Температура горения пропана с кислородом

Поджигая газовую горелку, мы запускаем процесс горения, в результате которого образуется пламя. Оно обладает четко обозначенной структурой и состоит из нескольких областей, каждая из которых имеет свои цветовые особенности и температуру. В данной статье мы подробно рассмотрим все характеристики пламени и его распределения.

Схематическое изображение пламени газовой горелки

Первым делом необходимо разобраться, из каких частей состоит пламя горелки. Сделать это можно с помощью простой схемы, которая приведена ниже.

На этом схематическом изображении буквами обозначены следующие области пламени:

  • О – область окислительного пламени; здесь воздушно-газовая смесь сгорает полностью, причем наблюдается повышенное содержание кислорода.
  • В – восстановительная область. Здесь газ сгорает не полностью, так как для этого ему недостаточно кислорода. В результате он распадается на молекулы, представляющие собой продукты сгорания. Именно они целиком выгорают в окислительном пламени.
  • А – область, в которой осуществляется образование воздушно-газовой смеси. Здесь процесс горения не происходит вообще.

Цифры на схеме предназначены для обозначения областей с разной температурой пламени. Последняя повышается по областям, начиная с области А и заканчивая восстановительной частью пламени. В процессе полного сгорания газа она несколько снижается:

  • Области 1-4. В самом низу температура составляет 300 градусов и повышается сперва до 320, а затем до 520 градусов. На участке, обозначенного цифрой 4 она достигает значения в 1540 градусов.
  • Области 5-8. Здесь температура составляет 1550-1560 градусов в центре и 450 градусов по краям. Максимальный показатель в 1570 градусов можно наблюдать на самом кончике восстановительной части пламени.
  • 9 – это окислительное пламя, температура которого достигает 1540 градусов.

Горелки на газовый баллон: температура пламени

Сегодня большой популярностью пользуются горелки, которые закрепляются непосредственно на газовом баллончике. В зависимости от способа крепления они делятся на три основных вида:

  1. Резьбовые, которые просто навинчиваются на баллон. Такой способ позволяет обеспечить направленное горение и добиться факельной структуры пламени. Для работы с такими устройствами применяется газ, имеющий повышенное содержание пропана. Максимальная температура пламени газовой горелки составляет 1800 градусов, однако ее можно регулировать, убавляя или добавляя подачу газа либо кислорода с помощью специально предназначенных вентилей.
  2. Цанговые. Самые распространенные горелки, способные обеспечить температуру пламени до 1500 градусов.
  3. Пьезоэлектрические, которые отличаются удобством розжига пламени и использования для самых различных целей. Не предназначены для установки на баллончики с газом, но народные умельцы часто применяют именно такие устройства. Температура пламени достигает все тех же полутора тысяч градусов.

Одним из преимуществ таких горелок является возможность регулировать температуру пламени. Именно благодаря ей устройства можно применять для самых различных целей.

Управление температурой пламени газовой горелки

Значение в 1800 градусов идеально подходит, к примеру, для сварки металлических заготовок, а также для прокаливания, прогрева в зимний период или выжигания отдельных участков трубопроводов. Для легкосплавных дисков и металлов достаточно лишь подобрать горелку, которая способна обеспечить направленное воздействие.

Но для других целей данная температура может оказаться чрезмерно высокой. Поэтому предлагаем ориентироваться на приведенные ниже рекомендации:

  • Для обработки древесины будет достаточно температуры в 700-800 градусов. Такое пламя позволит успешно справляться с выжиганием по дереву и украшением изделий из него, растопкой дров на мангале, в камине или в печи.
  • Не требуется максимальная температура пламени и для работы со стеклянными, кварцевыми, фарфоровыми изделиями, а также с заготовками из полимерных материалов. Кроме того, для их обработки пламя должно быть обязательно направленным и очень тонким.
  • Минимальная температура в 200-350 градусов идеально подойдет для приготовления пищи в туристическом походе или полевых условиях. Кроме того, на такое значение нужно настраивать ее, если требуется обработать тушки птицы, создать какое-то оригинальное оформление десертов или придать блюду более приятный цвет.
Читайте также:  Как ровно отрезать профильную трубу болгаркой

Качество и эффективность пламени зависит не только от температурных показателей. Кроме того, очень важно добиться правильного распределения кислорода. В противном случае возникнет недостаток воздуха, что в конечном итоге приведет к скоплению в горелке продуктов горения. Из-за этого появляется сажа, которая затем оседает на обрабатываемых деталях или приготавливаемых блюдах.

Широко распространённая сварка пропаном представляет собой соединение металлических заготовок в сварочной ванне, образуемой при их нагревании высокотемпературной струёй горючей смеси из двух газов.

В качестве её компонентов обычно используются ацетилен и кислород, причём последний выполняет функцию катализатора, ускоряющего окислительный процесс и формирующего сварочную струю.

В отдельных случаях в качестве второй составляющей кислородно-горючей смеси выбирается пропан, от которого и произошло название данного метода.

Принципы и особенности процесса

Сварка пропаном начинается с того, что горючий состав поступает в горелку и через специальное калиброванное сопло под давлением выходит наружу. Затем сварщик поджигает газ, и после его воспламенения регулирует напор и качество смеси посредством расположенных на корпусе вентилей.

Исходящая из сопла очень тонкая струя пламени состоит из ядра, зоны восстановления и рабочего факела. Самая высокая температура развивается именно в ядре; при этом сама газовая сварка пропаном происходит в промежутке между ним и зоной восстановления.

Одновременно с этим за счёт воздействия высоких температур на обрабатываемый металл сварочная ванна защищается от нежелательного контакта с воздухом.

Возможность точечной обработки металла тонкой струёй позволяет применять сварку пропаном не только при фигурной резке исходных заготовок, но и при изготовлении целого ряда декоративных изделий и украшений.

Сварка по этой методике требует от исполнителя особых профессиональных навыков, получить которые можно лишь после прохождения курса предварительного обучения и последующей длительной практической работы с пропаном.

Техника сварки

Сварка пропаном предполагает применение следующих двух методик:

  • высокотемпературный нагрев кромок заготовок, последующее их оплавление и окончательное соединение;
  • формирование рабочего шва методом наплавки или напыления.

Во втором случае используется специальная присадочная проволока из мягкого металла, необходимая для того, чтобы сварочная ванна оставалась полностью насыщенной.

При проведении рабочих операций по первой из этих методик расходуется большое количество пропана, поскольку для оплавления металлических кромок требуются высокие температуры. Поэтому чаще всего предпочтение отдаётся второму способу сварки, при котором на нагрев присадочной проволоки из легкоплавких металлов тратится заметно меньше энергии.

Оба этих подхода при работе с пропаном в целом приводят к одному и тому же результату. Однако они принципиально различаются по расходу газовой смеси, затрачиваемому на работу времени и функциональности (другими словами – по своей экономичности).

Сварка посредством наплавки, помимо экономии средств и времени, обеспечивает повышенную прочность шва и выглядит более эстетично. Именно эта методика используется при прокладке и обустройстве магистральных трубопроводов, а также при сварке различных изделий и элементов строительных конструкций.

Читайте также:  Самодельная лебедка на квадроцикл своими руками

Достоинства и недостатки

К основным достоинствам любой газосварки (включая сварку пропаном и кислородом) относятся следующие моменты:

  • независимость от стационарного или передвижного источника питающего тока, требующего для своей работы централизованного энергоснабжения. Газосваркой с использованием пропана пользуются обычно при проведении монтажных работ на сельских объектах и удаленных площадках, лишённых постоянного энергообеспечения;
  • грамотное применение методов сварки пропаном и соблюдение всех предписанных нормативами температурных режимов позволяет получать качественный шов и избежать образования прожогов;
  • оборудование для газосварки (сам резак или пропановая горелка, подводящие шланги и баллоны с газом, размещаемые на тележке) достаточно мобильны и удобны для местных перемещений и дальней транспортировки.

Недостатком метода обработки металлических заготовок пропаном является низкая производительность монтажных работ, большие затраты времени на высокоточное сваривание и необходимость в навыках проведения этих операций. К этому следует добавить повышенный расход материала, а также опасность высокотемпературного режима, захватывающего большие участки зоны сварки.

Устройство горелки

Горелка для сварки пропаном состоит из рукоятки с расположенными на ней вентильными устройствами, обеспечивающими регулировку подачи газов и смешивания их в нужной пропорции. Посредством специальных ниппелей к ним подсоединяются подводящие газ рукава, соответствующие действующим стандартам (ГОСТ 9356).

Согласно этому нормативу каждый из шлангов (рукавов) оснащается сменным наконечником со смесительной камерой, которая в свою очередь оборудована встроенным инжектором.

На камере рукавов указывается тип (номер) наконечника и наименование газа, на работу с которым он рассчитан. Удобное и эргономичное расположение вентилей позволяет удерживать рукоятку горелки одной правой рукой, производя при этом второй все необходимые рабочие операции в процессе сварки.

Наконечник типовой газовой горелки состоит из мундштука, инжектора и специальной подающей трубки. Размеры отверстий в мундштуке и в инжекторе (точнее – их соотношение) рассчитаны на применения этих узлов только для конкретного вида газа (пропана или кислорода).

Температура, развиваемая в зоне факела горения пропана с кислородом, может достигать примерно 2300 °C, в связи с чем мундштуки этих сборных конструкций чаще всего делаются из меди.

Объясняется это тем, что медные материалы отличаются большей теплопроводностью (по сравнению с латунными мундштуками, например), и в процессе сварки быстрее охлаждаются.

Меры предосторожности

Поскольку при обращении с газовой горелкой создаются значительные по объёму зоны с высокотемпературным режимом – всегда следует помнить о соблюдении требований техники безопасности при сварке.

Согласно действующим нормативам газосварочные работы с пропаном должны проводиться в специально предназначенных для этих целей рукавицах, надёжно защищающих ладони от возможных ожогов.

Помимо этого, нежелателен длительный визуальный контакт с ядром пламени, поскольку повышенные световые нагрузки способны привести к поражению роговицы глаза.

Категорически воспрещается прикасаться к газовому оборудованию испачканными в масле руками, так как при соединении смазочных веществ с кислородом возможно мгновенное воспламенение и аварийный разрыв баллона.

Особое внимание должно уделяться вопросу хранению баллонов с пропаном и кислородом, которые, как правило, содержатся в специально изготовленных для этих целей металлических шкафах. Предполагается, что доступ к таким хранилищам строго ограничен.

Можно сказать еще несколько слов о достоинствах резки и сварки посредством пропана. Огромный опыт работ, организованных и проводимых по этой методике, свидетельствует о высоких качественных показателях методики, а также о соответствующем уровне её функциональности.

Читайте также:  Измельчитель сорняков своими руками

Такие факторы, как удобство и доступность, экономичность и высокое качество шва позволяют оценивать технику сваривания металлических заготовок пропаном как ни в чём не уступающую классической электродуговой сварке.

Добрый день дорогие читатели и посетители нашего сайта. В данной статье мы рассмотрим основные технические характеристики пропан-бутана, его предназначение, химические и физические свойства.

Сфера применения газа

Пропан-бутан представляет собой уникальное вещество на газовой основе, которое имеет в своем составе одноименные молекулы.

Общепризнанная химическая формула пропана состоит из молекул и атомов двух основных составляющих – пропана (С3Н8) и бутана (С4Н10).

Широко используемый в бытовых целях, этот газ применяется практически везде – начиная с приготовления еды на сковороде, и заканчивая резкой толстого слоя металла, активным использованием его на различных производствах вообще.

Также им все чаще заправляют свои автомобили люди, отказавшиеся от топлива на бензиновой основе.

Химические и физические свойства

Пропан-бутан обладает уникальнейшими химическими, физическим свойствами, что буквально и сделало его столь популярным среди потребителей всего мира.

Во-первых, этот представитель сжиженных углеродных газов остается в жидкой форме исключительно при большом давлении, которое равно 16-ти атмосферам. Поэтому при транспортировке вещество перевозят только в газовых баллонах с соответствующим давлением.

Температура горения пропана не равна какому-то определенному числу и колеблется в пределах между 800-1970 градусов по Цельсию. Столь высокие показатели полностью оправдывают ту пользу, которую он приносит в быту человека, ведь горение этой смеси имеет большой КПД при исполнении любых задач, связанных с использованием данного газа.

Температура кипения пропана составляет -42 градуса по Цельсию, что свидетельствует о гарантии безопасности эксплуатации в нормальных условиях.

Но так как мы рассматриваем смесь пропана с бутаном, то эта цифра может подняться до отметки -25 градусов и даже выше, в зависимости от процентного соотношения составляющих в веществе. Стоит учесть, что пропан замерзает при температуре -188 градусов.

При перевозке вещества не стоит забывать о температуре пропана в баллоне, которая не должна превышать отметку выше 15 градусов по Цельсию.

Такой подход считается наиболее безопасным, поскольку при транспортировке с высшей температурой газовых баллонов, существенно возрастает риск возгорания.

Кстати, что касается температуры воспламенения пропана-бутана, то и здесь они отличаются – у первого она составляет 504 градуса по Цельсию, а у второго – 430. Но, не смотря на столь большое количество отличий между своими составляющими, этот представитель сжиженных углеродных газов вполне конкурентный с бензиновыми горючими смесями.

Технические характеристики

На вопрос: «Каким образом химические и физические свойства связаны с техническими особенностями этой смеси?», стоит рассматривать все возможные варианты ответов.

  • Во-первых, благодаря своему высокому давлению «удержания» в жидком состоянии, этот газ слишком инертный. То есть легко поддается переходу из жидкого состояния в газообразное.Это очень полезная особенность на производствах, где это является крайней необходимостью.
  • Во-вторых, низкая температура кипения и замерзания делает пропан-бутановую смесь стойкой к «столкновениям» с веществами азотного происхождения. Следовательно, гарантирует ей безопасность от замерзания и кипения.
  • Ну и, конечно же, стоит отметить высокую температуру горения пропана, без которой его польза была бы не столь существенной для достижения определенных бытовых или производственных целей.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector