ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ПЛАМЯ СМЕСЕЙ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ С КИСЛОРОДОМ Горение и химические свойства пламени из "Газовая сварка и резка металлов Изд.2 " Горением называется быстро совершающаяся реакция, сопровождаемая столь большим выделением теплоты, что образующиеся при этом газы нагреваются до температуры их свечения [VII.1]. [c.115] Большинство реакций горения протекает в результате соедН нения различных твердых, жидких и газообразных веществ с кислородом. Применительно к металлам такой процесс горения более правильно называть интенсивным окислением. [c.115] Однако многие металлы могут гореть не только в кислороде горение может происходить также в хлоре и в фторе медь и железо могут гореть в парах серы, а окись натрия или бария — в углекислом газе. [c.115] Для процессов обработки металлов газовым пламенем представляет интерес горение различных газов и паров жидких горючих в смеси с кислородом или воздухом. Горение газовой смеси начинается с воспламенения ее при какой-то определенной для данных условий те.мпературеПосле того как началось горение дальнейший нагрев газа внешним источником теплоты становится излишним благодаря выделению теплоты в количестве, достаточном для поддержания горения новых порций горючей омеси. Однако, устойчивый процесс горения возможен только тогда, когда выделяющаяся при сгорании газовой смеси теплота оказывается достаточной не только для нагрева еще невоспламенившихся объемов газа, но и для компенсации потерь теплоты в окружающую среду. Так, например, в трубках малых диаметров, и в особенности в капиллярах, где теплоотвод стенками трубки особенно велик (из-за значительной величины отношения площади поверхности канала к объему канала), горение газа невозможно. [c.115] Необходимым условием для горения горючего газа в кислороде или в воздухе является содержание горючего в смеси в определенных пределах, называемых пределами воспламенения (см. табл. 4). [c.116] Скорость распространения пламени или скорость воспламенения зависит в основном от состава газовой смеси, давления, под которым находится газовая смесь и характера пространства, в котором происходит горение, и термо-механических условий на его границе (в случае горения смеси в трубках основным параметром, определяющим эти условия, является диаметр трубки) . Для каждой смеси горючих газов с кислородом существует максимальная скорость воспламенения, соответствующая определенному соотношению смеси кислорода с горючим газом. Избыток кислорода в смеси сверх этого соотношения снижает скорость воспламенения п, не участвуя в горении, яв-.тяется теплоьым балластом процесса. [c.116] Скорость воспламенения зависит также от чистоты горючего газа с увеличением содержания в нем негорючих компонентов скорость воспламенения уменьшается. [c.116] С увеличением давления горючей смеси скорость воспламенения растет. Повышение скорости воспламенения наблюдается также с увеличением диаметра трубки, в которой происходит горение смеси. [c.116] Применяемые для сварки и нагрева металлов горючие газы или пары горючих жидкостей представляют собой преимущественно углеводороды или смеси углеводородов с другими газами, например, с СО или СОг. Из всех горючих газов в чистом виде применяется только водород. [c.116] Формула (У11.2) применима в том случае, если содержание балласта в газе меньше 35%. [c.117] Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют пламя со светящимся ядром, аналогичное строению ацетиленокислородного пламени фиг. 42. Чем больше углеводородов в составе горючего газа, тем резче очерчено светящееся ядро пламени. Кроме ацетилена к горючим газам, имеющим пламя со светящимся ядром, относятся метан, природные газы, пиролизный газ, нефтегаз и др. [c.117] В отличие от углеводородных газов, водородно-кислородное пламя ядра не образует и имеет светложелтый оттенок. Отсутствие светящегося ядра, которое у других горючих газов обусловлено наличием в их составе углерода, делает затруднительной регулировку п амени по внешнему виду. [c.117] Наибольшее распространение в качестве горючего газа длл сварки и нагрева металла получил ацетилен, поэтому в дальнейшем основное внимание будет уделено ацетилено-кислородному пламени. [c.117] По соотношению смеси сварочное пламя принято делить на нормальное, окислительное и науглероживающее. [c.117] В сварочном пламени можно рассматривать три зоны 1) ядро, 2) среднюю зону (восстановительную) и 3) факел (окислительную зону). [c.117] При избытке кислорода ядро пламени приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине и становится менее отчетливым. За счет более энергичного окисления сокращаются также по длине средняя зона и факел пламени (фиг. 42, в). Окислительное пламя имеет голубоватый оттенок и горит с шумом, степень которого зависит от давления кислорода и соотношения газовой смеси в пламени. Чем больше содержание кислорода в смеси, тем с большим шумом горит пламя. Уравнение (П. 11) полного сгорания ацетилена в кислороде характеризует разность между начальным и конечным состояниями процесса горения в целом. [c.118] СО и Нг на один объем ацетилена Va требуется один объем кислорода V,, поступающего из горелки. Пламя с таким составом газовой смеси обычно называется нормальным. Однако практически, благодаря тому, что небольшая часть водорода сгорает в водяной пар за счет кислорода горючей смеси, г также из-за некоторой загрязненности кислорода, нормальное пламя образуется при несколько большем количестве поступающего из горелки кислорода, отвечающим отношению. [c.119] В средней зоне такого пламени присутствует около б—7% О2 и около 5% СО2 (VII.3). Восстановительные свойства этой зоны утрачиваются и она приобретает окислительный характер. [c.119] В средней зоне науглероживающего пламени появляется значительное количество свободного углерода, вследствие чего она становится науглероживающей. [c.119] При большом избытке ацетилена в смеси, свободный углерод присутствует также и в факеле пла.мени. [c.119] Вернуться к основной статье