Температура горения газа бытового

Введение

Прежде чем начать говорить об основной теме статьи, о видах горения, давайте ознакомимся с определением термина.

Горение – это процесс химико-физического характера; сложное явление по превращению веществ, что являются изначальными участниками экзотермической реакции, в продукт сгорания. Сопровождается относительно большим и интенсивным выделением теплоты. Химическая энергия, сохраненная в виде запаса и пребывающая в компонентах исходных смесей, может также выводиться и принимать форму излучения тепла и/или света. Светящую зону именуют фронтом или пламенем.

Химические реакции сгорания чаще всего «двигаются» по механизму разветвленно-цепного типа с постоянным прогрессированием самоускорения. Последнее происходит благодаря выделению тепла в реакции. В отличие от иных видов окислительных и восстановительных реакций, горение обладает большим тепловым эффектом, а энергетический потенциал активации обуславливает большую зависимость между скоростью реакции и температурой. Для начала протекания данного явления необходимо наличие инициатора. Человечество использует потенциал данного процесса и все его виды. Котлы длительного горения, ракетные и автомобильные двигатели, различные горелки и многое другое стало возможным именно благодаря исследованию и изучению горения.

Температура горения газа при разных режимах в газовой плите

Именно в нем горелки поджигают — на минимуме подачи топлива и еще меньшем притоке воздуха. Во-вторых, свободный приток вторичного воздуха может быть очень полезен в т.

По использованию воздуха эжекционные горелки делятся на:. В горелках с наддувом весь воздух, и первичный, и вторичный, подается в зону сгорания топлива принудительно.

Простейшая микрогорелка с наддувом для настольных спаечных, ювелирных и стекольных работ может быть сделана самостоятельно см. Зато именно горелки с наддувом позволяют реализовать все возможности управления режимом горения; согласно условиям использования они делятся на:. В однорежимных горелках режим сгорания топлива либо определяется раз навсегда конструктивно напр. Двухрежимные горелки работают, как правило, на полной или половинной мощности.

Переход с режима в режим осуществляется по ходу работы либо пользования. В модулируемых горелках подача топлива и воздуха плавно и непрерывно регулируется автоматикой, отрабатывающей по комплексу критически важных исходных параметров. Выходной параметр возможен один минимальный расход газа, наибольшая температура пламени или их может быть тоже несколько, напр.

Например, работа газовой духовки оценивается по следующим параметрам:. Для того чтобы проверить точно, с какой температурой работает газовая плита, необходимы элементарные знания по физике. То есть информация, которая касается закипания различных жидкостей.

К основным параметрам относятся:. Кипящая вода. Такой способ определения температуры горения пламени в газовой плите подойдет только для старых моделей. Так как новая и современная техника оборудована сверхчувствительными термометрами и специальными датчиками, которые измеряют температуру максимально точно

Важно: благодаря измерениям можно регулировать и корректировать работу бытового оборудования для кухни, устанавливая оптимальные значения, чтобы добиться идеального вкуса блюд

Горящая конфорка. Нагреватели водяные. Нагреватели электрические. Охладители водяные. Приточные установки компактные. Приточно-вытяжные установки с рекуперацией тепла. Фасонные изделия.

Схематическое изображение пламени газовой горелки

Хомуты для воздуховодов. Шина, уголки, крепеж.

Газовые горелки являются незаменимым помощником в хозяйстве, мастерских и производственных цехах, на пикнике и в турпоходах. Легкость и удобство применения давно передали ветвь первенства газовым приборам в сравнении с другими видами. При выборе горелки стоит учитывать сферу применения, необходимую мощность, а также максимальную температуру пламени. Последний фактор особенно важен при выполнении более тонких видов работ. Поэтому необходимо знать основные параметры, напрямую связанные с распределением температурного режима пламени газовой горелки.

Пламя газовых горелок благодаря давлению газа в условиях невесомости внешне также не отличается от горения в земных условиях. Тидеман Б. Химия горения. Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

Сернистый газ, сероводород

Сернистый газ также является оксидом, но на этот раз серы – SO2. Он имеет большое количество названий: двуокись серы, диоксид серы, сернистый ангидрид, оксид серы (IV). Представляет собой этот продукт горения бесцветный газ, с резким запахом подожженной спички (он при ее возгорании и выделяется). Выделяется ангидрид при горении серы, серосодержащих органических и неорганических соединений, например, сероводорода (Н2S).

