Как называется горелка в химии
Газовые нагревательные приборы
Газовые горелки (рис. 198) пользуются наибольшим распространением в лабораториях. Они бывают двух основных типов; Бунзена и Теклго; последние более удобны в обращении. Часто применяют также горелки Меккера.
Газовые горелки дают как коптящее, светящееся пламя («холодное»), так и несветящееся («горячее»). Газ подводится через нижний боковой отвод и поступает в горелку после того, как открыт газовый кран. У горелок Бунзена внизу, несколько выше бокового отвода, имеются
два отверстия для поступления воздуха. При свободном доступе воздуха получается прозрачное, слегка голубоватое несветяшееся пламя, а при малом — коптящее.
Горелки Бунзена бывают двух типов: без регулятора притока воздуха и с регулятором. Горелки Бунзена второго типа имеют регулировочную гильзу. Поворачивая ее можно или совсем закрыть отверстие для доступа воздуха и получить коптящее пламя, или же открыть его и получить несветящееся пламя с внутренним конусом различной величины. От величины этого конуса зависит температура самого пламени.
Рис. 198. Газовые горелки: а —Бунзена с регулированием подачи воздуха; б — Бунзена без регулирования подачи воздуха; в- Теклю; г — Меккера.
Строение газового пламени показано на рис. 199.
В горелках Теклю (рис. 200) подачу воздуха регулируют при помощи диска, закрывающего в исходном положении нижнюю расширенную часть трубки горелки; при этом воздух в горелку не поступает и получается коптящее пламя. Отвертывая диск, дают доступ воздуху, получая песветящееся пламя. Горелки Теклю, кроме того, снабжены также регулировочным винтом для подачи газа. Открывая этот винт, можно по желанию регулировать большую или меньшую подачу газа.
Конструкции горелок Теклю и Бунзена приспособлены для сжигания газа, получаемого на газовых заводах при сухой перегонке каменного угля. Такой газ обладает меньшей калорийностью, чем природный.
В настоящее время в СССР почти все лаборатории Перешли на использование природного газа и газовые горелки старой конструкции оказались менее эффектив» ными, так как в них не происходит полное сгорание газа. Некоторое изменение* конструкции горелки Теклю позволяет достичь полного сгорания природного газа и получить более горячее пламя. Переделать горелку можно следующим образом: отвинтить трубку горелки и вместо нее с помощью кронштейна установить другую— металлическую, стеклянную или керамическую (например, фарфоровую) диаметром 19—20 мм и длиной 140 мм (рис. 200,6).
Горелки следует содержать в порядке. В особенности нужно следить за тем, чтобы внутрь них ничего не попадало; поэтому рекомендуется время от времени проверять горелки, разбирать их и прочищать.
При зажигании горелки сначала закрывают доступ воздуха, проводят регулировочную гильзу у горелки Бунзена и диск у горелки Теклю в соответствующее положение. У горелок Теклю кроме того, должен быть открыт регулятор для газа (достаточно два оборота винта от исходного положения). После этого открывают газовый кран, зажигают горелку и регулируют поступление воздуха (если хотят получить несветящееся «горячее» пламя).
* Подробное описание и рабочие чертежи переделанной горелки помещены в журнале «Химия и жизнь», 4, Ns I1 92 (1958);
Особенно часто пламя проскакивает, когда подача газа уменьшается в результате понижения давления в сети. Во избежание проскока в этом случае нужно уменьшить подачу воздуха.
Если вовремя заметить проскок пламени, то часто удается устранить его и получить нормальное пламя, не выключая горелки. Для этого ребром ладони коротко ударяют но резиновой трубке, подводящей газ. Но это можно делать только, когда горелка еще не накалилась.
Для предотвращения проскока пламени на горелку полезно надеть колпачок из медной сетки. Каждую новую горелку нужно проверить, особенно те места ее, где возможно пропускание газа. Для этого присоединяют горелку к газовому крану, зажигают ее и проверяют, как работает винт, регулирующий подачу газа, легко ли он вращается, не шатается ли и как увеличивает или уменьшает пламя горелки. Хорошо работающим винтом можно даже прекратить подачу газа. Одновременно проверяют, как работает диск или регулировочная гильза, легко ли и полностью ли прекращается доступ воздуха. Затем проверяют, не выделяется ли газ около регулировочного винта, особенно когда он шатается, для чего к нему подносят горящую спичку. Если газ выделяется в этом месте, происходит маленькая вспышка газа или появляется маленькое пламя. Такую горелку без ремонта применять для работы нельзя, так как в рабочее помещение будет просачиваться светильный газ, скопление которого может вызвать отравление присутствующих и представляет большую опасность в пожарном отношении.
Если около горящей горелки чувствуется запах газа, нужно тотчас же проверить, правильно ли работает горелка и нет ли утечки газа из нее; исправна ли резиновая трубка, соединяющая горелку с газовым краном, и не проходит ли газ через какие-либо повреждения ее (трещины, разрывы и пр.), что можно установить, погрузив неглубоко резиновую трубку в воду в то время, когда горелка горит; нет ли утечки газа из газового крана, что будет заметно, если крап смочить мыльной водой. Если крап пропускает газ, образуются пузыри; утечку газа через кран можно также установить, поднося зажженную спичку к закрытому газовому крану; в месте утечки газ загорается.
Рис. 201, Кольцевая газовая горелка.
Рис. 202. Газовая плита настольная.
В случае обнаружения неисправности резиновой трубки горелку гасят, трубку меняют или вырезают поврежденный кусок ее и соединяют концы резиновой трубки при помощи стеклянной подходящего размера. Если резиновая трубка порвалась у крана или около горелки, порвавшийся кусок отрезают.
Если обнаружена неисправность газового крапа, для ремонта нужно немедленно вызвать мастера-специалиста.
Когда требуется легкий обогрев колб или других сосудов, удобно применять кольцевую газовую горелку (рис. 201). Она снабжена муфтой, с помощью которой укрепляется на штативе. Наличие муфты позволяет перемещать горелку вверх и вниз, регулируя этим степень обогрева. Величину пламени регулируют краном, имеющимся у горелки около соединения ее с резиновой трубкой.
Газовые лабораторные плиты. Для нагревания больших сосудов с жидкостями, прокаливания больших количеств солей в сковородах и тому подобных целей обычно употребляют газовые плиты двух типов: настольные (рис. 202) и бытовые (рис. 203).
При зажигании газовых плит подносят горящую спичку к конфорке и немного открывают кран. Когда газ загорится, крап можно полностью открыть.
Рис. 203. Газовая плита бытовая.
Для некоторых целей применяют групповые (по 2, 8, 4, 5 и больше) газовые горелки, при зажигании их придерживаются указанных выше правил.
Расход газа составляет (в л/ч):
На горелку Теклю. 200-210
Па газовую плиту. 400 — 500
Давление газа в сети должно быть порядка 20- 100 мм вод. ст.
Водонагреватели (рис. 204). Один из наиболее простых типов водонагревателей с газовым обогревом показан на рис. 204, а. Вода из водопроводной сети поступает через верхнюю подводящую трубку, проходит по спирали, под которой помещается газовая горелка в виде трубы со многими отверстиями, и выходит нагретой через отводную трубку. При пользовании аппаратом вначале пуч екают небольшую струю воды, затем зажигают газ. Регулируя пламя горелки и силу тока воды, можно нагреть ее до кипения. Когда надобность в горячей воде минует, закрывают газ, а затем воду.
Более совершенный водоиагревательный прибор, обогреваемый газом, показан на рис. 204, б. Правила работы с ним те же, что и с другими нагревателями. Большим преимуществом этого прибора является то, что величина пламени регулируется автоматически. В начале работы, когда требуется быстро разогреть прибор, горелка дает большое пламя; когда же прибор разогреется, приток газа уменьшается, давая пламя, необходимое только для нагревания воды. Регулируя силу струи, можно получить, воду различной температуры. За прибором нужно следить и время от вр’емени очищать спиральную трубку от грязи и копоти. При хорошем уходе и правильном пользовании аппарат работает безотказно очень долго.
Спиртовые горелки бывают самых разнообразных систем. Наиболее часто встречаются стеклянные спиртовые горелки (рис. 205), Этот тип горелок сильного пламени не дает.
