Для чего нужна 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.

Источник

Горелка Бунзена — простой и практичный лабораторный инструмент

Горелка Бунзена — это лабораторный прибор для нагревания на открытом пламени. Изобретение приписывают знаменитому немецкому химику Р. Бунзену, так как именно он описал это устройство в своей работе, опубликованной в 1857-м году. Правда, с этим был не согласен английский химик Г. Роскоу, являвшийся соавтором этой работы. Позже в своих воспоминаниях он писал, что горелка Бунзена — не что иное, как модификарция прибора, который он привез из Англии. Тем не менее, горелка Бунзена получила распространение именно под таким названием, прочно заняла место в лабораторном инструментарии и применяется до сих пор.

Конструкция

Аппарат представляет собой вертикально установленную в подставке металлическую трубку. К подставке припаяна боковая трубка, через нее подводится газ и впрыскивается через инжектор.

Дополнительно чуть выше инжектора в вертикальной трубке имеются два отверстия на противоположных друг от друга сторонах. Через эти отверстия поступает атмосферный воздух. Как правило, с наружной стороны трубки поверх отверстий имеется круговая заслонка-муфта, тоже с отверстиями. Муфта свободно вращается вокруг вертикальной трубки так, что отверстия в трубке и заслонке могут в определенном положении совпадать друг с другом.

Универсальный штатив Бунзена	Лабораторная газовая горелка Dragon 220

Принцип работы

Горючий газ впрыскивается через инжектор в основную вертикальную трубку. Двигаясь с высокой скоростью, струя создает разрежение, в результате чего через открытые отверстия засасывается воздух. В процессе движения вверх по трубке газ перемешивается с кислородом воздуха, образуется горючая смесь; при выходе из трубки она поджигается.

Вращая муфту-заслонку вокруг трубки, можно изменять свободную площадь отверстий и соответственно, количество засасываемого воздуха. В свою очередь, от объема засасываемого воздуха, зависит процент кислорода в горючей смеси, высота и температура пламени.

Если отверстия перекрыть совсем, то гореть будет только газ. Пламя будет красного цвета, с t до +500 °С. При такой температуре газ сгорает не полностью и пламя будет коптить.

Увеличивая содержание кислорода в смеси газ/воздух, лаборант увеличивает t горения. Она может достигать 1550 °С. Газ сгорает полностью, копоть не образуется, пламя имеет голубой цвет.

Производительность и удобство эксплуатации устройства зависит от таких характеристик, как:

Какое топливо использовать

Газ может быть обычным, бытовым (метан), или сжиженным, баллонным (бутано-пропановая смесь). Если применяется сжиженный газ, то берутся баллоны с редуктором, контролирующим давление и стабильность струи на выходе. Размер баллона большого значения не имеет, подойдет любой, вплоть до объема 50 литров.

Достоинства горелок Бунзена

Сферы применения

В настоящее время разработано много модификаций горелок Бунзена с различными улучшениями: со стабилизатором пламени, автоподжигом, с возможностью регулировать подачу газа и воздуха, изменять угол наклона выходной трубки, с системой «газ-контроль», автоматически перекрывающей газ, если пламя потухло и т. п.

Источник

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

Источник

Все о спиртовках назначениe, устройство, принцип работы и технические данные
автор к.т.н. Ф.А.Бронин

Введение

Представленный материал предназначен для персонала организаций, в которых используются лабораторные горелки.

На станице «Устройство назначение принцип действия и характеристики лабораторных горелок» рассмотрены лабораторные газовые горелки.

В настоящей работе рассмотрены лабораторные спиртовые горелки (далее спиртовки), использующих для нагрева материалов жидкое топливо (этиловый спирт).

Для удобства работы статья разбита на отдельные разделы, к которым можно непосредственно перейти из оглавления.

По всему тексту с правой стороны имеются вертикальные стрелки, щелкнув на которых, можно вернуться в раздел оглавление.

Содержание

Что такое спиртовая горелка (спиртовка)

Прежде всего установим, что такое спиртовая горелка (далее спиртовка). Предлагается следующие определение:

Назначение и области применения спиртовок

Спиртовки служат для нагрева материалов и изделий в открытом пламени с температурой не более 900°C и тепловой мощностью не более 170 Вт.