При попадании на слизистую глаз, носа или рта человека двуокись легко реагирует с водой, образуя сернистую кислоту, которая легко разлагается обратно, но при этом успевает раздражать рецепторы, спровоцировать воспалительные процессы дыхательных путей: H2O+SO2⇆H2SO3. Этим обусловлена токсичность продукта горения серы. Сернистый газ, так же как и угарный, может гореть – окисляться до SO3. Но происходит это при очень высокой температуре. Данное свойство используется при производстве серной кислоты на заводе, так как SO3 реагирует с водой, образует H2SO4.

А вот сероводород выделяется при термическом разложении некоторых соединений. Этот газ также ядовит, имеет характерный запах тухлых яиц.

Физико-химические основы процесса горения

Горение – это
сложный физико-химический процесс
взаимодействия окислителя и горючего
вещества, сопровождающийся выделением
тепла и свечением.

Горение возникает
при наличии горючего вещества, окислителя
и источника воспламенения (зажигания).
В качестве окислителя в процессе горения
является
,,
бертолетова соль (KClO3),
нитро соединения и др. В качестве горючего
– многие органические соединения, сера,
,
колчедан, окись углерода, водород,
большинство металлов в свободном виде.

Важнейшие процессы
при горении – тепло и массоперенос.
Наиболее общим свойством горения
является способность возникшего очага
пламени перемещаться по всей горючей
смеси путем передачи тепла, и диффузии
активных частиц из зоны горения в свежую
смесь. В первом случае реализуется
тепловой, а во втором – диффузный
механизм распространения пламени.
Однако, как правило, горение протекает
по комбинированному тепловому
диффузионному механизму.

В зависимости от
агрегатного состояния горючего и
окислителя различают 3 вида горения:

1. Гомогенное
горение –горение газов и парообразных
горючих веществ в среде газообразного
окислителя (одинаковые агрегатные
состояния горючих веществ и продуктов
горения: например, природный газ или
водород с окислителем –
воздуха). Горение протекает с большой
скоростью и всегда заканчивается
взрывом.

2. Гетерогенное
горение – горение жидких и твердых
горючих веществ в среде газообразного
окислителя (горючее вещество и окислитель
находятся в разных агрегатных состояниях:
горение углей, металлов, сжигание жидких
топлив в нефтяных топках, двигателях
внутреннего сгорания).

3. Горение взрывчатых
веществ и порохов – связано с переходом
вещества из конденсированного состояния
в газ.

В зависимости от
скорости распространения пламени
(движение пламени по газовой смеси)
горение может быть:

1. Дефлаграционным
(нормальное)
=1÷10
м/с. Передача тепла от слоя к слою и
такое же перемещение пламени.

2. Взрывным –
=
(от десятков до сотен м/с). Взрыв – быстрое
превращение вещества, сопровождающееся
выделением энергии и образованием
сжатых газов, способных воспроизводить
работу. Ударная волна обладает
разрушительной силой при избыточном
давлении во фронте свыше 15кПа.

3. Детонационным

=
до 5000 м/с. – передача тепла от слоя к
слою происходит за счет ударной волны.
Другими словами – это совокупность
ударной волны и зоны химических
превращений исходных веществ. Выделяющаяся
химическая энергия подпитывает ударную
волну и не дает ей затухать (В основном
в трубопроводах).

В основе современных
представлений о механизме процесса
горения лежат 2 теории:

а) теория перекисных
окислений А.Н. Баха, сформулированная
в 1897 г. (согласно этой теории механизм
биологического окисления рассматривается
следующим образом: при активации в
молекуле кислорода разрывается одна
из связей, удерживающих атомы. В результате
образуется перекисная группа —О—О—,
которая присоединяется к окисляющемуся
соединению, образуя перекись.) Эта теория
хорошо объясняет процессы окисления,
происходящие в естественных условиях,
что позволяет предотвратить вредные
явления, протекающие при хранении и
самовозгорании. Но не объясняет действие
катализаторов.

б) цепная теория
окисления (Н. Н. Семеновым в 1927 г.),
согласно
которой выделение тепла происходит в
результате разветвления цепей реакционных
и накопления химически активных частиц
(свободные радикалы).

Согласно этой
теории, окисление идет через
последовательность промежуточных
реакций образования промежуточных
продуктов, осуществляющих переход
реагирующей системы от исходного
состояния к конечным продуктам. Такими
промежуточными продуктами могут быть
перекиси, молекулы и их “осколки” с
группой ОН, атомы водорода и кислорода,
свободные радикалы ОН, СН, СН2.