Другой, довольно распространенный тип — металлические спиртовые горелки (рис. 206); металлические горелки бывают с вынесенным резервуаром (рис. 206, а) и с резервуаром, помещенным в нижней части горелки (рис. 206,6).
В стеклянной горелке спирт подается фитилем из ваты, в металлических же спиртовых горелках — по трубке в нижний боковой отвод, внутри которого заложено несколько медных проволочек. Отсюда спирт поступает в нижнюю часть горелки, наполненную также медной проволокой, но уже меньшего диаметра. По этому пучку проволоки, представляющему собой как бы пучок капилляров, сгирт поступает к выходному отверстию, расположенному около регулировочного винта.
Горелки лабораторные
Полезное
Смотреть что такое «Горелки лабораторные» в других словарях:
БАНИ ЛАБОРАТОРНЫЕ — БАНИ ЛАБОРАТОРНЫЕ, служат для того, чтобы избегать черезчур резкого и неравномерного нагревания при тех или иных работах, ведущихся при повышенной t° (экстрагирование, растворение, выпаривание, отгонка, высушивание, различные химич. реакции и … Большая медицинская энциклопедия
Янг, Грэм Фредерик — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Янг. Фредерик Грэхем Янг Graham Frederick Young Прозвище «Отравитель из Бродмора» Дата рождения … Википедия
устройство — 2.5 устройство: Элемент или блок элементов, который выполняет одну или более функцию. Источник: ГОСТ Р 52388 2005: Мототранспортны … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
определение — 2.7 определение: Процесс выполнения серии операций, регламентированных в документе на метод испытаний, в результате выполнения которых получают единичное значение. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
index — 01 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. ДОКУМЕНТАЦИЯ 01.020 Терминология (принципы и координация) 01.040 Словари 01.040.01 Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация (Словари) 01.040.03 Услуги. Организация фирм,… … Стандарты Международной организации по стандартизации (ИСО)
индекс — 01 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. ДОКУМЕНТАЦИЯ 01.020 Терминология (принципы и координация) 01.040 Словари 01.040.01 Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация (Словари) 01.040.03 Услуги. Организация фирм,… … Указатель национальных стандартов 2013
давление — 2.3 давление: Механическая величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на внутреннюю (внутреннее давление среды) или наружную (внешнее давление воды, грунта) поверхность трубопровода по нормали к ней. Источник: СТО Газпром 2 2.1 318… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
относительная — 3.1.24 относительная vmin или Y (relative vmin or Y): Отношение максимальной нагрузки Emax к минимальному поверочному интервалу весоизмерительного датчика vmin. Это отношение характеризует разрешающую способность весоизмерительного датчика, не… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Нагревательное лабораторное оборудование и приборы
Все лаборатории, будь то простенькие школьные или супероснащенные научно-исследовательские, нуждаются в оборудовании для нагревания, прокаливания, сушки, стерилизации, термостатирования и для многих других операций.
Классификация лабораторных нагревательных приборов
Нагревательное лабораторное оборудование и приборы можно разделить на группы 
по источнику питания:
— электрические (печи, шкафы, плитки);
— газовые (горелки и плитки);
— жидкостные (керосиновые и бензиновые горелки, спиртовки).
— электропечи;
— электрические и газовые плитки;
— колбонагреватели;
— бани;
— сушильные шкафы;
— термостаты;
— стерилизаторы;
— газовые, керосиновые и бензиновые горелки, спиртовки.
Электрические плитки
Электрические лабораторные плитки — самые простые (за исключением спиртовок) и самые распространенные нагревательные приборы в лабораториях. С их помощью нагревают реакционные сосуды, выпаривают растворы, высушивают или прокаливают образцы. Они находят применение в химических и физических, медицинских и биологических, учебных и исследовательских лабораториях.
В зависимости от потребностей, лабораторные электрические плитки оснащаются платформами разного размера, некоторые модели предусматривают возможность одновременного нагрева большого количества химической лабораторной посуды.
Для того чтобы плитка прослужила долго, ее корпус изготавливается из химически стойкого материала, а элементы контроля выводятся на некотором расстоянии от платформы. Внешняя поверхность нагревающей платформы выполняется из материалов, способных длительное время противостоять пролитым горячим агрессивным химическим веществам. Это может быть керамика и стеклокерамика, фторопласт, дюралюминий.
Колбонагреватели
Для нагревания стеклянных круглодонных колб выпускаются специальные колбонагреватели, в которых нагревание сосуда происходит вдоль искривленной поверхности углубления под сосуд. Некоторые модели рассчитываются на работу с колбами определенного диаметра, другие могут нагревать колбы нескольких типоразмеров. Еще есть многоместные приборы для нескольких емкостей.
Нагревательный элемент, как правило, полностью погружен в керамику. Для удобства эксплуатации, в корпусе прибора часто предусматривается отверстие для установки штатива.
В лабораторной практике весьма востребованы различные бани: водяные, 
масляные, песочные. Они позволяет очень аккуратно и медленно нагревать реакционные сосуды, выпарные и кристаллизационные чашки, поддерживать температурный режим в сосуде на определенном уровне в течение длительного времени. Бани выпускаются одноместные и многоместные, с разными видами теплоносителей, от которых зависит максимальная температура нагрева.
Современные нагревательное лабораторное оборудование, как правило, оснащается температурным контроллером, позволяющим нагревать вещества с заданной скоростью и строго до определенной температуры, атакже индикацией температуры и автоматическим отключением при перегреве.
Недорого, с самовывозом из магазина в Мытищах или с доставкой лабораторное оборудование в Москве купить можно в интернет-магазине «ПраймКемикалсГрупп». Опытные менеджеры помогут выбрать необходимое оборудование и быстро оформят заказ.
Все о лабораторных горелках. Устройство назначение принцип действия и характеристики
автор к.т.н. Ф.А.Бронин
Введение
Эта статья для тех, кто применяет лабораторные газовые горелки или планирует работать с ними. Рассмотрено устройство 24-х моделей горелок для природного и сжиженного газа, представленных на отечественном рынке компанией ООО «ФИРМА БСТ-3» 
. Приведена их классификация. Даны рекомендации по применению горелок для различного вида работ.
Статья разбита на отдельные разделы, к которым можно непосредственно перейти из оглавления. По тексту статьи с правой стороны имеются вертикальные стрелки, щелкнув на которых можно вновь вернуться к оглавлению.
Оглавление
Назначение и области применения горелок
Лабораторные газовые горелки предназначены для нагрева материалов и изделий открытым пламенем при работе сидя.
Применяются в химических и школьных лабораториях, ювелирных мастерских, микробиологических, цитологических, биотехнических лабораториях, медицинских учреждениях, испытательных технических центрах и зуботехнических лабораториях, а также везде, где необходимо применение настольных горелок с открытым пламенем.
Устройство горелок
Горелка обеспечивает сгорание смеси горючего газа с кислородом и регулирование процесса горения. Чем больше подается в горелку газа, тем больше требуется кислорода и тем больше тепла выделяется в пламени горелки.
Лабораторные горелки используются для процессов нагрева, не требующих большего количества тепла. Большинство из них имеют малый расход газа, для горения которого достаточно кислорода, содержащегося в окружающей атмосфере. Поэтому они относятся к классу атмосферных горелок.
Наиболее широко применяются горелки Бунзена, Теклю и Мекера. Однако используются и настольные горелки других конструкций, в которые воздух подается под давлением от внешнего источника сжатого газа.
Горелка Бунзена имеет инжектор, установленный в металлической трубке с отверстиями для поступления в трубку атмосферного воздуха, которая закреплена на подставке с боковым вводом для подачи газа. Площадь проходного сечения этих отверстий может меняться подвижной заслонкой, которая установлена на трубке горелки.
При работе горелки газ с большой скоростью выходит из сопла инжектора (поз. 1 Фиг.1), создавая разрежение в трубке.
В результате, воздух засасывается (инжектируется) в трубку из атмосферы через отверстия (Фиг.1, поз.4), образуя горючую смесь из газа и воздуха, которая поджигается на выходе горелки. Приток воздуха в горелку регулируется втулкой (Фиг.1, поз.2), которая выполняет роль подвижной заслонки, изменяющей площадь проходного сечения этих отверстий.
На Фиг.2 показано изменение температуры пламени горелки Бунзена в град. Цельсия.
Более подробная информация о пламени горелки Бунзена представлена в приложении 01.