Используется в химических и школьных лабораториях, микробиологических, цитологических, биотехнических лабораториях, медицинских учреждениях а также везде, где требуется применение открытого пламени небольшой тепловой мощности.

Применяются для подогрева и плавления материалов, стерилизации в открытом пламени инструментов, для фламбирования в медицине, для нагрева небольших лабораторных сосудов (пробирок, колб, тиглей и т.п.) и других подобных термических процессов.

Устройство спиртовок

Спиртовка содержит емкость для спирта (резервуар), который имеет горловину с крышкой. Через крышку резервуара пропущен фитиль. При этом один конец фитиля находится внутри резервуара вблизи его донной части, а второй конец фитиля расположен вне резервуара на открытом воздухе.

Спирт из резервуара поднимается по фитилю за счет капиллярного давления и испаряется, когда достигнет выступающей из резервуара верхней части фитиля.

Пары спирта поджигаются и спиртовка горит с температурой пламени не выше 900°Цельсия. При этом кислород воздуха поддерживает горение.

Таким образом в каждой спиртовке имеются две основные части. Это резервуар для спирта и устройство для его сгорания (т.е. собственно сам фитиль и связанные с ним конструктивные элементы).

Фитиль спиртовки

Резервуар для спирта является основной несущей частью спиртовки, а важнейшей и главной ее частью является фитиль, который переносит жидкое топливо (спирт) из резервуара на конец фитиля, где это топливо горит, образуя пламя, которое используется для нагревания.

Способность фитиля переносить спирт в зону горения обеспечивается действием капиллярных сил, которые, в свою очередь, обусловлены эффектами смачивания и поверхностного натяжения в капиллярных каналах материала фитиля.

Если фитиль расположен вертикально, спирт поднимается к зоне горения, преодолевая силу тяжести. Необходимый баланс сил определяется размерами капиллярных каналов материала фитиля.

В верхней части резервуара расположена горловина, через которую пропускается фитиль. Также через горловину спиртовка заправляется жидким топливом.

Так как спиртовка имеет две рабочие зоны, в одной из которых спирт поступает в фитиль, а во второй этот спирт горит, то для того чтобы разделить вышеуказанные рабочие зоны горловина резервуара снабжается крышкой, через которую и пропускается фитиль.

Фитиль пропускается через фитильную трубку, которая является необходимым элементом крышки резервуара, при этом последняя может устанавливаться как внутри горловины, так и вне ее, охватывая последнюю с внешней стороны.

Фитиль должен размешаться в фитильной трубке крышки таким образом, чтобы, с одной стороны, иметь возможность плавно и легко перемещаться в трубке, а с другой стороны, контакт трубки с фитилем должен быть достаточно плотным (т.е. фитиль должен быть установлен в фитильную трубку с некоторым обжатием).

Установка фитиля в фитильную трубку с некоторым обжатием позволяет, с одной стороны, практически исключить вытекание спирта через фитильную трубку в нештатных ситуациях, т.к. гидродинамическое сопротивление фитильной трубки, плотно заполненной волокнистой массой фитиля, очень велико; с другой стороны, обжатие фитиля не позволяет фитилю самопроизвольно сползти вниз по фитильной трубке при работе спиртовки.

Однако последнее обстоятельство не является важным для спиртовок, имеющих механизмы удержания фитиля в фитильной трубке и перемещения его относительно последней.

Практически во всех указанных выше случаях необходимо стремится к тому, чтобы обжатие фитиля в фитильной трубке было минимальным, так как при увеличении обжатия диаметр капиллярных каналов уменьшается и скорость подъема спирта по фитилю резко падает.

Отличительные характеристики спиртовок

В лабораторной практике применяются спиртовки многочисленных конструкций. Однако все различие между спиртовками можно свести к некоторым основным признакам, которыми являются:

Материал резервуара может быть изготовлен из стекла или металла. Применяется стекло лабораторное толщиной 2 мм и бутылочное толщиной 3 мм. Спиртовки изготовленные из бутылочного стекла более предпочтительны для использования, так как имеют высокую механическую прочность.

В качестве металла для изготовления резервуара спиртовки используются латунь или бронза, поскольку эти металлы при случайном ударе не образуют искр, которые могли бы привести к воспламенению спирта в резервуаре. По этой же причине и все другие конструктивные элементы спиртовок изготавливаются из материалов не образующих при ударе искру.

Материал резервуара следует выбирать исходя из условий работы спиртовки. Если спиртовка эксплуатируется в помещениях с твердым полом (каменным или металлическим), то предпочтительно использовать спиртовку с металлическим резервуаром.

Поэтому в помещениях с повышенными требованиями по пожарной безопасности применение стеклянных спиртовок не рекомендуется.

Форма резервуара определяет внешний вид спиртовки. Применяются круглые спиртовки (цилиндрической, конусообразной и шаровой формы) и спиртовки, у которых резервуар имеет граненую форму. Круглые спиртовки имеют наиболее широкое применение.

Граненый корпус (резервуар) позволяет устанавливать спиртовку, как в вертикальном так и в наклонном положении. Наклонное положение удобно при работе с легкоплавкими материалами (например, восками). Наклонное положение исключает попадание капель воска на фитиль.

Но граненые спиртовки дороже круглых, что иногда следует учитывать.

Внутренний объем резервуара не имеет решающего значения для работы спиртовки. Скорее этот вопрос надо увязывать с требованиями пожарной безопасности. Внутренний объем резервуара спиртовки надо выбирать таким, чтобы при при ее эксплуатации, как минимум, не требовалось бы вновь заправлять спиртовку в течении одного часа ее работы..

Материал, толщина фитиля и его форма важные элементы для работы спиртовки. В основном используются фитили из хлопчатобумажной ткани и асбестового шнура. Наибольшее распространение получили фитили из хлопчатобумажной ткани, так как они дают более стабильное и ровное пламя по сравнению с асбестовыми фитилями, другими недостатками которых являются относительно низкая температура пламени и малый ресурс службы.

Кроме того, при использовании асбестовых фитилей возможно попадание в дыхательные пути волокон асбеста, находящихся в составе этих фитилей, что может привести к повреждению здоровья. Поэтому, по возможности, избегайте использование для спиртовок асбестовых фитилей.

В качестве материала фитиля также применяют стекловолокно, керамическое волокно, углеродное волокно. Скрученные в жгут, с добавлением связующего такие фитили вследствие своей жаростойкости имеют сравнительно большой срок службы. Однако, надо учитывать, что такие волокнистые фитили имеют температуру пламени не выше 600°С, что значительно меньше температуры хлопчатобумажных фитилей (900°С)

На рис. 1 показан хлопчатобумажный фитиль для спиртовок.

Что касается толщины фитилей, то надо исходить из того, что чем толще фитиль тем больше топлива он подает в зону его сгорания. Более толстые фитили дают и более объемное пламя с большей высотой последнего.

В результате тепловая мощность у спиртовок с более толстым фитилем несколько выше, однако при этом выше и расход спирта. Для большинства лабораторных работ, выполняемых при помощи спиртовок достаточна толщина фитиля не менее 4,8 мм и не более 6,4 мм.

Более толстые фитили необходимы для выполнения некоторых профессиональных работ, где требуется высокое и объемное пламя. Желательно в наборе иметь спиртовки с разной толщиной фитиля и использовать их в зависимости технологических требований, предъявляемых к выполняемой работе.

Две формы фитилей применяются в спиртовках: круглые (в сечении) фитили и плоские, изготовленные из тканной ленты. Спиртовки с плоскими фитилями применяются для нагрева изделий большой протяженности, например, стеклянных трубок.

Устройство для регулировки размеров выступающей части фитиля обеспечивает большое удобство при работе со спиртовками, так как не требуется каждый раз гасить пламя спиртовки, чтобы отрегулировать параметры пламени (высоту и объем) путем изменения размеров выступающей части фитиля.

Большинство спиртовок последних моделей имеют устройства для регулировки выступающей верхней части фитиля, рекомендуемая величина которой составляет не менее 3 мм и не более 15 мм.

Регулировка выступающей верхней части фитиля может производиться либо перемещением фитильной трубки относительно фитиля, либо, наоборот, перемещением фитиля относительно фитильной трубки.

В первом варианте фитильная трубка выполнена в виде раздвижной системы, состоящей из двух трубчатых элементов, верхний из которых выполнен в виде подвижной втулки и установлен на скользящей посадке на другом нижнем неподвижно закрепленном трубчатом элементе. При перемещении верхнего трубчатого элемента ( вниз или вверх) уменьшается или увеличивается общая длина системы из двух трубок. Поэтому размеры выступающей части фитиля соответственно либо увеличиваются, либо уменьшаются.

Во втором варианте устройство для регулирования длины верхней части фитиля выполнено в виде механизма преобразующего вращательное движение в поступательное. Основным элементом этого устройства является зубчатое колесо с заостренными зубьями. Трубка для фитиля имеет продольный сквозной паз, в который входит небольшой сегмент зубчатого колеса. Высота этого сегмента выбирается таким образом, чтобы зубья колеса входили в тело фитиля на глубину не более 1-2 мм.

Указанное зубчатое колесо закрепляется неподвижно на валу на одном из концов которого установлена рукоятка. От рукоятки вращательное движение передается зубчатому колесу, которое посредством зубьев, имеющих плотный контакт с телом фитиля перемещает фитиль вверх или вниз относительно фитильной трубки.

Спиртовки с устройствами регулировки выступающей части фитиля дороже, чем спиртовки без этих устройств. Однако несколько более высокая цена с лихвой покрывается удобствами для профессиональной работы, которые это устройство обеспечивает.

Сводная классификация спиртовок с учетом вышеприведенных признаков приведена на сайте «Практические рекомендации по выбору спиртовок для лабораторных работ» .

Конструкции спиртовок

Рассмотрим на примерах основные конструкции спиртовок.

На рис. 3 изображено устройство стандартной спиртовки CЛ-1.

Эта спиртовка изготовлена из лабораторного стекла толщиной 2мм, имеет круглую форму и хлопчатобумажный фитиль. Устройство для регулировки выступающей части фитиля отсутствует.

Резервуар (поз.1) заполнен спиртом (поз.2). Фитиль (поз.3) размещается в спиртовке таким образом, чтобы его нижний конец был в резервуаре, погруженным в спирт, а верхний конец должен быть вне резервуара в открытом воздухе.

Крышка резервуара выполнена в виде втулки (поз.4), которая установлена внутри горловины резервуара, и через осевое отверстие в которой с некоторым обжатием пропущен фитиль. Спиртовка имеет колпачок (поз.5), который используется как для тушения пламени спиртовки, так и для предотвращения испарения топлива с верхней части фитиля.

Внешний вид этой спиртовки можно увидеть на этом же рисунке, если к нему подвести курсор.

На рис.4 показан внешний вид спиртовки мод.306.

Эта спиртовка изготовлена из бутылочного стекла толщиной 3мм, имеет граненую форму и хлопчатобумажный фитиль. Имеется устройство для регулировки выступающей части фитиля путем перемещения фитильной трубки относительно фитиля.

Одно из наклонных положений этой спиртовки можно увидеть, если к рисунку подвести курсор.

Пламя спиртовки, имеющий граненый резервуар, при установке на различные грани показано на рис.5

На рис.6 показан внешний вид спиртовки мод.304.

Эта спиртовка изготовлена из бутылочного стекла толщиной 3мм, имеет цилиндрическую форму и хлопчатобумажный фитиль. Имеется устройство для регулировки выступающей части фитиля путем перемещения фитиля относительно фитильной трубки.

Спиртовка имеет рукоятку (поз.1), посредством которой через вал (поз.2) вращение передается зубчатому колесу (на рисунке не показано). Острые зубья этого колеса взаимодействуют с фитилем (поз.3), перемещая его относительно трубки (поз.4) вверх или вниз в зависимости от направления вращения рукоятки.