Источники зажигания:

1) Открытые (пламя).

2) Скрытые
(тепло-химические реакции, микробиологические
процессы).

При зажигании
горючая смесь сгорает постоянно. Зона
горения перемещается по смеси, обеспечивая
распространение пламени.

Химические явления. Химическая реакция.

Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества. Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества. Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета Химические явления – явления превращений одних веществ в другие Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.

  • Химическая реакция – процесс взаимодействия веществ, в результате которого образуются новые вещества с новыми свойствами
  • Реагенты – вещества, вступающие в химическую реакцию
  • Продукты – вещества, образовавшиеся в результате химической реакции

Химическая реакция изображается в общем виде схемой реакции РЕАГЕНТЫ -> ПРОДУКТЫ

  • реагенты – исходные вещества, взятые для проведения реакции;
  • продукты – новые вещества, образовавшиеся в результате протекания реакции.

Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.

Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века. В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.

Итог статьи:

  • Существуют две большие группы веществ: вещества природного и искусственного происхождения
  • В обычных условиях вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях
  • Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими
  • Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников
  • Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строение
  • Химические явления – явления превращений одних веществ в другие
  • Реагенты – вещества, вступающие в химическую реакцию
  • Продукты – вещества, образующиеся в результате химической реакции
  • Химические реакции могут сопровождаться выделением газа, осадка, тепла, света; изменением окраски веществ
  • Горение – сложный физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в ходе химической реакции, сопровождающийся интенсивным выделением тепла и света (пламени)

Факторы, влияющие на температуру горения

Максимальная температура горения древесины зависит от породы и может быть достигнута при следующих условиях:

  • количество содержания влаги — не больше 20%;
  • для горения используется замкнутое пространство;
  • доступность кислорода в необходимом объеме.

Возможно сжигание и свежих дров, имеющих влажность от 40 до 60%, при этом:

  • сырые дрова воспламеняются только в хорошо растопленной печи;
  • теплоотдача понизится на 20–40%;
  • произойдет увеличение расхода дров, примерно в два раза;
  • на стенах печи и дымохода осядет сажа.

Результативность горения будет значительно снижена из-за необходимости повышенной температуры, идущей на испарение воды и сжигание смолы у хвойных пород. В идеальных условиях самая высокая температура горения у бука и ясеня, а самая низкая – у тополя. Бук, лиственница дуб и граб относятся к ценным породам древесины и в качестве топлива не используются. В бытовых условиях для горения древесины в печах используют березу и хвойные породы деревьев, считая, что они дают наибольшую температуру при горении.

Температура

Антуан Лавуазье проводит эксперимент, связанный с возгоранием, вызванным усиленным солнечным светом.

Предполагая идеальные условия сгорания, такие как полное сгорание в адиабатических условиях (т. Е. Без потери или увеличения тепла), можно определить адиабатическую температуру сгорания

Формула, которая дает эту температуру, основана на первом законе термодинамики и принимает во внимание тот факт, что теплота сгорания полностью используется для нагрева топлива, воздуха для горения или кислорода и газов продуктов сгорания (обычно называемых дымовой газ ).

В случае ископаемого топлива, сжигаемого на воздухе, температура горения зависит от всего следующего:

  • теплотворная ;
  • стехиометрическое соотношение воздух топлива ;λ{\ displaystyle {\ lambda}}
  • емкости удельная теплоемкость топлива и воздуха;
  • температура воздуха и топлива на входе.

Температура адиабатического горения (также известная как температура адиабатического пламени ) увеличивается при более высоких значениях нагрева и температурах входящего воздуха и топлива, а также при приближении к единице стехиометрического отношения воздуха.

Чаще всего адиабатические температуры горения углей составляют около 2200 ° C (3992 ° F) (для входящего воздуха и топлива при температуре окружающей среды и для ), около 2150 ° C (3902 ° F) для масла и 2000 ° C (3632 ° F). F) для природного газа .
λзнак равно1.0{\ displaystyle \ lambda = 1.0}

В промышленных обогревателях , парогенераторах электростанций и больших газовых турбинах более распространенным способом выражения использования большего, чем стехиометрического воздуха воздуха для горения, является процент избыточного воздуха для горения . Например, избыток воздуха для горения на 15 процентов означает, что используется на 15 процентов больше, чем требуется стехиометрический воздух.

От чего зависит температура горения газа

Температура горения газа в плите зависит от нескольких факторов. К самым значимым моментам относятся: химический состав газовой смеси и интенсивность подачи топлива.

