Liesma: struktūra, apraksts, shēma, temperatūra

Degšanas procesā veidojas liesma, kuras struktūru nosaka reaģējošās vielas. Tās struktūra ir sadalīta reģionos atkarībā no temperatūras indeksiem.

Definīcija

Liesmas ir gāzes kvēldiega formā, kurā ir plazmas sastāvdaļas vai vielas cietā dispersā formā. Tajās tiek veiktas fizikālās un ķīmiskās pārvērtības, ko papildina svelme, siltuma un siltuma izlaide.

Jonu un radikālo daļiņu klātbūtne gāzveida vidē raksturo tā elektrovadītspēju un īpašo uzvedību elektromagnētiskajā laukā.

Kādas liesmas

Parasti tā saukto degšanas procesu sauc. Salīdzinot ar gaisu, gāzes blīvums ir mazāks, bet augstās temperatūras indeksi izraisa gāzes pieaugumu. Tādējādi veidojas liesmas, kas ir garas un īsas. Bieži vien notiek vienas formas pāreja uz citu.

Liesma: struktūra un struktūra

Lai noteiktu aprakstītās parādības izskatu, ir pietiekami, lai apgaismotu gāzes degli. Parādīto neuzliesmošo liesmu nevar saukt par viendabīgu. Vizuāli var izšķirt trīs galvenās jomas. Starp citu, liesmas struktūras izpēte liecina, ka dažādas vielas sadedzina, veidojot cita veida lāpas.

Kad maisījumu sadedzina no gāzes un gaisa, izveidojas īsa liesma, kuras krāsa ir zila un violeta. Tas izskatās cauri pamatnei - zaļzaļai, tāpat kā konusam. Apsveriet šo liesmu. Tās struktūra ir sadalīta trijās zonās:

1. Tiek izvēlēts sagatavošanas reģions, kurā maisījumu silda no gāzes un gaisa, jo tas atstāj degļa atveri.
2. Tam seko zona, kurā notiek degšana. Tas aizņem konusa galu.
3. Ja ir gaisa plūsmas trūkums, gāze nedeg pilnībā. Ogleklis tiek atbrīvots no divvērtīgā oksīda un ūdeņraža atlikumiem. Viņu pēcdzemšana notiek trešajā vietā, kur ir skābekļa pieejamība.

Tagad ļaujiet mums atsevišķi apsvērt dažādus degšanas procesus.

Degošas sveces

Sveces sadedzināšana ir kā sadedzināšana vai šķiltavas. Un sveces liesmas struktūra atgādina kvēlojošās gāzes plūsmu, ko velk ar izmešanas spēku. Process sākas ar dakšu sildīšanu, pēc tam parafīnu iztvaicējot.

Zemākā zona, kas atrodas un atrodas blakus kvēldiega, sauc par pirmo reģionu. Tas ir mazs spilgti zilā krāsā, jo liels daudzums degvielas, bet nelielu daudzumu skābekļa maisījumu. Šeit vielu nepietiekamas sadedzināšanas process tiek veikts, atbrīvojot oglekļa monoksīdu, kurš pēc tam tiek oksidēts.

Pirmo zonu ieskauj gaismas otrā apvalks, kas raksturo sveces liesmas struktūru. Tas saņem lielāku skābekļa daudzumu, kas izraisa oksidatīvās reakcijas turpināšanos, iesaistot degvielas molekulas. Temperatūras rādītāji šeit būs lielāki nekā tumšajā zonā, bet tie nav pietiekami, lai gala sadalīšanās. Tas ir pirmajos divos reģionos, kad tiek izspiesta nesadegušās degvielas un kokogļu daļiņu pilieni, parādoties gaismas efektam.

Otro zonu ieskauj vāji pamanāms apvalks ar augstu temperatūras vērtību. Tas ietver daudz skābekļa molekulu, kas veicina degvielas daļiņu pilnīgu izdegšanos. Pēc vielu oksidēšanas trešajā zonā netiek novērota gaismas ietekme.

Shematisks attēlojums

Skaidrības labad mēs piedāvājam jūsu uzmanību degošam sveces attēlam. Liesmas diagramma ietver:

1. Pirmā vai tumšā zona.
2. Otra kvēlojošā zona.
3. Trešais pārredzamais apvalks.

Sveču vītne nedeg, bet notiek tikai izliekta gala ķermenis.

Gara lampas degšana

Ķīmiskajos eksperimentos bieži izmanto nelielus rezervuārus ar alkoholu. Viņus sauc par gariem. Degļa diegs ir piesūcināts ar šķidrā degvielu caur caurumu. To veicina kapilārais spiediens. Kad tiek sasniegts brīvais dakts gals, alkohols sāk iztvaikot. Tvaika stāvoklī tas tiek aizdedzināts un sadedzina temperatūrā, kas nav augstāka par 900 ° C.

Gara lampas liesmai ir parasta forma, gandrīz bezkrāsains, ar nelielu zilā nokrāsa. Tās zonas nav tik skaidri redzamas kā sveces.

Spirta degli, kuru sauc par zinātnieku Barthelu, uguns sākums atrodas virs degļa mantojuma režģa. Šāda liesmas iespiešanās rezultātā samazinās iekšējais tumšā konusa, un vidējā daļa, kas tiek uzskatīta par karstāko, rodas no cauruma.

Krāsu raksturojums

Dažādu liesmu starojumu izraisa elektroniskas pārejas. Tos sauc arī par termiskiem. Tādējādi ogļūdeņraža komponenta sadegšanas rezultātā gaisā zila liesma ir saistīta ar HC savienojuma izdalīšanos. Un, kad izdalās CC daļiņas, lāpa ir nokrāsota oranžā sarkanā krāsā.

Ir grūti apsvērt liesmas struktūru, kuras ķīmijā ietilpst ūdens savienojumi, oglekļa dioksīds un oglekļa monoksīds, OH saite. Tās valodas ir gandrīz bezkrāsainas, jo iepriekš minētās daļiņas sadedzina ultravioleto un infrasarkano starojumu.

Liesmas krāsa ir savstarpēji saistīta ar temperatūras indeksiem, tajā ietverot jonu daļiņas, kuras pieder pie noteiktas emisijas vai optiskā spektra. Tātad dažu elementu sadedzināšana var izraisīt degļa krāsas maiņu. Lāpas krāsas atšķirības ir saistītas ar elementu izvietojumu dažādās periodiskās sistēmas grupās.

Spektroskopu izpēta gaismas klātbūtne, kas saistīta ar redzamo spektru. Tika konstatēts, ka vienkāršas vielas no vispārējās apakšgrupas arī izraisa līdzīgu liesmas nokrāsu. Skaidrības labad tiek izmantota nātrija sadegšana kā šī metāla pārbaude. Kad to pievienojat liesmai, mēles kļūst spilgti dzeltenas. Ņemot vērā krāsu īpašības, emisijas spektrā tiek atbrīvota nātrija līnija.

Sārmu metāliem raksturīgs ātras gaismas starojuma ierosmes īpašums no atomu daļiņām. Ieviešot šādus elementus, kas nav gaistoši savienojumi, Bunsena degļa ugunī tas plūst.

Spektroskopiskā pārbaude parāda raksturīgās līnijas cilvēka acs redzamajā reģionā. Gaismas starojuma ierosmes ātrums un vienkāršā spektrālā struktūra ir cieši saistītas ar šo metālu augsto elektropositīvo raksturu.

Iezīme

Liesmas klasifikācija balstās uz šādām īpašībām:

• Sadegšanas savienojumu kopums. Tās ir gāzveida, aerodispersas, cietas un šķidras;
• Starojuma tips, kas var būt bezkrāsains, gaismas un krāsains;
• Sadales ātrums. Strauji un lēni izplatās;
• Liesmas augstums Struktūra var būt īsa un garša;
• Reaktīvo maisījumu pārvietošanās veids. Viņi izšķir pulsējošu, lamināru, turbulentu kustību;
• Vizuālā uztvere. Vielas sadedzina, atbrīvojot dūmu, krāsu vai caurspīdīgu liesmu;
• Temperatūras indekss. Liesma var būt zemas temperatūras, aukstuma un augsta temperatūra.
• Degvielas fāzes stāvoklis - oksidējošais reaģents.

Sadegšana rodas difūzijas vai aktīvo sastāvdaļu iepriekšējas maisīšanas rezultātā.

Oksidēšanās un reducēšanas zona

Oksidācijas process notiek vāji redzamā zonā. Tas ir karstākais un atrodas augšpusē. Tajā degvielas daļiņas tiek pilnīgi sadedzinātas. Un skābekļa pārsnieguma un degvielas defekta klātbūtne izraisa intensīvu oksidēšanās procesu. Šī funkcija jāizmanto, kad objekti tiek uzkarsēti virs degļa. Tāpēc viela ir iegremdēta liesmas augšdaļā. Šī sadegšana notiek daudz ātrāk.

Rehabilitācijas reakcijas notiek liesmas centrālajā un apakšējā daļā. Tas satur lielu degošu vielu daudzumu un nelielu daudzumu O ₂ molekulu, kas veic sadedzināšanu. Ja šajos reģionos tiek ievesti skābekli saturoši savienojumi, elements O tiek atdalīts.

Kā piemērs reducējošai liesmai, tiek izmantots divvalentā sulfāta dzelzs sadalīšanās process. Kad FeSO ₄ nonāk degļa centrālajā daļā, vispirms tas sakarst, pēc tam sadalās trivalentā dzelzs oksīdā, anhidrīda un sēra dioksīda. Šajā reakcijā tiek novērots S samazinājums ar uzlādi no +6 līdz +4.

Metināšanas liesma

Šis ugunsgrēka veids veidojas no gāzes vai šķidruma tvaiku sadedzināšanas ar tīru gaisu skābekli.

Piemērs ir skābekļa-acetilēna liesmas veidošanās. Tas atšķir:

• Galvenā zona;
• Vidējā atveseļošanās platība;
• Flare malu zona.

Tik daudz skābekļa un skābekļa maisījumu sadedzina. Atšķirības acetilēna un oksidētāja proporcijās noved pie dažāda veida liesmas. Tas var būt normāls, carburizing (acetylenic) un oksidatīvo struktūru.

Teorētiski, acetilēna nepilnīgas tīrīšanas procesā tīrā skābekļa procesā var raksturot šādu vienādojumu: HCCH + O ₂ → H ₂ + CO + CO (reakcijai nepieciešams viens mols O ₂₎ .

Iegūtais molekulārais ūdeņradis un oglekļa oksīds reaģē ar gaisa skābekli. Gala produkti ir ūdens un tetravalentu oglekļa oksīdu. Vienādojums izskatās šādi: CO + CO + H ₂ + 1½O ₂ → CO ₂ + CO ₂ + H ₂ O. Šai reakcijai nepieciešams 1,5 mols skābekļa. Pievienojot O2, uz 1 molu HCCH patērē 2,5 molus. Un tā kā praksē ir grūti atrast ideāli tīru skābekli (bieži vien tas ir neliels piesārņojums ar piemaisījumiem), O _{2 attiecība} pret HCCH būs no 1,10 līdz 1,20.

Kad skābekļa un acetilēna attiecība ir mazāka par 1,10, rodas carburējoša liesma. Tās struktūrai ir paplašināta kodols, tās kontūras kļūst neskaidras. No šāda uguns izdalās kvēpi, jo trūkst skābekļa molekulu.

Ja gāzes attiecība ir lielāka par 1,20, iegūst oksidējošu liesmu ar skābekļa pārsvaru. Tās liekās molekulas iznīcina dzelzs atomus un citas tērauda degļa sastāvdaļas. Šādā liesmā kodolieroču daļa kļūst īsa un tai ir asas puses.

Temperatūras rādījumi

Sakarā ar skābekļa molekulu ienākšanu katrai sveču liesmas vai degļa zonai ir savas vērtības. Atklātās liesmas temperatūra dažādās daļās svārstās no 300 ° C līdz 1600 ° C.

Piemērs ir difūzijas un laminārā liesma, ko veido trīs čaulas. Tās konuss sastāv no tumšās daļas ar temperatūru līdz pat 360 ° C un oksidējošas vielas trūkumu. Virs tā ir spīd zona. Temperatūras diapazons svārstās no 550 līdz 850 ° C, kas veicina termiskās degvielas maisījuma sadalīšanos un degšanu.

Ārējā zona ir tikko pamanāma. Tajā uguns temperatūra sasniedz 1560 ° C, kas ir saistīts ar degvielas molekulu dabiskajām īpašībām un ātrumu, kādā ieslēdz oksidētājs. Šeit degšana ir visvairāk enerģisks.

Vielas tiek aizdedzinātas dažādos temperatūras apstākļos. Tādējādi metālisks magnijs sadedzina tikai 2210 ° C temperatūrā. Daudzām cietajām vielām liesmas temperatūra ir aptuveni 350 ° C. Sērkociņu un petrolejas uguns ir iespējams pie 800 ° C, bet koks - no 850 ° C līdz 950 ° C.

Cigarete apdegi ar liesmu, kuras temperatūra svārstās no 690 līdz 790 ° C, un propāna-butāna maisījumā - no 790 ° C līdz 1960 ° C. Benzīns aizdegas 1350 ° С. Spirta degšanas liesmai temperatūra nav augstāka par 900 ° C.