Пламя: строение и структура
Для определения внешнего вида описываемого явления достаточно зажечь Появившееся несветящееся пламя нельзя назвать однородным. Визуально можно выделить три его основные области. Кстати, изучение строения пламени показывает, что различные вещества горят с образованием различного типа факела.
При горении смеси из газа и воздуха вначале происходит формирование короткого факела, цвет которого имеет голубые и фиолетовые оттенки. В нем просматривается ядро — зелено-голубое, напоминающее конус. Рассмотрим это пламя. Строение его разделяется на три зоны:
- Выделяют подготовительную область, в которой происходит нагревание смеси из газа и воздуха при выходе из отверстия горелки.
- За ней следует зона, в которой происходит горение. Она занимает верхушку конуса.
- Когда имеется недостаток воздушного потока, газ сгорает не полностью. Выделяется углерода двухвалентный оксид и водородные остатки. Их догорание протекает в третьей области, где есть кислородный доступ.
Теперь отдельно рассмотрим разные процессы горения.
Пламя спиртовки
Для различных химических опытов применяют мелкие резервуары со спиртом. Их именуют спиртовками. Строение пламени подобно свечному, но все же имеет свои особенности. Фитиль просачивается спиртом, чему содействует капиллярное давление. При достижении вершины фитиля происходит испарение спирта. В виде пара он воспламеняется и горит при температуре не больше 900 °C.
Строение пламени спиртовки имеет обычную форму, оно почти бесцветное, со слегка голубоватым оттенком. Его зоны более размытые, чем у свечи. В спиртовой горелке, основа пламени находится над калильной сеткой горелки. Углубление пламени ведет к снижению объема темного конуса, а из отверстия выходит светящаяся зона.
Розжиг
Розжиг — это средство, помогающее быстро разжечь костер. С помощью него даже начинающий «поджигатель» быстро добьется ожидаемого результата. Туристы же используют эти средства для разжигания костров в плохую погоду, например, при необходимости разжечь костер в дождь.
Розжиг для костра можно купить в специализированном магазине, а можно сделать своими руками еще до того, как отправиться в поход. Если же эта возможность была с успехом упущена, а сухость заготовленного для костра хвороста оставляет желать лучшего, розжиг можно сделать из подручных материалов. О том, что лучше использовать в качестве розжига, как его изготовить в домашних и природных условиях и как хранить, мы рассказывали здесь.
Температурные показатели
Каждая зона огня свечи или горелки имеет свои значения, обусловленные поступлением кислородным молекул. Температура открытого пламени в разных его частях колеблется от 300 °C до 1600 °C.
Примером служит пламя диффузионное и ламинарное, которое образовано тремя оболочками. Конус его состоит из темного участка с температурой до 360 °C и недостатком окисляющего вещества. Над ним располагается зона свечения. Ее температурный показатель колеблется от 550 до 850 °C, что способствует разложению термическому горючей смеси и ее горению.
Внешняя область едва заметная. В ней температура пламени доходит до 1560 °C, что обусловлено природными характеристиками топливных молекул и быстротой поступления окисляющего вещества. Здесь горение наиболее энергичное.
Вещества воспламеняются при разных температурных условиях. Так, металлический магний горит только при 2210 °С. Для многих твердых веществ температура пламени около 350 °С. Возгорание спичек и керосина возможно при 800 °С, тогда как древесины — от 850 °С до 950 °С.
Сигарета горит пламенем, температура которого варьируется от 690 до 790 °С, а в пропан-бутановой смеси — от 790 °С до 1960 °С. Бензин воспламеняется при 1350 °С. Пламя горения спирта имеет температуру не более 900 °С.