Влияние химического состава топлива

Как правило, в газифицированных поселениях в многоэтажных и частных домах устанавливаются плиты, работающие на бытовом природном газе. Добываемое топливо поставляется по централизованной газопроводной магистрали.

Природный газ на 97% состоит из метана, а остальные 3% приходятся на примеси серы, азота и углекислого газа. В среднем, температура пламени на газовой плите с подведенным бытовым газом колеблется в интервале 645-700, а  максимальная температура духовки может достигать 2043° С.

Сжиженный под высоким давлением газ в специальных герметичных баллонах используется там, где нет централизованного газопровода, а также нет возможности установить электрическую плиту из-за отсутствия электроснабжения. Это топливо иного химического состава: 65-85% бутана и 35-15% пропана. Температура образуемого при горении баллонной газовой смеси пламени не превышает 1000°С.

Влияние выбранного режима интенсивности горения

Пламя зажженной горелки неоднородно и четко структурировано. Его области различаются цветовым спектром и температурой:

  • голубой — до 800°С;
  • оранжевый — до 1000°С;
  • желтый — 1200°С;

Температура горения зависит от интенсивности подачи топлива, которую пользователь регулирует посредством ручек. Поворотные регуляторы позволяют открывать кран полностью и частично перекрывать, тем самым происходит убавление или прибавление объема газа, поступающего в конфорку.

Помимо бытовых плит, в домашнем хозяйстве используются горелки на газовом баллончике: резьбовые и цанговые. При помощи этих приборов обрабатывают металл, выжигают по дереву, выполняют другие работы, связанные с термической обработкой и плавлением разных материалов. Походят такие устройства и для приготовления пищи в походных условиях. Интенсивность пламени в них также регулируется при помощи ручки поворотного крана.

Условия, необходимые для возникновения и развития процесса горения

Горением называется химическая реакция окисления, со­провождающаяся выделением тепла и излучением света. Горение возникает и протекает при определенных условиях. Для пего необходимы горючее вещество, кислород и источник вос­пламенения.

Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть на­грето до определенной температуры источником воспламенения (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым прояв­лением какого-либо другого вида энергии: химической (экзо­термическая . реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т. д.

Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую смесь. По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появля­ется пламя.

С появлением пламени наступает горение, которое при бла-« гоприятных условиях продолжается до полного сгорания ве­щества.

В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т. е. область, где про­текает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет.

Для возникновения и протекания горения горючее вещество н кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14—18%’.

Известно много различных видов очагов горения (горение свечи, мощной промышленной топки, пожар здания или соору­жения и прочее). Все они значительно отличаются друг от друга и различны по характеру горючего вещества, однако основ­ные явления, протекающие при горении и в процессе его, оди­наковы.

Рассмотрим процесс горения простого светильника (свечи восковой, стеариновой и др.). Зажженная свеча горит устойчиво в нормальной среде воздуха до тех пор, пока хватает для этого содержащегося в ней горючего (воска, стеарина, парафина). Свеча потухнет вследствие нарушения одного из основных условий

процесса горения (наличия горючего вещества, кислорода и источника воспламенения), если не поддерживается достаточ­ная температура для подогревания горючего вещества и обра­зования паров горючего газа, но имеется топливо (воск, стеа­рин, парафин), и если прекратилась подача топлива и отсут­ствует окислитель (кислород воздуха).

При нормальном горении свечи (рис. 1) твердое ее вещество, расплавленное под воздействием пламени, впитывается фити­лем и подается к основанию пламени. Здесь при более высо­кой температуре происходит первичное разложение горючего вещества, образуется углеводородный пар, который поступает в зону горения.

В верхней зоне горения происходит окончательное расщепле­ние углеводородов, образуется светящаяся часть пламени собильным выделением его частиц и других продуктов горения, оставляющих дым и являющихся результатом разложения первоначальных молекул органического происхождения.

Горение — природный газ

Горение природного газа, как и другого вида топлива, может происходить за счет взаимодействия с атомарным кислородом или гидроксил-ионом.

Установка фирмы Сога-bustifium.

Горение природного газа в смеси с первичным воздухом осуществляется в V-образных полостях 5, имеющих соответствующую перфорацию. Пройдя высокотемпературную зону, вредные органические примеси сгорают и превращаются в безвредные продукты полного сгорания, которые вместе с продуктами сгорания природного газа выбрасываются в атмосферу или поступают в камеру охлаждения котла, сушилки или какого-нибудь другого теплоиспользующего агрегата.

Для горения природного газа в печных установках цементных заводов необходимо практически обеспечить, во-первых, контакт и смешение его с воздухом, во-вторых, начальное и последующее воспламенение непрерывно поступающего газа и, в-третьих, непрерывное и полное сгорание газа.

Продукты горения природного газа отводятся из контактного водонагревателя с температурой 40 С.

Неполнота горения природного газа характеризуется появлением в газах, отходящих из печных и сушильных установок, наряду с углекислотой, азотом и парами воды, также окиси углерода, водорода и метана, а иногда и других углеводородов, продуктов их неполного окисления ( ацетальдегида, формальдегида, уксусной кислоты и пр. В довольно редких случаях в отходящих газах содержится сажистый углерод.

Неполнота горения природного газа довольно часто наблюдалась в ряде отраслей промышленности при переводе на этот вид топлива печных и котельных агрегатов. Однако указанное можно объяснить пока еще несовершенством газогорелочных устройств, методов и режимов сжигания природного газа, и ни в коем случае нельзя делать вывод о том, что неполнота сжигания природного газа в различных технологических и энергетических установках присуща этому виду топлива. В равной степени это относится и к агрегатам цементной промышленности.

Факел горения природного газа находится вблизи устья го-релок. В результате сопло горелок перегревается и часто обгорает. Процесс обжига при этих горелках характеризуется работой печи на ближней зоне и повышенной температурой клинкера, поступающего в холодильник. Необходимо отметить, что, несмотря на завихрение газового потока и подачу первичного воздуха, смешение газа с вторичным воздухом при низких скоростях истечения газа из сопла горелки все же часто недостаточно полное, что проявляется в содержании в отходящих газах некоторого количества продуктов химического недожога природного газа.

Процесс горения природного газа является сложным и комплексным и определяется совместным действием кинетических, тепло-обменных и диффузионных процессов.

Расчет горения природного газа Елшанского месторождения вышеуказанного состава приведен в § 5 гл. В результате пересчета на сжигание природного газа с Коэффициентом избытка воздуха п 1 05 ( принимая к установке в печи инжек-ционные горелки) получим, что для сжигания 1 м3 газа при п 1 05 необходимо 9 79 м3 воздуха.

При горении природного газа развиваются высокие температуры, близкие к температурам горения мазута и необходимые условия плавления стали обеспечиваются при сжигании холодного природного газа с подогретым воздухом. Подогрев же природного газа для дальнейшего повышения температуры горения оказывается нерациональным ( стр.

Значительная температура горения природного газа обеспечивает возможность эффективного использования его для отопления высокотемпературных печей, где сжигание топлива других, низкосортных видов невозможно или связано со значительными трудностями и мало экономично.

Калориметрическая температура горения природного газа с избытком воздуха, соответствующим содержанию в продуктах горения 8 0 % — С02, 6 8 % — Оа и 85 2 % — N2 равна 1540 С ( см. табл. 81, стр.

Поскольку температура горения природного газа выше, чему низкокалорийных газов, следует примять меры против местного перегрева изделий и непосредственного омывания их факелом.

Поскольку температура горения природного газа выше, чем у низкокалорийных газов, следует принять меры против местного перегрева изделий и непосредственного омывания их факелом.

Отравление

Некоторые вещества, выбрасываемые в атмосферу при окислении горючего, токсичны. Отравление продуктами горения – вполне реальная угроза не только при пожаре, но и в автомобиле. Кроме того, вдыхание или другой способ попадания некоторых из них не приводит к мгновенному негативному результату, а напомнит об этом через некоторое время. К примеру, так ведут себя канцерогены.

Естественно, каждому нужно знать правила, предотвращающие негативные последствия. В первую очередь, это правила противопожарной безопасности, то есть то, что каждому ребенку рассказывают с самого раннего детства. Но, почему-то, часто бывает, что и взрослые, и дети просто забывают их.

Правила оказания первой помощи при отравлении многим тоже, скорее всего, знакомы. Но на всякий случай: самое главное, вынести отравившегося человека на свежий воздух, то есть отгородить от дальнейшего попадания токсинов в его организм. Но и нужно помнить, что существуют методы защиты от продуктов горения органов дыхания, поверхности тела. Это защитный костюм пожарных, противогазы, кислородные маски.

Защита от токсичных продуктов горения очень важна.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector