Plamen: struktura, opis, shema, temperatura

U procesu sagorijevanja formira se plamen čija struktura određuje reagirajuće tvari. Njegova je struktura podijeljena na regije ovisno o temperaturnim indeksima.

definicija

Plamenovi su plinovi u obliku žarka, u kojima su prisutne komponente plazme ili tvari u krutom raspršenom obliku. U njima se provode fizičke i kemijske transformacije, praćene sjajom, oslobađanjem toplinske energije i grijanjem.

Prisutnost ionskih i radikalnih čestica u plinovitom mediju karakterizira njegovu električnu vodljivost i posebno ponašanje u elektromagnetskom polju.

Koji su plamenovi

Obično je to naziv procesa povezanih s izgaranjem. U usporedbi s zrakom, gustoća plina je manja, ali indeksi visoke temperature uzrokuju porast plina. Tako se formiraju plamenovi, koji su dugi i kratki. Često postoji gladak prijelaz jednog oblika u drugi.

Plamen: struktura i struktura

Da bi se utvrdio pojavljivanje opisanog fenomena, dovoljno je upaliti plinski plamenik. Neosvijetljeni plamen koji se pojavljuje ne može se nazvati homogenim. Vizualno se mogu razlikovati tri glavna područja. Usput, proučavanje strukture plamena pokazuje da različite supstance spale s formiranjem različite vrste baklje.

Kada se smjesa spali iz plina i zraka, najprije se formira kratka baklja čija je boja plava i ljubičasta. Izgleda kroz jezgru - zeleno-plavu, nalik na konus. Razmislite o ovom plamenu. Njegova je struktura podijeljena u tri zone:

1. Izabrano je pripremno područje u kojem se smjesa zagrijava iz plina i zraka dok ostavlja otvor plamenika.
2. Slijedi zona u kojoj nastaje izgaranje. Zauzima vrh konusa.
3. Kada postoji nedostatak protoka zraka, plin se ne gori potpuno. Ciklon se oslobađa iz dvovalentnog oksida i vodikovih ostataka. Njihovo naknadno ispiranje odvija se u trećem području gdje postoji pristup kisikom.

Sada razmotrimo odvojeno različite procese izgaranja.

Spaljivanje svijeća

Spaljivanje svijeća je poput paljenja utakmice ili upaljača. I struktura plamena svijeće nalikuje plamenu žarkog plina, koji se povlače sile potiskivanja. Proces počinje zagrijavanjem fitilja, nakon čega slijedi isparavanje parafina.

Najniža zona, smještena unutar i uz filament, naziva se prvom regijom. To je malen sjaj plave boje zbog velike količine goriva, ali mali volumen smjese kisika. Ovdje je proces nepotpunog sagorijevanja tvari s odvajanjem ugljični monoksid, koji se zatim oksidira.

Prva zona je okružena svijetlom drugom ljuskom koja karakterizira strukturu plamena svijeća. Dobiva veći volumen kisika, što uzrokuje nastavak oksidacijske reakcije koja uključuje molekule goriva. Temperaturni indeksi ovdje će biti veći nego u mračnoj zoni, ali nisu dovoljni za konačno raspadanje. Nalazi se u prve dvije regije, kada se kapljice neizgorenog goriva i čestica drvenog ugljena jako zagrijavaju, pojavljuje se svjetlosni efekt.

Druga zona je okružena slabo vidljivom školjkom s visokim temperaturama. To uključuje puno molekula kisika, što pridonosi potpunom izgaranju čestica goriva. Nakon oksidacije tvari, u trećoj se zoni ne poštuje svjetlosni učinak.

Shematski prikaz

Radi jasnoće, predstavljamo vašu pažnju sliku spaljivanja svijeća. Dijagram plamena uključuje:

1. Prvo ili tamno područje.
2. Druga glowing zona.
3. Treća prozirna ljuska.

Žica svijeće ne gori, ali se događa samo grčenje savijenog kraja.

Spaljivanje duhovne svjetiljke

Za kemijske pokuse često se koriste mali spremnici s alkoholom. Pozvani su duhovi. Šupljina plamenika je impregnirana s tekućim gorivom ispunjenim kroz rupu. To se postiže kapilarnim pritiskom. Kada se postigne slobodni vrh fitilja, alkohol počinje isparavati. U stanju pare, ona se zapali i spaljuju na temperaturi ne većoj od 900 ° C.

Plamen svjetiljke ima uobičajeni oblik, gotovo je bezbojan, s laganim nijansom plave boje. Njezine zone nisu tako jasno vidljive kao svijeća.

u alkoholni plamenik, nazvana po znanstveniku Barthel, početak vatre nalazi se iznad mreže plašta plamenika. Kao plamen penetracija smanjuje tamne unutarnji konus i izlazi iz otvora središnjeg dijela, koja se smatra najtoplijeg.

Karakteristična boja

Zračenja raznih boje plamena, uzrokovana je elektroničkim prijelazima. Oni se nazivaju i termički. Dakle, kao rezultat izgaranja ugljikovodika komponente u zraku, plavi plamen je posljedica evolucije H-C spoja. A kad se čestice C-C emitiraju, baklja se oslikava narančasto-crvenom bojom.

Teško je uzeti u obzir strukturu plamena čija kemija uključuje spojeve vode, ugljičnog dioksida i ugljičnog monoksida, OH veze. Jezici su gotovo bezbojni, jer gore navedene čestice emitiraju ultraljubičasto i infracrveno zračenje tijekom izgaranja.

Prevlačenje plamena korelaciji s pokazivačima temperature, u prisutnosti ionskih vrsta koje pripadaju određenoj spektar emisije ili optički. Dakle, spaljivanje nekih elemenata dovodi do promjene boje vatre u plameniku. Razlike u bojanju svjetiljke povezana s elementima koji se nalaze u različitim skupinama periodnog sustava.

Vatra za prisutnost zračenja, koja se odnosi na vidljivi spektar, proučava se spektroskopom. Utvrđeno je da jednostavne tvari iz opće podskupine također vrše sličnu bojenje plamena. Radi jasnoće, koristi se natrijev izgaranje kao test za ovaj metal. Kada se uvede u plamen, jezici postaju svijetlo žuti. Na temelju svojstava boja, natrijevu liniju ekstrahira se u emisijskom spektru.

za alkalijski metali karakteristična svojstva brzog uzbude svjetlosnog zračenja atomskih čestica. Prilikom uvođenja takvih neosjetljivih spojeva takvih elemenata u vatru Bunsen plamenika, ona se mrlje.

Spektroskopski pregled pokazuje karakteristične linije u području vidljivoj ljudskom oku. Brzina svjetlosti pobude i emisije spektralne jednostavne strukture usko povezane s karakterističnim visokim elektropozitivan metala.

svojstvo

Klasifikacija plamena temelji se na sljedećim karakteristikama:

• stanje agregatnih spojeva sagorijevanja. Oni su plinoviti, aerodisperzni, čvrsti i tekući;
• vrsta zračenja koja može biti bezbojna, svijetla i obojena;
• brzinu distribucije. Postoji brzo i sporo širenje;
• visina plamena. Struktura može biti kratka i duga;
• priroda kretanja reaktivnih smjesa. Oni razlikuju pulsiranje, laminarno, turbulentno kretanje;
• vizualna percepcija. Tvari se spaljuju oslobađanjem dimljenog, obojenog ili prozirnog plamena;
• indeks temperature. Plamen može biti niska temperatura, hladna i visoka temperatura.
• oksidacijsko sredstvo. oksidacijsko sredstvo.

Izgaranje se javlja kao posljedica difuzije ili uz prethodno miješanje aktivnih komponenti.

Oksidacija i područje redukcije

Proces oksidacije odvija se u slabo vidljivoj zoni. To je najtoplija i nalazi se na vrhu. U njoj se čestice goriva podvrgavaju potpunom izgaranju. I prisutnost manjka kisika i propadanja goriva dovodi do intenzivnog oksidacijskog procesa. Ova se značajka treba koristiti kada se objekti zagrijavaju iznad plamenika. Zato je supstanca uronjena u gornji dio plamena. Ovo sagorijevanje napreduje puno brže.

Rehabilitacijske reakcije odvijaju se u središnjem i donjem dijelu plamena. Sadrži veliku količinu zapaljivih tvari i malu količinu O₂ molekule koje provode izgaranje. Pri ulasku u ta područja spojevi koji sadržavaju kisik cijepanje O elementa.

Kao primjer smanjenja plamena, koristi se postupak cijepanja bivalenta bivalentnog sulfata. U slučaju gutanja FeSO₄ u središnjem dijelu plamena plamenika, postoji prvi zagrijavanje je zatim razgradnja u željezni oksid i anhidrida sumporni dioksid. U toj reakciji je opažena redukcija S s nabojem od +6 do +4.

Plamen za zavarivanje

Ova vrsta požara formirana je kao rezultat izgaranja smjese iz plina ili pare tekućine s kisikom čistog zraka.

Primjer je formiranje kisika-acetilenskog plamena. Ona razlikuje:

• jezgrena zona;
• prosječno područje oporavka;
• zona buče ruba.

Toliko mnogo smjesa kisika i kisika spali. Razlike u omjeru acetilena i oksidansa dovode do različitih vrsta plamena. To može biti normalno, carburizing (acetilen) i oksidativna struktura.

Teoretski, postupak nepotpunog sagorijevanja acetilena u čistom kisiku može se karakterizirati sljedećom jednadžbom: HCCH + O₂ → H₂ + CO + CO (jedan mol O₂₎.

Dobiveni molekulski vodik i ugljični monoksid reagiraju s kisikom u zraku. Konačni proizvodi su voda i tetravalentni ugljični oksid. Jednadžba je sljedeća: CO + CO + H₂ + 1frac12-O₂ → CO₂ + CO₂ +H₂O. Ova reakcija zahtijeva 1,5 molova kisika. Kada zbrajaš O₂ Ispada da se 2,5 mola potroši za 1 mola HCCH. Budući da je u praksi teško pronaći idealno čisti kisik (često ima malu onečišćenja s nečistoćama), tada je omjer O₂ do HCCH će biti 1,10 do 1,20.

Kada je omjer kisika prema acetilenu manji od 1,10, dolazi do plamena goriva. Njegova struktura ima proširenu jezgru, njezini obrisi postaju nejasni. Iz takvog požara, čađa se oslobađa zbog nedostatka molekula kisika.

Ako je udio plinova veći od 1,20, dobiva se oksidirajući plamen s viškom kisika. Njegovi višak molekula uništavaju željezne atome i druge dijelove čeličnog plamenika. U takvom plamenu, nuklearni dio postaje kratak i ima oštre točke.

Očitavanja temperature

Svaka zona vatre ili vatre plamenika ima svoje vrijednosti zbog dolaska molekula kisika. Temperatura otvorenog plamena varira u različitim dijelovima od 300 ° C do 1600 ° C.

Primjer je difuzija i laminarni plamen koji se sastoji od tri školjke. Njegov konus se sastoji od tamnog dijela temperature do 360 ° C i nedostatka oksidirajuće tvari. Iznad nje je sjajna zona. Njegov raspon temperature kreće se od 550 do 850 ° C, što potiče raspadanje mješavine toplinskog goriva i njegovo izgaranje.

Vanjsko područje jedva je vidljivo. U njemu temperatura plamena doseže 1560 ° C, što je posljedica prirodnih karakteristika molekula goriva i brzine kojom oksidirajuće sredstvo ulazi. Ovdje je gorenje najsnažnije.

Tvari se zapaljuju pod različitim temperaturnim uvjetima. Tako, metalni magnezij gori samo na 2210 ° C. Za mnoge krute tvari, temperatura plamena je oko 350 ° C. Vatra šibica i kerozina je moguća na 800 ° C, dok drvo - od 850 ° C do 950 ° C.

Cigareta gori s plamenom, temperatura koja varira od 690 do 790 ° C, te u smjesi propana-butana - od 790 ° C do 1960 ° C. Benzin se zapali pri 1350 ° C Plamen izgaranja alkohola ima temperaturu ne više od 900 ° C.