В большинстве случаев пламя камина или костра бывает желто-оранжевым из-за содержащихся в дровах солей. Добавляя определенные химические вещества, можно изменить цвет пламени, чтобы он больше соответствовал особому событию или чтобы просто полюбоваться сменой цветов. Чтобы изменить цвет пламени, вы можете добавить определенные химические соединения непосредственно в огонь, приготовить парафиновые лепешки с химикатами или замочить дрова в специальном химическом растворе
Несмотря на все то удовольствие, которое может подарить вам процесс создания цветного пламени, обязательно соблюдайте особую осторожность, когда работаете с огнем и химическими веществами
В какой цвет окрасится пламя, если в него поместить соединение, содержащее калий?
Пламя — явление горения газа, при котором происходят реакции разложения и горения. Топливом в пламени всегда является газ. Пламя над жидкостью возникает из-за испарения этой жидкости, а пламя над горящим твердым телом указывает на выделение горючего газа из-за разложения топлива (пиролиз).
Цвет пламени может меняться в зависимости от химических примесей, содержащихся в поленьях или другом горючем веществе.
Калий является химическим элементом с атомным номером 19 и атомной массой 39 обозначен символом K. Находится в 1-й, 4-й группах периодической таблицы Менделеева. Атом калия содержит 1 электрон во внешнем электронном слое. Это серебристо-белый мягкий металл, который можно разрезать.
В нормальных условиях он находится в твердом состоянии. Калий электрически и теплопроводен. Его кристаллическая структура объемно-центрированная кубическая. Реагирует бурно с водой и быстро окисляется, поэтому калий нужно следует хранить в масле.
Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением) различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц, образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха, а также в результате термической диссоциации. Цвет пламени определяется температурой пламени и тем, какие химические вещества в нём сгорают.
Соединения некоторых металлов при высоких температурах они испаряются, и их пары, под воздействием света, окрашивают пламя горелки характерным образом. Эта окраска является результатом возбуждения атомов металла в пламени, которые возвращаются в основное состояние и излучают квант света со строго определенной длиной волны.
Следует подчеркнуть, что в случае большинства элементов свет излучается только электрически нейтральными атомами, а не ионами. Например, когда мы вводим ион натрия в пламя, он сначала рекомбинирует со свободным электроном, и только затем, в результате другого столкновения, может произойти возбуждение и релаксация, сопровождающиеся излучением оранжевого света с длиной волны 589 см. нм. Разность энергий между уровнями для этого перехода невелика и составляет 2,1 эВ, в то время как нижние возбужденные уровни для иона натрия имеют энергию более 30 эВ и недостижимы в пламени.
Свечение ионов в пламени можно наблюдать только у щелочноземельных металлов — хотя в этом случае интенсивность испускания атомов во много раз выше. Во многих случаях этот цвет настолько характерен, что в сочетании с другими аналитическими методами он обеспечивает почти стопроцентную уверенность в присутствии данного металла в образце.
Окрашивание пламени. Летучие (например, хлористые) соли калия окрашивают несветящее газовое пламя в фиолетовый цвет. Однако при одновременном наличии даже незначительных количеств натрия желтое пламя последнего маскирует фиолетовое пламя калия. В этом случае рекомендуется смотреть на пламя через синее кобальтовое стекло или индиговую призму, полностью поглощающие желтые лучи. Тогда фиолетовое пламя калия снова становится ясно видимым.
- зеленый
- голубой
- фиолетовый
- желтый
Ответ: фиолетовый.
Если в пламя поместить соединение, содержащее калий, то пламя окрасится в фиолетовый цвет. Это правильный ответ на вопрос телевикторины. Игроки решили забрать деньги, сообщает сайт sprintotvet.ru. Выигрыш игроков составил 400 000 рублей.
Огонь и древние люди
Контролируемое использование огня для обеспечения себя теплом и светом — одно из первых великих достижений человечества. Это дало возможность древним людям освоить места с более суровым климатом, готовить пищу, защищаться от хищников и обрабатывать некоторые материалы. Доказано, что предки современных людей знали, как пользоваться огнём по меньшей мере 790 тысяч лет. Некоторые археологические данные свидетельствуют об использовании его значительно раньше:
- 1,6 млн лет назад — анализ сгоревших костей антилоп в одной из пещер Южной Африки подтверждает, что их сожгли австралопитеки в рукотворном костре.
- 1,9 млн лет назад — в другой пещере на границе пустыни Калахари были найдены следы старейшего контролируемого огня. Предварительные данные говорят о том, что гомо эректус готовили пищу на костре с момента своего появления.Огонь является очень важным для человеческого развития, так как позволил нашим предкам готовить пишу и обогреваться
Роль важного элемента во многих церемониях огонь сохранил и до настоящих дней. Его значение для людей было настолько велико, что он стал героем мифов и основой мировоззренческих систем: Прометей похитил огонь у богов, чтобы отдать его людям; Аристотель определил его в качестве одного из четырёх природных элементов; китайские философы дали ему роль одной из пяти сущностей, из которых состоит всё живое
Это интересно: Автомобильный кран
Оранжевый цвет пламени в газовой плите
12.02.2010 в 13:16 #6
Пользователь kralex написал:
Скажем утром горит синим пламенем к вечеру оранжевым?
Возможно, барахлит (или не справляется с нагрузкой) оборудование ГРП (газорегуляторный пункт), и вечером при увеличении потребления газа оно не держит на выходе требуемое давление газа. То есть давление газа снижается при возрастании его потребления, что приводит к плохой работе газовых приборов, ведь они рассчитаны на номинальное давлении газа, как правило, 130 мм вод. столба (1274 Па) если давление меньше, то может иметь место ваш случай (низкое давление газа приводит к недостаточному подсосу воздуха из-за уменьшения энергии струи газа, выходящей из форсунки и направляющейся в горелку плиты).
Почему газ изменяет оттенки пламени: основные причины
Угарный газ, выделяемый при сгорании топлива, опасен тем, что не имеет цвета и запаха. При неисправности оборудования повышенное выделение угарного газа приводит к отравлению. Симптомы: тошнота, головная боль и головокружение. Вовремя обнаружить опасность поможет контроль цвета огня.
Некоторые полагают, что цвет пламени газа — индикатор качества топлива, и некачественный при сгорании имеет другой окрас. Считается, что красный оттенок получается из-за увеличения количества азота в смеси, а желтый указывает на превышение концентрации пропана-бутана.
Соотношение составляющих топлива контролируется государственными органами, а разбавление смеси азотом невыгодно, так как повышает стоимость ресурса.
Изменение цвета горения — следствие серьезной неисправности оборудования. Вызывать тревогу должен не только этот фактор, но и появление неприятного запаха, а также черной сажи.
Оранжевый
Почему газ в плите горит оранжевым цветом? Одна из причин — перекрытие отверстий для поступления кислорода. Частицы пыли забивают оборудование, создавая препятствие для всасывания воздуха.
Оранжевое пламя в газовой плите характерно для нового оборудования. На горелках и трубках запальной группы в новых плитах какое-то время сохраняется маслянистая пленка, которая и собирает пыль. Налет мешает проникновению воздуха, зато газ проходит без проблем. В результате в горелку поступает больше газа, нарушая баланс смешивания топлива.
Желтый
Желтый оттенок огня также может указывать на препятствие поступлению воздуха. В этом случае проверяют, правильно ли установлена заслонка для регулирования подачи кислорода.
При нехватке кислорода горелка может начать коптить и терять нагрев. Исправит ситуацию только ремонт оборудования.
Ярко-желтый цвет огня — показатель установки неподходящего оборудования. К примеру, плита рассчитана на использование пропана, а поступает природный газ. Перед приобретением прибора узнают, для какого типа топлива он предназначен.
Иногда желтый оттенок указывает на неправильное давление в системе подачи топлива. Переход на зимний период сопровождается перенастройкой газорегуляторного оборудования. Самостоятельно измерить давление в сети потребителю сложно, поэтому подают заявку в газораспределительную компанию.
Красный
Красное пламя на газовой плите указывает на повышенное выделение угарного газа. Если колонка стала гореть красным пламенем и затухать без видимых причин, необходимо вызвать специалиста для чистки оборудования.
Причин повышенного выделения угарного газа две: загрязнение горелок и недостаточная вентиляция помещения. Сотрудники газовых служб отмечают, что зачастую жалобы поступают от потребителей, заменивших деревянные окна на пластиковые.
Цветовая характеристика
Излучения различных вызывается электронными переходами. Их еще называют тепловыми. Так, в результате горения углеводородного компонента в воздушной среде, синее пламя обусловлено выделением соединения H-C. А при излучении частичек C-C, факел окрашивается в оранжево-красный цвет.
Трудно рассмотреть строение пламени, химия которого включает соединения воды, углекислого и угарного газа, связь OH. Его языки практически бесцветны, так как вышеуказанные частички при горении выделяют излучения ультрафиолетового и инфракрасного спектра.
Окраска пламени взаимосвязана с температурными показателями, с наличием в нем ионных частиц, которые относятся к определенному эмиссионному или оптическому спектру. Так, горение некоторых элементов приводит к изменению цвета огня в горелке. Отличия в окрашивании факела связаны с расположением элементов в разных группах системы периодической.
Огонь на наличие излучений, относящихся к видимому спектру, изучают спектроскопом. При этом было установлено, что простые вещества из общей подгруппы оказывают и подобное окрашивание пламени. Для наглядности используют горение натрия в качестве теста на данный металл. При внесении его в пламя, языки становятся ярко-желтыми. На основании цветовых характеристик выделяют натриевую линию в эмиссионном спектре.
Для характерно свойство быстрого возбуждения светового излучения атомарных частиц. При внесении труднолетучих соединений таких элементов в огонь горелки Бунзена происходит его окрашивание.
Спектроскопическое исследование показывает характерные линии в области, видимой для глаза человека. Быстрота возбуждения светового излучения и простое спектральное строение тесно взаимосвязаны с высокой электроположительной характеристикой данных металлов.
Приготовление пищи на огне
Существует много разных способов приготовления пищи на костре. Мы рассмотрим лишь некоторые из них.
Шашлык
Это простой вариант готовки продуктов, позволяющий термически обработать пищу при отсутствии специальной посуды.
Для этого способа на тонкие зеленые веточки, заостренные с одной стороны, надеваются небольшие кусочки мяса. Веточки вместе с мясом располагаются над горящими углями и убираются после приготовления. Желательно во время готовки мясо на импровизированных шампурах хоть изредка переворачивать либо располагать между нагретых углей, чтобы дать ему возможность прожариться со всех сторон.
Ветки для шампуров следует срезать с неядовитого растения. Куски мяса не должны быть большие, чтобы прожариться на всю глубину.
Запекание в углях
Это еще один способ, позволяющий обойтись без дополнительной посуды. Таким образом удобнее всего готовить клубни и корни различных растений, например, клубни топинамбура или корни рогоза.
Для запекания сорванные клубни и корни кладутся в тлеющие угли и достаются через некоторое время. Запекание превращает крахмал, содержащийся в этих растениях, в более усвояемую человеческим организмом форму, а значит делает продукт более питательным.
Запекать можно не только растительную пищу, но и мясо, однако для этого потребуется фольга или листья съедобных растений, в которые и будет завернут продукт.
Классический пример запекания картошки в углях показан на видео:
Жарка
Жарить пищу в условиях выживания за неимением ни сковороды, ни другой специальной посуды можно на раскаленных в огне камнях.
Таким образом чаще всего готовят мясные продукты, хотя можно жарить и продукты растительного происхождения.