Трубка стабилизатора пламени (поз.5) закреплена соосно относительно трубки в которой находится фитиль.В зазор между трубками поступают пары спирта через отверстие диаметром 1,5 мм (поз.6). На выходе трубки стабилизатора пламени пары поджигаются и в результате вокруг выступающей части фитиля создается дополнительное круговое пламя. Вышеупомянутое отверстие имеет и другое назначение. Посредством него выравнивается давление внутри резервуара и вне его.

Внешний вид этой спиртовки можно увидеть на этом же рисунке слева, если к нему подвести курсор.

Обычно топливо для спиртовки заливается через верхнее отверстие резервуара после снятия крышки. Однако имеются спиртовки, резервуар которых имеет боковую заправочную горловину с притертой пробкой.

Свойства топлива для спиртовок

Все спиртовки в качестве топлива преимущественно используют этиловый спирт.

Для оценки пожарной опасности этилового спирта при использовании спиртовок необходимо учитывать температуру вспышки и температуру самовоспламенения.

На рынке имеются три вида этилового спирта: спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья; спирт этиловый технический гидролизный и спирт этиловый технический синтетический.

Спирт этиловый технический синтетический иногда окрашивают в сине-фиолетовый цвет путем добавления красителя метилвиолета С₂₄H₂₈N₃Cl. Одновременно с красителем добавляют и вещества с резким запахом, для чего обычно используют пиридин С₅H₅N. Такой спирт называется денатуратом.

Согласно последним нормативным документам (ГОСТ Р 52574-2006) денатурат может быть изготовлен и в виде бесцветной жидкости, но имеющей резкий запах, для чего в спирт добавляют кротоновый альдегид CH₃-CH=CH-CHO в объемной доле около 0,2%.

Все эти виды спиртов можно использовать в качестве жидкого топлива для спиртовок.

Нормы расхода спирта

Все виды этилового спирта (из пищевого сырья, технический гидролизный и синтетический) по воздействию на организм человека относят к 4-му классу опасности (малотоксичным веществам). Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров этилового спирта в воздухе рабочей зоны производственных помещений должна быть не более 1000 мг/м³.

В спиртовках происходит горение спирта по химической реакции

Кислород (О₂) берется из окружающего воздуха и как видно из уравнения горения этилового спирта при горении образуется только вода (Н₂О) и углекислый газ (СО₂). И то и другое присутствует вокруг нас в огромных количествах, поэтому можно считать, что использование спиртовок для выполнения лабораторных работ абсолютно безвредно для окружающего персонала.

Параметры горения топлива

Основными параметрами, характеризующими процеcс горения топлива в спиртовках являются: температура горения, тепловая мощность спиртовки и расход топлива (спирта). Эти три параметра следует учитывать при практической работе со спиртовками.

Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании спирта. Для спиртовок эта температура не превышает 900°Цельсия.

На рис. 7 показано распределение температуры вдоль пламени фитиля. В нижней части пламени спиртовки температура не превышает 350°Цельсия а максимальная температура в 900°Цельсия достигается в верхней части пламени.

Более подробная информация о пламени спиртовки представлена в приложении 01.

О пламени спиртовки

При горении спиртовки имеет место диффузионное пламя, при котором спирт сгорает на границе пламени, где происходит взаимная диффузия воздуха и топлива.

При этом процессы горения и смешивания паров спирта с воздухом развиваются параллельно. Так как процессы смешивания протекают значительно медленнее процессов горения, то скорость и полнота сгорания определяются скоростью и полнотой смешивания паров спирта и воздуха. Смешение топлива с воздухом при этом протекает путем медленной молекулярной диффузии.

Граница 4 между зонами 2 и 3 представляет собою гладкий конусный фронт пламени, к которому снаружи диффундируют молекулы воздуха, а изнутри молекулы спирта. Образовавшиеся во фронте пламени продукты горения диффундируют навстречу парам спирта, интенсивно нагревая их в предпламенной зоне, и частично вытесняются в воздух, окружающий факел.

Достоинствами диффузионного пламени спиртовки является сравнительное постоянство температуры по всей высоте (длина пламени), компактность спиртовок и простота их изготовления.

На рис.8 показано крупным планом изображение пламени спиртовки.

