соли, вспыхивает сера. А уже затем загорается дерево. Само слово «спичка» происходит от формы множественного числа слова «спица» (заострённая деревянная палочка). Изначально это обозначало деревянные обувные гвозди, в этом значении слово «спички» до сих пор существует в ряде диалектов. Спички, использовавшиеся для извлечения огня, поначалу назывались «зажигательными» или «самогарными». В 1922 году в СССР все спичечные фабрики были национализированы, но количество их резко сократилось. К началу Великой Отечественной войны в СССР выпускалось около 55 коробков спичек на человека в год. Получилось так, что на первой стадии войны большинство спичечных фабрик оказались на оккупированной территории. В стране начался спичечный голод. Огромные потребности в спичках легли на 8 оставшихся фабрик. Тогда в СССР стали массово выпускать зажигалки. После войны производство спичек снова быстро наладилось. В России (как и в большинстве стран мира) 99% всех выпускаемых спичек — осиновые тёрочные спички. Цена на данный продукт всегда была минимальной, после денежной реформы 1961 года она неизменно составляла 1 копейку за коробок. После распада СССР спичечные фабрики, как и предприятия многих других отраслей, обанкротились. Сегодня спички снова не представляют собой дефицита, а стоимость коробка (около 60 спичек) составляет 1, но уже рубль.

Метки: огонь, изобретение, химия, пламя, Запретная история, спички, коробок

Рекомендации в работе

Газовые горелки функционируют в качестве автономного источника большой тепловой энергии. Посредством регуляции мощности и настройки температурного режима существенно расширяется область применения устройства, она включает:

• обработка легкоплавких металлов (выжигание, прокаливание, прогревание) – использование факела направленного типа с температурой не менее 1500 градусов;
• работа с древесиной – создание узоров, обжиг готовой продукции;
• туристические цели – можно отдать предпочтение компактным моделям с незначительными температурными параметрами.

При использовании газовой горелки необходимо учитывать, что нехватка кислорода приводит к тепловым потерям и накоплению продуктов распада от сгорания газовой смеси. Эти явления провоцируют появление сажи и чрезмерное свечение, что оказывает влияние на качество резки, сварки, плавления.

Этимология и история слова

Слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» — множественной несчётной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка, заноза). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы к головке). В таком значении слово и сейчас используется в ряде регионов России. Первоначально для обозначения спичек в современном понимании использовалось словосочетание «зажигательные (или самогарные) спички» и только с повсеместным распространением спичек первое слово стало опускаться, а потом и вовсе исчезло из обихода.

Головка спички в увеличении

Строение — пламя

Строение пламени при горении углеводородов в кислороде или в воздухе характеризуется наличием трех зон: ядра, средней зоны, факела.
 

Строение пламени зависит от типа газового устройства и способа сжигания газа. Различают сжигание газа светящимся пламенем, несветящимся пламенем и беспламенное сжигание.
 

Строение пламени может быть различно и зависит от метода сжигания газа и типа газового устройства.
 

Зная строение пламени, легко сделать практический вывод. Пользуясь горелкой, не следует нагрева емыи предмет глубоко опускать в пламя; необходимо его помещать так, чтобы верхняя, наиболее горячая часть пламени лишь слегка касалась предмета.
 

На рис. 219 показано строение пламени.
 

Затем на схеме преподаватель показывает строение несве-тящегоея пламени, зону подготовки пламени при полном горении газовоздушной смеси в результате предварительного частичного смешения газа с воздухом-образующего короткий факел голубовато-фиолетового цвета с зеленовато-голубым ядром в форме конуса; В конусе нагревается выходящая из горелки газовоздушная см. есь, которая на поверхности конуса сгорает. Вследствие недостатка воздуха происходит неполное, сгорание газа с образованием окиси углерода и части несгоревшего водорода, которые догорают в зоне догорания при помощи кислорода вторичного воздуха, окружающего факел.
 

Общие закономерности горения, а также строение пламени — при использовании в качестве горючих других углеводородов, являются подобными. Сжигание горючих смесей этих газов с кислородом характеризуется наличием светящегося ядра и средней зоны, в большей или меньшей степени отделяющейся по виду от факела.
 

На рис. Ill А, а изображено строение пламени предварительно перемешанной внутри горелки смеси ацетилена и кислорода, получающееся при обычной конструкции газосварочной горелки с одним общим отверстием для вытекания. Такое пламя ( так же, как и пламя при горении других углеводородов в кислороде или воздухе) имеет три зоны.
 

По соотношению газов в смеси сварочное пламя делят на нормальное, науглероживающее и окислительное. Схема строения ацетплено-кислородного пламени с различным соотношением р приведена на фиг.
 