Для этого продукт, который необходимо пожарить, разрезают на тонкие куски. Эти кусочки раскладывают по всей поверхности разогретого камня одной стороной, а потом переворачивают, чтобы продукт прожарился на всю глубину. На фото показана такая импровизированная сковорода:
При наличии сковороды или другой специализированной посуды, а также животного жира, можно жарить продукты на жиру, растапливая жир в сковороде и опуская в него продукт.
Варка
Варка — это процесс приготовления пищи в кипящей воде.
В отличии от предыдущих способов, для варки понадобится посуда, хотя при большом желании можно кипятить воду, например, в скальном углублении, опуская в него разогретые в костре камни.
Длительная варка позволяет наиболее эффективно продезинфицировать продукт, а также убрать из него часть вредных веществ. Если продукт чист, из него можно сделать суп или бульон. Если же на счет чистоты возникают сомнения, полученный отвар лучше вылить.
Варить суп из зеленой части растений можно в течение пяти минут, бросая зелень прямо в кипяток. Такая обработка способна в некоторых случаях устранить горечь, свойственную многим сырым растениям. Однако слишком длительная термообработка снизит содержание некоторых витаминов, что нежелательно.
Бульон из продуктов животного происхождения варится до получаса: только в этом случае можно в той или иной мере быть уверенным, что все патогенные микроорганизмы были уничтожены, хотя 100% гарантии ни варка, ни другие способы термообработки не дают.
Кроме прочего, варка способна нейтрализовать некоторые токсины, делая продукт съедобным.
Существуют и другие способы приготовления пищи на костре, например, запекание в нагретых камнях и копчение на костровом дыму, но они, как правило более сложны в исполнении.
Цветовая характеристика
Излучения различных вызывается электронными переходами. Их еще называют тепловыми. Так, в результате горения углеводородного компонента в воздушной среде, синее пламя обусловлено выделением соединения H-C. А при излучении частичек C-C, факел окрашивается в оранжево-красный цвет.
Трудно рассмотреть строение пламени, химия которого включает соединения воды, углекислого и угарного газа, связь OH. Его языки практически бесцветны, так как вышеуказанные частички при горении выделяют излучения ультрафиолетового и инфракрасного спектра.
Окраска пламени взаимосвязана с температурными показателями, с наличием в нем ионных частиц, которые относятся к определенному эмиссионному или оптическому спектру. Так, горение некоторых элементов приводит к изменению цвета огня в горелке. Отличия в окрашивании факела связаны с расположением элементов в разных группах системы периодической.
Огонь на наличие излучений, относящихся к видимому спектру, изучают спектроскопом. При этом было установлено, что простые вещества из общей подгруппы оказывают и подобное окрашивание пламени. Для наглядности используют горение натрия в качестве теста на данный металл. При внесении его в пламя, языки становятся ярко-желтыми. На основании цветовых характеристик выделяют натриевую линию в эмиссионном спектре.
Для характерно свойство быстрого возбуждения светового излучения атомарных частиц. При внесении труднолетучих соединений таких элементов в огонь горелки Бунзена происходит его окрашивание.
Спектроскопическое исследование показывает характерные линии в области, видимой для глаза человека. Быстрота возбуждения светового излучения и простое спектральное строение тесно взаимосвязаны с высокой электроположительной характеристикой данных металлов.
С георгиевской лентой
Вечный огонь (рисунок карандашом с георгиевской лентой будет выполнен на основе предыдущей иллюстрации) выполняется поэтапно. Сначала рассматривается процесс выполнения георгиевской ленты, а затем добавляются детали в вечный огонь. Окончательный результат выглядит так:
Пошаговый процесс рисования заключается в выполнении следующих рекомендаций:
- Внизу, по центру рисунка, под вечным огнем нужно нарисовать длинную дугу, которая направлена выпуклостью вниз.
- Затем необходимо добавить короткие дуги справа и слева, длина которых соответствует ширине георгиевской ленточки.
