Liepsna: struktūra, aprašymas, schema, temperatūra

Degimo procese susidaro liepsna, kurios struktūra yra susijusi su reaguojančiomis medžiagomis. Jo struktūra yra padalinta į regionus, priklausomai nuo temperatūros indeksų.

Apibrėžimas

Liepsnos yra dujos, kurios yra kaitinamosios spinduliuotės formos, kuriose yra plazmos arba kieto dispersinio pavidalo medžiagų komponentai. Jų metu atliekamos fizinės ir cheminės transformacijos, kartu su švytėjimas, šilumos energijos išleidimas ir šildymas.

Jono ir radikalų dalelių buvimas dujinėje terpėje charakterizuoja jo elektrinį laidumą ir specialų elgesį elektromagnetiniame lauke.

Kokios liepsnos

Paprastai taip vadinami vadinamieji degimo procesai. Palyginti su oru, dujų tankis yra mažesnis, tačiau dėl aukštų temperatūrų indeksų padidėja dujų kiekis. Taigi susidaro liepsnos, kurios yra ilgos ir trumpos. Dažnai yra sklandus vienos formos perėjimas į kitą.

Liepsna: struktūra ir struktūra

Norint nustatyti aprašyto reiškinio išvaizdą, pakanka įjungti dujų degiklį. Neatrodo šviesos liepsna negali būti vadinama vienalytine. Vizualiai galima išskirti tris pagrindines sritis. Beje, liepsnos struktūros tyrimas rodo, kad įvairios medžiagos degina, susidarius kitokio tipo degikliui.

Kai mišinys sudeginamas iš dujų ir oro, susidaro trumpoji liepsna, kurios spalva yra mėlyna ir violetinė. Jis žiūri per šerdį - žalia-mėlyna, kaip kūgis. Apsvarstykite šią liepsną. Jos struktūra suskirstyta į tris zonas:

1. Parenkamas paruošiamasis regionas, kuriame mišinys kaitinamas iš dujų ir oro, nes jis palieka degiklio angą.
2. Po to seka zona, kurioje vyksta deginimas. Jis užima kūgio viršūnę.
3. Kai oro srautas trūksta, dujos visiškai neužsidega. Anglies išsiskyrė iš dvivalentių oksidų ir vandenilio likučių. Jų deginimas vyksta trečioje srityje, kurioje yra deguonies prieiga.

Dabar pagalvokime atskirai apie skirtingus degimo procesus.

Degimo žvakės

Žvakių deginimas yra kaip deginimas ar žiebtuvėlis. Ir žvakių liepsnos struktūra primena žėrinčią dujų srovę, kurią traukia ištraukiama jėga. Procesas prasideda kaitinant daktį, po to parafinas išgarinamas.

Mažiausia zona, esanti viduje ir šalia kaitinimo siūlelio, vadinama pirmuoju regionu. Dėl mažo degalų kiekio jis turi nedidelį mėlyną spalvą, bet mažą deguonies mišinio kiekį. Čia neužbaigto medžiagų degimo procesas atliekamas išleidžiant anglies monoksidą, kuris vėliau oksiduojamas.

Pirmoji zona yra apsupta šviesos antrojo korpuso, kuris apibūdina žvakių liepsnos struktūrą. Jis gauna didesnį deguonies kiekį, o tai lemia oksidacinės reakcijos, apimančios kuro molekules, tęsimą. Čia temperatūros indeksai bus didesni nei tamsioje zonoje, tačiau jų nepakanka galutiniam skaidymui. Pirmaisiais dviem regionais, kai stipriai kaitinama nesudegusio kuro ir anglis dalelių lašeliai, atsiranda šviesos efektas.

Antroji zona yra apsupta silpnai pastebimo korpuso su aukšta temperatūra. Tai apima daug deguonies molekulių, kurios prisideda prie visiško kuro dalelių išdegimo. Po medžiagų oksidacijos trečiojoje zonoje šviesos poveikis nepastebimas.

Schemos reprezentacija

Aiškumo dėlei mes atkreipiame Jūsų dėmesį į deginamą žvakių vaizdą. Liepsnos diagrama apima:

1. Pirmoji arba tamsi zona.
2. Antras žėrintis zona.
3. Trečias skaidrus apvalkalas.

Žvakės gija neužsidega, tačiau susidaro tik išlenktas galas.

Dvasios lempos deginimas

Cheminiams eksperimentams dažnai naudojami nedideli alkoholio rezervuarai. Jie vadinami spiritu. Degiklio lankas yra impregnuotas skysčiu, užpildytu per skylę. Tai lengvina kapiliarinis slėgis. Kai pasiekiamas begalinis riešo galas, alkoholis pradeda išgaruoti. Garų būsenoje jis užsidega ir deginamas ne aukštesnėje kaip 900 ° C temperatūroje.

Dvasios lempos liepsna yra įprastos formos, beveik bespalvė, su švelniu mėlynos spalvos atspalviu. Jo zonos nėra taip aiškiai matomos kaip žvakė.

Alkoholio degiklyje, pavadintame mokslininko Barthelio vardu, ugnies pradžia yra virš deglo gaubto tinklelio. Toks liepsnos įsiskverbimas lemia vidinio tamsaus kūgio sumažėjimą, o vidinė sekcija, kuri laikoma šilčiausi, atsiranda iš skylės.

Spalvų charakteristika

Skirtingų liepsnos spalvų spinduliavimas yra sukeltas elektroninių perėjimų. Jie taip pat vadinami terminiais. Taigi, dėl degimo angliavandenilio komponente ore, mėlyna liepsna atsiranda dėl HC junginio išsiskyrimo. Kai išmetamos CK dalelės, degiklis yra nudažytas oranžinės spalvos.

Sunku išnagrinėti liepsnos struktūrą, kurios chemija apima vandens junginius, anglies dioksidą ir anglies monoksidą, OH jungtį. Jos kalbos yra beveik bespalvės, nes pirmiau minėtos dalelės degimo metu išskiria ultravioletinę ir infraraudonąją spinduliuotę.

Liepsnos spalva yra tarpusavyje susijusi su temperatūros indeksais, joje esančiomis joninėmis dalelėmis, priklausančiomis tam tikroms emisijoms arba optiniam spektrui. Taigi kai kurių elementų deginimas sukelia ugnies spalvos pasikeitimą degiklyje. Degiklio spalvos skirtumai yra susiję su elementų išdėstymu skirtingose periodinės sistemos grupėse.

Spinduliuotės spinduliuotės, susijusios su regimuoju spektru, gaisras tiriamas spektroskopu. Nustatyta, kad paprastos bendrosios pogrupio medžiagos taip pat veikia liepsnos spalvą. Siekiant aiškumo, naudojamas natrio deginimas kaip šio metalo bandymas. Pridedant jį prie liepsnos liežuviai tampa ryškiai geltoni. Atsižvelgiant į spalvų charakteristikas, teršalų spektras išleidžia natrio liniją.

Šarminiams metalams būdingas greito šviesos spinduliavimo iš atominių dalelių sužadinimas. Įvedant tokius elementus, tokius neputojančius junginius, į ugnį Bunseno degiklio, jis dėmės.

Spectroscopic tyrimas rodo būdingas linijas regione matomas žmogaus akis. Šviesos spinduliuotės sužadinimo greitis ir paprastoji spektrinė struktūra yra glaudžiai tarpusavyje susiję su didelėmis šių metalų elektropositinėmis charakteristikomis.

Funkcija

Liepsnos klasifikacija grindžiama šiomis charakteristikomis:

• Sudėtinių degimo produktų junginių būklė. Jos yra dujinės, aerodispersinės, kietos ir skystos formos;
• Spinduliuotės tipas, kuris gali būti bespalvis, šviesus ir spalvotas;
• Paskirstymo greitis. Yra greitas ir lėtas plitimas;
• Liepsnos aukštis. Struktūra gali būti trumpalaikė ir ilga;
• Reaktyviųjų mišinių judėjimo pobūdis. Jie išskiria pulsuojantį, laminarinį, turbulentinį judėjimą;
• Vizualinis suvokimas. Medžiagos sudeginamos, išsiskyrus dūminę, spalvotą ar skaidrią liepsną;
• Temperatūros indeksas. Liepsna gali būti žemos temperatūros, šalta ir aukšta temperatūra.
• Kuro fazinis būklė - oksiduojantis reagentas.

Deginimas vyksta dėl difuzijos arba iš anksto sumaišant aktyviuosius komponentus.

Oksidacijos ir redukcijos plotas

Oksidacijos procesas vyksta silpnai matomoje zonoje. Tai karščiausias ir yra viršuje. Jame kuro dalelės yra visiškai deginamos. O deguonies perteklius ir degalų defektas sukelia intensyvų oksidacijos procesą. Ši funkcija turėtų būti naudojama, kai objektai yra šildomi virš degiklio. Štai kodėl medžiaga panardinama į viršutinę liepsnos dalį. Šis degimas vyksta daug greičiau.

