ms-dynamics.ru

Как сделать круглую горловину

Введение

Представленный материал предназначен для персонала организаций, в которых используются лабораторные горелки.

На станице «Устройство назначение принцип действия и характеристики лабораторных горелок»

В настоящей работе рассмотрены лабораторные спиртовые горелки (далее спиртовки), использующих для нагрева материалов жидкое топливо (этиловый спирт).

Для удобства работы статья разбита на отдельные разделы, к которым можно непосредственно перейти из оглавления.

По всему тексту с правой стороны имеются вертикальные стрелки, щелкнув на которых, можно вернуться в раздел оглавление.

Содержание

Назначение и области применения спиртовок

Спиртовки служат для нагрева материалов изделий в открытом пламени с как сделать круглую горловину не более как сделать круглую горловину и тепловой мощностью не более 170 Вт.

Используется в химических и школьных лабораториях, микробиологических, цитологических, биотехнических лабораториях, медицинских учреждениях а также везде, где требуется применение открытого пламени небольшой тепловой мощности.

Применяются для подогрева и плавления материалов, стерилизации в открытом пламени инструментов, для фламбирования в как сделать круглую горловину, для нагрева небольших лабораторных сосудов (пробирок, колб, тиглей и т.п.) и других подобных термических процессов.

Устройство спиртовок

Спиртовка это горелка, содержащая резервуар для спирта, имеющий крышку, через которую пропущен фитиль, при этом нижний конец фитиля размещен в резервуаре а верхний конец вне его.

Спирт из резервуара поднимается по фитилю за счет капиллярного давления испаряется, когда достигнет выступающей из резервуара верхней части фитиля.

Пары спирта поджигаются и спиртовка горит с температурой пламени не выше 900°Цельсия.

Таким образом в каждой спиртовке имеются две основные части. Это резервуар для спирта и устройство для его сгорания (т.е. собственно сам фитиль и связанные с ним конструктивные элементы).

Фитиль спиртовки

Резервуар для спирта является основной несущей частью спиртовки, а важнейшей и главной ее частью является фитиль, который переносит жидкое топливо (спирт) из резервуара на конец фитиля, где это топливо горит, образуя пламя, которое используется для нагревания.

Способность фитиля переносить спирт в зону горения обеспечивается действием капиллярных сил, которые, в свою очередь, обусловлены эффектами смачиваемости и поверхностного натяжения как сделать круглую горловину капиллярных каналах материала фитиля.

Как сделать круглую горловину фитиль расположен вертикально, спирт поднимается к зоне горения, преодолевая силу тяжести.

Необходимый баланс сил определяется размерами капиллярных каналов материала фитиля.

В верхней части резервуара расположена горловина, через которую пропускается фитиль. Также через горловину спиртовка заправляется жидким топливом.

Так как спиртовка имеет две рабочие зоны, в одной из которых спирт поступает в фитиль, а во второй этот спирт горит, то для того чтобы разделить вышеуказанные рабочие зоны горловина резервуара снабжается крышкой, через которую и пропускается фитиль.

Фитиль пропускается через фитильную трубку, которая является необходимым элементом крышки резервуара, при этом последняя может устанавливаться как внутри горловины, так и вне ее, охватывая последнюю с внешней стороны.

Фитиль должен размешаться в фитильной трубке крышки таким образом, чтобы, с одной стороны, иметь возможность плавно и легко перемещаться в трубке, а с другой стороны, контакт трубки с фитилем должен быть достаточно плотным (т.е.

фитиль должен быть установлен в фитильную трубку с некоторым обжатием).

Установка фитиля в фитильную трубку с некоторым обжатием позволяет, с одной стороны, практически исключить вытекание спирта через фитильную трубку в нештатных ситуациях, т.к.

как сделать круглую горловину

гидродинамическое сопротивление фитильной трубки, плотно заполненной волокнистой массой фитиля, очень велико; с другой стороны, обжатие фитиля не позволяет фитилю самопроизвольно сползти вниз по фитильной трубке при работе спиртовки.

Однако последнее обстоятельство не является важным для спиртовок, имеющих механизмы удержания фитиля в фитильной трубке и перемещения его относительно последней.

Практически во всех указанных выше случаях необходимо стремится к тому, чтобы обжатие фитиля в фитильной трубке было минимальным, так как при увеличении обжатия диаметр капиллярных каналов уменьшается и скорость подъема спирта по фитилю резко падает.

Отличительные характеристики спиртовок

В лабораторной практике применяются спиртовки многочисленных конструкций. Однако все различие между спиртовками можно свести к некоторым основным признакам, которыми являются:

  • ■ материал резервуара (стекло или металл)
  • ■ форма резервуара (круглая или граненая)
  • ■ внутренний объем резервуара
  • ■ материал, толщина фитиля и его форма
  • ■ наличие или отсутствие устройств для регулировки длины выступающей части фитиля

Материал резервуара может как сделать круглую горловину изготовлен из стекла или металла.

Применяется стекло лабораторное толщиной 2 мм и бутылочное толщиной 3 мм. Спиртовки изготовленные из бутылочного стекла более предпочтительны для использования, так как имеют высокую механическую прочность.

В качестве металла для изготовления резервуара спиртовки используются латунь или бронза, поскольку эти металлы при случайном ударе не образуют искр, которые могли бы привести к воспламенению спирта в резервуаре.

По этой же причине и все другие конструктивные элементы спиртовок изготавливаются из материалов не образующих при ударе искру.

Материал как сделать круглую горловину следует выбирать исходя из условий работы спиртовки.

Если спиртовка эксплуатируется в помещениях с твердым полом (каменным или металлическим), то предпочтительно использовать спиртовку с металлическим резервуаром.

Спиртовки со стеклянным корпусом значительно дешевле металлических.

Кроме того при работе спиртовки всегда можно наблюдать за уровнем спирта в резервуаре. Однако стекло -хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе, и поэтому всегда имеется возможность разрушения резервуара спиртовки при падении на твердый пол, что как сделать круглую горловину вызвать разлив горящего спирта.

Поэтому в помещениях с повышенными требованиями по пожарной безопасности применение стеклянных спиртовок не рекомендуется.

Форма резервуара определяет внешний вид спиртовки. Применяются круглые спиртовки (цилиндрической, конусообразной и шаровой формы) и спиртовки, у которых резервуар имеет граненую форму.

Круглые спиртовки имеют наиболее широкое применение.

Граненый корпус (резервуар) позволяет устанавливать спиртовку, как в вертикальном так и в наклонном положении. Наклонное положение удобно при работе с легкоплавкими материалами (например, восками).

Наклонное положение исключает попадание капель воска на фитиль.

Но граненые спиртовки дороже круглых, что иногда следует учитывать.

Внутренний объем резервуара не имеет решающего значения для работы спиртовки.

Скорее этот вопрос надо увязывать с требованиями пожарной безопасности. Внутренний объем резервуара спиртовки надо выбирать таким, чтобы при при ее эксплуатации, как минимум, не требовалось бы вновь заправлять спиртовку в течении одного часа ее работы.

Материал, толщина фитиля и его форма важные элементы для работы спиртовки.

Используются фитили из хлопчатобумажной ткани и асбестового шнура. Наибольшее распространение получили фитили из хлопчатобумажной ткани, так как они дают более стабильное и ровное пламя как сделать круглую горловину сравнению с асбестовыми фитилями, другими недостатками которых являются относительно низкая температура пламени и малый ресурс службы.

Кроме того, при использовании асбестовых фитилей возможно попадание в дыхательные пути волокон асбеста, находящихся в составе этих фитилей, что может привести к повреждению здоровья.

Поэтому, по возможности, избегайте использование для спиртовок асбестовых фитилей.

На рис. 1 показан хлопчатобумажный фитиль для спиртовок.


увеличить

Рис.1 Фитиль хлопчатобумажный

Что касается толщины фитилей, то надо как сделать круглую горловину из того, что чем толще фитиль тем больше топлива он подает в зону его сгорания.

Более толстые фитили дают и более объемное пламя с большей высотой последнего.

В результате тепловая мощность у спиртовок с более как сделать круглую горловину фитилем несколько выше, однако при этом выше и расход спирта. Для большинства лабораторных работ, выполняемых при помощи спиртовок достаточна толщина фитиля не менее 4,8 мм и не более 6,4 мм.


нажми

Рис.2 Баннер фитилей

Более толстые фитили необходимы для выполнения некоторых профессиональных работ, где требуется высокое и объемное пламя.

Желательно в наборе иметь спиртовки с разной толщиной фитиля использовать их в зависимости технологических требований, предъявляемых к выполняемой работе.

Две формы фитилей применяются в спиртовках: круглые (в сечении) фитили и плоские, изготовленные из тканной ленты. Спиртовки с плоскими фитилями применяются для нагрева изделий большой протяженности, например, стеклянных трубок.

Устройство для регулировки размеров выступающей части фитиля обеспечивает большое удобство при работе со спиртовками, так как не требуется каждый раз гасить пламя спиртовки, чтобы отрегулировать параметры пламени (высоту и объем) путем изменения размеров выступающей части фитиля.

Большинство спиртовок последних моделей имеют устройства для регулировки выступающей верхней части фитиля, рекомендуемая величина которой составляет не менее 3 мм и не более 15 мм.

Регулировка выступающей верхней части фитиля может производиться либо перемещением фитильной трубки относительно фитиля, либо, наоборот, перемещением фитиля относительно фитильной трубки.

В первом варианте фитильная трубка выполнена в виде раздвижной системы, состоящей из двух трубчатых элементов, верхний из которых выполнен в как сделать круглую горловину подвижной втулки и установлен на скользящей посадке на другом нижнем неподвижно закрепленном трубчатом элементе.

При перемещении верхнего трубчатого элемента ( вниз или вверх) уменьшается или увеличивается общая длина системы из двух трубок. Поэтому размеры выступающей части фитиля соответственно либо увеличиваются, либо уменьшаются.

Во втором варианте устройство для регулирования как сделать круглую горловину верхней части фитиля выполнено в виде механизма преобразующего вращательное движение в поступательное. Основным элементом этого устройства является зубчатое колесо с заостренными зубьями.

Трубка для фитиля имеет продольный сквозной паз, в который входит небольшой сегмент зубчатого колеса. Высота этого сегмента выбирается таким образом, чтобы зубья как сделать круглую горловину входили в тело фитиля на глубину не более 1-2 мм.

Указанное зубчатое колесо закрепляется неподвижно на валу на одном из концов которого установлена рукоятка. От рукоятки вращательное движение передается зубчатому колесу, которое посредством зубьев, имеющих плотный как сделать круглую горловину с телом фитиля перемещает фитиль вверх или вниз относительно фитильной трубки.

Спиртовки с устройствами регулировки выступающей части фитиля дороже, чем спиртовки без этих устройств.

Однако несколько более высокая цена с лихвой покрывается удобствами для профессиональной работы, которые это устройство обеспечивает.

Масса спиртовок обычно не превышает 0,25 кг, а высота - не более 120 мм.

Сводная классификация спиртовок с учетом вышеприведенных признаков приведена на сайте «Практические рекомендации по выбору спиртовок для лабораторных работ».

Конструкции спиртовок

Рассмотрим на примерах основные конструкции спиртовок.

Рис.3 Спиртовка СЛ-1 1 - резервуар
2 - спирт
3 - фитиль
4 - втулка
5 - колпачок

На рис.

3 изображено устройство стандартной спиртовки CЛ-1.

Эта спиртовка изготовлена из лабораторного стекла толщиной 2мм, имеет круглую форму и хлопчатобумажный фитиль. Устройство для регулировки выступающей части фитиля отсутствует.

Резервуар как сделать круглую горловину заполнен спиртом (поз.2).

Фитиль (поз.3) размещается в спиртовке таким образом, чтобы его нижний конец был в резервуаре, погруженным в спирт, а верхний конец должен быть вне резервуара в открытом воздухе.

Крышка резервуара выполнена в виде втулки (поз.4), которая установлена внутри горловины резервуара, и через осевое отверстие в которой с некоторым обжатием пропущен фитиль.

Спиртовка имеет колпачок (поз.5), который используется как для тушения пламени спиртовки, так и для предотвращения испарения топлива с верхней части фитиля.

Внешний вид этой спиртовки можно увидеть на этом же рисунке, если к нему подвести курсор.


сменить рисунок

Рис.4 Спиртовка 306 1 - резервуар
2 - крышка
3 - трубка
4 - фитиль
5 - втулка
6 - колпачок

На рис.4 показан внешний вид спиртовки мод.306.

Эта спиртовка изготовлена из бутылочного стекла толщиной 3мм, имеет граненую форму и хлопчатобумажный фитиль.

Имеется устройство для регулировки выступающей части фитиля путем перемещения фитильной трубки относительно фитиля.

Резервуар (поз.1) имеет металлическую крышку (поз.2), которая крепится на горловине резервуара с помощью винтовой резьбы. В отверстии крышки закреплена металлическая фитильная трубка (поз.3), через как сделать круглую горловину пропущен фитиль (поз.4).

как сделать круглую горловину

На трубке установлена подвижная втулка (поз.5), посредством которой и осуществляется регулировка выступающей части фитиля. При перемещении втулки вверх выступающая часть фитиля уменьшается, вниз - увеличивается.

Спиртовка имеет колпачок (6), который устанавливается сверху на втулку. В качестве опорной поверхности на рабочем столе может использоваться любая из пяти граней резервуара, что позволяет пользоваться спиртовкой как в вертикальномтак и в наклонном положении.

Одно из наклонных положений этой спиртовки можно увидеть, если к рисунку подвести курсор.

Пламя спиртовки, имеющий граненый резервуар, при установке на различные грани показано на рис.5

Рис.

5 Пламя граненой спиртовки°

На рис.6 показан внешний вид спиртовки мод.304.

Эта спиртовка изготовлена из бутылочного стекла толщиной 3мм, имеет цилиндрическую форму и хлопчатобумажный фитиль. Имеется устройство для регулировки выступающей части фитиля путем перемещения фитиля относительно фитильной трубки.


сменить рисунок

Рис.6 Спиртовка с регулировкой фитиля 1 - рукоятка
2 - вал
3 - фитиль
4 - трубка;
5 - трубка стабилизатора пламени
6 - отверстие
7 - колпачок

Спиртовка имеет рукоятку (поз.1), посредством которой через вал (поз.2) вращение передается зубчатому колесу (на рисунке не показано).

Острые зубья этого колеса взаимодействуют с фитилем (поз.3), перемещая его относительно трубки (поз.4) вверх или вниз в зависимости от направления вращения рукоятки.

Трубка стабилизатора пламени (поз.5) закреплена соосно относительно трубки в которой находится фитиль.В зазор между трубками поступают пары спирта через отверстие диаметром 1,5 мм (поз.6).

На выходе трубки стабилизатора пламени пары поджигаются и в результате вокруг выступающей части фитиля создается дополнительное круговое пламя. Вышеупомянутое отверстие имеет и другое назначение. Посредством него выравнивается давление внутри резервуара и вне.

Внешний вид этой спиртовки можно увидеть на этом же рисунке слева, если к нему подвести курсор.

Обычно топливо для спиртовки заливается через верхнее отверстие резервуара как сделать круглую горловину снятия крышки.

Однако имеются спиртовки, резервуар которых имеет боковую заправочную горловину с притертой пробкой.

Свойства топлива для спиртовок

Все спиртовки в качестве топлива преимущественно используют этиловый спирт.

Этиловый спирт (этанол) - бесцветная жидкость, обладающая запахом, легковоспламеняющаяся и горящая как сделать круглую горловину слабо светящимся пламенем. Плотность 0,794 г/см3.

Температура кипения чистого этилового спирта при нормальном давлении +73,9°C. Удельная теплота сгорания 7100 ккал/кг (для сравнения у метилового спирта этот параметр 5700 ккал/кг, а у керосина 10000 ккал/кг). Этиловый спирт гигроскопичен, хорошо смешивается с диэтиловым эфиром, глицерином, бензолом и т.п.

Хранят этиловый спирт в емкостях с плотно притертой пробкой.

Для оценки пожарной опасности этилового спирта при использовании спиртовок необходимо учитывать температуру вспышки и температуру самовоспламенения.

Температура вспышки этилового спирта - это наименьшая температура при которой над его поверхностью образуются пары, способные вспыхнуть в воздухе от источника зажигания.

Устойчивого горения при этом не наблюдается. Ориентировочно температура вспышки характеризует те температурные условия, при которых горючее вещество становится огнеопасным при хранении в открытом сосуде или при случайном разливе. Температура вспышки этилового спирта равна +13°С.

Температура самовоспламенения — это наименьшая температурапри которой начинается горение вещества при контакте с воздухом в отсутствие источника зажигания.

Для этилового спирта температура самовоспламенения составляет +365°С.

На рынке имеются три вида этилового спирта: спирт этиловый ректификованный из пищевого как сделать круглую горловину спирт этиловый технический гидролизный и спирт этиловый технический синтетический.

Спирт этиловый технический синтетический иногда окрашивают в сине-фиолетовый цвет путем добавления красителя метилвиолета С24H28N3Cl.

Одновременно с красителем добавляют и вещества с резким запахом, для чего обычно используют пиридин Как сделать круглую горловину.

Такой спирт называется денатуратом.

Согласно последним нормативным документам (ГОСТ Р 52574-2006) денатурат может быть изготовлен и в виде бесцветной жидкости, но имеющей резкий запах, для чего в спирт добавляют кротоновый альдегид CH3-CH=CH-CHO в объемной доле около 0,2%.

Все эти виды спиртов можно использовать в качестве жидкого топлива для спиртовок.

Утвержденный нормативными документами средний расход спирта при горении спиртовок составляет за 1 мин.

горения 1,7 мл. Соответственно за 15 мин горения составляет 25 мл. а за 1 час -100 мл. Этими нормами можно пользоваться при нормировании расходов спирта при выполнении как сделать круглую горловину или иных технологических операций.

Однако следует иметь в виду, что нормативные нормы расхода спирта превышают фактические расходы, которые в среднем составляют 25-30 мл/час.

Все виды этилового спирта (из пищевого сырья, технический гидролизный и синтетический) по воздействию на организм человека относят к 4-му классу опасности (малотоксичным веществам). Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров этилового спирта в воздухе рабочей зоны производственных помещений должна быть не более 1000 мг/м³.

В спиртовках происходит горение спирта по химической реакции

СН3OH + 3О2 = 2СО2 + 3Н2О

Кислород (О2) берется из окружающего воздуха и как видно из уравнения горения этилового спирта при горении образуется только вода (Н2О) и углекислый газ (СО2).

И то и другое присутствует вокруг нас в огромных количествах, поэтому можно считать, что использование спиртовок для выполнения лабораторных работ абсолютно безвредно для окружающего персонала.

Рис.7 Температура пламени спиртовки

Параметры горения топлива

Основными параметрами, характеризующими процеcс горения топлива в спиртовках являются: температура горения, как сделать круглую горловину мощность спиртовки и расход топлива (спирта).

Эти три параметра следует учитывать при практической работе со спиртовками.

Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании спирта. Для спиртовок эта температура не превышает 900°Цельсия.

На рис. 7 показано распределение температуры вдоль пламени фитиля. В нижней части пламени спиртовки температура не превышает 350°Цельсия а максимальная температура в 900°Цельсия достигается в верхней части пламени.

Более подробная информация о пламени спиртовки представлена в приложении 01.

Нажми!Щелкни
и приложение 01 откроется!

О пламени спиртовки

При горении спиртовки имеет место диффузионное пламя, при котором спирт сгорает на границе пламени, где происходит взаимная диффузия воздуха и топлива.

При этом процессы горения и смешивания паров спирта с воздухом развиваются параллельно.

Так как процессы смешивания протекают значительно медленнее процессов горения, то скорость и полнота сгорания определяются скоростью и полнотой смешивания паров спирта и воздуха. Смешение топлива с воздухом при этом протекает путем медленной молекулярной диффузии.

как сделать круглую горловину src="http://www.bst3m.ru/stsp/imgstsp/strpl.jpg">

Структура пламени спиртовки 1 - конусное ядро;
2 - зона образования смеси из паров спирта и продуктов горения;
3 - зона образования смеси из продуктов сгорания и воздуха;
4 - граница между зонами.

На рисунке приведена упрощенная схема факела спиртовки, возникающего за счет взаимной молекулярной диффузии паров спирта и воздуха.

Внутри конусного ядра 1 находится чистые пары спирта, испаряющиеся как сделать круглую горловину поверхности фитиля. В зоне 2 образуется смесь, состоящая из паров спирта и продуктов горения, а в зоне 3 - смесь из продуктов сгорания и окружающего воздуха.

Граница 4 между зонами 2 и 3 представляет собою гладкий конусный фронт пламени, к которому снаружи диффундируют молекулы воздуха, а изнутри молекулы спирта.

Образовавшиеся во фронте пламени продукты горения диффундируют навстречу парам спирта, интенсивно нагревая их в предпламенной зоне, и частично вытесняются в воздух, окружающий факел.

Достоинствами диффузионного пламени спиртовки является сравнительное постоянство температуры по всей высоте (длина пламени), компактность спиртовок и простота их изготовления.

На рис.8 показано крупным планом как сделать круглую горловину изображение пламени спиртовки.


увеличить

Рис.8 Пламя спиртовки

Важной характеристикой спиртовки является тепловая мощность спиртовки, т.е.

количество тепла, образующегося в результате сгорания жидкого топлива (этилового спирта) в единицу времени. Тепловая мощность спиртовок измеряется в ваттах.

Тепловая мощность спиртовки прямо пропорциональна как сделать круглую горловину и теплоте сгорания этилового спирта и колеблется для спиртовок в пределах 150.220 ватт в зависимости от конструкции спиртовки.

Имеет значение и для спиртовок и расход этилового спирта, максимальное фактическое значение которого обычно составляет не более 30.35 мл/час.

Типовой расчет мощности спиртовки приведен в приложении 02.

Нажми!Щелкни
и приложение 02 откроется!

О тепловой мощности спиртовки

Тепловая мощность спиртовки вычисляется как произведение часового расхода спирта на его теплоту сгорания.

Расчет производится по формуле:

Nквт = (0,278) х Vn х Q

где Nквт - мощность спиртовки в квт.;
Vn - номинальный массовый расход спирта в кг/час;
Q - теплота сгорания этилового спирта в мДж/кг (равна 27 мДж/кг).

Рассмотрим пример: 27 мл (или с учетом плотности 21,3 г) этилового спирта сгорело в спиртовке за 1 час.

Найдем мощность спиртовки.

Решение: Nквт = (0,278) х 21,3х10-3 х 27 = 0,160 кВт

Техника безопасности при работе со спиртовками

При работе со спиртовками надо соблюдать правила техники безопасности.

Необходимо использовать спиртовку только по назначению, указанному в ее техническом паспорте.

Перед тем, как зажечь спиртовку следует произвести ее внешний осмотр и как сделать круглую горловину, что выступающая часть фитиля составляет не менее 3 мм, на элементах корпуса как сделать круглую горловину отсутствуют следы спирта, а фитиль установлен в фитильной трубки с обжатием.

Категорически запрещается зажигать фитиль спиртовки посредством другой спиртовки.

Запрещается заправлять спиртовку вблизи устройств с открытым пламенем.

Не заполняете спиртовку топливом более чем наполовину объема резервуара. Нельзя перемещать или переносить спиртовку с горящим фитилем.

Заправляйте спиртовку только этиловым спиртом. Гасите пламя спиртовки только посредством колпачка, входящего в комплект спиртовки.

Запрещается эксплуатация спиртовок, не имеющих как сделать круглую горловину для тушении пламени

Не держите на рабочем столе, где используется спиртовка, легковоспламеняющиеся вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного воздействия на них источника зажигания с низкой тепловой энергией (пламя спички, искра и т.п.).

При работе не наклоняйте спиртовку, а при возникновении такой необходимости, рекомендуется использовать спиртовки, работающие в наклонном положении ( граненые спиртовки ).

При опрокидывании спиртовки и разливе на столе горящего спирта немедленно накройте спиртовку плотной тканью, а при необходимости используйте для гашения пламени и огнетушитель. Горящий спирт можно заливать и водой.

Для тушения возгорания не рекомендуется использовать синтетические ткани, так как они имеют низкую температуру возгорания и выделяют вредные вещества при контакте с пламенем.

Не оставляйте без присмотра горящие спиртовки!

Помещение в котором производится работа со спиртовкой (спиртовками) должно быть оснащено первичными средствами пожаротушения, например, порошковым огнетушителем марки ОП-1 или ОП-2.

На прилагаемом видеоролике подробно показано как надо работать со спиртовкой.

Источник: http://www.bst3m.ru/stsp/indexstsp.html