Sa proseso ng pagkasunog, isang apoy ang nabuo, ang istraktura nito ay dahil sa mga tumutugon na sangkap. Ang istraktura nito ay nahahati sa mga rehiyon depende sa mga indicator ng temperatura.
Definition
Ang apoy ay tinatawag na mga mainit na gas, kung saan ang mga bahagi o sangkap ng plasma ay naroroon sa isang solidong dispersed na anyo. Nagsasagawa sila ng mga pagbabagong anyo ng pisikal at kemikal na uri, na sinamahan ng luminescence, pagpapalabas ng thermal energy at pag-init.
Ang pagkakaroon ng mga ionic at radical na particle sa isang gaseous medium ay nagpapakilala sa electrical conductivity at espesyal na pag-uugali nito sa isang electromagnetic field.
Ano ang apoy
Karaniwang ito ang pangalan ng mga prosesong nauugnay sa pagkasunog. Kung ikukumpara sa hangin, mas mababa ang density ng gas, ngunit ang mataas na temperatura ay nagiging sanhi ng pagtaas ng gas. Ito ay kung paano nabuo ang mga apoy, na mahaba at maikli. Kadalasan mayroong isang maayos na paglipat mula sa isang anyo patungo sa isa pa.
Alab: istraktura at istraktura
Upang matukoy ang hitsura ng inilarawan na kababalaghan, sapat na upang sindihan ang isang gas burner. Ang nagresultang non-luminous flame ay hindi matatawag na homogenous. Biswal, mayroong tatlopangunahing mga lugar. Sa pamamagitan ng paraan, ang pag-aaral ng istraktura ng apoy ay nagpapakita na ang iba't ibang mga sangkap ay nasusunog sa pagbuo ng ibang uri ng sulo.
Kapag nasusunog ang pinaghalong gas at hangin, isang maikling tanglaw ang unang nabubuo, na ang kulay nito ay may mga kulay asul at lila. Ang core ay makikita sa loob nito - berde-asul, na kahawig ng isang kono. Isaalang-alang ang apoy na ito. Ang istraktura nito ay nahahati sa tatlong zone:
- Paghiwalayin ang lugar ng paghahanda kung saan pinainit ang pinaghalong gas at hangin habang lumalabas ito sa butas ng burner.
- Ito ay sinusundan ng zone kung saan nagaganap ang pagkasunog. Inokupa niya ang tuktok ng kono.
- Kapag kulang ang daloy ng hangin, hindi ganap na nasusunog ang gas. Ang divalent carbon oxide at hydrogen residues ay inilabas. Ang kanilang afterburning ay nagaganap sa ikatlong bahagi, kung saan mayroong oxygen access.
Ngayon, isaalang-alang natin ang iba't ibang proseso ng pagkasunog nang hiwalay.
Pagsindi ng kandila
Ang pagsunog ng kandila ay parang pagsunog ng posporo o lighter. At ang istraktura ng apoy ng kandila ay kahawig ng isang mainit na stream ng gas, na hinila pataas dahil sa mga puwersang buoyant. Ang proseso ay nagsisimula sa pag-init ng mitsa, na sinusundan ng pagsingaw ng paraffin.
Ang pinakamababang zone sa loob at katabi ng thread ay tinatawag na unang rehiyon. Mayroon itong bahagyang asul na glow dahil sa malaking halaga ng gasolina, ngunit ang maliit na dami ng pinaghalong oxygen. Dito, ang proseso ng hindi kumpletong pagkasunog ng mga sangkap ay isinasagawa sa pagpapalabas ng carbon monoxide, na higit na na-oxidize.