Важной характеристикой спиртовки является тепловая мощность спиртовки, т.е. количество тепла, образующегося в результате сгорания жидкого топлива (этилового спирта) в единицу времени. Тепловая мощность спиртовок измеряется в ваттах.

Тепловая мощность спиртовки прямо пропорциональна расходу и теплоте сгорания этилового спирта и колеблется для спиртовок в пределах 150. 220 ватт в зависимости от конструкции спиртовки.

Имеет значение и для спиртовок и расход этилового спирта, максимальное фактическое значение которого обычно составляет не более 30. 35 мл/час.

Типовой расчет мощности спиртовки приведен в приложении 02.

О тепловой мощности спиртовки

Тепловая мощность спиртовки вычисляется как произведение часового расхода спирта на его теплоту сгорания.

Расчет производится по формуле:

Рассмотрим пример: 27 мл (или с учетом плотности 21,3 г) этилового спирта сгорело в спиртовке за 1 час. Найдем мощность спиртовки.

Техника безопасности при работе со спиртовками

При работе со спиртовками надо соблюдать правила техники безопасности, указанные ниже.

Ниже на видеоролике показано, как надо работать со спиртовкой.

Спиртовки от компании ООО ФИРМА БСТ-3

Для изготовления спиртовок использованы самые современные и совершенные материалы.

Все металлические части спиртовок выполнены из высококачественной бронзы или латуни с гальваническим никелевым или хромированным покрытием. Все стеклянные элементы изготовлены из прочного толстого стекла, достаточно стойкого против разрушения при механических воздействиях.

В качестве стекла для изготовления резервуара для спирта применяется толстостенное бутылочное стекло толщиной 3 мм или такой же толщины высокопрочное граненое стекло.

Спиртовки оборудованы механическими устройствами для регулировки длины выступающей части фитиля, при этом сами фитили изготовлены из высококачественных сортов хлопка, что гарантирует стабильную работу спиртовок при эксплуатации.

Защитные элементы спиртовок, а именно металлические колпачки, соединены с корпусом спиртовки прочной металлической цепочкой, что позволяет колпачкам всегда находится «под рукой» и экстренно их использовать при необходимости.

В высоком качестве изготовления и в современном дизайне этих спиртовок можно убедиться, если сравнить их с некоторыми аналогами отечественного рынка.

В таблице приведены технические характеристики спиртовок, которые поставляет на отечественный рынок компания ООО ФИРМА БСТ-3. Все спиртовки имеют максимальную температуру горения 900° Цельсия и срок службы не менее 5 лет.

Спиртовки. Технические характеристики

Параметры	Модель
	304	305	306
Материал резервуара	стекло	стекло	стекло
Внутренний объем резервуара, мл	85	115	115
Толщина фитиля, мм	6,4	6,4	12,7
Расход спирта, мл/час	28	29	30
Тепловая мощность, ватт	183	190	197
Высота, мм	100	110	117
Ширина, мм	65	85	83
Масса (нетто), г	153	220	200

Условия эксплуатации

Спиртовки должны эксплуатироваться в хорошо проветриваемом закрытом отапливаемом помещении при температуре от +10° до +35°Цельсия и относительной влажности до 80% при температуре +25°Цельсия. Помещение должно быть оборудовано первичными средствами пожаротушения.

Преимущества и недостатки

В заключение приведем преимущества и недостатки лабораторных спиртовок (горелок спиртовых) по сравнению с другими видами лабораторных горелок.

ПРЕИМУЩЕСТВА

НЕДОСТАТКИ

Мы надеемся, что представленный материал поможет специалистам определиться во всем многообразии лабораторных спиртовок, представленных на отечественном рынке, и сделать правильный выбор при их приобретении.

Как непосредственно выбрать необходимую модель спиртовки подробно изложено на странице «Практические рекомендации по выбору спиртовок для лабораторных работ» .

Сводные данные по всем газовым и спиртовым горелкам для профессионального лабораторного и бытового использования (всего 36 моделей) имеются на сайте «Горелки открытого пламени для пропана, метана и спирта» .

Музыкальная пауза. Отдыхаем!

Материал для данной статьи предоставлен компанией
ООО «ФИРМА БСТ-3»

Автор к.т.н 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.

Источник