Для жидкого топлива, содержащая резервуар для спирта, снабжённая крышкой, через которую пропущен фитиль, нижний конец которого размещён в резервуаре, а верхний конец вне его.

Применение

Применяются в туризме для приготовления пищи; в химических и школьных лабораториях для подогрева и плавления материалов, для нагрева небольших лабораторных сосудов (пробирок, колб для химических работ и пр.) и других подобных термических процессов; в медицинских учреждениях для стерилизации в открытом пламени медицинских инструментов; а также везде, где требуется применение открытого пламени небольшой тепловой мощности.

Конструкция

Ёмкость для спирта является основной несущей частью лабораторной спиртовки, а важнейшей и главной её частью является фитиль, который переносит жидкое топливо (спирт) из ёмкости на конец фитиля, где это топливо горит и используется для нагревания. Ёмкость для спирта изготовлена в виде резервуара, в который опущен нижний конец фитиля. Резервуар имеет горловину, которая снабжена крышкой. Крышка необходима, чтобы отделить зону горения спирта от внутреннего объёма резервуара, где находится жидкое топливо. Крышка резервуара может быть размещена как внутри горловины, так и вне её, охватывая последнюю с наружной стороны. В отверстии крышки, через которую проходит фитиль, обычно устанавливают направляющую трубку. Фитиль должен размешаться в трубке таким образом, чтобы, с одной стороны, иметь возможность плавно и легко перемещаться в трубке, а с другой стороны, контакт трубки с фитилём должен быть достаточно плотным, чтобы фитиль не выпал из трубки. Крышка спиртовки может иметь устройство для регулировки выступающей длины фитиля, рекомендуемая величина которой составляет не более 15 мм.

Обычно топливо для спиртовки заливается через верхнее отверстие резервуара после снятия крышки. Однако имеются спиртовки, резервуар которых имеет боковую заправочную горловину с притёртой пробкой. Количество заливаемого топлива определяется внутренним объёмом резервуара. Спирт из резервуара поднимается по фитилю за счёт капиллярного давления и испаряется, когда достигнет верхнего конца выступающей части фитиля. Пары спирта поджигаются и спиртовка горит с температурой пламени не выше 900 °C . Большинство спиртовок имеют металлический, либо стеклянный колпачок, который используется как для тушения пламени спиртовки, так и для предотвращения испарения топлива.

По конструктивным элементам лабораторные спиртовки отличаются друг от друга по следующим параметрам:

• материал резервуара (металл или стекло);
• форма резервуара (круглая или гранёная);
• внутренний объём резервуара;
• материал и толщина фитиля;
• наличие или отсутствие устройства для регулирования выступающей части фитиля.

Материал резервуара следует выбирать исходя из условий работы спиртовки. Если спиртовка эксплуатируется в условиях, при которых возможно случайное падение спиртовки на каменный или металлический пол, то с точки зрения техники безопасности предпочтительно использовать спиртовку с металлическим резервуаром. Спиртовки со стеклянным корпусом значительно дешевле металлических. Кроме того при работе спиртовки всегда можно наблюдать за уровнем спирта в резервуаре. Однако стекло - хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе, и поэтому всегда имеется возможность разрушения резервуара спиртовки при падении на твёрдый пол, что может вызвать разлив горящего спирта. Поэтому в помещениях с повышенными требованиями по пожарной безопасности применение стеклянных спиртовок, особенно изготовленных из тонкого лабораторного стекла, не рекомендуется.

Круглая форма резервуара получила наиболее широкое распространение. Гранёные спиртовки дороже круглых и их следует применять только при выполнении ряда специфических работ, например, связанных с нагревом легкоплавких материалов типа восков , чтобы исключить попадание капель разогретого материала на фитиль спиртовки.

Внутренний объём резервуара спиртовки надо выбирать таким, чтобы при её эксплуатации, как минимум, не требовалось бы вновь заправлять спиртовку в течение одного часа её непрерывной работы.

Материал и толщина фитиля важные элементы для работы спиртовки. Используются фитили из хлопчатобумажной ткани и асбестового шнура. Наибольшее распространение получили фитили из хлопчатобумажной ткани, так как они дают более стабильное и ровное пламя по сравнению с асбестовыми фитилями. Что касается толщины фитилей, то надо исходить из того, что чем толще фитиль, тем больше топлива он подаёт в зону его сгорания. Более толстые фитили дают и более объёмное пламя с большей высотой последнего. В результате тепловая мощность у спиртовок с более толстым фитилём несколько выше, однако при этом выше и расход спирта. Для большинства лабораторных работ, выполняемых при помощи спиртовок, достаточна толщина фитиля не менее 4,8 мм и не более 6,4 мм. Более толстые фитили необходимы для выполнения некоторых профессиональных работ, где требуется высокое и объёмное пламя. Желательно в наборе иметь спиртовки с разной толщиной фитиля и использовать их в зависимости технологических требований, предъявляемых к выполняемой работе.

Устройство для регулировки размеров выступающей части фитиля обеспечивает большое удобство при работе со спиртовками, так как не требуется каждый раз гасить пламя спиртовки, чтобы отрегулировать параметры пламени (высоту и объём) путём изменения размеров выступающей части фитиля. Спиртовки с устройствами регулировки выступающей части фитиля дороже, чем спиртовки без этих устройств. Однако несколько более высокая цена с лихвой покрывается удобствами для профессиональной работы, которые это устройство обеспечивает.

Топливо

Все спиртовки в качестве топлива преимущественно используют этиловый спирт . В продаже имеются три вида этилового спирта: спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья, гидролизный спирт технический из древесного сырья и спирт синтетический, полученный химическим способом. Спирт технический и спирт синтетический иногда окрашивают в сине-фиолетовый цвет с добавлением некоторых веществ с резким запахом. Такой спирт называется денатурат . Все эти виды спиртов можно использовать в качестве жидкого топлива для спиртовок.

Другие виды топлива, например изопропиловый или метиловый спирт, для лабораторных спиртовок применять не рекомендуется, так как эти спирты имеют ПДК (предельно допустимая концентрация в воздухе) на два и более порядка ниже, чем у этилового спирта, и поэтому опасны для здоровья.

Техника безопасности

При работе с лабораторными спиртовками правила техники безопасности сводятся к следующему. Необходимо использовать спиртовку только по назначению, указанному в её техническом паспорте. Запрещается заправлять спиртовку вблизи устройств с открытым пламенем. Не заполнять спиртовку топливом более чем наполовину объёма резервуара. Нельзя перемещать или переносить спиртовку с горящим фитилем. Категорически запрещается зажигать фитиль спиртовки посредством другой спиртовки. Заправлять спиртовку только этиловым спиртом. Гасить пламя спиртовки только посредством колпачка. Не держать на рабочем столе, где используется спиртовка, легковоспламеняющиеся вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой тепловой энергией (пламя спички, спиртовки). Помещение в котором производится работа со спиртовкой (спиртовками) должно быть оснащено первичными средствами пожаротушения, например, порошковым огнетушителем.

Преимущества

• Малый вес - не более 220 г.
• Простота использования - необходимо только добавлять спирт в резервуар спиртовки, а далее спирт самостоятельно подаётся в область горения.
• Надёжность - все элементы конструкции практически безотказны в работе.
• Бесшумность работы.
• Отсутствие резких запахов - запах этилового спирта перед тем, как он поджигается, ничтожен по сравнению с запахом газообразного топлива в аналогичных случаях.
• Не требуется техническое обслуживание - нет необходимости в проведении регламентных, а также и ремонтных работ по регулировке и очистке элементов конструкции.
• Безопасность в работе - этиловый спирт в малых количествах не взрывоопасен, а разлитый горящий спирт легко можно потушить, применяя стандартные средства пожаротушения (порошковые огнетушители).
• Простота хранения топлива - допускается хранение этилового спирта в обычной пластиковой бутыли или пластиковой канистре.
• Малая механическая прочность - детали спиртовок имеют невысокую прочность и могут деформироваться или разрушаться даже при небольших механических воздействиях.

Немного истории

Оригинальной конструкции данной спиртовой горелки уже более 100 лет. Конструкция спиртовой горелки была запатентована в 1904 году, а в массовое производство пошла в 1925 году. Выпуском занималась американская компания Trangia.

Рисунок 1 - Спиртовая горелка фирмы Trangia

Однако популярность к данному типу спиртовой горелки пришла именно потому, что её легко можно было изготовить самостоятельно. В качестве исходного материала может быть использована практически любая алюминиевая или жестяная банка, а сам процесс изготовления занимает не более получаса.

Основные виды спиртовых горелок

Бесчисленные множества конструкций данной горелки можно свести к 2-м основным видам:

• Спиртовые горелки открытого типа;
• Спиртовые горелки закрытого типа;

​

Рисунок 2 - Спиртовые горелки открытого и закрытого типов

Каждая из приведённых выше конструкций имеет свои плюсы и минусы. Спиртовые горелки открытого типа менее экономичны, так как горение протекает на большей площади, что способствует более обильному испарению топлива. В тоже время в горелках закрытого типа нет возможности контролировать количество оставшегося внутри топлива. Кроме этого горелки закрытого типа нуждаются во внешнем поджиге, что увеличивает их пожароопасность.

Тем не менее каждую из представленных выше спиртовых горелок можно легко изготовить самостоятельно, а тип горелки можно выбрать исходя из поставленных перед ней задач.

Принцип работы

Несмотря на различия в конструкции, принцип работы этих горелок остаётся неизменным: вначале происходит разогревание топливной смеси внутри горелки. После того как интенсивность испарения топлива достигает максимума, пары топлива выходящие через сопла горелки, самовоспламеняются.

Рисунок 3 - Принцип работы спиртовой горелки открытого типа

Рисунок 4 - Принцип работы спиртовой горелки закрытого типа

Обратите внимание: принцип работы спиртовых горелок основан на сгорании паров топливной смеси. В связи с этим категорически запрещается использовать в качестве топлива ацетоносодержащие вещества и бензин.

Экспериментальная часть. Чем заправлять спиртовую горелку?

В ходе проведения эксперимента, из алюминиевых банок было изготовлено 3 образца спиртовых горелок.

Характеристики спиртовых горелок:

• Вместимость резервуара - 70 мл;
• Количество сопел - 16 шт. (на расстоянии 1 см друг от друга);
• Ориентировочное время горения на 1 заправке - 25 минут;

В аптеке были приобретены: септоцид Р плюс (содержит 63-64% этанола), салициловая кислота (содержит до 58-60% этанола), спирт медицинский (содержит 96,4% этанола).

Рисунок 5 - Спиртовые горелки и «топливо» для их заправки

В каждую из горелок было залито по 25 мл. топливной смеси, после чего был одновременно осуществлен поджиг. Секундомер начал отсчёт в момент нормализации пламени во всех 3-х горелках.

Рисунок 6 - Происходит нормализация пламени, сенкундомер ещё не запущен. В горелках на рисунке (слева направо) спирт, салициловая кислота, септоцид Р плюс.

Рисунок 7 - Пламя нормализовалось, секундомер запущен

Рисунок 8 - Первой погасла горелка, заправленная медицинским спиртом (длительность горения - 7 минут)

Рисунок 9 - Погасла горелка, заправленная септоцидом (длительность горения - 9 минут 53 секунды)

Рисунок 10 -Погасла горелка, заправленная салициловой кислотой (длительность горения - 11 минут 20 секунд)

Эксперимент показал, что интенсивность и длительность горения спиртовых горелок напрямую зависят от вида топлива.

Интенсивнее всего происходит горение паров медицинского спирта. Пары салициловой кислоты и септоцида горят гораздо менее интенсивно. При этом наблюдается противоположная ситуация с временем горения: дольше всего «продержалась» горелка, заправленная салициловой кислотой. Горелка с медицинским спиртом показала наименьшее время горения (примечание: во всех горелках топливо выгорало полностью, в ходе горения не было замечено выделений посторонней гари или копоти).

Как и следовало предположить интенсивность горения прямо пропорционально зависит от процентного содержания спирта в топливной смеси. При этом наблюдается обратная зависимость содержания спирта в топливной смеси и времени горения (см. диаграммы ниже).

Диаграмма 1 - Зависимость времени горения от вида топлива

Диаграмма 2 - Зависимость интенсивности горения от вида топлива

В ходе применения спиртовых горелок рекомендуется использовать спиртовые растворы содержащие 50-70 % этанола (например Септоцид Р плюс). Это позволит продлить время работы горелки, хоть и несколько понизит интенсивность пламени. Данную горелку будет целесообразно использовать для подогревания пищи в туристических походах и на пикниках.

Смотреть видео об изготовлении спиртовой горелки:

Сегодня нам предстоит выполнить первую практическую работу «Лабораторное оборудование и приёмы работы с ним. Правила техники безопасности при работе в кабинете химии»

Инструкция (план) выполнения работы:

В этой работе вам будет необходимо: 1.Изучить содержание лекции; 2.Познакомиться с правилами техники безопасности при работе в химической лаборатории; 3.Изучить основные виды образцов лабораторной посуды и оборудования, а также их назначение; 4.Изучить устройство спиртовки и строение пламени, а также правила обращения со спиртовкой; 5. Поработать с тренажёрами. 6.Оформить и отправить учителю электронный отчёт о проделанной работе.

I. Правила техники безопасности:

Вещества бывают разные:

Едкие и взрывоопасные

Бывает, что они сами воспламеняются

А есть, такие, которыми отравляются.

Если ты не хочешь получить ожог

Или надышаться ртутными парами,

Эти правила безопасности внимательно прочитай

И в химическом кабинете их никогда не забывай!

1.

При работе с веществами не берите их руками

И не пробуйте на вкус,

Реактивы не арбуз:

Слезет кожа с языка

И отвалится рука

2.

Задавай себе вопрос,

Но не суй в пробирку нос:

Будешь плакать и чихать,

Слёзы градом проливать.

Помаши рукой ты к носу –

Вот ответ на все вопросы

3.

С веществами неизвестными

Не проводи смешивания неуместные:

Незнакомые растворы ты друг с другом не сливай

Не ссыпай в одну посуду, не мешай, не поджигай!

4.

Если ты работаешь с твёрдым веществом,

Не бери его лопатой и не вздумай брать ковшом.

Ты возьми его немножко –

Одну восьмую чайной ложки.

При работе с жидкостью каждый должен знать:

Мерить надо в каплях, ведром не наливать.

5.

Если на руку тебе кислота или щёлочь попала,

Руку быстро промой водой из-под крана

И, чтоб осложнений себе не доставить,

Не забудь учителя в известность поставить.

6.

В кислоту не лей ты воду, а совсем наоборот

Тонкой струйкой подливая,

Осторожненько мешая,

Лей в водичку кислоту –

Так отвадишь ты беду.

II. "Лабораторное оборудование и посуда"

Образец	Название
	ПРОБИРКОДЕРЖАТЕЛЬ Необходим для безопасного нагревания пробирки при проведении химической реакции
	ФАРФОРОВАЯ ЧАШКА Для выпаривания (кристаллизации)
	КОЛБЫ Для приготовления растворов, проведения реакций
	ШТАТИВ ЛАБОРАТОРНЫЙ
	МЕРНЫЙ ЦИЛИНДР
	ПРОБИРКА
	АСБЕСТОВАЯ СЕТКА Используется для равномерного распределения тепла на дно стеклянной посуды

Образец	Название
	ШТАТИВ ДЛЯ ПРОБИРОК
	СПИРТОВКА
	ХИМИЧЕСКИЙ СТАКАН
	ФАРФОРОВАЯ СТУПКА С ПЕСТИКОМ Для измельчения твердых веществ
	ВОРОНКА
	ДЕЛИТЕЛЬНАЯ ВОРОНКА Разделение смесей жидкостей с разными плотностям

III. Правила работы со спиртовкой

1. Зажигать только спичкой, запрещается зажигать от другой спиртовкой.
2. Перед тем, как зажечь, нужно расправить фитиль, а диск должен плотно прилегать к горлышку.
3. Нельзя переносить спиртовку во время работы в зажжённом виде с одного стола на другой.
4. Тушить только колпачком – не дуть!

Это должен каждый знать:
Спирт в спиртовке поджигать
Спичкой только можно
И очень осторожно.
Чтобы пламя погасить
Спиртовку следует закрыть.
И для этого, дружок,
У неё есть колпачок.

IV. Устройство спиртовки

1 - стеклянный резервуар, заполнен на 3/4 спиртом;

2 - металлическая трубка с диском, удерживает фитиль, предохраняет от испарения и воспламенения спирта.

3 - фитиль;

4 - колпачок.

V. Строение пламени

Проведите небольшой домашний эксперимент, с помощью которого изучим строение пламени.

Зажгите свечу и внимательно рассмотрите пламя. Вы заметите, что оно неоднородно по цвету. Пламя имеет три зоны (рис.)

Темная зона 1 находится в нижней части пламени. Это самая холодная зона по сравнению с другими. Темную зону окаймляет самая яркая часть пламени 2. Температура здесь выше, чем в темной зоне, но наиболее высокая температура – в верхней части пламени 3.

Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместите спичку в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в зоны 2 и 3. Значит, пламя там более горячее.

Несмотря на то, что язычки пламени в каждом случае отличаются формой, размерами и даже окраской, все они имеют одинаковое строение – те же три зоны: внутреннюю темную (самую холодную), среднюю светящуюся (горячую) и внешнюю бесцветную (самую горячую).

Следовательно, выводом из проведенного эксперимента может быть утверждение о том, что строение любого пламени одинаково. Практическое значение этого вывода состоит в следующем: для того чтобы нагреть в пламени какой-либо предмет, его надо вносить в самую горячую, т.е. в верхнюю, часть пламени.

В процессе горения образуется пламя, строение которого обусловлено реагирующими веществами. Его структура поделена на области в зависимости от температурных показателей.

Определение

Пламенем называют газы в раскаленном виде, в которых присутствуют составляющие плазмы или вещества в твердой дисперсной форме. В них осуществляются преобразования физического и химического типа, сопровождающиеся свечением, выделением тепловой энергии и разогревом.

Наличие же в газообразной среде ионных и радикальных частичек характеризует его электрическую проводимость и особое поведение в электромагнитном поле.

Что такое языки пламени

Обычно так называют процессы, связанные с горением. По сравнению с воздухом, газовая плотность меньше, но высокие температурные показатели обуславливают поднятие газа. Так и образуются языки пламени, которые бывают длинными и короткими. Часто происходит и плавный переход одних форм в другие.

Пламя: строение и структура

Для определения внешнего вида описываемого явления достаточно зажечь Появившееся несветящееся пламя нельзя назвать однородным. Визуально можно выделить три его основные области. Кстати, изучение строения пламени показывает, что различные вещества горят с образованием различного типа факела.

При горении смеси из газа и воздуха вначале происходит формирование короткого факела, цвет которого имеет голубые и фиолетовые оттенки. В нем просматривается ядро - зелено-голубое, напоминающее конус. Рассмотрим это пламя. Строение его разделяется на три зоны:

1. Выделяют подготовительную область, в которой происходит нагревание смеси из газа и воздуха при выходе из отверстия горелки.
2. За ней следует зона, в которой происходит горение. Она занимает верхушку конуса.
3. Когда имеется недостаток воздушного потока, газ сгорает не полностью. Выделяется углерода двухвалентный оксид и водородные остатки. Их догорание протекает в третьей области, где есть кислородный доступ.

Теперь отдельно рассмотрим разные процессы горения.

Горение свечи

Горение свечи подобно горению спички или зажигалки. А строение пламени свечи напоминает раскаленный газовый поток, который вытягивается вверх за счет выталкивающих сил. Процесс начинается с нагревания фитиля, за которым следует испарение парафина.

Самую нижнюю зону, находящуюся внутри и прилегающую к нити, называют первой областью. Она обладает небольшим свечением из-за большого количества топлива, но малого объема кислородной смеси. Здесь осуществляется процесс неполного сгорания веществ с выделением который в дальнейшем окисляется.

Первую зону окружает светящаяся вторая оболочка, характеризующая строение пламени свечи. В нее поступает больший кислородный объем, что обуславливает продолжение окислительной реакции с участием топливных молекул. Температурные показатели здесь будут выше, чем в темной зоне, но недостаточные для конечного разложения. Именно в первых двух областях при сильном нагревании капелек несгоревшего топлива и угольных частичек появляется светящийся эффект.

Вторая зона окружена слабозаметной оболочкой с высокими температурными значениями. В нее заходит много кислородных молекул, что способствует полному догоранию топливных частичек. После окисления веществ, в третьей зоне светящийся эффект не наблюдается.

Схематическое изображение

Для наглядности представляем вашему вниманию изображение горения свечи. Схема пламени включает:

1. Первую или темную область.
2. Вторую светящуюся зону.
3. Третью прозрачную оболочку.

Нить свечи не подвергается горению, а только происходит обугливание загнутого конца.

Горение спиртовки

Для химических экспериментов часто используют небольшие резервуары со спиртом. Их называют спиртовками. Фитиль горелки пропитывается залитым через отверстие жидким топливом. Этому способствует давление капиллярное. При достижении свободной верхушки фитиля, спирт начинает испаряться. В парообразном состоянии он поджигается и горит при температуре не более 900 °C.

Пламя спиртовки имеет обычную форму, оно практически бесцветное, с небольшим оттенком голубого. Его зоны не так четко видны, как у свечки.

У названной в честь ученого Бартеля, начало огня располагается над калильной сеткой горелки. Такое заглубление пламени приводит к уменьшению внутреннего темного конуса, а из отверстия выходит средний участок, который считается самым горячим.

Цветовая характеристика

Излучения различных вызывается электронными переходами. Их еще называют тепловыми. Так, в результате горения углеводородного компонента в воздушной среде, синее пламя обусловлено выделением соединения H-C. А при излучении частичек C-C, факел окрашивается в оранжево-красный цвет.

Трудно рассмотреть строение пламени, химия которого включает соединения воды, углекислого и угарного газа, связь OH. Его языки практически бесцветны, так как вышеуказанные частички при горении выделяют излучения ультрафиолетового и инфракрасного спектра.

Окраска пламени взаимосвязана с температурными показателями, с наличием в нем ионных частиц, которые относятся к определенному эмиссионному или оптическому спектру. Так, горение некоторых элементов приводит к изменению цвета огня в горелке. Отличия в окрашивании факела связаны с расположением элементов в разных группах системы периодической.

Огонь на наличие излучений, относящихся к видимому спектру, изучают спектроскопом. При этом было установлено, что простые вещества из общей подгруппы оказывают и подобное окрашивание пламени. Для наглядности используют горение натрия в качестве теста на данный металл. При внесении его в пламя, языки становятся ярко-желтыми. На основании цветовых характеристик выделяют натриевую линию в эмиссионном спектре.

Для характерно свойство быстрого возбуждения светового излучения атомарных частиц. При внесении труднолетучих соединений таких элементов в огонь горелки Бунзена происходит его окрашивание.

Спектроскопическое исследование показывает характерные линии в области, видимой для глаза человека. Быстрота возбуждения светового излучения и простое спектральное строение тесно взаимосвязаны с высокой электроположительной характеристикой данных металлов.

Характеристика

В основе классификации пламени лежат следующие характеристики:

• состояние агрегатное сгорающих соединений. Они бывают газообразной, аэродисперсной, твердой и жидкой формы;
• тип излучения, которое может быть бесцветным, светящимся и окрашенным;
• распределительная скорость. Существует быстрое и медленное распространение;
• высота пламени. Строение может быть коротким и длинным;
• характер передвижения реагирующих смесей. Выделяют пульсирующее, ламинарное, турбулентное перемещение;
• визуальное восприятие. Вещества горят с выделением коптящего, цветного или прозрачного пламени;
• температурный показатель. Пламя может быть низкотемпературным, холодным и высокотемпературным.
• состояние фазы топливо - окисляющий реагент.

Возгорание происходит в результате диффузии или при предварительном перемешивании активных компонентов.

Окислительная и восстановительная область

Процесс окисления протекает в слабозаметной зоне. Она самая горячая и располагается вверху. В ней топливные частицы подвергаются полному сгоранию. А наличие в кислородного избытка и горючего недостатка приводит к интенсивному процессу окисления. Этой особенностью следует пользоваться при нагревании предметов над горелкой. Именно поэтому вещество погружают в верхнюю часть пламени. Такое горение протекает намного быстрее.

Восстановительные реакции проходят в центральной и нижней части пламени. Здесь содержится большой запас горючих веществ и малое количество O 2 молекул, осуществляющих горение. При внесении в эти области осуществляется отщепление O элемента.

В качестве примера восстановительного пламени используют процесс расщепления железа двухвалентного сульфата. При попадании FeSO 4 в центральную часть факела горелки, происходит вначале его нагревание, а затем разложение на оксид трехвалентного железа, ангидрид и двуокись серы. В данной реакции наблюдается восстановление S с зарядом от +6 до +4.

Сварочное пламя

Данный вид огня образуется в результате сгорания смеси из газа или пара жидкости с кислородом чистого воздуха.

Примером служит формирование пламени кислородно-ацетиленового. В нем выделяют:

• зону ядра;
• среднюю область восстановления;
• факельную крайнюю зону.

Так горят многие газокислородные смеси. Различия в соотношении ацетилена и окислителя приводят к разному типу пламени. Оно может быть нормального, науглероживающего (ацетиленистого) и окислительного строения.

Теоретически процесс неполного сгорания ацетилена в чистом кислороде можно охарактеризовать следующим уравнением: HCCH + O 2 → H 2 + CO +CO (для реакции необходима одна моль O 2) .

Полученный же молекулярный водород и угарный газ реагируют с воздушным кислородом. Конечными продуктами является вода и оксид четырехвалентного углерода. Уравнение выглядит так: CO + CO + H 2 + 1½O 2 → CO 2 + CO 2 +H 2 O. Для этой реакции необходимо 1,5 моля кислорода. При суммировании O 2 получается, что 2,5 моль затрачивается на 1 моль HCCH. А так как на практике трудно найти идеально чистый кислород (часто он имеет небольшое загрязнение примесями), то соотношение O 2 к HCCH будет 1,10 к 1,20.

Когда значение пропорции кислорода к ацетилену меньше 1,10, возникает науглероживающее пламя. Строение его имеет увеличенное ядро, очертания его становятся расплывчатыми. Из такого огня выделяется копоть, вследствие недостатка кислородных молекул.

Если же соотношение газов больше 1,20, то получается окислительное пламя с кислородным избытком. Лишние его молекулы разрушают атомы железа и другие компоненты стальной горелки. В таком пламени ядерная часть становится короткой и имеет заострения.

Температурные показатели

Каждая зона огня свечи или горелки имеет свои значения, обусловленные поступлением кислородным молекул. Температура открытого пламени в разных его частях колеблется от 300 °C до 1600 °C.

Примером служит пламя диффузионное и ламинарное, которое образовано тремя оболочками. Конус его состоит из темного участка с температурой до 360 °C и недостатком окисляющего вещества. Над ним располагается зона свечения. Ее температурный показатель колеблется от 550 до 850 °C, что способствует разложению термическому горючей смеси и ее горению.

Внешняя область едва заметная. В ней температура пламени доходит до 1560 °C, что обусловлено природными характеристиками топливных молекул и быстротой поступления окисляющего вещества. Здесь горение наиболее энергичное.

Вещества воспламеняются при разных температурных условиях. Так, металлический магний горит только при 2210 °С. Для многих твердых веществ температура пламени около 350 °С. Возгорание спичек и керосина возможно при 800 °С, тогда как древесины - от 850 °С до 950 °С.

Сигарета горит пламенем, температура которого варьируется от 690 до 790 °С, а в пропан-бутановой смеси - от 790 °С до 1960 °С. Бензин воспламеняется при 1350 °С. Пламя горения спирта имеет температуру не более 900 °С.

← Вернуться