О структуре пламени
В горелке Бунзена топливо и воздух предварительно перемешиваются. Газ выходя из сопла инжектора внутри горелки засасывает воздух. Смесь газа и воздуха поступает к выходу из трубки, где сгорает, образуя стационарное ламинарное пламя.
Количество засасываемого воздуха обычно невелико, его не хватает для полного сгорания газа. Однако в горении газа участвует и окружающий воздух, поступающий внутрь пламени за счет диффузии, что и обеспечивает полное сгорание газа.
Как видно на рис.1.1 пламя бунзеновской горелки имеет вид вытянутого вверх конуса, состоящий из трех частей.
Внутренний конус голубого цвета (поз.1), расположен у края трубки горелки. Имеет низкую температуру и в нем происходит разложение горючей смеси на две составные части несгоревшего газа и воздуха.
Далее располагается средний внутренний светящийся конус (поз.2). Этот конус окружен более бледной оболочкой, которую называют наружным конусом (поз.3). Между средним и наружным конусом находится промежуточная зона (поз.4).
Средний внутренний конус пламени горелки полый. Его поверхность образована тонкой зоной толщиной не более несколько десятых мм., в которой и происходит реакция горения. По существу, это фронт пламени, распространяющийся в горящей смеси навстречу потоку газа. В стационарном состоянии скорость распространения этого фронта пламени равна скорости истечения газа с воздухом из горелки.
В промежуточной зоне горения не происходит.
На внешней поверхности наружного конуса идет дополнительное горение молекул окиси углерода CO и водорода Н2, поступающих в него из среднего конуса в результате реакции горения. Необходимый для горения кислород диффундирует из окружающей атмосферы, и горение носит диффузионный характер.
В итоге продукты горения превращаются в углекислый газ CO2 и пары воды Н2О, которые поступают в окружающую атмосферу.
Высота конуса зоны горения зависит от скорости подачи газовой смеси (газ+воздух). При чрезмерном увеличении этой скорости пламя отрывается (отрыв пламени), а при слишком малой скорости произойдет втягивание пламени в горелку (проскок пламени).
О фактической температуре пламени
Теперь о температуре пламени. Картинки распределения температуры, которые приводятся в публикациях ( в том числе и в настоящей статье), весьма условны. Практически всегда приводятся данные об адиабатической температуре пламени т.е. при отсутствии потерь тепловой энергии в окружающую среду или внешние объекты. А такие потери составляют в зависимости от условий горения не менее 30-40%.
Кроме того, температура пламени зависит от состава газа (пропан дает температуру пламени на 12-13% выше), температуры воздуха, полноты сгорания и др. факторов.
Важное значение имеет и методика измерения температуры термопарой или оптическими методами измерения.
Что касается измерения термопарой, то полученные данные не могут быть точными, так как введение в пламя термопары может привести к нарушению структуры пламени. Кроме того термопара выдает температуру на 100-200 град. Цельсия меньше. Это происходит от того, что при измерении термопарами неизбежны погрешности за счет теплоотвода в холодные концы термопар, потерь тепла, идущего на разогрев самой термопары и др. тепловые потери.
В конце концов, пользователя горелки интересует не температура в различных частях пламени, а какую температуру он может получить при использовании горелки для конкретных технологических операций. Так прямые измерения термопарой максимальной температуры пламени горелки Бунзена (натуральный газ) дают значение 935 град. Цельсия, а пламени горелки Мекера 1180 град. Цельсия. Прибавьте 100-200 град.(см. выше) и вы получите реальную температуру пламени.
Использованные термины
На прилагаемом видеоролике демонстрируются приемы работы с горелкой Бунзена.
Работа с горелкой Бунзена
Справка:БУНЗЕН РОБЕРТ ВИЛЬГЕЛЬМ (Bunsen Robert Wilhelm) (1811-1899), немецкий химик. В 1855 г. разработал конструкцию газовой горелки, которая позже была названа его именем. Подробно история создания горелки Бунзена изложена в статье «The Orign of the Bunsen Burner »
Справка:БУНЗЕН РОБЕРТ ВИЛЬГЕЛЬМ (Bunsen Robert Wilhelm) (1811-1899), немецкий химик. В 1855 г. разработал конструкцию газовой горелки, которая позже была названа его именем. Подробно история создания горелки Бунзена изложена в статье «The Orign of the Bunsen Burner » 
Подробно об устройстве достоинствах и преимуществах горелки Теклю изложено в приложении 02.
Устройство горелки Теклю
На рис.2.1 показано внутреннее устройство горелки Теклю
Горелка имеет подставку (1). Посредством шланга (2) в горелку подается горючий газ. Шланг закреплен на входном штуцере горелки, который имеет внутренний канал (3). С правой стороны горелки имеется рукоятка регулировочного вентиля подачи газа (4). Горелка имеет регулировочный диск (шайбу) (5), для изменения подачи воздуха в горелку. Горелка имеет инжектор, посредством которого засасывается воздух из окружающей атмосферы. Входное отверстие (6) инжектора перекрывается вентилем (4), а выходное сопло (7) его расположено в нижней части металлической трубки (8), которая на конце имеет выходное отверстие (9).
Горелка работает следующим образом. В исходном положении вентиль (4) перекрывает поступление газа на вход инжектора (6). Регулировочная шайба (5) находится в верхнем положении (первый левый рисунок). Далее открывают вентиль (4), входной канал инжектора открывается и газ поступает в инжектор и покидает его через сопло (7). При этом в нижней части трубки (8) создается разряжение (центральный рисунок). Переводят шайбу (5) в нижнее положение (рисунок справа). Атмосферный воздух начинает засасываться в трубку горелки и перемешивается с горючим газом. Образовавшиеся газовоздушная смесь выходит из отверстия (9) и поджигается.
В горелке Теклю имеются только два элемента управления: вентиль подачи газа и регулировочный диск (шайба). Возможно только четыре взаимных положения этих элементов управления. На рис, 2.2 показана работа горелки Теклю в этих четырех положениях. Вентиль подачи газа открыт (газ открыт), вентиль подачи газа закрыт (газ закрыт), диск (шайба) регулировки подачи воздуха в нижнем положении (воздух открыт), диск (шайба) регулировки подачи воздуха в верхнем положении (воздух закрыт). На рисунке шланг подачи газа не показан.
На рынке имеются и конструкции горелок Теклю, в котором отсутствует вентиль подачи газа. В этом случае регулировку подачи газа следует производить запорным вентилем установленным в системе подачи газа непосредственно перед штуцером, к которому присоединен газовый шланг.
Однако вентиль подачи газа, установленной на горелке, позволяет с микронометрической точностью перекрывать входное отверстие инжектора горелки и в результате плавно регулировать ее тепловую мощность. Запорным вентилем в системе подачи газа таких результатов достичь невозможно.
О температуре горелки Теклю
Теперь о том, почему пламя горелки Теклю имеет более высокую температуру в сравнение с пламенем горелки Бунзена.
Как видно из рис.2.3, воздух в трубку горелки Теклю поступает через ее нижние отверстия снизу вверх т.е по направлению потока газа.
В горелке Бунзена воздух поступает в горелку через боковые отверстия на трубке горелки поперек направлению потока газа и поэтому часть «энергии всасывания» затрачивается на искривление движения потока воздуха с поперечного на продольное по направлению потока газа.
Проще говоря, сопротивление всасывающей линии горелки Бунзена больше сопротивления этой же линии в горелке Теклю. Поэтому в горелку Теклю при всех прочих равных условиях в единицу времени поступает больше воздуха, чем в горелку Бунзена.
А с большим количеством воздуха в горелку поступает и большее количество кислорода, что и приводит к повышению температуры пламени.
На прилагаемом видеоролике можно увидеть работу горелки Теклю
Обратите внимание, что в нижней части пламени этой горелки температура пламени настолько мала, что невозможно зажечь спичку. Это же наблюдается и в пламени горелки Бунзена.
Также хорошо видно, как меняется форма пламени при изменении подачи воздуха в горелку.
Работа с горелкой Теклю
Недостатком горелок Бунзена и Теклю является то, что в них возможен проскок пламени (о чем будет сказано ниже).
Этот недостаток устранен в горелке Мекера, которая аналогично горелкам Бунзена и Теклю, имеет инжектор, установленный в металлической трубке с отверстиями. Отличие горелки Мекера в том, что эта горелка имеет рассекатель потока газовоздушной смеси, выполненный в виде вставки с перфорацией, как показано на Фиг.4 (поз.1). Чтобы иметь возможность установить вставку с большим количеством отверстий, трубка горелки Мекера имеет расширение в своей верхней части.
В пламени горелки Мекера нет внутреннего конуса. Пламя этой горелки образуется за счет множества параллельных друг другу отдельных факелов и общая температура пламени этой горелки выше на 10-15% чем у горелок Теклю и Бунзена.
Визуально эти горелки отличить очень легко. Горелка Бунзена имеет трубку одинакового размера по всей длине горелки. Горелка Теклю имеет трубку с конусом в нижней части. Горелка Мекера имеет расширение по всей трубке к верхней части.
Следует обратить внимание и на отличия в распределение температуры по высоте пламени у этих горелок.
Пламя горелки Бунзена или Теклю имеет несколько температурных зон от 350 до 1550 град. Цельсия. В нижней части пламени температура не превышает 350. 520 град. В верхней части пламени достигается наиболее высокая температура, достигающая 1550 град у горелки Бунзена и 1600 град. у горелки Теклю. Поэтому нагреваемый предмет надо размещать в верхней части пламени этих горелок.
Пламя у горелки Мекера имеет совершенно другую структуру.
Пламя в этой горелке практически имеет одну температурную зону. Наибольшая температура находится в нижней части пламени на расстоянии примерно 5 мм над перфорированной вставкой. Далее температура пламени монотонно уменьшается. Поэтому нагреваемый предмет в этой горелке, в отличие от горелок Бунзена и Теклю, надо размещать в нижней части пламени.
Распределение температуры в град. Цельсия по высоте пламени горелки Мекера показано на Фиг.5. Однако указанная температура это адиабатическая температура пламени т.е. температура пламени при отсутствии потерь тепловой энергии в окружающую среду или внешние объекты. Такая температура аналитически вычисляется на основе термодинамических законов. О фактической температуре этой горелки см. приложение 01 выше.
На прилагаемом видеоролике показано пламя горелки Мекера и выполнение с ее помощью некоторых стеклодувных работ.
Работа с горелкой Мекера
Подробно о преимуществах горелки Мекера изложено в приложении 03.
Устройство горелки Мекера
На рис.3.1 показано внутреннее устройство горелки Мекера
Горелка имеет подставку (1). Через штуцер (2) газ поступает в инжектор (3). Выходя из сопла (4) инжектора газ создает разряжение в горелке над соплом и через отверстия (5) атмосферный воздух засасывается в горелку. Образовавшаяся газовоздушная смесь поступает в головную часть (6) трубки горелки. Далее газовоздушная сеть проходит через насадку с каналами (7) и выходя из отверстий (8) этой насадки при поджигании образует пламя, состоящее из множества отдельных факелов, равных по числу количеству отверстий в насадке.
Насадка может быть выполнена из металла или керамики. Длина внутренних каналов в насадке может достигать 8 мм.
Об отсутствии проскока пламени
Для каждого газа существует критическая величина отверстий, через которое пламя газа не распространяется. Для натурального газа (метана) эта величина равна Ø2,9 мм, для пропана Ø2,2 мм.
В горелке Мекера выходные отверстия каналов насадки выполняются обычно такими, чтобы не превысить вышеуказанные критические значения и если это соблюдается, то проскока пламени в горелку не будет.
Обычно размеры выходных отверстий выполняют равными не более Ø2 мм, что исключает проскок пламени в горелку как для метана, так и для пропана.
Необходимо отметить, что исключение проскока пламени в горелку в основном зависит от выходных размеров каналов насадки и гораздо меньше от их длины. Вот почему нашли широкое применение в горелке Мекера перфорированные насадки из тонкого металлического листа. Возможно и использование металлической сетки. Однако вследствие малой механической прочности использование сеток не получило широкого распространения в современных конструкциях этой горелки.
Таким образом отсутствие проскока пламени в горелку Мекера является одним из важных ее достоинств
Однако на этом ее достоинства не заканчиваются и поэтому мы пойдем дальше и подробно рассмотрим другие преимущества этой уникальной горелки.
Подробно о преимуществах горелки Мекера
Для того чтобы понять в чем преимущества горелки Мекера, например перед горелкой Бунзена, обратимся к рис.2. На этом рисунке видно, что максимальная температура пламени наблюдается только в малой по площади зоне на узком конце пламени. Понятно, что для того, чтобы увеличить площадь пламени с максимальной температурой, необходимо увеличить и размеры факела. Но встает вопрос, как это сделать. Размер факела зависит от выходного отверстия горелки. Если нам надо увеличить площадь пламени в 10 раз то и внутренний размер трубки горелки надо увеличить в 10 раз. А если в 50 раз. Ясно, что таким способом увеличить площадь пламени с высокой температурой нереально.
Другой способ увеличить площадь пламени это группировать несколько горелок Бунзена (например, 4 штуки) в единый блок. При этом располагают трубки горелок как можно ближе друг к другу. Такие конструкции имеются на рынке. Однако, такая конструкция выглядит громоздкой и стоимость такого блока горелок пропорциональна количеству горелок, объединенных в такой блок.
Изящно решена эта задача в горелке Мекера. В этой горелке создаются несколько десятков небольших по размеру факелов. Так как максимальная температура в головной части факела не зависит от его размера, то образуется большая по площади зона максимальной температуры, состоящая из множества небольших отдельных факелов.
Этим и объясняется, почему в горелке Мекера нагрев изделий производят практически рядом с выходным отверстием горелки. Все дело в том что отдельные факелы имеют размеры небольшие по высоте, но в совокупности образуют большую площадь интенсивного нагрева.
По существу, в горелке Мекера горят столько отдельных горелок сколько каналов имеет насадка.
Ниже показано пламя горелки Мекера.
Если сравнить пламя горелок Бунзена и Мекера, то горелка Бунзена образует большой синий конус. В горелке Мекера такого конуса нет, а имеется большее количество отдельных небольших факелов ярко синего цвета, при этом каждый факел соответствует одной из множества ячеек насадки горелки. Каждый отдельный факел имеет высоту около 2-5 мм. в зависимости от диаметра каналов в насадке.
Так как отдельные факелы горелки Мекера имеют небольшие размеры, то проводить какую-либо регулировку этих отдельных языков пламени практически невозможно. Поэтому в горелке Мекера отсутствуют как устройства регулировки подачи воздуха, так и вентиль плавной регулировки подачи газа. Правда у некоторых горелок Мекера, предлагаемом на отечественном рынке, имеются установленные на горелке вентили подачи газа, но эти вентили скорее предназначены для перекрытия потока газа в горелку, а не для проведения каких-либо регулировочных операций.
И последнее по этой теме. Горелка Мекера является многофакельной горелкой, а в многофакельных горелках, как известно, стабильность горения повышается за счет взаимного влияния пламени от отдельных факелов. Под стабильностью горения понимается и наличие условий, предотвращающих отрыв пламени.
Таким образом в горелке Мекера исключается и проскок пламени и предотвращается его отрыв. А это очень важно для практики.
О температуре пламени в горелке Мекера
Теперь о том, почему пламя горелки Мекера имеет более высокую температуру, чем пламя горелки Бунзена.
В горелке Бунзена имеется одиночное пламя большего размера, через боковые поверхности которого отводится до 40% тепла, выделяемого при сгорании газа. Тепло отводится в окружающую атмосферу.
В пламени горелки Мекера через боковую поверхность каждого отдельного факела нет такой значительной потери тепла, так как, во первых, площадь каждого факела значительно меньше и, во вторых, к поверхности каждого факела поступает тепло от соседних факелов, расположенных в непосредственной близости. Это позволяет уменьшить тепловые потери при горении в горелке Мекера примерно на 25% в сравнении с пламенем горелки Бунзена.
Кроме того, после начала работы горелки, насадка нагревается и газовоздушная смесь, проходя по каналам насадки, увеличивает свою температуру. По существу осуществляется подогрев газовой смеси, что ведет к повышению энтальпии горящего газа, а с ней и повышение температуры горения газа, и как следствие повышение скорости горения.
Практически это означает, что с увеличением температуры газовоздушной среды скорость химической реакции горения возрастает и количество выделяемого тепла, образующегося в единицу времени, также увеличивается. При этом понятно, что чем длиннее канал в насадке, тем больше тепла передастся газовоздушной среде.
В результате (меньшие потери тепла и увеличение скорости горения) температура пламени в горелке Мекера выше, чем в горелке Бунзена.
Конечно общее количество тепла, которое выделяется от сгорания газа, что в горелке Бунзена, что в горелке Мекера не зависит от конструкции горелки, а определяется только расходом газа в единицу времени и теплотой его сгорания. Но эффективность использования получаемого тепла от сгорания газа в горелке Мекера выше.
Или говоря техническим языком кпд горелки Мекера выше, чем у горелки Бунзена.
О фактической температуре в пламени горелки Мекера см. в приложении 1 на этой странице сайта.
Подробно о химической реакции горения и количестве выделяемого при этом тепла можно ознакомиться в приложении 01 в обзоре «Горелки стеклодувные. Классификация, устройство и принцип действия» настоящего сайта.
Виды топлива для горелок
Все лабораторные горелки в качестве топлива используют природный или сжиженный газ.
Природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса и в основном состоит из метана (82…98%) и других углеводородов. Для определения наличия природного газа в воздухе, быстрого и точного обнаружения мест его утечки природный газ одорируют (дают запах).
Для одоризации используют этилмеркоптан (С2Н5SH). При наличии в воздухе 1% природного газа запах газа легко ощущается.
Сжиженные газы это пропан, бутан и смесь из пропана и бутана, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давления (без снижения температуры) переходят в жидкое состояние. При снижении давления эти углеводородные жидкости испаряются и переходят в паровую фазу. Это позволяет хранить сжиженные углеводороды как жидкости, а сжигать как природные или другие горючие газы.
Для лабораторных горелок рекомендуется применять смесь пропана и бутана (марка СПБТ) по ГОСТ 24448-90. Пары сжиженного газа тяжелее воздуха и могут скапливаться в нижней части помещений с образованием взрывоопасной смеси с воздухом.
Поэтому при использовании сжиженных газов надо тщательно следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций. Предельно допустимая концентрация в воздухе сжиженных газов 300 мг/куб.м.
В лабораторных горелках происходит горение природного газа по химической реакции
Кислород (О2) берется из окружающего воздуха. Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном поступлении в горелку кислорода из воздуха. Для полного сгорания 1 л метана нужно 10 л воздуха, в котором находится 2 л кислорода. Полноту сгорания газа можно определить визуально – по цвету и характеру пламени горелки: прозрачно-голубоватое – сгорание полное; красный или желтый цвет пламени – сгорание неполное.
При неполном сгорании природного газа выделяется меньшее количество тепла, чем при полном сгорании, а также выделяется окись углерода (СО) «угарный газ».
Аналогично происходит и сгорание сжиженного газа пропана (С3Н8). Однако для полного сгорания 1 литра пропана требуется в 2,5 раза больше воздуха, чем для природного газа.
Отсюда становится понятным, почему горелки для природного газа (метана) не всегда удается использовать для сжиженного газа (пропана, бутана). Может получиться так, что количество инжектируемого, в этом случае, в горелку воздуха будет недостаточно для полного горения.
Параметры горения топлива
Основными параметрами горения топлива являются:
Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании газа. Для лабораторных горелок она колеблется в пределах 1100…1700 град. Цельсия.
Отрыв пламени имеет место, когда скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше скорости распространения пламени. При этом происходит перемещение факела горелки по направлению течения газовоздушной среды от горелки.
Важной характеристикой горелок является тепловая мощность горелки, т.е. количество тепла, образующегося в результате сгорания газовоздушной смеси, подводимой к горелке в единицу времени. Тепловая мощность горелки измеряется в киловаттах или в ваттах.
Тепловая мощность горелок прямо пропорциональна расходу и теплоте сгорания применяемого в горелке газа и колеблется для лабораторных горелок в пределах 0,28…1,30 кВт в зависимости от конструкции горелки.
Имеет значение и для лабораторных горелок и расход газа, максимальное значение которого обычно составляет для сжиженного газа не более 200 г/час, а для природного не более 150 л/час.
Практические рекомендации по определению тепловой мощности горелки представлены в приложении 04
Тепловая мощность горелки
Тепловая мощность горелки вычисляется как произведение часового расхода газа на его теплоту сгорания.
Расчет производится по формуле:
Практически значение объемного расхода газа для конкретной горелки можно получить путем прямых измерений при помощи ротаметра (счетчика расхода).
Тепловую мощность горелки можно вычислить и по формуле:
Теплота сгорания газа
Теплота сгорания газа определяется как количество теплоты, которое может выделиться при полном сгорании в воздухе определенного количества этого газа таким образом, что давление, при котором протекает реакция горения, остается постоянным, и все продукты сгорания принимают ту же температуру, что и температура реагентов. При этом все продукты сгорания находятся в газообразном состоянии.
Теплота сгорания для газов, используемых в газовых горелках, приведена в нижеследующей таблице (по ГОСТ 31369-2008).
| Вид газа | Формула реакции горения | Теплота сгорания (Q), Мдж/м 3 | Теплота сгорания (Q), МДж/кг |
|---|---|---|---|
| Водород | H2 + 0,5O2 = H2O | 241,56 | 119,83 |
| Метан | CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O | 802,82 | 50,04 |
| Этан | C2H6 + 3,5O2 = 2CO2 + 3H2O | 1429,12 | 47,53 |
| Пропан | С3Н8+5O2 = 3СО2+4H2O | 2043,71 | 46,35 |
| Бутан | C4H10 + 6,5O2 = 4CO2 + 6H2O | 2658,45 | 45,74 |
| Ацителен | С3Н8+5O2 = 3СО2+4H2O | 1256,79 | 48,27 |
Теплота сгорания сложных газов, состоящих из нескольких компонентов, определяется по химическому составу газа и теплоте сгорания компонентов, выраженных в мДж/м 3 или мДж/кг :
Для определения теплоты сгорания сложного газа, содержащего несколько компонентов, выраженных в объемных долях, применяется формула:
a) Определим теплоту сгорания газа.
б) Вычисляем мощность горелки.
Nквт = (0,278) х 150/1000 х 36,71 = 1,53 кВт
Иногда в расчетах расходов газов необходимо перевести единицы объема газа в единицы массы газа.
В нижеследующей таблице указаны плотности газов, т.е масса газа в единице его объема.
| Вид газа | Формула газа | Плотность газа, кг/м 3 |
|---|---|---|
| Водород | H2 | 0,09 |
| Метан | CH4 | 0,72 |
| Этан | C2H6 | 1.36 |
| Пропан | С3Н8 | 2.00 |
| Бутан | C2H6 | 2.70 |
| Ацетелен | С3Н8 | 1.17 |
Особенности расчетов с пропаном
Некоторые особенности имеются при проведении расчетов с пропаном.
Надо учитывать, что пропан находится в баллонах в сжиженном виде.
Как перевести пропан-бутан из килограммов в литры?
Для этого надо определить какой объем при нормальных условиях занимает 1 кг смеси (например, 90% пропана+ 10% бутан).
Расчет проводится по общеизвестной формуле курса физики:
a) Определяем малярную массу пропан бутановой смеси.
Молярная масса пропана С3Н8 равна 12 х 3 + 1 х 8 =44 г/моль.
Молярная масса бутана C4H10 равна 12 х 4 + 1 х 10 =58 г/моль.
Молярная масса пропан-бутановой смеси указанного выше состава 44г/моль х 0,9 + 58 г/моль х 0,1 = 45,4 г/моль.
б) Объем газа при нормальных условиях, который занимает 1 кг пропан-бутановой смеси равен:
Vоб = 22,4 л/моль х 1000 г /45,4 г/моль = 493,38 литра.
Иногда надо посчитать количество литров сжиженного газа в одном килограмме сжиженного газа.
Для этого нужно использовать соотношение: Объем = Масса/Плотность
Например, известно, что в баллон емкостью 50 литров находится 21 кг сжиженного газа, у которого плотность равна 0,506. Чтобы посчитать сколько в баллоне находится литров сжиженного газа, нужно 21 разделить на 0,506. Получится 41.5 литра сжиженного газа.
Условия эксплуатации
Горелки должны эксплуатироваться в помещении при температуре от +10 до +35 градусов Цельсия и относительной влажности до 80% при температуре +25 градусов Цельсия.
Питание горелки для природного газа должно осуществляться от газовой сети с природным газом (метаном) по ГОСТ 5542-87 с номинальным давлением 1274 Па (130 мм вод. ст.).
Питание горелки для сжиженного газа должно осуществляться от баллона со сжиженным газом (газы углеводородные сжиженные по ГОСТ 20448-90). Баллоны для сжиженного газа должны соответствовать требованиям ГОСТ 15860-84.
Применять можно баллоны вместимостью от 5 до 50 л.
Баллон со сжиженным газом должен быть снабжен редуктором. Редуктор требуется для оптимизации расхода газа из баллона, контроля давления на выходе из баллона и создания стабильного газового потока в подводящей магистрали.
Применять следует редуктор пропановый БПО-5-2 (ГОСТ 13861-89). Допускается для горелок, которые имеет на входе регулировочный вентиль для газа, применение баллонного пропанового бытового редуктора типа РДСГ-1-1,2. Этот редуктор на выходе имеет давление газа в пределах 2. 3,6 кПа.
На Фиг.7 изображены (слева направо) редуктор БПО-5-2 и редуктор РДСГ-1-1,2.
В табл. 1 приведены усредненные значения количества газообразного пропан-бутанового топлива, которое можно получить от баллонов со сжиженным газом различной емкости (после редуктора). Рабочее давление газа (пропана) в линии подачи газа от баллона к горелке не должно превышать 2200 Па (356 мм вод. ст.) а для бутана соответственно 1760 Па (280 мм вод. ст.).
| Емкость баллона в л. | 5 | 12 | 27 | 50 |
|---|---|---|---|---|
| Количество газообразного топлива в кг, не менее | 2 | 5 | 11,4 | 21,2 |
| Количество газообразного топлива в л, не менее | 980 | 2400 | 5600 | 10500 |
| Масса порожнего баллона, кг | 4 | 6 | 14,5 | 22 |
В табл. 2 приведены данные по резиновым рукавам, применяющимся для газовых горелок.
| Внутренний диаметр в мм. | 6,3 | 8,0 | 9,0 | 10,0 |
|---|---|---|---|---|
| Масса 1 м в г, не более | 140 | 190 | 240 | 260 |
| Наружный диаметр в мм, | 13 | 16 | 18 | 19 |
Классификация горелок
Все лабораторные газовые горелки можно классифицировать по следующим параметрам:
Горелка с внешним источником газа (поз. 1.1) соединена с последним посредством газоподводящего шланга (рукава). В качестве внешнего источника газа могут использоваться стационарные газовые сети или баллоны с газом.
Автономная горелка (поз. 1.2) имеет баллон с газом, встроенный в конструкцию горелки. Это позволяет избежать применения газовых рукавов, штуцеров, редукторов и манометров. Основным преимуществом автономной горелки является ее мобильность. Эту горелку можно использовать в любом месте без привязки к источнику газа, в том числе в домашних и полевых условиях. В этой статье данный вид горелок не рассматривается. Подробные сведения об автономных газовых горелках приведены на странице сайта «Горелки автономные газовые портативные» .
Атмосферная горелка (поз. 2.1) засасывает (инжектирует) воздух из окружающей среды за счет энергии струи газа. Это рассмотренные выше горелки Бунзена, Теклю и Мекера, в которых воздух через отверстия в горелке инжектируется газом, поступающим в горелку под избыточным давлением.
Горелка для природного газа (поз. 3.1), применяется для подключения к централизованной газовой сети.
Горелка для сжиженного газа (поз. 3.2), применяется в случаях, когда невозможно, по тем или иным причинам, подключиться к газовой сети. Конструктивно эта горелка отличается от горелки для природного газа размерами отверстия сопла инжектора, установленного в горелке. Для горелок для сжиженного газа проходное сечение сопла инжектора меньше, чем у горелок для природного газа
Горелка универсальная (поз. 3.3), имеет устройство для изменения размера проходного сечения сопла инжектора, что позволяет работать как с природным, так и со сжиженным газом.
Горелки вертикальные с вертикальным рабочим положением (поз. 4.1) наиболее широко применяемый вид горелок. Пламя в этих горелках направлено вертикально вверх, что удобно для проведения большинства технологических операций.
Горелка наклонная (поз. 4.2) применяется для нагрева материалов с низкой температурой плавления (ниже 100 град. Цельсия). Используются, в основном, в зуботехнических лабораториях, чтобы исключить попадание расплавленного воска в трубку горелки. Эти горелки выполнены с наклоном ствола порядка 30 град. (Фиг. 8).
Горелка с произвольным положением (поз. 4.3) имеет устройство, позволяющее устанавливать трубку горелки как вертикально, так и под углом.
Горелка с рассекателем пламени (поз. 5.1) имеет вставку с отверстиями на срезе выходного отверстия горелки (Фиг. 3 поз. 1). Это способствует разбиению факела на множество отдельных факелов, что обеспечивает стабильность пламени и исключению его «проскоков».
Горелка с поджигающим факелом (поз. 5.2) имеет вспомогательную стационарную (жестко соединенную с основной горелкой) запальную горелку для зажигания пламени основной горелки.
Запальная горелка может быть расположена либо снаружи основной горелки (Фиг.9, поз.1), либо внутри ее. Последний вариант имеет преимущество в том, что облегчается, поджог основного пламени, так как вспомогательное пламя находится внутри газового потока основного пламени. Кроме того, постоянное пламя запальной горелки, которая расположена внутри основного пламени, повышает тепловую мощность горелки, так как тепловой поток от вспомогательное пламени непосредственно складывается с тепловым потоком основного пламени.
Все запальные горелки имеют устройство для регулировки подачи в них газа. Обычно эти устройства выполнены в виде винта, цилиндрическая головка которого имеет либо шлиц под отвертку, либо накатку для ручного вращения винта. Запальная горелка также препятствует отрыву и проскоку пламени.
Горелка с дополнительным кольцевым пламенем (поз. 5.3) имеет в верхней части трубки цилиндрическую насадку. Эта насадка расположена соосно с зазором относительно наружной верхней части трубки основного пламени и закреплена на последней. (Фиг.1, поз.3). В насадку поступает горючий газ (5-10 %) через боковые отверстия, выполненные в трубке основного пламени. В результате возникает дополнительное спокойное кольцевое пламя, окружающее основной поток горючего газа, в котором скорость потока газа несколько меньше, чем скорость потока основного пламени. Стабилизирующее действие этого устройства основано на предотвращении разбавления основного потока в корне факела избыточным воздухом, а также на подогреве и поджигании основной струи по всей ее периферии. Указанная цилиндрическая насадка препятствует отрыву пламени.
Все современные модели лабораторных горелок Бунзена или Теклю обязательно имеют стабилизаторы с кольцевым пламенем (см.,например, модели горелок в табл.3 и табл.4)
Горелка с комбинированной стабилизацией пламени (поз. 5.4) содержит комбинацию устройств для стабилизации пламени, указанных выше. Например, имеет одновременно как запальную горелку, так и стабилизатор кольцевого пламени.
Горелка без стабилизации пламени (поз. 5.5) не имеет устройств стабилизации, указанных выше. Такие горелки не рекомендуются нами для профессионального использования и поэтому в настоящей статье не рассматриваются.
Горелка с регулировкой подачи воздуха (поз. 6.1) имеет устройство, служащее для частичного перекрытия отверстий в трубке основного пламени горелки, через которые в нее поступает воздух. Конструктивно это может быть выполнено различными устройствами.
В одних горелках применяются втулка с одним или несколькими отверстиями, установленная на скользящей посадке, на трубке основного пламени горелки (Фиг. 1 поз. 3). Вращая втулку, совмещают полностью или частично отверстия во втулке и горелке. В результате площадь входных отверстий для воздуха изменяется вследствие чего и меняется его подача.
В ряде горелок втулка связана с трубкой горелки посредством резьбового соединения. В этом случае втулка может быть выполнена без отверстий и регулировка подачи воздуха осуществляется за счет плавного перекрытия втулкой отверстий горелки.
Имеются конструкции, когда основная трубка основного пламени горелки выполнена из двух частей. В этом случае каждая из частей горелки имеет отверстия. Навинчивая верхнюю часть трубки на нижнюю, добиваются частичного или полного совмещения отверстий.
Особняком стоит способ регулировки подачи воздуха в горелке Теклю, о котором было сказано выше.
Горелка с регулировкой подачи газа (поз. 6.2) имеет для перекрытия подачи газа краны, шаровые вентили или игольчатые затворы.
Горелка с регулировкой подачи воздуха и газа (поз. 6.3) имеет одновременно устройства регулировки, как подачи воздуха, так и подачи газа.
Технические характеристики горелок
В табл. 3 и табл. 4 приведены технические характеристики некоторых горелок, представленных ООО ФИРМА БСТ-3 на отечественном рынке. Щелкнув мышью на номере модели можно перейти по гиперссылке к подробному ее техническому описанию.
| Наименование горелок | Модель | Диаметр трубки основного пламени, наружный мм | Диаметр трубки основного пламени, внутренний мм | Высота, мм | Вес, кг | Расход газа, л/час | Выходная мощность, Вт |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бунзена | 2608 | 14, 2 | 12, 3 | 150 | 0,208 | 135 | 1100 |
| 2610 | 14, 2 | 12, 3 | 125 | 0,215 | 135 | 1100 | |
| 13 | 9, 4 | 8, 0 | 115 | 0,330 | 128 | 1275 | |
| 19 | 11, 0 | 8, 5 | 126 | 0,345 | 57 | 620 | |
| 37 | 13, 0 | 12, 3 | 145 | 0,287 | 148 | 1470 | |
| 46 | 13, 0 | 9, 5 | 150 | 0,325 | 108 | 1070 | |
| 53 | 8, 0 | 6, 3 | 88 | 0,275 | 27 | 270 | |
| 70 | 15, 9 | 13,5 | 155 | 0,220 | 58 | 580 | |
| 101 | 12, 6 | 9, 6 | 115 | 0,473 | 135 | 1350 | |
| 186 | 9,4 | 8,0 | 155 | 0,4 | 72 | 720 | |
| Мекера | 56 | 24, 0 | 20,5 | 162 | 0.375 | 63 | 630 |
| 59 | 30, 0 | 25,0 | 192 | 0.440 | 107 | 1070 | |
| Теклю | 62 | 13, 0 | 9, 5 | 145 | 0,330 | 108 | 1070 |
| Газовоздушные | 118 | 22 | 9,5 | 80 | 0.420 | — | 150 |
| 33 | 24 | 4,7;6,5(сопло) | 162 | 2,15 | 320 | 3200 |
Давление природного газа на входе в горелку не должно превышать 20 миллибар. Питание горелок для природного газа должно осуществляться от газовой сети с природным газом по ГОСТ 5542-87 с номинальным давлением 1274 Па (130 мм вод. ст.).
| Наименование горелок | Модель | Диаметр трубки основного пламени, наружный мм | Диаметр трубки основного пламени, внутренний мм | Высота, мм | Вес, кг | Расход газа, л/час | Выходная мощность, Вт |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бунзена | 2609 | 14,2 | 12,3 | 150 | 0,208 | 59 | 1490 |
| 2611 | 14,2 | 12,3 | 125 | 0,215 | 59 | 1490 | |
| 20 | 11,0 | 8,5 | 126 | 0,345 | 26 | 670 | |
| 38 | 13,0 | 9,5 | 145 | 0,287 | 67 | 1690 | |
| 46 | 13,0 | 9,5 | 150 | 0,325 | 48 | 1220 | |
| 54 | 8,0 | 6,3 | 88 | 0.275 | 13 | 320 | |
| 71 | 15,9 | 13,5 | 155 | 0,220 | 27 | 690 | |
| 101 | 12,6 | 9,6 | 115 | 0.473 | 66 | 1550 | |
| 186 | 9,4 | 8,0 | 155 | 0.4 | 33 | 830 | |
| Мекера | 57 | 24,0 | 20,5 | 162 | 0.375 | 30 | 750 |
| 60 | 30,0 | 25,0 | 192 | 0.440 | 50 | 1280 | |
| Теклю | 63 | 13,0 | 9,5 | 145 | 0.330 | 48 | 1220 |
| Газовоздушная | 118 | 9,5 | 7,5 | 80 | 0.420 | — | 150 |
| 33 | 22 | 4,7;6,5(сопло) | 164 | 2.15 | — | 4000 |
Особенности конструкции горелок
Горелка мод. 46 является универсальной по отношению к типу применяемого газа. Эта горелка может работать как на природном, так и на сжиженном газе. Такая универсальность обеспечивается тем, что диаметр выходного сопла инжектора горелки выполнен регулируемым. При вращении трубки основного пламени в отверстие инжектора входит или выходит коническая игла, которая соответственно уменьшает или увеличивает выходное отверстие сопла инжектора. Кроме того, эта горелка снабжена устройством, изменяющим проходное сечение и внутреннего канала трубки основного пламени. Это позволяет обеспечить полное сгорание применяемого газа как сжиженного, так и природного (т.е. получить прозрачно голубое пламя с высокой температурой).
Горелка мод. 101 также может работать и на природном и на сжиженном газе. Однако использованный в горелке игольчатый клапан позволяет осуществлять тонкую регулировку размера факела горелки и температуры в нем при относительно большой тепловой мощности. Это является важным преимуществом указанной горелки в сравнении с другими моделями бунзеновских горелок.
Горелки мод. (37, 38, 46, 56, 57 и 101) это горелки с минимальным, но достаточным для надежной работы набором конструктивных элементов. Они не имеют регулятора расхода газа и поэтому эти горелки работают с постоянной выходной тепловой мощностью, указанной в табл. 2 и 3 Изменение состава газовоздушной среды в них либо вообще не предусмотрено (горелки мод. 56, 57,), либо осуществляется только регулировкой подачи воздуха. Запальные устройства в этих горелках не применяются. Запорный вентиль для газа в этих горелках отсутствует. Поэтому для этих горелок обязательным является наличие запорного вентиля на подводящей газовой магистрали, который необходимо использовать для пуска и прекращения подачи газа.
Горелки мод. (2610, 2611, 13, 19, 20, 53 и 54) имеют более сложную конструкцию. Все они снабжены регулятором расхода газа (Фиг. 9 поз. 2), который может устанавливаться в любом положении между максимальным и минимальным рабочим положением.
Поэтому эти горелки относятся к горелкам с плавным регулированием тепловой мощности, максимальное значение которой приведено в табл. 2 и 3.
Регулировка состава газовоздушной среды осуществляется комбинированным способом, т.е. регулировкой, как подачи воздуха, так и подачи газа. Регулятор расхода газа в этих горелках используется и как запорный вентиль (при установке его в крайнее положение).
Горелки мод. (2610, 2611, 19, и 20) снабжены дополнительными (запальными) горелками (Фиг.9, поз.1) для вспомогательного пламени.
В горелках мод. 19, 20 входной запорный газовый кран (Фиг.8, поз. 3) обеспечивает подачу газа либо в запальную горелку (Фиг.8, поз.2), либо в основную горелку (Фиг.8, поз.1). При работе этих горелок вначале газ подается в запальную горелку. Затем рукоятка крана перебрасывается в другое положение, при этом пламя в запальной горелке гаснет, но одновременно происходит пуск горелки с основным пламенем. При возврате рукоятки крана в первоначальное положение основное пламя гаснет, но одновременно поджигается пламя в запальной горелке.
За счет исключения одновременного горения пламени в запальной и основной горелках уменьшается расход газа в сравнении с другими горелками, у которых запальное пламя горит всегда постоянно вместе с основным.
В газовоздушной горелке с принудительной подачей воздуха (мод.118, Фиг.10) имеются два регулировочных вентиля для обеспечения необходимой подачи, как горючего газа, так и воздуха.
Это позволяет обеспечить тонкую регулировку размера факела горелки и температуру пламени в нем. Эта горелка может работать как на природном, так и на сжиженном газе.
Все модели горелок указанные в табл.2 и 3 имеют вертикальное расположение трубок основного пламени. Однако в горелках мод. 19, 20 предусмотрено комбинированное расположение этих трубок. В них трубки могут устанавливаться не только вертикально, но и под углом (с наклоном), что как указывалось выше, делает их весьма удобными при работе с восками. При этом имеется возможность устанавливать наклон трубки горелки влево или вправо.
Что надо учитывать при выборе горелки
При выборе горелок в первую очередь надо определиться с типом горелки.
Горелки Бунзена и Теклю применяются в случаях, когда надо иметь узкое высокое пламя. Эти горелки незаменимы для нагрева небольших сосудов, колб, пробирок и т.п. изделий, а также материалов соизмеримых с размерами факела.
Горелки Теклю имеют температуру факела на 200 град выше, чем у горелок Бунзена и рекомендуются для обработки изделий, требующих более высокой температуры нагрева.
Горелки Мекера применяются в случаях, когда надо иметь широкое по размерам пламя с очень высокой температурой (до 1750 град.Цельсия). Температура пламени в горелке Мекера выше, чем в горелке Теклю.
Газовоздушные горелки с принудительной подачей воздуха применяются, когда надо получить узкое высокое пламя с температурой выше, чем у горелок Бунзена и Теклю.
Далее надо определиться с видом газа и мощностью горелки. При этом надо учитывать, что чем больше мощность горелки, тем больше расход газа.
Чтобы избежать проблем, связанных с отрывом или проскоком пламени, необходимо выбирать горелки со стабилизатором пламени.
Немаловажным будет решение о необходимости иметь в горелке регуляторы подачи газа. Однако надо иметь в ввиду, что горелка с такими регуляторами (краны, вентили, игольчатые затворы и т.п.) имеет более высокую цену.
И, наконец, надо обратить внимание на массогабаритные характеристики горелки, так как чем больше масса горелки, тем более устойчива горелка на рабочем столе и поэтому более удобна в работе.
Поскольку газовые горелки по нормам техники безопасности попадают под действие нормативных документов, действующих в газовом хозяйстве, и определяющих правила ее эксплуатации, то при покупке горелки необходимо обязательно получить от продавца технический паспорт на горелку. В паспорте должны быть указаны сведения о назначении горелки, ее технических характеристиках, условий эксплуатации, а также гарантийные обязательства поставщика. Приобретать горелку без технического паспорта не рекомендуется.
Практические рекомендации по применению горелок
Горелки Бунзена мод. 37, 38 обеспечивают большинство технологических процессов нагрева изделий в лаборатории. Имеют тепловую мощность до 1200 Вт, а также защитное никелевое покрытие, просты в использовании и сравнительно дешевы. Могут быть использованы при проведении технических испытаний на стойкость к горению материалов, на воспламеняемость материалов, на нераспространение горения и огнестойкость на термостойкость.
Горелки Бунзена мод. 46 рекомендуются при проведении технических испытаний на нераспространение горения, огнестойкость и термостойкость материалов и изделий.
Горелки Бунзена мод. 2610, 2611 (Фиг. 5) это горелки широкого применения. Снабжены полным набором вспомогательных технических устройств, облегчающих работу персонала, имеют большую мощность (до 1200 Вт) и сравнительно невысокую стоимость. Все внешние компоненты этих горелок имеют гальваническое никелевое покрытие, что гарантирует максимальную стерильность при работах в микробиологических, цитологических и биотехнических лабораториях, а также при процессах фламбирования (обжигание металлических и стеклянных предметов в пламени горелки) в медицинских учреждениях.
Горелки Бунзена мод. 19, 20 рекомендуются для зубных техников при работе с восками, так как могут устанавливаться в наклонном положении. При этом горелку можно установить с наклоном либо в правую, либо в левую сторону. Имеют достаточную тепловую мощность (до 670 Вт). Имеют полный набор вспомогательных технический устройств, облегчающих работу персонала.
Горелки Теклю мод. 62, 63 применяются в случаях, когда требуется иметь высокую температуру пламени (до 1750 град. Цельсия) при большой тепловой мощности (до 1200 Вт). Используются при проведении испытаний на стойкость материалов к горению, на воспламеняемость материалов, на нераспространение горения и огнестойкость, при испытаниях на термостойкость. Могут быть использованы для работы с легкоплавкими стеклами платиновой группы.
Горелки Мекера мод. 56, 57, 59, 60 применяют, когда для выполнения работ не требуется наличие корневого конусообразного пламени, а необходимо большое по площади пламя с высокой температурой, состоящее из множества отдельных факелов (что, например, удобно для работ связанных с нагревом изделий и материалов с большой теплоемкостью). Эти горелки создают равномерное пламя с постоянной интенсивностью нагрева. Идеальны для нагрева лабораторных сосудов (тиглей, колб и т.п.) в химических лабораториях при плавке, сплавливании и прокаливании различных веществ и нагрева жидких реагентов. При этом надо иметь в виду, что у горелок мод. 59, 60 тепловая мощность на 80% выше, чем у горелок мод. 56, 57.
Горелка БУНЗЕНА мод.101 применяется при термической обработке материалов и изделий когда необходим мониторинг пламени горелки. Может быть использована в технических испытательных центрах и лабораториях при проведении испытаний на стойкость материалов к горению, при испытаниях на воспламеняемость материалов, на нераспространение горения и огнестойкость. Важным достоинством горелки является тонкая регулировки размера факела горелки и температуры пламени при относительно большой тепловой мощности.
Газовоздушная горелка мод.118 (Фиг. 10) применяется при работах с деликатной техникой. Рекомендуется для использования в медицине, при изготовлении и ремонте ювелирных изделий, при прецизионных работах с изделиями из металла, ремонте музыкальных инструментов, а также при иных применениях, где требуется точная регулировка факела и температуры пламени горелки.
Относится к классу паяльных горелок. Требует подвода сжатого воздуха с избыточным давлением не менее 0,3 бара. Интенсивность подачи газа и воздуха подбирается индивидуально ручками регулировки расхода, что позволяет обеспечить мониторинг пламени.
Важным достоинством горелки является возможность регулировки в широких пределах, как температуры факела горелки, так и тепловой мощности последней за счет регулирования подачи газа и соответственно кислорода воздуха.
Горелка Бунзена мод.186 (Фиг. 11) универсальная и может работать с любым видом газа. рекомендуется для использования в лабораториях, где требуется повышенная безопасность работ (например. в лабораториях при учебных заведениях).
Отличительной особенностью этой горелки является то, что она оборудована системой «газ-контроль», что обеспечивает ее высокую безопасность при работе и отвечает современным европейским требованиям по обеспечению безопасности работ с горелками.
Система безопасности «Газ-контроль» прекращает подачу газа, если пламя случайно гаснет, и включает в себя термопару и устройство блокировки газа.
Благодаря тепло-чувствительности, термопара позволяет определить наличие пламени. При отсутствии пламени термопара посредством магнитного клапана автоматически блокирует поступление газа в горелку.
В заключение дадим сводную таблицу применения лабораторных горелок при различных технологических операциях. В таблице приведены только рекомендуемые назначения горелок. При этом надо иметь в виду, что каждая из указанных моделей может иметь и более широкое применение, определяемое условиями конкретного технологического процесса.
| технологическая операции и работы | модель горелки | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пайка деталей |
| |||||
| Подогрев и плавление материалов |
| |||||
| Стерилизация в открытом пламени | 2610(2611) | |||||
| Фламбирование | 2610(2611) | |||||
| Нагрев небольших стеклянных лабораторных сосудов (пробирок, колб и пр.) |
| |||||
| Нагрев небольших фарфоровых лабораторных сосудов (тиглей, чашек и т.п.) | 57(58) | |||||
| Работа с легкоплавкими стеклами |
| |||||
| Ювелирные работы |
| |||||
| Зуботехнические работы | 19(20) | |||||
| Работы, требующие точного мониторинга пламени | 101 | |||||
| Проведение испытаний: | ||||||
| на огнестойкость | 37(38) | |||||
| на воспламеняемость | 37(38) | |||||
| на нераспространение горения |
| |||||
| на стойкость к горению | 101 | |||||
| на термостойкость |
| |||||
| на пожаробезопасность | 37(38) | |||||
| на огнеопасность |
|
Мы надеемся, что представленный материал поможет определиться во всем многообразии лабораторных горелок, представленных на отечественном рынке, и сделать правильный выбор при их приобретении.
Как купить горелки
Порядок приобретения горелок изложен на странице «Как купить» .
Все горелки поставляется со склада в Москве во все регионы РФ.
Материал для данной статьи предоставлен компанией ООО «ФИРМА БСТ-3» ( www.bst3m.ru )
Copyrigt © 2008- Автор ктн Ф.А.Бронин
Все права защищены.
При частичном или полном использовании материалов данного сайта ссылка на компанию ООО «ФИРМА БСТ-3» или на автора публикации обязательна.