Unang zonenapapalibutan ng isang makinang na pangalawang shell, na nagpapakilala sa istraktura ng apoy ng kandila. Ang isang mas malaking dami ng oxygen ay pumapasok dito, na nagiging sanhi ng pagpapatuloy ng reaksyon ng oxidative sa pakikilahok ng mga molekula ng gasolina. Ang mga indicator ng temperatura dito ay magiging mas mataas kaysa sa dark zone, ngunit hindi sapat para sa panghuling agnas. Nasa unang dalawang bahagi na lumilitaw ang isang maliwanag na epekto kapag ang mga patak ng hindi pa nasusunog na gasolina at mga particle ng karbon ay malakas na pinainit.
Ang pangalawang zone ay napapalibutan ng banayad na shell na may mataas na temperatura. Maraming mga molekula ng oxygen ang pumapasok dito, na nag-aambag sa kumpletong pagkasunog ng mga particle ng gasolina. Matapos ma-oxidize ang mga substance, hindi na mapapansin ang maliwanag na epekto sa ikatlong zone.
Eskematiko
Para sa kalinawan, ipinakita namin sa iyong atensyon ang larawan ng nagniningas na kandila. Kasama sa pattern ng apoy ang:
- Una o madilim na lugar.
- Ikalawang maliwanag na sona.
- Ikatlong transparent na shell.
Hindi nasusunog ang sinulid ng kandila, ngunit ang pagkasunog lamang ng baluktot na dulo ang nangyayari.
Nasusunog na spirit lamp
Maliliit na tangke ng alak ay kadalasang ginagamit para sa mga eksperimento sa kemikal. Ang mga ito ay tinatawag na mga lampara ng alkohol. Ang mitsa ng burner ay pinapagbinhi ng likidong gasolina na ibinuhos sa butas. Ito ay pinadali ng presyon ng capillary. Sa pag-abot sa libreng tuktok ng mitsa, ang alkohol ay nagsisimulang sumingaw. Sa estado ng singaw, ito ay sinusunog at nasusunog sa temperatura na hindi hihigit sa 900 ° C.
Ang apoy ng spirit lamp ay may normal na hugis, ito ay halos walang kulay, na may bahagyang tintasul. Ang mga zone nito ay hindi malinaw na nakikita gaya ng sa isang kandila.
Sa alcohol burner, na pinangalanan sa scientist na si Bartel, ang simula ng apoy ay matatagpuan sa itaas ng incandescent grid ng burner. Ang paglalim na ito ng apoy ay humahantong sa pagbaba sa panloob na madilim na kono, at ang gitnang seksyon ay lumalabas sa butas, na itinuturing na pinakamainit.
Katangian ng kulay
Mga paglabas ng iba't ibang kulay ng apoy, na dulot ng mga electronic transition. Tinatawag din silang thermal. Kaya, bilang resulta ng pagkasunog ng sangkap na hydrocarbon sa hangin, ang asul na apoy ay dahil sa paglabas ng H-C compound. At kapag naglalabas ng mga particle ng C-C, nagiging orange-red ang tanglaw.
Mahirap makita ang istraktura ng apoy, ang chemistry nito ay kinabibilangan ng mga compound ng tubig, carbon dioxide at carbon monoxide, ang OH bond. Ang mga dila nito ay halos walang kulay, dahil ang mga particle sa itaas ay naglalabas ng ultraviolet at infrared radiation kapag sinunog.
Ang kulay ng apoy ay magkakaugnay sa mga tagapagpahiwatig ng temperatura, na may presensya ng mga ionic na particle sa loob nito, na nabibilang sa isang partikular na emission o optical spectrum. Kaya, ang pagkasunog ng ilang elemento ay humahantong sa pagbabago sa kulay ng apoy sa burner. Ang mga pagkakaiba sa pangkulay ng tanglaw ay nauugnay sa pagsasaayos ng mga elemento sa iba't ibang grupo ng periodic system.
Sunog para sa pagkakaroon ng radiation na nauugnay sa nakikitang spectrum, pag-aralan ang spectroscope. Kasabay nito, natagpuan na ang mga simpleng sangkap mula sa pangkalahatang subgroup ay mayroon ding katulad na kulay ng apoy. Para sa kalinawan, ang sodium combustion ay ginagamit bilang isang pagsubok para ditometal. Kapag dinala sa apoy, ang mga dila ay nagiging maliwanag na dilaw. Batay sa mga katangian ng kulay, ang sodium line ay nakahiwalay sa emission spectrum.
Ang
Alkali metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-aari ng mabilis na paggulo ng liwanag na radiation ng mga atomic na particle. Kapag ang mga low-volatile compound ng naturang mga elemento ay ipinasok sa apoy ng isang Bunsen burner, ito ay may kulay.
Spectroscopic examination ay nagpapakita ng mga katangiang linya sa lugar na nakikita ng mata ng tao. Ang bilis ng excitement ng light radiation at ang simpleng spectral na istraktura ay malapit na nauugnay sa mataas na electropositive na katangian ng mga metal na ito.
Katangian
Ang pag-uuri ng apoy ay batay sa mga sumusunod na katangian:
- pinagsama-samang estado ng mga nasusunog na compound. Ang mga ito ay may gas, aerodispersed, solid at likidong anyo;
- isang uri ng radiation na maaaring walang kulay, maliwanag at may kulay;
- bilis ng pamamahagi. Mayroong mabilis at mabagal na pagkalat;
- taas ng apoy. Maaaring maikli o mahaba ang istraktura;
- character ng paggalaw ng mga tumutugon na mixture. Ilaan ang pumipintig, laminar, magulong paggalaw;
- visual perception. Nasusunog ang mga sangkap na may umuusok, kulay o transparent na apoy;
- tagapagpahiwatig ng temperatura. Ang apoy ay maaaring mababa ang temperatura, malamig at mataas na temperatura.
- estado ng phase fuel - oxidizing agent.
Nangyayari ang pag-aapoy bilang resulta ng diffusion o pre-mixing ng mga aktibong sangkap.
Rehiyon ng oksihenasyon at pagbabawas
Ang proseso ng oksihenasyon ay nagaganap sa isang hindi nakikitang sona. Siya ang pinakamainit at matatagpuan sa tuktok. Sa loob nito, ang mga particle ng gasolina ay sumasailalim sa kumpletong pagkasunog. At ang pagkakaroon ng labis na oxygen at kakulangan sa gasolina ay humahantong sa isang masinsinang proseso ng oksihenasyon. Ang tampok na ito ay dapat gamitin kapag nagpapainit ng mga bagay sa ibabaw ng burner. Iyon ang dahilan kung bakit ang sangkap ay nahuhulog sa itaas na bahagi ng apoy. Ang ganitong pagkasunog ay nagpapatuloy nang mas mabilis.
Ang mga reduction na reaksyon ay nagaganap sa gitna at ibabang bahagi ng apoy. Naglalaman ito ng malaking supply ng mga nasusunog na substance at isang maliit na halaga ng O2 molecules na nagsasagawa ng combustion. Kapag ang mga compound na naglalaman ng oxygen ay ipinasok sa mga lugar na ito, ang elementong O ay nahati.
Ang proseso ng paghahati ng ferrous sulfate ay ginagamit bilang isang halimbawa ng pagbabawas ng apoy. Kapag nakapasok ang FeSO4 sa gitnang bahagi ng apoy ng burner, umiinit muna ito at pagkatapos ay nabubulok sa ferric oxide, anhydride at sulfur dioxide. Sa reaksyong ito, ang pagbawas ng S na may singil mula +6 hanggang +4 ay sinusunod.
Welding flame
Ang ganitong uri ng apoy ay nabuo bilang resulta ng pagkasunog ng pinaghalong gas o likidong singaw na may oxygen sa malinis na hangin.
Ang isang halimbawa ay ang pagbuo ng isang oxy-acetylene flame. Itinatampok nito ang:
- core zone;
- medium recovery area;
- flare end zone.
Napakaraming nasusunogpinaghalong gas-oxygen. Ang mga pagkakaiba sa ratio ng acetylene at oxidizer ay humantong sa ibang uri ng apoy. Maaari itong maging normal, carburizing (acetylenic) at oxidizing structure.
Theoretically, ang proseso ng hindi kumpletong pagkasunog ng acetylene sa purong oxygen ay maaaring mailalarawan ng sumusunod na equation: HCCH + O2 → H2+ CO +CO (ang reaksyon ay nangangailangan ng isang mole ng O2).
Ang nagreresultang molecular hydrogen at carbon monoxide ay tumutugon sa air oxygen. Ang mga huling produkto ay tubig at tetravalent carbon monoxide. Ganito ang hitsura ng equation: CO + CO + H2 + 1½O2 → CO2 + CO2 +H2O. Ang reaksyong ito ay nangangailangan ng 1.5 moles ng oxygen. Kung susumahin ang O2, lumalabas na 2.5 mol ang ginagastos sa 1 mol ng HCCH. At dahil sa pagsasagawa, mahirap makahanap ng perpektong purong oxygen (kadalasan ay may kaunting kontaminasyon ito ng mga impurities), ang ratio ng O2 sa HCCH ay magiging 1.10 hanggang 1.20.
Kapag ang ratio ng oxygen sa acetylene ay mas mababa sa 1.10, nangyayari ang isang carburizing flame. Ang istraktura nito ay may pinalaki na core, ang mga balangkas nito ay nagiging malabo. Ang soot ay ibinubuga mula sa naturang apoy, dahil sa kakulangan ng mga molekula ng oxygen.
Kung ang ratio ng mga gas ay mas malaki sa 1, 20, kung gayon ang isang oxidizing flame na may labis na oxygen ay makukuha. Ang mga sobrang molekula nito ay sumisira sa mga atomo ng bakal at iba pang bahagi ng steel burner. Sa gayong apoy, ang bahaging nuklear ay nagiging maikli at matulis.
Mga pagbabasa sa temperatura
Ang bawat kandila o burner fire zone ay mayroonang kanilang mga halaga dahil sa supply ng mga molekula ng oxygen. Ang temperatura ng bukas na apoy sa iba't ibang bahagi nito ay mula 300 °C hanggang 1600 °C.
Ang isang halimbawa ay isang diffusion at laminar flame, na nabuo sa pamamagitan ng tatlong shell. Ang kono nito ay binubuo ng isang madilim na lugar na may temperatura na hanggang 360 ° C at isang kakulangan ng isang ahente ng oxidizing. Sa itaas nito ay isang glow zone. Ang indicator ng temperatura nito ay mula 550 hanggang 850 ° C, na nag-aambag sa pagkabulok ng thermal combustible mixture at pagkasunog nito.
Ang panlabas na bahagi ay halos hindi nakikita. Sa loob nito, ang temperatura ng apoy ay umabot sa 1560 ° C, na dahil sa mga likas na katangian ng mga molekula ng gasolina at ang bilis ng pagpasok ng ahente ng oxidizing. Dito pinakamalakas ang pagkasunog.
Nag-aapoy ang mga sangkap sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng temperatura. Kaya, ang metallic magnesium ay nasusunog lamang sa 2210 °C. Para sa maraming solido, ang temperatura ng apoy ay humigit-kumulang 350°C. Ang posporo at kerosene ay maaaring mag-apoy sa 800°C, habang ang kahoy ay maaaring mag-apoy mula 850°C hanggang 950°C.
Ang isang sigarilyo ay nasusunog na may apoy na ang temperatura ay nag-iiba mula 690 hanggang 790 °C, at sa isang pinaghalong propane-butane mula 790 °C hanggang 1960 °C. Ang gasolina ay nagniningas sa 1350°C. Ang apoy ng nasusunog na alak ay may temperatura na hindi hihigit sa 900 ° C.