Метод основан на характерных реакциях, протекающих под действием высокотемпературного пламени. В строении пламени различают три конуса: 1) внутренний низкотемпературный, содержит вещество, напр, свечи, в парообразном состоянии; 2) средний, сравнительно высокотемпературный ( восстановительный) содержит большое количество неполностью окисленных продуктов горения, напр. СО, а также С, Н и Н20; 3) наружный высокотемпературный ( окислительный) состоит из продуктов полного сгорания и избытка кислорода. При помощи паяльной трубки воздух, вдуваемый в пламя, усиливает горение и реакционная способность восстановительного и окислительного конусов значительно повышается. Известны также характерные реакции на отдельные элементы, не включенные в перечисленные выше группы.
 

Под устойчивостью пламени понимается способность его сохранять при небольших изменениях скорости горящей струи свое нормальное положение вблизи выходного отверстия. Характер и строение пламени, которое возникает при горении ламинарной струи данной смеси, нам уже известны: возле выходного отверстия трубки образуется голубой конус первичного горения, над ним возникает вторичное диффузионное пламя. Начнем увеличивать скорость выхода газовоздушной смеси, оставляя неизменным ее состав. При этом, как и следовало ожидать, конус первичного горения начнет удлиняться, так как точка, в которой осевая скорость газовоздушной струи равна по величине направленной навстречу скорости распространения пламени и в которой, следовательно, находится вершина этого конуса, сместится вверх, по направлению движения газовоздушной струи. При этом суммарная поверхность конуса увеличится, что как раз и соответствует увеличению количества газа, сгорающего на этой поверхности.
 

Основные характеристики керосина

Кинематическая вязкость углеводородов, находящихся в керосине меняется в зависимости от температуры. При низких температурах она повышается, что оказывает влияние на процесс сгорания топливной смеси в авиационных двигателях.

Плотность керосина относится к наиболее важным характеристикам. В начале развития нефтеперерабатывающей промышленности это показатель служил единственной качественной характеристикой керосина.

Показатель температуры вспышки демонстрирует пожароопасность нефтепродукта. Его величина для авиационного топлива регламентируется международными стандартами и строго контролируется. Следует учесть, что при попадании в керосин бензина его огнеопасность существенно увеличивается.

Теплота сгорания определяется количественными показателями получаемой теплоты в процессе сгорания одного килограмма нефтепродукта (для газов учитывается единица объема).

Под температурой самовоспламенения понимают способность смеси испарений керосина и воздуха к самостоятельному устойчивому горению. В качестве такого показателя используется минимальное температурное значение, при котором происходит воспламенение без посторонних источников огня. Это свойство нефтепродуктов используется в дизельных моторах.

Высота некоптящего пламени керосина демонстрирует возможность горения нефтепродукта без образования копоти в стандарной лампе, фитиль которой равен 0,6см. Этот показатель имеет зависимость от фракционного или химического состава, и влияет принадлежность керосина к той или иной марке топлива.

Под концентрационным пределом воспламенения (КПВ) понимают отношение объема парообразного состояния керосина и интервала его концентрации в воздухе (который служит окислительной средой) в пределах которого возможно возгорание от внешнего источника с дальнейшим самостоятельным распространением пламени по смеси.

Температурным показателем помутнения нефтепродукта определяется начало процесса образования в керосине кристаллов углеродов. Этот показатель влияет на свойства горения керосина при низких температурах. Образующиеся кристаллы снижают силу горения. Для определения температуры помутнения используются оптические методы.

Поскольку керосин содержит различные соединения органических кислот, которые также снижают его качество, этот продукт подвергают щелочному очищению. Показатели кислотности керосина строго лимитируется и указывается в соотношении количества КОН в мг необходимых для нейтрализации свободных кислот в 100 мл керосина. Чтобы предотвратить обратное растворение нафтеновых кислот вторичная очистка керосина выполняется при 40°С.

рассчитать доставку керосина ЗДЕСЬ.

Регулировка

От правильной настройки пламени зависит чистота резки. Кислородная обработка проводится при несколько окисленном или нормальном факеле. Тщательно откорректированное пламя у резаков с расположением мундштуков концентрического типа окружено режущим потоком кислорода. Ядро факела на каждом участке должно быть симметричным и не отличаться яркостью.

Резку горелкой со сдвинутым мундштуком проводить нельзя, поскольку это приведет к нагреву кромки, что негативно отразится на качестве разреза. Использование самоцентрирующихся мундштуков повышает удобство использования подобного оборудования, ведь устройство делает пламя симметричным.

Иногда движение газовой смеси затрудняется из-за засорения канала, что разделяет факел на струйки и приводит к потере стабильности. Такое изделие не только уменьшает качество обработки, но и снижает производительность. Корректировка пламени основана на создании симметричного пламени нужной мощности по отношению к кислородной режущей струе.

Нормальное пламя обеспечивается на приоткрытых вентилях, что дает возможность проводить регулировку в процессе работы. При полностью открытом ацетилене и кислороде наблюдается чрезмерное количество первого. Плавное перекрытие ацетиленового клапана приводит к стабилизации процесса.