- После этого рисуем нижний край ленты, который должен быть параллелен верхней дуге.
- Далее по слева и справа от центра рисунка нужно добавить дуги, которые являются изгибами георгиевской ленты, располагающиеся на заднем плане.
- Затем необходимо нарисовать «продолжение» правой части ленты, изогнув линии немного вниз так, как это показано на фото.
- Край ленты нужно оформить в виде треугольного выреза при помощи двух отрезков.
- Теперь нужно добавить еще одну дугу справа, и лента станет плоской.
- То же самое, с шага 5 по 7 нужно проделать для левой стороны. Рисунок должен получиться симметричным. Для упрощения можно провести горизонтальные направляющие по линейке, а на них отметить нужные точки и соединить их.
- Теперь осталось нарисовать полосы на ленте. Их будет 3 – сверху, снизу и по центру. Линии черных полос практически горизонтальны, а на боковых изгибах – наклонены вниз. С обратной стороны георгиевскую ленту закрашивать не нужно.
- Белые участки на ленте раскрашивают в оранжевый цвет. Георгиевская лента выполняется только в двуцветном варианте. Толкование этих цветов следующее: черный цвет символизирует дым, а оранжевый – пламя. Эти цвета также используются у Георгия Победоносца на государственном российском гербе. Сама же лента является символом Победы.
- Далее следует добавить детали на вечный огонь: нарисовать такой же контур языков пламени внутри, но меньше размером.
- Возле горелки нарисовать небольшую дугу, а лишние линии стереть ластиком.
- Далее нужно добавить еще один контур внутри пламени и звезды, линии должны располагаться близко к основному контуру, который был нарисован ранее.
- Теперь можно перейти к раскрашиванию вечного огня. Для этого используют красный, оранжевый и желтый карандаши для пламени, простой (графитовый) или черный карандаш для металлической звезды в основании и горелки.
Вечный огонь, изображенный на этом рисунке, можно дополнить надписью «С днем победы», «9 мая» или «1941-1945», тогда он будет более законченным и гармоничным.
Прозрачные и цветные свечи
Совершенно прозрачные и бесцветные, как вода, свечи можно получить следующим образом: 5 частей бесцветного желатина распускают в 20 частях воды, затем прибавляют 25 частей глицерина и нагревают смесь до тех пор, пока не получится прозрачный раствор. К нему добавляют 2 части танина, растворенного при нагревании в 10 частях глицерина. Муть, образующаяся при соединении растворов, скоро исчезает при дальнейшем кипячении смеси. Готовую массу отливают в обыкновенные свечные формы. Получающиеся таким образом свечи горят спокойно, не распространяя никакого неприятного запаха.
Кстати, в глицерине хорошо растворяются многие красители, например, анилиновые, пищевые, чернила для струйных принтеров и даже паста от авторучки. Если не переборщить с краской, получатся свечи с нежными оттенками — морской волны, светло-розовые, лимонно-жёлтые и т.д.
Можно свечи сделать разноцветными, последовательно вливая в форму порции массы различных цветов. Если форму наклонять и поворачивать, пока не застынет очередная порция, получится неповторимое буйство красок.
Ещё больший эффект даёт вливание подкрашенной массы с помощью шприца. Внутри свечи получаются цветные шары или фигуры другой формы, в зависимости от движения иглы шприца.
Так как свечи прозрачны, фитиль также становится элементом дизайна. Можно сплести его из разноцветных нитей, завязать бантиками, макраме, связать миниатюрную варежку или колпак Санта Клауса. Затем подвесить так, чтобы полученная художественная композиция находилась примерно в нижней трети свечи.
В качестве простой формы для свечей можно использовать баночки из-под фотоплёнки — они имеют необходимую коническую форму. После застывания массы нужно взять свечу за фитиль и окунуть в горячую воду. Вдоль стенок масса размягчается, и форма легко сходит со свечи.
Учитывая необычную форму и вид этих свечек, легко предсказать их коммерческий успех. Старайтесь выпустить большие партии к Новому году, партии на фольклорные темы в расчете на туристов. Не забывайте рестораны и кафе, где в качестве освещения или интерьера используются свечи, разработайте для каждого из кафе свою фирменную свечу.
Если вы хотите изготовлять тонкие свечи, то для этого достаточно привязать фитили (кстати, фитили делают из ниток х/б) к дощечке и опустить их в расплавленную массу. Затем поднять, дать застыть массе на фитилях и опять опустить, наращивая на фитили необходимую толщину. Если же будете работать с формами, то изготовляйте свечи самых необычных форм и фигур. Постарайтесь ввести в фитиль ароматические добавки, чтобы при горении от свечи исходили благовонные запахи.
Температура
Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя. Например:
- Температура воспламенения для большинства твёрдых материалов – 300 °С.
- Температура пламени в горящей сигарете – 250-300 °С.
- Температура пламени спички 750-1400 °С; при этом 300 °С – температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800–1000 °С.
- Температура горения пропан-бутана – 800-1970 °С.
- Температура пламени керосина – 800 °С, в среде чистого кислорода – 2000 °С.
- Температура горения бензина – 1300-1400 °С.
- Температура пламени спирта не превышает 900 °С.
- Температура горения магния – 2200 °С; значительная часть излучения в УФ-диапазоне.
Наиболее высокие известные температуры горения:
- дицианоацетилен C4N2 5260 К (4990 °C) в кислороде и до 6000 К (5730 °C) в озоне;
- дициан (CN)2 4525 °C в кислороде.
Так как вода обладает очень большой теплоёмкостью, отсутствие водорода в горючем исключает потери тепла на образование воды и позволяет развить большую температуру.
Температура
Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя. Например:
- Температура воспламенения для большинства твёрдых материалов – 300 °С.
- Температура пламени в горящей сигарете – 250-300 °С.
- Температура пламени спички 750-1400 °С; при этом 300 °С – температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800–1000 °С.
- Температура горения пропан-бутана – 800-1970 °С.
- Температура пламени керосина – 800 °С, в среде чистого кислорода – 2000 °С.
- Температура горения бензина – 1300-1400 °С.
- Температура пламени спирта не превышает 900 °С.
- Температура горения магния – 2200 °С; значительная часть излучения в УФ-диапазоне.
Наиболее высокие известные температуры горения:
- дицианоацетилен C4N2 5260 К (4990 °C) в кислороде и до 6000 К (5730 °C) в озоне;
- дициан (CN)2 4525 °C в кислороде.
Так как вода обладает очень большой теплоёмкостью, отсутствие водорода в горючем исключает потери тепла на образование воды и позволяет развить большую температуру.
Классификация пламени
Классифицируют свечение огня следующим образом.
- По восприятию визуальному: цветные, прозрачные, коптящие.
- По высоте: короткие и длинные.
- По скорости распространения: быстрые и медленные.
- По температурному показателю: высокотемпературные, низкотемпературные, холодные.
- По характеру перемещения среды реакционной: пульсирующие, турбулентные, ламинарные.
- По состоянию горючей среды: предварительно перемешанные и диффузионные.
- По излучению: бесцветные, окрашенные, светящиеся.
- По агрегатному состоянию горючих веществ: пламя аэродисперсных и твёрдых реагентов, жидких и газообразных.
В диффузном ламинарном пламени выделяют три оболочки (зоны). Внутри конуса пламени существует:
- зона тёмная, где нет горения из-за малого количества окислителя — 300−350 градусов;
- зона светящаяся, где осуществляется термическое разложение горючего и оно сгорает частично — 500−800 градусов;
- зона слегка светящаяся, где окончательно сгорают продукты разложения горючего и достигается максимальный температурный показатель в 900−1500 градусов.
Температурный параметр пламени зависит от интенсивности подвода окислителя и природы горючего вещества. Пламя распространяется по предварительно перемешанной среде. Происходит распространение по нормали от каждой точки фронта к поверхности пламени.
По реально существующим смесям газовоздушным распространение всегда осложнено возмущающими внешними воздействиями, которые обусловлены трением, конвективными потоками, силами тяжести и прочими факторами.
Именно из-за этого реальная скорость распространения от нормальной всегда отличается. В зависимости от того, какой характер носит скорость распространения, различают такие диапазоны:
- При горении детонационном — более 1000 метров в секунду.
- При взрывном — 300−1000.
- При дефлаграционном — до 100.
Горение свечи
Горение свечи подобно горению спички или зажигалки. А строение пламени свечи напоминает раскаленный газовый поток, который вытягивается вверх за счет выталкивающих сил. Процесс начинается с нагревания фитиля, за которым следует испарение парафина.
Самую нижнюю зону, находящуюся внутри и прилегающую к нити, называют первой областью. Она обладает небольшим свечением из-за большого количества топлива, но малого объема кислородной смеси. Здесь осуществляется процесс неполного сгорания веществ с выделением который в дальнейшем окисляется.
Первую зону окружает светящаяся вторая оболочка, характеризующая строение пламени свечи. В нее поступает больший кислородный объем, что обуславливает продолжение окислительной реакции с участием топливных молекул. Температурные показатели здесь будут выше, чем в темной зоне, но недостаточные для конечного разложения. Именно в первых двух областях при сильном нагревании капелек несгоревшего топлива и угольных частичек появляется светящийся эффект.
Вторая зона окружена слабозаметной оболочкой с высокими температурными значениями. В нее заходит много кислородных молекул, что способствует полному догоранию топливных частичек. После окисления веществ, в третьей зоне светящийся эффект не наблюдается.
Пламя свечи
Пламя, которое каждый человек может наблюдать при горении свечи, спички или зажигалки, представляет из себя поток раскалённых газов, которые вытягиваются вертикально вверх, благодаря силе Архимеда. Фитиль свечи вначале нагревается и начинает испаряться парафин. Для самой нижней части характерно небольшое свечение синего цвета — там мало кислорода и много топлива. Именно из-за этого топливо не полностью сгорает и образуется оксид углерода, который при окислении на самом крае конуса пламени ему придаёт синий цвет.
За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода. Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт. Но для полного сгорания топлива этого недостаточно. Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки. Они светятся из-за сильного нагревания. А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся. В самом верху наибольшая концентрация кислорода. Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают. Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.
Температурные показатели
Каждая зона огня свечи или горелки имеет свои значения, обусловленные поступлением кислородным молекул. Температура открытого пламени в разных его частях колеблется от 300 °C до 1600 °C.
Примером служит пламя диффузионное и ламинарное, которое образовано тремя оболочками. Конус его состоит из темного участка с температурой до 360 °C и недостатком окисляющего вещества. Над ним располагается зона свечения. Ее температурный показатель колеблется от 550 до 850 °C, что способствует разложению термическому горючей смеси и ее горению.
Внешняя область едва заметная. В ней температура пламени доходит до 1560 °C, что обусловлено природными характеристиками топливных молекул и быстротой поступления окисляющего вещества. Здесь горение наиболее энергичное.
Вещества воспламеняются при разных температурных условиях. Так, металлический магний горит только при 2210 °С. Для многих твердых веществ температура пламени около 350 °С. Возгорание спичек и керосина возможно при 800 °С, тогда как древесины — от 850 °С до 950 °С.
Сигарета горит пламенем, температура которого варьируется от 690 до 790 °С, а в пропан-бутановой смеси — от 790 °С до 1960 °С. Бензин воспламеняется при 1350 °С. Пламя горения спирта имеет температуру не более 900 °С.