Reabilitacijos reakcijos vyksta centrinėje ir apatinėje liepsnos dalyje. Jame yra didelis degių medžiagų kiekis ir nedidelis O ₂ molekulių kiekis, kuris atlieka deginimą. Kai į šiuos regionus įvedami deguonies junginiai, elementas O atskiriamas.

Kaip mažinančios liepsnos pavyzdys, naudojamas divalentinio sulfato geležies dalijimo procesas. Kai FeSO ₄ patenka į centrinę degiklio dalį, ji pirmiausia šildo, tada suskaidoma į trivalenį geležies oksidą, anhidridą ir sieros dioksidą. Šioje reakcijoje pastebimas S sumažėjimas, kurio įkrova yra +6 iki +4.

Suvirinimo liepsna

Šio tipo ugnis formuojamas dėl degimo mišinyje iš dujų ar garų iš skysčio su grynu oru deguonies.

Pavyzdys yra deguonies-acetileno liepsnos susidarymas. Tai išskiria:

• Pagrindinė zona;
• Vidutinis atkūrimo plotas;
• Bėgančio krašto zona.

Tiek daug deguonies ir deguonies mišinių degina. Acetileno ir oksidatoriaus santykio skirtumai lemia skirtingus liepsnos tipus. Tai gali būti normalus, carburizing (acetylenic) ir oksidacinė struktūra.

Teoriškai acetileno grynojo deguonies neišsami procesą galima apibūdinti tokia lygtimi: HCCH + O ₂ → H ₂ + CO + CO (reakcijai reikalingas vienas molinis O ₂₎ .

Gautas molekulinis vandenilis ir anglies monoksidas reaguoja su oro deguonimi. Galutiniai produktai yra vandens ir tetravalenčio anglies oksido. Lygtis yra tokia: CO + CO + H ₂ + 1½O ₂ → CO ₂ + CO ₂ + H ₂ O. Ši reakcija reikalauja 1,5 molių deguonies. Kai įpilama O2, 2,5 molių sunaudojama 1 moliui HCCH. Kadangi praktiškai sunku rasti idealiai gryno deguonies (dažnai jis mažai užterštas priemaišomis), santykis O ₂ su HCCH bus nuo 1,10 iki 1,20.

Kai deguonies ir acetileno santykis yra mažesnis nei 1,10, atsiranda carburizing liepsna. Jos struktūra yra išsiplėtusi, jos kontūrai tampa neaiškūs. Iš tokio ugnies atsiranda suodžių dėl deguonies molekulių trūkumo.

Jei dujų santykis yra didesnis nei 1,20, gaunama oksiduojanti liepsna su deguonies pertekliumi. Jo perteklinės molekulės sunaikina geležies atomus ir kitus plieno degiklio komponentus. Tokioje liepsnoje branduolinė dalis tampa trumpa ir turi aštrus taškus.

Temperatūros rodmenys

Kiekviena žvakių liepsnos ar degiklio zona turi savo vertes dėl deguonies molekulių atvykimo. Atviros ugnies temperatūra skiriasi nuo 300 ° C iki 1600 ° C.

Pavyzdys yra difuzijos ir laminarinė liepsna, kurią sudaro trys korpusai. Jo kūgis susideda iš tamsios sekcijos su temperatūra iki 360 ° C ir trūksta oksiduojančios medžiagos. Virš jo yra švytėjimo zona. Jo temperatūros diapazonas svyruoja nuo 550 iki 850 ° C, o tai prisideda prie terminio degalų mišinio skaidymo ir jo degimo.

Išorinis sritis yra vos pastebimas. Jame liepsnos temperatūra siekia 1560 ° C, tai yra dėl natūralių degalų molekulių charakteristikų ir greičio, kuriuo patenka oksidatorius. Čia deginimas yra labiausiai energingas.

Medžiagos užsidega esant skirtingoms temperatūros sąlygoms. Taigi, metalinis magnis degina tik 2210 ° C temperatūroje. Daugeliui kietųjų medžiagų liepsnos temperatūra yra apie 350 ° C. Židinių ir žibalo gaisras galima 800 ° C temperatūroje, o mediena - nuo 850 ° C iki 950 ° C.

Cigaretė degina liepsna, kurios temperatūra svyruoja nuo 690 iki 790 ° C, o propan-butano mišinyje - nuo 790 ° C iki 1960 ° C. Benzinas užsidega 1350 ° C temperatūroje. Degimo degimo liepsnos temperatūra ne didesnė kaip 900 ° C.