Время нагрева металла горелкой

РАСЧЕТЫ НАГРЕВА МЕТАЛЛА ГАЗОВЫМ ПЛАМЕНЕМ. ПЛАМЯ ПРОСТОЙ ГОРЕЛКИ КАК ИСТОЧНИК ТЕПЛА

Ацетилено-кислородное пламя. Процессы горения газов всесто­ронне исследованы учеными советской школы акад. Н. Н. Семенова. Нормальное ацетилено-кислородное пламя состоит из внутреннего ядра / ,средней зоны (зоны воспламенения) 2 и наружного факела (зона догорания) (фиг. 68). Внутреннее ядро и средняя зона пламени соот­ветствуют двум последовательным стадиям процесса пирогенного разложения ацетилена в равновесии с кислородом. Во внутреннем ядре горючая смесь находится в стадии тепловой и химической

подготовки к воспламе­нению, время пребыва­ния в которой часто называют периодом ин­дукции. Внутреннее яд­ро пламени 1 окружено тонким раскаленным слоем свободного угле­рода в виде мельчайших частиц (диаметром око­ло 0,3 р), выделяющихся в процессе пирогенного разложения.

В средней зоне пла­мени 2 начинается ак­тивное воздействие кислорода на продукты а пирогенного разложе­

ния. Окислительный процесс ускоряет разложение и приводит к образованию конечных продуктов в виде смеси СО и Н2. Это ускорение процесса пирогенного разложения соответствует моменту воспламенения смеси. Уравне­ние неполного сгорания ацетилена

описывает разность между начальным и конечным состояниями процесса пирогенного разложения ацетилена в равновесии с кисло­родом. Ацетилен разлагается с образованием водорода, а углерод сгорает в окись.

В факеле горючие газы, образующиеся в результате частичного сгорания по реакции (20.1), догорают, соединяясь с кислородом воздуха; водород образует водяной пар, а окись углерода — угле­кислый газ. Уравнение полного сгорания ацетилена

С2Н2 + 2,5 02 = 2С02 + Н20 + 11 470 кал/л (20.2)

описывает разность между начальным и конечным состояниями всего процесса горения в целом. Здесь 11 470 кал/л — низшая теплотвор­ная способность ацетилена; из этого количества тепла около 5050 кал/л, т. е. около 44% выделяется в средней зоне, а остальные 56% — в факеле.

Максимальная температура пламени достигается в средней зоне на оси пламени вблизи края ядра и составляет около 3100° (Н. Н. Кле­банов). По мере удаления от ядра и от оси пламени температура па­дает и примерно в середине факела свободного пламени составляет 2400—2600°. Другие горючие газы выделяют меньшее количество тепла в средней зоне и обладают меньшей температурой пламени и поэтому значительно реже применяются для сварки и обработки металлов.

Теоретическое соотношение кислорода и ацетилена в смеси, опре­деляемое по реакции (20.1), равно 1, но практически в горелку подают смесь при соотношении (для нормального пламени) 02/С2Н2= = 1,15 1,20.

Размеры пламени возрастают с увеличением расхода горючей смеси (см. ниже фиг. 70). При одном и том же расходе газов, оцени­ваемом при нормальном составе смеси расходом ацетилена, размеры пламени зависят от скорости истечения смеси из сопла. Для стандарт­ного наконечника № 3 при расходе ацетилена Усана—400 л/час и дав­лении кислорода Ро2=3 аты длина ядра L с увеличением диаметра d выходного отверстия от 1,3 до 2,2 мм уменьшается почти вдвое (см. ниже фиг. 72). При оценке тепловых свойств пламени необхо­димо учитывать, что при эксплоатации горелок диаметры сопел мо­гут увеличиваться по мере их разработки, следовательно, при по­стоянном расходе горючего может изменяться скорость истечения, а с ней и длина ядра.

Газовое пламя является весьма гибким и разнообразно применяе­мым источником тепла для сварки и термической обработки металла. Применяя сложные (многопламенные) горелки, тепло газового пламени можно распределять по заданным участкам поверхности изделия. Средства же воздействия на характер распределения тепла сварочной дуги мало разработаны.

Теплообмен между пламенем и нагреваемой поверхностью. Металл обычно нагревают средней восстановительной зоной пламени. Рас­стояние от сопла до поверхности изделия выбирают равным от 1,2 L до 1,5 L, гдеГ — длина ядра пламени, с тем, чтобы наиболее нагретая зона пламени соприкасалась с нагреваемой поверхностью. Характер обтекания нагреваемой поверхности потоком горячих газов и обу­словленное им тепловое воздействие пламени зависит от геометри­ческой формы поверхности изделия (фиг. 68,6). Вследствие растека — 8 К. К. Рыкалин

ни я газового потока пламя нагревает значительную по размерам область поверхности изделия.

Дуга прямого действия выделяет значительную Долю тепла не­посредственно на поверхности металла— в активном пятне, анодном или катодном (§ 9). Газовое пламя нагревает поверхность металла посредством вынужденного конвективного и лучистого теплообмена (§ 2). Вынужденный конвективный теплообмен обусловлен неизотер­мическим потоком газа, вытекающего из сопла под давлением и пере­мещающегося со скоростью, измеряемой десятками и сотнями метров в секунду. Интенсивность теплового потока вынужденного конвек­тивного теплообмена чрезвычайно высока, но для ее расчета мы не располагаем надежными данными.

Нагрев металла газовым пламенем обусловлен теплообменом между горячими газами пламени и омываемым ими участком по­верхности нагреваемого тела. Поэтому пламя является местным поверхностным теплообменным источником тепла.

Изменение теплосодержания тела при нагреве пламенем. Пусть определенный участок поверхности металлического изделия на­гревается неподвижным газо­вым пламенем произвольной фор­мы, Для упрощения рассуждений по­ложим, что вне участка, нагреваемого пламенем, поверхность тела не про­пускает тепла. Теплосодержание Q(t) изделия в процессе нагрева неподвиж­ным пламенем, измеряемое в калоримет­ре, с увеличением времени нагрева по­вышается, но неравномерно (фиг. Є9,а). В начале процесса, когда нагревае­мый участок поверхности металла еще холоден, теплосодержание изделия нарастает наиболее быстро. По мере повышения температуры нагреваемой поверхности нарастание теплосодержа­ния изделия замедляется. Процесс теплообмена между пламенем и нагре­ваемой поверхностью тела стремится к предельному состоянию равновесия, когда температура в любой точке тела остается постоянной. При нагреве тонких стальных листов ацетилено-кислородным пламенем предельное состояние нагрева практически не достигается.

Неравномерность изменения теплосодержания в основном обу­словлена теплообменной природой нагрева металла газовым пламе­нем. Интенсивность процессов вынужденной конвекции и лучистого теплообмена зависит не только от температуры пламени, но и от температуры нагреваемой поверхности. Чем больше разность этих температур, тем выше мгновенная эффективная мощность пламени д (t), т. е. количество тепла, вводимое пламенем в металл за единицу времени. Поэтому по мере повышения температуры нагреваемой по-

Начальной эффективной мощностью пламени qQ кал/сек назовем начальное значение мгновенной эффективной мощности в момент t—0, когда нагреваемый участок поверхности изделия еще холоден, т. е. когда его температура не отличается от температуры всей массы металла изделия, находящегося в тепловом равновесии с окружающими телами. Этот измеритель процесса на­грева металла неподвижным пламенем, характеризующий эффек­тивность пламени, как источника тепла, не зависит от изменяю­щейся в процессе нагрева температуры нагреваемого участка.

Теперь предположим, что поверхность тела нагревается под­вижным пламенем, перемещающимся равномерно и пря­молинейно по нагреваемой поверхности. В этом случае теплосодер­жание повышается не так неравномерно, как при нагреве неподвиж­ным пламенем (фиг. 69, 6), В теплообмен с перемещающимся пламе­нем все время вступают сравнительно холодные участки поверхности металла, в то время как нагретая область остается позади пламени и выключается из теплообмена с пламенем. В предельном состоянии нагрева подвижное температурное поле перемещается по нагревае­мой поверхности металла вместе с пламенем, и интенсивность тепло­обмена в каждой точке подвижного нагреваемого участка со време­нем больше не изменяется. Поэтому эффективная мощность пламени в предельном состоянии нагрева остается постоянной, ^=const, а теплосодержание тела возрастает линейно (фиг. 69,6). Чем выше скорость перемещения пламени, тем раньше наступает предельное состояние нагрева и тем меньше разница между предельным и началь­ным значениями эффективной мощности пламени.

Для расчета процессов нагрева подвижным пламенем основной характеристикой является предельное значение эффек­тивной мощности qnp кал/сек, которое в этом случае будем называть эффективной мощностью и обозначать буквой q без индекса.

Читайте также:  Сколько металлов производит цветная металлургия 10 50

Эффективная мощность ацетилено-кислородного пламени. Основ­ным параметром, влияющим на эффективную мощность пламени являет­ся расход горючей смеси, обычно оцениваемой при постоянном ее составе расходом ацетилена Ус2н2 л/час (фиг. 70). С увеличением рас­хода ацетилена (т. е. номера наконечника горелки) эффективная мощность пламени возрастает, но не пропорционально расходу горючего. С увеличением расхода ацетилена от 150 до 2600 л/час (наконечники СУ № 1—№ 7) эффективная мощность возрастает с 350 до 2200 кал/сек (фиг. 70,а).

Эффективный к. п. д. процесса нагрева металла газовым пламе­нем представляет отношение эффективной мощности пламени q к

полноты его сгорания в сечении пламени, расположенном на данном расстоянии от вершины ядра. Продукты неполного сгорания ацети­лена догорают при этом в более отдаленных областях факела, что, естественно, рассредоточивает тепловой поток. Рассеивание тепловой энергии пламени увеличивается также и за счет потерь с отходя­щими газами.

Влияние различных параметров на эффективную мощность пламени:

а) Соотношение кислорода и ацетилена в смеси, т. е. характер пламени (фиг. 71). Наибольшая эффектив­ная мощность достигается при соотношениях 02/С2Н2== 2,0-г — 2,4 и превышает на 20—25% эффективную мощность нормального пла­мени при соотношениях 02/С2Н2=1,15-ь1,2.

б) Скорость истечения смеси. С увеличением диа­метра d выходного отверстия наконечника с 1,5 до 2,2 мм, т. е. с уменьшением скорости истечения смеси в 2 раза эффективная мощ­ность пламени при постоянном расходе 400 л/час уменьшается на 25% (фиг. 72).

в) Расстояние конца наконечника от по­верхности металла. С увеличением расстояния h, отне­сенного к длине ядра пламени L, от 0,7—0,9 до 2 эффективная мощ­ность пламени наконечников №/—7 уменьшается на 10—20% (фиг.73).

г) Угол наклона горелки. При постоянном расстоя­нии h от наконечника горелки до нагреваемой поверхности наиболь­шая эффективная мощность соответствует углу наклона ср=60° (фиг. 74). С увеличением угла ср эффективная мощность падает значи­тельно быстрее, чем при уменьшении этого угла. При движении го­релки углом вперед эффективная мощность пламени выше§ так как

наиболее эффективная средняя зона пламени перемещается по менее нагретому металлу,

д) Скорость перемещения пламени. Эффектив­ная мощность пламени при нагреве стальных листов толщиной 6 мм

возрастает на 10—15% с увеличением скорости перемещения го- редки от 0 до 500 мм/мин (фиг. 75). Чем быстрее движется горел­ка, тем более холодный металл нагревается пламенем; поэтому эффективность нагрева возрастает. Чем тоньше металл, тем резче

сказывается влияние скорости перемещения на эффективной мощ­ности пламени.

е) Толщина нагреваемого металла. Эффектив­ная мощность пламени возрастает (фиг. 76) с увеличением толщины металла, причем наиболее резко — в пределах толщин стальных листов от 1 до 16 мм. Так, при толщине листа 16 мм эффективная мощность пламени на 30—40% выше мощности при толщине листа 1 мм. При дальнейшем увеличении толщины листа от 16 доЗОлш эффективная мощность пламени возрастает весьма незначительно (на 2—3%). Возрастание эффективной мощности пла­мени с увеличением толщи­ны металла объясняется уменьшением поверхностной температуры образца вслед­ствие увеличения оттока тепла от нагреваемой по­верхности в массу металла Чем тоньше металл, тем бы­стрее он нагревается и тем ниже поэтому эффективная мощность пламени при уста­новившемся состоянии на­грева.

ж) Теплофизиче­ские свойства ме­талла. Эффективная мощ­ность пламени при нагреве образцов из стали, латуни, меди и алюминия несколько возрастает с увеличением коэфициента температуро­проводности металла (фиг 77).

Так, при нагреве образ­цов из малоуглеродистой стали (а=0,09 см2/сек) эффек­тивная мощность пламени наконечника № 3 составляет 610 калIсек, а при нагреве образцов из алюминия (а= 1,1 см2/сек.)—685 кал/сек, т. е. при увеличении коэфициента температуропроводности в 12 раз эффективная мощность пламени возрастает всего лишь на 12%. Возрастание эффективной мощности пламени с увеличением коэфи­циента температуропроводности металла объясняется уменьшением температуры нагреваемой поверхности за счет более интенсивного отвода тепла металлом образца.

Эффективная мощность пламени при данном расходе смеси и при обычных условиях нагрева остается более или менее постоян­ной, но может значительно отклоняться при изменении условий режима. Эффективная мощность зависит в основном от расхода горючего* Поэтому при опытах нужно особенно тщательно учитывать расход ацетилена и кислорода

Источник

Технологии, секреты, рецепты

Имитация черного дерева (протрава).

Гладко обструганное черное (эбеновое) дерево имеет чистый черный цвет без блеска и обладает столь мелким строением волокон, что последнее невозможно увидеть невооруженным глазом. Удельный вес этого дерева очень велик. Полируется черное дерево настолько хорошо, что отполированная поверхность е. Подробнее

Имитации орехового дерева (протрава).

Обыкновенное ореховое дерево имеет светло-бурый оттенок, который даже после полирования выглядит не очень красиво. Поэтому натуральному ореховому дереву следует придать более темный тон, что достигается обработкой раствором марганцовокислого калия. Как только дерево высохнет, этот раствор наносят втори. Подробнее

Имитации розового дерева (протрава).

Розовое дерево отличается темно-красными жилками. Для имитации этого дерева берется клен, как наиболее подходящий по своему строению. Кленовые дощечки или фанеры должны быть тщательно отшлифованы, прежде чем идти в обработку, так как только в этом случае они хорошо прокрашиваются.

1) Для имитации ро. Подробнее

Имитация дубового дерева (протрава).

Варят в течение часа смесь из 0,5 кг кассельской земли, 50 г поташа в 1 литре дождевой воды, затем полученный темный отвар процеживают через полотно и варят до сиропообразного состояния. После этого выливают ее в совершенно плоские ящики из жести (крышки из-под жестянки), дают затвердеть и измельчают при. Подробнее

Имитация красного дерева (протрава).

Предназначенное для протравы дерево должно быть хорошо высушено, а нанесение протравы лучше всего производить при помощи кисти, которая после каждого употребления должна быть тотчас вымыта и высушена. Очень красивую и прочную протраву готовят, смешивая в склянке 500 г тонко измельченного сандала, 30 . Подробнее

Имитация палисандрового дерева (протрава).

Палисандровое дерево имеет темно-бурую окраску с характерными красноватыми жилками. Так как ореховое дерево ближе всего к палисандровому, то для имитации последнего и берут ореховое, с другими сортами дерева не получается такой красивой подделки.

Ореховое дерево сначала шлифуют пемзой, а потом р. Подробнее

Имитация серого клена (протрава).

В качестве серой протравы для дерева хорошо использовать растворимую в воде прочную и легкую анилиновую краску нигрозин. Раствор 7 частей нигрозина в 1000 частях воды окрашивает дерево в красивый серебристо-серый цвет, который настолько прочен, что даже по прошествии двух лет нисколько не изменяется.

Источник

До какой температуры можно нагреть металл газовой горелкой

Несмотря на большую популярность электроплит и других подобных электрических нагревательных устройств, применение простых газовых горелок всё ещё остаётся актуальным как в быту, так и на производстве.

В ходе использования горелок мало кто всерьез задумывается о температуре пламени. Однако именно она является фактором, который и определяет область применения горелки. Все о том, от чего зависит температура газовой горелки и как ее регулировать, а также множество других интересных фактов – читайте ниже.

От чего зависит?

Рассмотрим несколько основных факторов, влияющих на уровень нагрева газовой горелки.

  • Температура пламени газовой горелки в первую очередь зависит от конструкции и назначения устройства. Бытовые приборы (например, горелки на газовом баллончике) создают пламя с самым низким уровнем нагревания, в то время как профессиональные устройства (паяльные лампы), предназначенные для использования на производстве, обеспечивают высокие температуры горения.
  • Мощность горелки. Устройства мощностью от 500 до 700 Вт способны плавить лишь мелкие металлические детали (медные провода и так далее). Горелки мощностью от 1200 до 1500 Вт плавят металлы толщиной до 3 мм. Устройства мощностью от 2 до 3 кВт плавят металлы толщиной до 14 мм.
  • Ещё один важный фактор влияния – состав горючего топлива. В состав каждого топлива входит кислород, так как без него невозможно горение. Среди других составляющих газа – пропан, бутан, ацетилен, этилен, пропилен, метан и другие. Все составляющие смешиваются в разных пропорциях для каждого из видов подобных устройств. Пропорциональное отношение одних веществ к другим также влияет на температуру получаемого в результате пламени.
  • Наличие или отсутствие обдува. Устройства с обдувом способны увеличить температуру пламени в среднем на 700 градусов.

Отдельно стоит отметить и следующее – температура факела, который создает горелка, не является однородной. Более того, температуры каждой из частей пламени могут довольно существенно отличаться друг от друга.

В целом пламя можно разделить на 3 основные части, которые описаны ниже.

  • Внутренняя часть. Она находится у самого основания факела. Имеет самую низкую температуру и синеватый цвет. Температура этой части пламени колеблется от 300 (у самого основания факела) до 520 (чуть повыше основания) градусов.
  • Средняя часть. Находится сразу после основания и имеет самую высокую температуру. Однако именно в этой части начитается недостаток кислорода и появляются продукты распада. Средняя температура пламени в этой части – 1560 градусов.
  • Окаймляющая часть, которую ещё называют окислительным пламенем. В этой части пламя обладает самым высоким КПД. Температура здесь такая же, как и в средней части, но к кончику пламени она падает на пару десятков градусов и составляет около 1540°С.
Читайте также:  Средство для травления металла

Какую температуру дают разные виды?

Горелки в большинстве своем сейчас используются вместе с газовым баллончиками. К баллончикам они крепятся в качестве насадок. Рассмотрим основные виды таких устройств подробнее.

  • Самые дешёвые бытовые модели обеспечивают температуру от 700 до 1000 градусов. Типичным представителем таких устройств можно назвать туристические горелки. Они удобны и могут использоваться для устранения множества проблем. Обычно топливной смесью в этом случае служат пропан и бутан.

  • Модели подороже могут нагреваться до 1200 градусов. Баллончик, наполненный жидким природным газом, с эжекторной горелкой может поднимать температуру до 1600 градусов. В основном подобным устройствами пользуются мастера, занимающиеся обработкой металлов. Также устройства подобного типа обладают высокой точностью настраиваемой температуры и способны паять четким контуром. Основное количество таких устройств также наполняется смесью пропана и бутана. Сюда можно отнести и так называемые цанговые газовые баллончики с горелками. Они могут нагреваться вплоть до 1500 градусов. Свое название они получили из-за метода крепления горелки к баллончику.

  • Самая высокая температура пламени, которую может дать газовый баллончик, – 2400 градусов. Горелка не может поднять уровень нагрева до такого значения, поэтому это может быть достигнуто только благодаря особому наполнению баллончика – газу метилацетилен пропадиену. Такие горелки используются для пайки высокоуглеродистых сталей и других подобных металлов. Самая высокая температура, которую можно получить путем сжигания газа на горелке, – 3000 градусов. Достигается она благодаря сжиганию ацетилена. Однако подобная смесь редко используется. Для обработки большинства изделий такая высокая температура не нужна. Говоря конкретнее, можно отметить, что высокая или низкая температура пламени при горении смеси определяется ее теплотворными свойствами.

Разумеется, существуют и другие виды горелок. В целом можно отметить, что примитивные изделия подобного рода имеют схожую между собой конструкцию и температуру пламени. Модели подороже являются более оснащёнными и имеют пламя более высокой температуры. Устройством, предназначенным для обработки металлов, является паяльная лампа. Температура ее пламени, так же как и у ручных газовых баллончиков, может доходить до 2000 градусов.

Интересный факт. Температура пламени в обычной домашней конфорке доходит всего лишь до 700 градусов. Такая температура достигается за счёт того, что топливом служит газ, состоящий на 97% из метана.

Как отрегулировать?

Регулировка пламени горелки заключается в том, чтобы установить нормальное пламя. Нормальным пламенем называется симметричное ядро пламени и само пламя нужной мощности. При этом цвет пламени тоже должен быть однородным и симметричным, он не должен отличаться яркостью. Для этого сначала поджигают горелку, открывают клапан с кислородом и уменьшают поступление ацетилена. Через некоторое время уже можно будет увидеть изменения формы пламени. После того как пламя станет нужного размера, клапан с кислородом необходимо закрыть. Данный метод не подходит для газовых баллончиков с паяльником. В них подача топлива равномерна и не требует регулировки. Как правило, пламя таких изделий можно контролировать клапаном, расположенным снаружи устройства.

При приобретении газовой горелки необходимо обратить внимание на наличие поворотной трубки и устройство клапана. Клапан должен быть чувствительным. А поворотная трубка облегчит использование устройства – появится возможность направлять пламя в нужную сторону. В случае, если мундштук горелки сдвинут, то пользоваться таким устройством нельзя – это может привести к некачественной обработке изделий (особенно если вы делаете разрезы).

На точность управления мощностью пламени также может повлиять засоренный канал устройства.

В следующем видео вас ждет краткий обзор газовой горелки.

Тепловые характеристики газового пламени (температура; эффективная тепловая мощность q, кал/с; распределение теплового потока пламени q2, кал/(см2*с), по пятну нагрева) зависят от теплотворной способности горючего газа, чистоты кис­лорода и их соотношения в газовой смеси.

Температура газового пламени (°С) неодинакова в различных его частях и достигает наибольшего значения на оси пламени вблизи конца ядра:

Газовое пламя нагревает поверхность металла вследствие процессов теплооб­мена – вынужденной конвекции и излучения, интенсивность которых возрастает с увеличением перепада температур пламени и поверхности нагреваемого металла. Поэтому эффективная мощность пламени возрастает с повышением его темпера­туры и падает с повышением

температуры поверхности металла.

Эффективная мощность пламени q (ее предельное значение, соответствующее

установившемуся состоянию процесса при нагреве металла перемещающимся пла­менем)

возрастает с увеличением расхода Vc2н2 л/ч газа (рис. 11).

Эффективная мощность пламени, длина ядра и эффективный КПД

Эффективный КПД ηи процесса нагрева металла газовым пламенем представляет отношение эффективной мощности пламени q к полной тепловой мощности пламени qH, соответствующей низшей теплотворной способности ацетилена 14 600кал/ч (при 20°С и 760 мм рт. ст.)

Параметры режима нагрева, размеры изделия и теплофизические свойства металла также влияют на эффективную мощность, хотя и в меньшей степени, чем расход газа. При правом

нагреве эффективная мощность пламени выше, чем при левом (рис. 12).

Эффективная мощность пламени простой горелки

С увеличением скорости перемещения пламени его эффективная мощность несколько возрастает. С увеличением толщины нагреваемого ме­талла, а также его температуропроводности эффективная мощность пламени возрастает.

Наибольшая эффективная мощность пламени соответствует определенным соотношениям кислорода и горючего газа, несколько меньшим, чем теоретические соотношения по реакции полного сгорания: 2,3 – для ацетилена; 2,0 – для метана; 0,8 – для коксового газа; 0,4 – для водорода; 3,5 – для пропано-бутановой смеси.

С увеличением средней скорости истечения горючей смеси интенсивность теплообмена и эффективная мощность пламени увеличиваются.

Распределение удельного теплового потока q2 пламени простой горелки по радиусу r пятна нагрева приблизительно описывают соотношением (2) (рис. 13).

Распределение удельного теплового потока пламени простой горелки

Для расчетов удобно характеризовать распределение теплового потока постоянной времени:

Коэффициенты сосредоточенности k пламени простых горелок убывают, а постоян-

ные времени г0 возрастают с увеличением номера наконечника и расхода ацетилена (табл. 3).

Газовое пламя нагревает металл значительно медленнее и плавнее, чем сварочная дуга, так как наибольший тепловой поток на оси ацетилено-кислородного пламени простой горелки в 8-12 раз меньше открытой сварочной дуги примерно одинаковой эффективной мощности.

3. Тепловые характеристики сварочного ацетилене-кислородного пламени простой горелки

Диаметр сопла мундштука, мм Расход

ацетилена Уд, л/ч . .

Длина ядра пламени h, мм . .

Эффективная мощность пла­мени q, кал/с

Читайте также:  Станок для отрезки металла под углом

Эффективный КПД при нагре­вании стали ц

Коэффициент сосредоточен ности удельного

теплового по­тока k, см 2

Наибольший удельный тепло­вой поток q2max, кал/(см2-с) . .

Постоянная времени при на­гревании стали

Сложные горелки, многопламенные и щелевые, позволяют регулировать форму и размеры пламени и распределять тепловой поток заданным образом по участкам поверхности металла.

Нагрев тонких металлических лист (с полным выравнивание температуры по толщине ) плазменной струей и пламенем простой горелки ( с ось перпендикулярной к поверхности листа) прямолинейно неподвижным или перемещающимся с постоянной скоростью Ʋ см/c описвается схемой подвижного нормально-кругового источника теплоты в тонкой пластине с теплоотдачей nемпературное поле в процессе теплонасыщения, отнесенное к подвижной схеме координат XOY с центром в фиктивном сосредоточенном источнике О, движущемся на расстоянии Ʋt0 впереди центра С истинного источника (рис. 14), выражается соотношением

-безразмерные критерии расстояния и времени ,коэффициент насыщения определяется из графика

Схема нагрева тонкой пластины

– коэффициент теплообмена, который выбирают как среднее из значений коэффициентов теплообмена между пламенем и верхней поверхностью листа αn= 0,01 0,015 кал/(см2-с-°С)] и между нижней

поверхностью листа и спокойным воздухом [ас = 0,001 кал/(см2-с-°С)].

С приближением к предельному установившемуся состоянию процесса первое слагаемое в квадратных скобках стремится к единице.

По мере повышения скорости перемещения нормального источника температурное поле в листе приближается к полю быстродвижущегося нормально-полосового источника (рис. 14, б):

Нагрев поверхности массивного тела (например, листа толщиной более 40 мм) плазменной струей или неподвижным пламенем простой горелки с осью,перпендикулярной к нагреваемой поверхности, описывается схемой нормальнокругового источника теплоты на поверхности полубесконечного тела (рис. 15).

Схема нагрева полубесконечного тела поверхностным нормально-круговым источником теплоты

Температура в центре источника С в процессе теплонасыщения, являющаяся максимальной температурой нагреваемого тела, выразится

Первый сомножитель выражает максимальную температуру центральной точки при предельном состоянии процесса.

Второй сомножитель является коэффициентом теплонасыщения ψ (рис. 16), который стремится к единице в предельном состоянии процесса нагрева.

Нагрев поверхности массивного или пламенем горелки при большой скорости перемещения описывается выражением температурного поля быстродвижущегося нормальпо-линейного источника (рис.17)

где время t отсчитывают от момента когда центр источника пересек рассматриваемую плоскость.

При нагреве поверхности массивного тела плазменной струей или пламенем простой горелки при прямолинейном перемещении с постоянной скоростью Ʋ максимальная температура Тmах предельного состояния в точке М на оси перемещения источника и расстояние f точки М от центра источника выражается:

Коэффициенты Θm и nm вибирают из графика (рис.18) в зависимости от критерия скорости

График относительной максимальной температуры

Нагрев металлических листов толщиной δ,см, пламенем линейной горелки (например,при газопрессовой сварке продольных швов труб)описывают схемой нормально-полосового источника длиной L, см с линейной мощностью qi, кал/см, и коэффициентом сосредоточенности k в направлении оси OY,быстро двигающегося с постоянной скоростью Ʋ, см/с ,в направлении оси ОХ (рис. 19) при коэффициенте теплообмена пламени с металлом αп.

Схема нагрева продольного шва трубы

Температура листа Т(t) в точках оси перемещения горелки под пламенем т.е в стадии нагрева T l/v, вычисляют как разность температур по формуле (18) при разных значениях аргумента

Примеры расчета приведены в монографиях [1,2].

« Назад [Нагрев металла газовым пламенем] Далее »

Сайт находится в стадии доработки и модернизации.

Указанная на сайте информация и цены могут быть не актуальны. Заявки на оптовое сотрудничество принимаются здесь:

Главная > Статьи > Газовая горелка на баллончик температура пламени

17 декабря 2015

Газовые горелки являются незаменимым помощником в хозяйстве, мастерских и производственных цехах, на пикнике и в турпоходах. Легкость и удобство применения давно передали ветвь первенства газовым приборам в сравнении с другими видами. При выборе горелки стоит учитывать сферу применения, необходимую мощность, а также максимальную температуру пламени. Последний фактор особенно важен при выполнении более тонких видов работ. Поэтому необходимо знать основные параметры, напрямую связанные с распределением температурного режима пламени газовой горелки.

От чего зависит температура пламени газовой горелки

Газовая горелка на баллончик и температура пламени в ней напрямую зависит от состава газового топлива, окружающих условий горения и от мощности применяемого оборудования. Наблюдается при этом прямое соотношение теплотворной способности газа с температурой пламенного факела – повышение первого показателя ведет к увеличению второго.

Когда происходит процесс смешивания используемого топлива с воздухом, газ полностью расходуется, что в свою очередь увеличивает скорость горения и повышает температуру пламени. Этот показатель может улучшаться посредством дополнительного использования дутья воздуха. Например, без применения обдувания максимальный температурный режим составляет 1500 °С, то при его использовании возможен результат до 2200 °С.

На температуру также влияет факел пламени. Он не является однородным и делится на три зоны:

  • внутренняя – является самой короткой и обладает наиболее низкими температурными показателями. Именно в ней происходит нагревание газовой смеси, но без горения;
  • средняя восстановительная – это так называемая зона светлого огня, в которой достигается наивысшая температура. Уже здесь происходит горение, но не в полную мощность, в связи с недостатком кислорода и наличия углеродистых продуктов распада газа;
  • окаймляющая – характеризуется наиболее светлым пламенем, является окислительной. Температура этой зоны тоже высока и в связи с избытком воздуха происходит полное сгорание газа.

Температурный режим разных видов горелок на баллон

Подобрать газовую горелку на баллон можно в специализированных магазинах либо воспользоваться услугой онлайн покупки. Это существенно экономит время, к тому же на странице интернет магазина каждый имеет возможность ознакомиться с интересующей информацией о товаре. Торговая марка «Следопыт» предоставляет огромный выбор спецоборудования и газовых горелок в том числе. Среди них выделяют следующих три вида:

  • перезаправляемые – обладают компактный размер и эргономичный дизайн, просты и удобны в использовании, а наличие функции автоматического пьезоэлектрического розжига позволяет мгновенное использование прибора. К тому же стоит отметить, что именно этот вид не относиться к баллоной серии газовых горелок;
  • резьбовые – имеют направленный источник огня с факельной структурой. В качестве топлива используются смеси с высоким содержанием пропана, что обеспечивает поддержание постоянной температуры в зоне основного пламени – около 1800 °С. Некоторые модели имеют отдельные системы управления подачи газа и воздушной смеси. Это позволяет получить факел огня разной мощности и возможность выполнения работы в широком диапазоне температур;
  • с цанговым баллоном – используются как источник направленного пламени с факельной структурой, температура которого достигает 1500 °С.

Оборудованы приборы системой пьезоэлектрического розжига, некоторые имеют функцию дополнительного подогрева топлива, что позволяет использование оборудования под разными углами. Расход газа составляет от 50 до 250 г/час.

Рекомендации в работе с температурой пламени газовой горелки

Горелки на газу могут использоваться как автономный источник тепловой энергии. Регулируя мощность и температурные режимы пламени, можно проводить различные виды работ:

  • сварка и плавление пластмассовых, стеклянных, фарфоровых и кварцевых изделий – при этом лучше использовать горелку с подачей тонкого пламени;
  • работы с легкоплавкими металлами и сплавами – это может быть прогрев, выжигание, прокаливание труб. Удобно для таких процессов выбирать прибор с направленным факелом пламени и температурой около 1500 °С;
  • обработка древесины – придание узора готовым изделиям, обжиг конструкций, розжиг дров в камине, мангале;
  • кулинарные процессы – обработка тушек птицы, декорирование десертов, придание цвета и текстуры блюдам из мяса и овощей. Рекомендуется применять горелки компактного размера с минимальным температурным показателем.

Пользуясь газовыми горелками, следует помнить, что при недостатке кислорода, горение становится неполным и частицы продуктов разложения постепенно накаливаются. Это в свою очередь приводит к свечению огня и появлению сажи. Такой нюанс может существенно повлиять на результат проводимых работ.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector