Главная - Ванная комната
Из каких частей состоит спиртовка. Спиртовка – лабораторное оборудования для термических процессов

Если вы бываете за городом, где нет доступа к газовой магистрали, то наверняка сталкивались с необходимостью использования прибора по типу Достаточно часто люди используют печи или плиты, которые работают от баллонов со В качестве альтернативного решения может выступить самодельный прибор, который функционирует на жидком топливе. Если вы - владелец загородного участка, и периодически стараетесь решить проблему обогрева помещений и приготовления пищи, то, вполне возможно, вам подойдет горелка спиртовая. Она может стать незаменимым атрибутом и в том случае, если вы предпочитаете отправляться в свободное время в походы с ночевкой.

Основные плюсы приборов

Упомянутая горелка с легкостью может быть сделана вами самостоятельно. Ее можно будет взять с собой в гараж, на дачу или в поход, а также в те места, где отсутствует электричество, магистральный газ или дровяные печи. С помощью подобного устройства вы сможете достаточно быстро нагреть воду, приготовить пищу или обогреть помещение. Такое изобретение подходит для тех мест, где нельзя разводить костер, так как устройство вырабатывает пламя, которого почти не видно, однако его окажется достаточно для приготовления пищи. Горелка спиртовая обладает массой преимуществ, среди них можно выделить хорошую работоспособность при сложных погодных условиях. И это верно, даже если температура внешнего воздуха опускается до -40 градусов. Если вы изготовите такой прибор самостоятельно, то сможете почувствовать, насколько он прост в использовании, компактен, экономичен и доступен в плане приобретения топлива. Последний фактор можно назвать одним из самых важных преимуществ таких горелок, так как спирт можно приобрести везде. Помимо прочего, стоимость такого топлива невысока, особенно если проводить сравнение с керосином или газом.

Технология изготовления горелки

Горелка спиртовая может быть выполнена одним из нескольких способов. Если вы новичок в данном деле, то стоит выбрать максимально простую методику, которая не предполагает использования Технология предусматривает использование жестяных пустых банок в количестве двух штук, их необходимо предварительно очистить и промыть проточной водой. После этого изделия должны хорошо просохнуть. В центральной части одной из банок следует сделать 4 прокола, используя гвозди. Такие же отверстия следует сделать по периметру ободка банки. Этот элемент станет заготовкой будущей горелки, из которой будет вырываться пламя при использовании.

Данная деталь должна быть отрезана от банки таким образом, чтобы длина бортика оказалась равна трем сантиметрам. Для этого можно использовать бытовые ножницы, так как жесть достаточно тонкая, ее легко разрезать любым острым предметом. Когда изготавливается горелка спиртовая, на следующем этапе во второй банке необходимо отрезать дно, сделать это необходимо максимально аккуратно, чтобы не было зазубрин. В противном случае возникнет необходимость использовать напильник или наждачную бумагу.

Методика проведения работы

На днище горелки укладывается кусок ваты, которые предварительно следует смочить в спирте. Далее конструкция накрывается верхней частью таким образом, чтобы она выполняла функцию герметичной крышки. Если не обеспечить плотное соприкосновение деталей, то в щели можно установить полоски жести, которые остались от проведения раскроя изделий. Когда спиртовая горелка своими руками изготавливается, использовать ее необходимо по определенному принципу. Спирт следует налить на верхнюю часть конструкции, где проделаны отверстия. Сделать это необходимо таким образом, чтобы состав попал на ободок. На последнем тоже должны быть отверстия. Далее спирт поджигается, жесть нагревается, а тепло передается вате, которая смочена в спирте. Вследствие этого начинают выделяться пары, которые будут поддерживать пламя.

Заключительные работы

На последнем этапе предстоит сделать опоры, на которых будет находиться котелок для приготовления еды. Для этого следует использовать два металлических прута, которые вбиваются в форме буквы П в грунт параллельно друг другу. В процессе приготовления еды следует исключить опрокидывание устройства. Если вы решили сделать такое изделие, как спиртовая горелка, своими руками, то следует помнить о том, что подобное устройство является одноразовым, так как жестяные банки для следующего раза уже не пригодятся.

Альтернативный вариант изготовления

Полезные самоделки могут оказаться несколько более сложными, чем вышеописанный вариант. Однако такая конструкция будет отличаться более высокой надежностью, долговечностью и прочностью. О ней и поговорим далее.

Подготовительные работы

Для того чтобы изготовить устройство своими руками, следует подготовить компрессор, лучше всего использовать автомобильную камеру, позаимствовать которую можно у грузового транспорта. Ee время от времени нужно будет подкачивать. В качестве альтернативного решения выступает компрессор от старого холодильника. Следует подготовить ресивер, для этого отлично подойдет пластмассовая канистра, объем которой составляет 10 литров или меньше. Пробка должна быть сплошной, желательно выбрать полупрозрачную. Такие полезные самоделки изготавливаются из нескольких элементов, среди них следует выделить топливный бачок, для этого нужно использовать двухлитровую стальную емкость, в крышку которой впаиваются две трубки. Одна из них должна быть длинной, другая короткой. Первая опускается на дно бачка.

Технология проведения работ

Спиртовые можно приобрести в магазине, однако конструкция настолько проста, что изготовить их вы можете самостоятельно. Топливный бачок следует наполнить спиртом, но не более чем на 1/2 объема. На вход компрессора устанавливается простейший фильтр. Его можно выполнить самостоятельно, используя воронку, на которую натягивается отрезок Принцип функционирования устройства обеспечивается благодаря подкачке воздуха компрессором, а также дальнейшему его попаданию в ресивер под некоторым давлением. В нем сглаживаются пульсации давления. Затем воздух отправляется в емкость с топливом, где смешивается с парами спирта. Полученная смесь поступает на горелку. Корректировать интенсивность горения можно с помощью специального винта, который имеется на горелке.

Третий способ изготовления

Если вы задумались о том, как сделать спиртовую горелку, то необходимо будет подготовить плоскую банку из металла, в качестве которой может выступить емкость из-под консервов или косметического крема. Понадобится пемза, а также спирт. Механизм подобного устройства чрезвычайно прост и не предполагает приложения особых усилий при изготовлении. Для создания устройства необходимо максимально плотно уложить в емкость пемзу, а после залить все сверху некоторым количеством топлива. Выполнять данные манипуляции необходимо максимально аккуратно, чтобы жидкость впитывалась, а не выплескивалась наружу. Благодаря наличию пемзы пламя будет гореть в течение 15 минут, так как она из-за пористой структуры будет являться распределителем топлива. Такая спиртовая горелка из банок позволит приготовить пищу, а также обогреть достаточно небольшое помещение по типу гаража или бытовки. Для разогревания еды необходимо соорудить подставку для посуды, которая изготавливается из камней, проволоки или другого материала. Главное при этом - учесть требование, которое заключается в необходимости устойчивости посуды.

Основные разновидности спиртовых горелок

Спиртовая самодельная горелка может быть открытого или закрытого типа. Каждая из приведенных конструкций обладает своими достоинствами и недостатками. Если речь идет об устройстве открытого типа, то вы можете столкнуться с не столь высокой экономичностью, горение будет протекать на большей площади. Это будет способствовать обильному испарению топлива. Помимо прочего, в горелках закрытого типа не предусмотрена возможность контроля объема оставшегося топлива. Такие горелки нуждаются во внешнем поджиге, что увеличивает пожароопасность. Однако каждую из перечисленных горелок можно изготовить самостоятельно. Важно помнить о том, что работа горелок основана на сгорании паров топливной смеси. Поэтому категорически запрещается применять в качестве топлива вещества, которые содержат ацетон, а также бензин.

Экспериментальная часть

Вместимость резервуара может быть равна 70 миллилитрам, сопла нужно проделать в количестве 16 штук, расстояние между ними должно составить один сантиметр. Ориентировочное время горения может составить 25 минут на одной заправке. Как показывает практика, длительность и интенсивность горения таких приборов зависит от вида топлива. Лучше всего горение происходит от паров медицинского спирта. Если же речь идет о ситуациях, когда применяется салициловая кислота, то она горит не столь интенсивно. Если же горелку заправить пищевым спиртом, то она покажет наименьшее время горения.

Температура спиртовой горелки оказывается достаточно высокой для того, чтобы обогреть палатку и приготовить пищу. В процессе использования спиртовых устройств следует применять растворы, которые содержат около 50-70% этанола. Это позволяет продлить период работы, хоть и понижает интенсивность пламени. Конструкция имеет способность кипятить 0,5 литров воды за 7 минут, что достаточно для того, чтобы заварить чай или запарить лапшу быстрого приготовления. В процессе эксплуатации не следует переворачивать устройство, так как это может быть пожароопасным. Как показывает практика, если кинуть сверху ваты, а после поджечь, от перегрева спирт может начать сильно испаряться, из-за чего горелка попросту разлетится пополам. Конструкция горелки очень проста, но многие перед ее изготовлением многие задумываются, зачем использовать жидкий спирт, когда есть сухой. Ответом на этот вопрос станет более высокая теплоотдача, что указывает на возможность более быстрого подогрева воды.

В заключение

Используя несколько вы самостоятельно сможете изготовить спиртовую горелку, которая будет способна выручить вас за городом и в туристическом походе на отдыхе. Примечательно, что выполнить такое устройство вы сможете без дополнительных инструментов. Именно поэтому оно так привлекает домашних умельцев, которые часто предпочитают отдыхать за пределами города. Везти с собой такое приспособление нет никакой необходимости, достаточно будет использовать жестяные банки, которые можно подготовить и на природе. А после первого использования прибор можно утилизировать.

Казалось бы, что можно написать о таком простом объекте наблюдения, как горящая свеча? Однако наблюдательность - это не только способность видеть, но и умение обращать внимание на детали, а также сосредоточенность, умение анализировать, порой даже проявление обыкновенной настойчивости. Великий английский физик и химик М. Фарадей писал: «Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания».

Цель данной практической работы - научиться наблюдать и описывать результаты наблюдения. Вам предстоит написать небольшое сочинение-миниатюру про горящую свечу (рис. 31).

Рис. 31.
Горящая свеча

Чтобы помочь вам в этом, предлагаем несколько вопросов, на которые нужно дать подробные ответы.

I. Опишите внешний вид свечи, вещество, из которого она изготовлена (цвет, запах, твердость), фитиль.

II. Зажгите свечу. Опишите внешний вид и строение пламени и ответьте на следующие вопросы:

  1. Что происходит с материалом свечи при горении фитиля?
  2. Как выглядит фитиль в процессе горения?
  3. Нагревается ли свеча, слышен ли звук при горении, выделяется ли тепло?
  4. Что происходит с пламенем, если появляется движение воздуха?
  5. Как быстро сгорает свеча?
  6. Изменяется ли длина фитиля в процессе горения?
  7. Что представляет собой жидкость у основания фитиля? Что с ней происходит, когда она поглощается материалом фитиля, и что с ней происходит, когда ее капли стекают вниз по свече?

Многие химические процессы протекают при нагревании, однако пламя свечи для этой цели не используется. Поэтому во второй части этой практической работы познакомимся с устройством и работой уже знакомого вам нагревательного прибора - спиртовки (рис. 32).

32.
Устройство спиртовки

Спиртовка состоит из стеклянного резервуара 1, который заполняют спиртом не более чем на 2/3 объема. В спирт погружен фитиль 3, изготовленный из хлопчатобумажных нитей. Он удерживается в горлышке резервуара с помощью специальной трубочки с диском 2. Зажигают спиртовку только с помощью спичек. Для этой цели нельзя использовать другую горящую спиртовку, так как спирт при этом может разлиться и вспыхнуть. Фитиль необходимо ровно обрезать ножницами, в противном случае он начинает обгорать. Нельзя дуть на пламя, чтобы потушить спиртовку, ее следует закрыть колпачком 4. Он же предохраняет от быстрого испарения спирта.

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.

ТОПЛИВО, ГОРЕЛКИ.

Про костры уже поговорили, НО не всегда есть возможность костер развести – отсутствуют дрова (высокогорье, степь, тундра, город), или они очень сырые и возиться с костром некогда, или приготовить горячую пищу и быстро согреться нужно в помещении и т. д. Кроме того, возможности походных средств жизнеобеспечения, например, "примусов", могут быть интересны не только туристам. Проблемы энергоснабжения населенных пунктов нашей страны заставляют задуматься об альтернативных источниках энергии.

Тогда в ход идут заготовленные заранее варианты – горелки, примусы, спиртовки, даже свечи иногда. Естественно, у каждого из этих устройств есть свои достоинства и недостатки.

СПИРТОВКИ.

Простейшие лабораторные спиртовки с фитилями из асбестового шнура малоэффективны в походных условиях, поэтому уже много десятилетий для походно-лагерных мероприятий используют спиртовые горелки, горение топлива в которых происходит с помощью сопел, а не фитиля.

Спиртовые горелки довели до совершенства шведы, создав спиртовку без фитиля, и добившись того, чтобы в ней горел не жидкий спирт, а его пары. Горелка представляет собой латунную чашечку с двойными стенками, внутренние стенки не доходят до дна, а по венчику насверлены небольшие отверстия. В чашечку наливается спирт и поджигается. Некоторое время горит сам спирт, разогревая венчик. Потом, когда края сопел накаляются, температура спирта, попавшего по принципу сообщающихся сосудов в полые стенки, становится значительно выше основной массы, и он начинает интенсивно испаряться, вспыхивая по венчику уже в газообразном состоянии. А когда загораются пары, основная масса жидкости гаснет потому, что к ней перестаёт поступать кислород - его пережигает пламя горящее по кругу венчика чашки.

Первыми освоили выпуск таких горелок шведские компании Svea и Trangia, именно они выпускали спиртовки, которыми комплектовались индивидуальные походные кухни – котелки шведской армии. Главным плюсом этих горелок является простота их конструкции – в них просто нечему ломаться. Кроме того они очень легки и компактны.

Горючее – спирт, денатурат, несколько видов специального горючего на спиртовой основе, выпускаемого специально для спиртовок. В принципе можно их заправлять и очень крепким самогоном, и стеклоочистителями, но лучше – хорошим чистым этиловым спиртом не ниже 90 градусов – средством очень многофункциональным и безвредным.

В настоящее время эти спиртовки производятся фирмами Trangia (Швеция), Tatonka (Германия), Ningbo (Китай)и др.. Дополнительной опцией может быть устройство регулировки высоты пламени (а следовательно и интенсивность нагрева котелка – сковороды).

Итак, главные плюсы спиртовых горелок – неубиваемость, простота использования, компактность, при использовании этилового спирта – чистота и безопасность.

Минусы: при очень низких температурах и большой разреженности воздуха эффективность спиртовок падает, необходим предварительный прогрев горелки и топлива, использование ветрозащитного кожуха. Для повышения рабочих свойств спирта, его часто советуют разбавить водой в пропорции примерно 10:1.

ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

в настоящее время являются одним из самых популярных носимых "источников огня". Горелка с редуктором (иногда ещё топливный шланг) и баллон с газом – вот основные части этих изделий. Кроме горелки на газовый баллон можно установить специальную газовую лампу.


Плюс: чистота, простота в обращении: не нужны прокачки, чистки, нет неприятных запахов.

Минус: на больших высотах и при очень низких температурах может вообще не работать (то есть газ может вообще не выходить из баллона). Для улучшения горения в горных условиях поэтому обычно используют смесь бутана с пропаном, поскольку у пропана в 1.5 раза выше теплота сгорания, а также спец. системы с подачей жидкого газа. Стандартный массовый расход газа 70 - 100 граммов на человеко-день.

БЕНЗИНОВЫЕ И КЕРОСИНОВЫЕ ГОРЕЛКИ («ПРИМУСЫ»)

В настоящее время у нас менее распространены, из-за низкой надежности при работе на отечественном топливе.

Плюсы: самая высокая теплота сгорания, экономичность, доступность топлива. Работают хорошо на очень больших высотах (при разреженном воздухе) и при очень низких температурах.

Минус: сложности подготовки к работе(нужны подкачка встроенным ручным насосиком и предварительный прогрев горелки), копоть, запах от самого изделия и емкостей с горючим (при переноске в рюкзаке бензином прованивает буквально всё, независимо от того, насколько герметична канистра с топливом). Часты поломки и засоры при работе с российским топливом. При работе выделяют много угарного газа (СО). Общее правило: чем больше бензин подходит для моторов, тем вреднее он для горелки, а покупка и переноска «специального, фирменного» бензина или керосина сводит на нет преимущества якобы легкодоступного топлива. Есть у бензиновых "примусов" ещё один серьезный недостаток - они "пожаро" и "взрыво" небезопасны, увы. Стандартный массовый расход бензина около 70 граммов человеко-день. Самыми востребованными бензиновыми примусами до сих пор являются всеядные отечественные "Шмели".

СУХОЕ ТОПЛИВО («СУХОЙ СПИРТ»)

Плюс: печки на сухтопливе работают надежно.

Минус: из-за низкой теплоты сгорания могут быть пригодны только для разогрева пищи, а не для её приготовления. Возможно, также, что химические добавки в некоторых видах сухого топлива при сгорании могут выделять вредные вещества.



 


Читайте:



Современный сонник скатерть

Современный сонник скатерть

Увидеть во сне с пятницы на субботу скатерть с пятнами красного вина или крови – к трагическим событиям.Если с понедельника на вторник или с...

ВВП Канады. Экономика Канады. Промышленность и экономическое развитие Канады. ИТ-рынок в Канаде: развитие северной «Кремниевой долины Канадская сфера образования

ВВП Канады. Экономика Канады. Промышленность и экономическое развитие Канады. ИТ-рынок в Канаде: развитие северной «Кремниевой долины Канадская сфера образования

Канада является высокоразвитой благополучной страной. Ее экономика развивалась много лет гармонично. Этому способствовали определенные...

Природа, растения и животные красноярского края

Природа, растения и животные красноярского края

Великий Енисей и тайга, Северный полярный круг и Музей вечной мерзлоты, Тунгуска и Таймыр — все это Красноярский край, один из уникальнейших...

Последняя командировка Михаил Чебоненко, ведущий новостей НТВ

Последняя командировка Михаил Чебоненко, ведущий новостей НТВ

Во время вывода советских войск из Афганистана, в последние самые дни, два фотокора «Известий», Секретарев и Севрук, добились, чтобы им продлили...

feed-image RSS