Горение в воздухе происходит интенсивнее чем в чистом кислороде
Урок 18. Физические и химические свойства кислорода
В уроке 18 «Физические и химические свойства кислорода» из курса «Химия для чайников» выясним, какие физические и химические свойства имеет кислород и узнаем о реакциях горения.
Как у любого химического вещества, у кислорода есть свой набор физических и химических свойств, по которым его можно отличить от других веществ.
Физические свойства
По своим физическим свойствам простое вещество кислород относится к неметаллам. При нормальных условиях он находится в газообразном агрегатном состоянии. Кислород не имеет цвета, запаха и вкуса. Масса кислорода объемом 1 дм 3 при н. у. равна примерно 1,43 г.
При температуре ниже −183 °С кислород превращается в голубую жидкость, а при −219 °С эта жидкость переходит в твердое вещество. Это означает, что температура кипения кислорода равна: t кип.= −183 °С, а температура плавления составляет: t пл.= −219 °С. Кислород плохо растворяется в воде.
Химические свойства
Кислород является химически активным веществом. Он способен вступать в реакции с множеством других веществ, однако для протекания большинства этих реакций необходима более высокая, чем комнатная, температура. При нагревании кислород реагирует с неметаллами и металлами.
Если стеклянную колбу наполнить кислородом и внести в нее ложечку с горящей серой, то сера вспыхивает с образованием яркого пламени и быстро сгорает (рис. 80).
Химическую реакцию, протекающую в этом случае, можно описать следующим уравнением:
В результате реакции образуется вещество SO2, которое называется сернистым газом. Сернистый газ имеет резкий запах, который вы ощущаете при зажигании обычной спички. Это говорит о том, что в состав головки спички входит сера, при горении которой и образуется сернистый газ.
Подожженный красный фосфор в колбе с кислородом вспыхивает еще ярче и быстро сгорает, образуя густой белый дым (рис. 81).
При этом протекает химическая реакция:
Белый дым состоит из маленьких твердых частиц продукта реакции — P2O5.
Если в колбу с кислородом внести тлеющий уголек, состоящий в основном из углерода, то он также вспыхивает и сгорает ярким пламенем (рис. 82).
Протекающую химическую реакцию можно представить следующим уравнением:
Продуктом реакции является CO2, или углекислый газ, с которым вы уже знакомы. Доказать образование углекислого газа можно, добавив в колбу немного известковой воды. Помутнение свидетельствует о присутствии CO2 в колбе.
Возгорание уголька можно использовать для отличия кислорода от других газов. Если в сосуд (колбу, пробирку) с газом внести тлеющий уголек и он вспыхнет, то это указывает на наличие в сосуде кислорода.
Кроме неметаллов, с кислородом реагируют и многие металлы. Внесем в колбу с кислородом раскаленную стальную проволоку, состоящую в основном из железа. Проволока начинает ярко светиться и разбрасывать в разные стороны раскаленные искры, как при горении бенгальского огня (рис. 83).
При этом протекает следующая химическая реакция:
В результате реакции образуется вещество Fe3O4 (железная окалина). В состав формульной единицы этого вещества входят три атома железа, причем один из них имеет валентность II, а два других атома имеют валентность III. Поэтому формулу этого вещества можно представить в виде FeO * Fe2O3.
На заметку: Реакцию железа с кислородом используют для резки стальных изделий. Для этого определенный участок детали сначала нагревают с помощью кислородногазовой горелки. Затем направляют на нагретое место струю чистого кислорода, для чего перекрывают кран поступления горючего газа в горелку. Нагретое до высокой температуры железо вступает в химическую реакцию с кислородом и превращается в окалину. Так можно разрезать очень толстые железные детали.
Реакции горения
Общим для рассмотренных нами реакций является то, что при их протекании выделяется много света и теплоты. Очень многие вещества именно так взаимодействуют между собой.
Рассмотренные выше реакции простых веществ серы, фосфора, углерода и железа с кислородом являются реакциями горения.
Реакциями горения называются химические реакции, протекающие с выделением большого количества теплоты и света.
На заметку: Некоторые химические реакции протекают очень быстро. Такие реакции называют взрывными или просто взрывами. Например, взаимодействие кислорода с водородом может протекать в форме взрыва.
Горение может протекать не только в кислороде, но и в других газах. Об этих процессах вы узнаете при дальнейшем изучении химии.
Горение веществ на воздухе и в кислороде
Вы уже знаете, что в состав окружающего нас воздуха входит кислород. Поэтому многие вещества горят не только в чистом кислороде, но и на воздухе.
Горение на воздухе протекает чаще всего гораздо медленнее, чем в чистом кислороде. Происходит это потому, что в воздухе лишь одна пятая часть по объему приходится на кислород. Если уменьшить доступ воздуха к горящему предмету (а следовательно, уменьшить доступ кислорода), горение замедляется или прекращается. Отсюда понятно, почему для тушения загоревшегося предмета на него следует набросить, например, одеяло или плотную тряпку.
На заметку : При пожарах для тушения горящих предметов часто используют пену (рис. 84). Она обволакивает горящий предмет и прекращает доступ к нему кислорода. Горение сначала замедляется, а затем прекращается совсем.
Некоторые вещества, быстро сгорающие в кислороде, на воздухе не горят вообще. Так, если нагреть железную проволоку на воздухе даже до белого каления, она все равно не станет гореть, тогда как в чистом кислороде быстро сгорает с образованием раскаленных искр.
Краткие выводы урока:
Надеюсь урок 18 «Физические и химические свойства кислорода» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
Кислород не такой безопасный, как кажется
Содержание
В чистом кислороде горение происходит гораздо интенсивнее, чем в воздухе, и чем выше давление, тем быстрее горение. Негорючие или трудно поддающиеся возгоранию, в обычных условиях, материалы моментально загораются в атмосфере чистого O2.
При контакте с маслами, жирами, горючими пластмассами, угольной пылью, ворсинками органических веществ и т.п. чистый кислород способен окислять их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. И в дальнейшем может послужить причиной пожара.
По этой причине цилиндры кислородного компрессора смазывают дистиллированной водой, в которую добавляют 10% глицерина. Кроме того, поршневые кольца компрессоров для накачивания изготавливают из графита или другого антифрикционного материала работающего без смазки и не загрязняющего кислород органическими примесями.
В кислороде могут загораться и углеродистые стали при достаточном количестве тепла в месте соприкосновения и незначительной массе металла (например, при трении тонких пластин о массивные детали машин, наличии частиц окалины, стружки или железного порошка).
Для предотвращения возможности возникновения пожара необходимо строго следить, чтобы объемная доля O2 в рабочих помещениях не превышала 23%.
Несмотря на то, что человеку жизненно необходим кислород, но при его длительном вдыхании происходит поражение органов дыхания и легких с возможным последующим летальным исходом.
Жидкий кислород имеет низкую температуру, поэтому при попадании на кожу или в глаза он вызываем моментальное обморожение.
Опасен ли кислород в баллоне?
Если в кислороде присутствует избыток влаги, внутренняя стенка баллона начинает подвергаться коррозии. В результате образуются рыхлые массы гидратов оксида железа (Fe(OH), Fe(OH)2, Fe(OH)3) в которые свободно проникает кислород, что содействует распространению коррозии вглубь стенки.
Если баллоны наполнены сухим газом, то происходит очень медленное окисление железа в тонком поверхностном слое. В результате образующиеся окислы покрывают стенку сплошной пленкой препятствующей дальнейшему процессу окисления.
Практика показывает, что при отсутствии влаги в баллоне даже после 20 лет эксплуатации не наблюдается заметной коррозии металла на внутренней стенке.
В процессе газовой сварки или газовой резки в конце опорожнения баллона из-за низкого давления O2 возможно перетекание горючего газа (ацетилена, пропана, метана) находящегося в баллоне под более высоким давлением, что приводит к образованию взрывоопасной смеси взрывающейся при обратном ударе. Поэтому при заправке баллоны очень тщательно проверяют на наличие в них посторонних газов.
Симптомы у человека при недостатке кислорода в воздухе
Нормальное содержание O2 в воздухе находится в пределах 21%. При понижении его количества в результате сгорания или вымещения инертными газами (аргон, гелий) возникает недостаток кислорода, последствия, и симптомы которого указаны в таблице ниже.
При наличии вышеуказанных симптомов пострадавшего следует быстро вынести на свежий воздух и дать ему подышать кислородом или сделать искусственное дыхание. Необходима немедленная медицинская помощь.
Ингаляция насыщенного кислородом воздуха должна проводиться под наблюдением врача.
Правила безопасности при использовании, хранении и транспортировке кислорода
Все вышеуказанные свойства и особенности кислорода нужно принимать во внимание при его использовании, хранении и транспортировке.
Температура горения кислорода в воздухе: Химия пламени
Особенности горения веществ на воздухе
Горение — это химическая реакция, которая протекает с выделением тепла и света. В случае, если среди продуктов горения присутствуют твердые вещества, то горение сопровождается светящимся пламенем. Например, при горении фосфора получается светящееся пламя, а при горении водорода его нет, так как в последнем случае образуется водяной пар.
Метан горит почти бесцветно, голубоватым пламенем. А вот бензин горит достаточно ярко, так как углерод в нем сгорает не полностью и образуется сажа. Именно раскаленная сажа делает пламя ярким. Но если жечь топливо при большом количестве кислорода, то пламя становится почти несветящимся, так как сажа сгорает. Кроме того, такое пламя имеет более высокую температуру.
Горение в чистом кислороде протекает более интенсивно, чем в воздухе, так как в нем содержится большое количество азота, который не поддерживает горение.
Кроме кислорода горение поддерживают хлор (Cl 2), фтор (F2) и некоторые другие газы.
При горении различных веществ в кислороде образуются оксиды, и выделяется тепло.
Различные вещества загораются на воздухе при разной температуре. Так температура воспламенения медицинского эфира 150 °C, бумаги — более 200 °C, магния — 600 °C. Если загоревшееся вещество вынести из пламени, оно все-равно продолжит гореть, так как в процессе горения выделяется теплота и нагревает новые участки вещества.
Горение — это достаточно быстрое взаимодействие вещества с кислородом. Однако вещество может реагировать с кислородом медленно. В этом случае процесс взаимодействия называют не горением, а окислением. Так, например, ржавеет железо. При этом железо реагирует с кислородом с образованием оксида железа.
Чтобы прекратить горение вещества, самым надежным способом является прекращение доступа воздуха и кислорода вместе с ним. Также можно также охладить вещество, облив его водой. Однако этот способ не всегда подходит. Например, некоторые металлы активно взаимодействуют с водой и тушения не происходит.
Вещества, которые легко загораются, называются огнеопасными. К ним относятся эфир, бензин, спирт и др. Их пары могут вспыхнуть даже находясь поодаль от огня.
Egida Ross — Что такое огонь?
Огонь — это химический процесс. Этот процесс известен как «Сгорание». Сгорание — это цепная реакция, химически подобная процессу «обратному» фотосинтезу. Для возникновения возгорания должны всегда присутствовать три элемента.
Огонь — это процесс, который требует, чтобы горючий материал (топливо) был подвергнут достаточно высокой температуре и имел доступ к кислороду.
ФАЗЫ ОГНЯ
Процесс горения делится на определенные стадии. Каждая фаза (или стадия) характеризуется различиями в комнатной температуре и атмосферном составе.
Начальная фаза (стадия роста)
В первой фазе значительно увеличивается содержание кислорода в воздухе, и огонь производит водяной пар, углекислый газ, возможно небольшое количество двуокиси серы, угарного газа и других газов., однако температура в комнате на данном этапе может быть небольшая.</p><h4>Свободно горящая фаза (полностью развитая стадия)</h4><p style=)
Вторая фаза горения охватывает все свободно горящие действия огня. Во время этой фазы богатый кислородом воздух вовлечен в пламя, поскольку конвекция (повышение горячих газов) несет высокую температуру к верхнему слою ограниченного пространства. Горячие газы распространяются сверху вниз, вынуждая более прохладный воздух искать более низкие уровни, и, в конечном счете, зажигают весь горючий материал в верхних уровнях комнаты. На данном этапе температура в верхних слоях может превысить 1,3000F (7000C). В то время как огонь прогрессирует через последние стадии этой фазы, он продолжает потреблять свободный кислород, пока он не достигает точки, где недостаточно кислорода, чтобы реагировать с топливом.
Тлеющая фаза (стадия распада)
Классификация пожара
Огонь класса А — Огонь, включающий в себя обычные горючие материалы, такие как древесина, ткань, бумага, резина и много видов пластмасс.
Огонь класса B — Огонь, содержащий огнеопасные жидкости, жиры и газы.
Огонь класса C — Огонь, включающий энерго- и электрооборудование.
Огонь класса D — Огонь, включающий в себя горючие металлы, такие как магний, титан, цирконий, натрий и калий.
Огонь класса F — Класс F — это новая классификация огня с 1998 и здесь имеется ввиду возгорание горючего топлива, случаи возгорания в кулинарии, например растительные или животные жиры.
Природа огня
Огонь БЫСТРЫЙ. Времени крайне мало! Меньше чем за 30 секунд маленькое пламя может полностью выйти из-под контроля и превратиться в основной огонь. Для образования плотного слоя черного дыма требуется лишь несколько минут, чтобы заполнить дом, после чего он полностью будет охвачен огнем. Самые смертельные пожары происходят сами по себе в то время, пока люди спят. Если Вы почувствуете возгорание, то у Вас не будет времени, чтобы захватить какие-либо ценности, потому что огонь распространяется слишком быстро, и дым слишком плотный. 
У Вас будет время только на то, чтобы покинуть здание.
Огонь ТЕМНЫЙ. Огонь не яркий, он черный как смола. Огонь начинается яркой вспышкой, но быстро производит черный дым и, тем самым, создает полную темноту. Если Вы оказались в огне, Вы можете быть ослеплены, дезориентированы и неспособны найти выход из дома, в котором Вы жили в течение многих лет.
Огонь СМЕРТЕЛЕН. Дым и токсичные газы убивают больше людей, чем огонь. Огонь израсходовал кислород, в котором Вы нуждаетесь, и производит дым и ядовитые газы, которые убивают. 
Вдыхание даже небольшого количества дыма и токсичных газов может оказывать на Вас седативное действие, дезориентировать и нарушить дыхание. Бесцветные пары без запаха могут убаюкать Вас в глубокий сон прежде, чем огонь достигнет Вашей двери. Вы не сможете проснуться вовремя, чтобы убежать.
Скорость распространения огня
Огонь распространяется чрезвычайно быстро, у потенциальной жертвы есть крайне мало времени, чтобы выжить. Огонь может удваиваться в размере каждые 30 секунд. Всего через две минуты огонь может стать опасным для жизни. Через пять минут место жительства может быть охвачено огнем.
Реакция горения
Реакция горения.
Окисление сопровождается выделением определенного количества тепла. При медленном окислении это тепло постепенно рассеивается, не создавая заметного повышения температуры. При взрыве теплота реакции горения выделятся практически мгновенно, что приводит к бстрому расширению газов.
Горение углеводородных газов СmHn в кислороде может быть выражено в общем виде уравнением
СmHn + (m+n/4)O2 = mCO2 + (n/2) h3O.
Как известно, чаще всего сжигание газов происходит не в чистом кислороде, а в кислороде воздуха. В воздухе на 21 объем кислорода приходится 79 объемов азота ( если пренебречь незначительным количеством СО2 и редких газов), или на 23,3 массовых частей кислорода приходится 79 : 21 = 3,76 м³ азота, или 1 м³ кислорода содержится в 100 : 21 = 4,76 м³ воздуха.
В связи с указанным приведенное уравнение реакции горения углеводородных газов в атмосфере воздуха можно написать в виде
СmHn + (m+n/4)O2 + 3,76N2) = mCO2 + (n/2) h3O + (m +n/4) 3.76 N2.
Начально и конечное состояние реакций реакций горения распространенных газов представлены уравнениями, приведенными в табл. 1 и табл.2
Реакция горения горючих газов в кислороде.
С2Н4 + 3О2 → 2СО2 + 2Н2О
С2Н6 + 3,5О2 → 2СО2 + 3Н2О
С3Н6 + 4,5О2 → 3СО2 + 3Н2О
С3Н8 + 5О2 → 3СО2 + 4Н2О
н-Бутилен и изобутилен
С4Н8 + 6О2 → 4СО2 + 4Н2О
С4Н10 + 6,5О2 → 4СО2 + 5Н2О
С5Н12 + 8О2 → 5СО2 + 6Н2О
Реакция гоения горючих газов в воздухе. 
СН4 + 2О2 + 7,52N2 → СО2 + 2Н2О + 7,52N2
С2Н4 + 3О2 + 11,28N2 → 2СО2 + 2Н2О + 11,28N2
С2Н6 + 3,5О2 + 13,16N2 → 2СО2 + 3Н2О + 13,16N2
С3Н6 + 4,5О2 + 16,92N2 → 3СО2 + 3Н2О + 16,92N2
С3Н8 + 5О2 + 18,8N2 → 3СО2 + 4Н2О + 18,8N2
н-Бутилен и изобутилен
С4Н8 + 6О2 + 22,56N2 → 4СО2 + 4Н2О + 22,56N2
С4Н10 + 6,5О2 + 24,44N2 → 4СО2 + 5Н2О + 24,44N2
С5Н12 + 8О2 + 30,08N2 → 5СО2 + 6Н2О + 30,08N2
Ацетилен: формула, получение, горение и применение
История получения ацетилена
В 1836 г. в Бристоле на заседании Британской ассоциации Эдмунд Дэви (Edmund Davy), профессор химии Дублинского Королевского общества и двоюродный брат Гемфри Дэви (Humphry Davy), сообщил:
Дэви получил карбид калия К2С2 и обработал его водой.
В статье о получении карбида кальция мы писали о том, что его «двууглеродистый водород» впервые был назван ацетиленом французским химиком Пьером Эженом Марселеном Бертло (Marcellin Berthelot) в 1860 г. Только через 60 лет после открытия Дэви предсказанное им использование ацетилена для освещения явилось первым толчком для его промышленного получения.
Получение ацетилена
Получение ацетилена производится двумя основными способами:
А вот какой способ сейчас более распространён можно узнать из статьи о получении ацетилена. 
Применение ацетилена
Применение ацетилена при газовой сварке обусловлено тем, что у него самая большая температуры горения. Но он также нашел свое применение в химической отрасли для получения пластмасс, синтетического каучука, уксусной кислоты и растворителей. Более подробный ответ по данному вопросу можно найти в статье о применении ацетилена.
Горение ацетилена
312?1,1709?1000/26,036 = 14000 ккал/м 3
Низшая теплотворная способность при тех же условиях может быть принята QH = 13500 ккал/м 3 (55890 кДж/м 3 ).
Реакция неполного горения ацетилена протекает на внешней оболочке светящегося внутреннего конуса пламени, причем под влиянием высокой температуры на внутренней поверхности конуса происходит распад С2Н2 на его составляющие по реакции:
где Q4?54 ккал/моль или 2070 ккал/кг С2H2.
При содержании С2Н2 в смеси около 45% (т. е. при отношении кислорода к ацетилену, примерно равном 1,25) достигается максимальная температура горения ацетилена, которая составляет 3200°С.
Следовательно, температура пламени изменяется в зависимости от состава смеси.
При содержании 27% С2Н2 достигается максимальная скорость воспламенения ацетилено-кислородной смеси, которая равна 13,5 м/сек.
Следовательно, в зависимости от состава смеси также изменяется и скорость воспламенения.
Данные зависимостей скорости воспламенения и температуры пламени и от содержания в ней ацетилена представлены ниже в таблице.
| Содержание С2Н2 в смеси в объемных процентах | 12 | 15 | 20 | 25 | 27 | 30 | 32 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальная температура горения ацетилена, °С | — | 2920 | 2940 | 2960 | 2970 | 2990 | 3010 | 3060 | 3140 | 3200 | 3070 | 2840 |
| Скорость воспламенения смеси, м/сек | 8,0 | 10,0 | 11,8 | 13,3 | 13,5 | 13,1 | 12,5 | 11,3 | 9,3 | 7,8 | 6,7 | — |
Необходимо понимать, что полное сгорание ацетилено-воздушной смеси достигается при наличии в ней не более 1?100/(1+11,905)=7,75% ацетилена (так называемая стехиометрическая смесь). 
При этом продуктами реакции являются только углекислый газ (СО2) и вода (H2О). При содержании ацетилена более 17,37% в виде сажи выделяется свободный углерод.
С увеличение процентного содержание ацетила выделение сажи также возрастает (коптящее пламя), а при 81% С2Н2 — процесс горения прекращается или не возникает.
Хранение и транспортировка ацетилена
Ацетилен выпускают по ГОСТ 5457 растворенным и газообразным. Хранят и транспортируют его в растворенном состоянии в специальных стальных баллонах по ГОСТ 949, заполненных пористой, пропитанной ацетоном массой. Ацетилен, растворенный в ацетоне не склонен к взрывчатому распаду.
Баллоны окрашены в серый цвет и надписью красными буквами «АЦЕТИЛЕН» на верхней цилиндрической части.
Максимальное давление ацетилена при заполнении баллона составляет 2,5 МПа (25 кгс/см 2 ), при отстое и охлаждении баллона до 20°С оно снижается до 1,9 МПа (19 кгс/см 2 ). 
При этом давлении в 40-литровый баллон вмещается 5-5,8 кг С2Н2 по массе (4,6-5,3 м 3 газа при 20°С и 760 мм рт. ст.).
Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры следующим образом:
| Температура, °С | -5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Давление, МПа | 1,3 | 1,4 | 14 | 1,7 | 1,8 | 12 | 2,4 | 3,0 |
Другие требования техники безопасности можно узнать из статьи о классе опасности и мерах безопасности при работе с ацетиленом
Физические свойства ацетилена
Физические свойства ацетилена представлены в таблицах ниже.
Коэффициенты перевода объема и массы С
Коэффициенты перевода объема и массы С
Ацетилен в баллоне
| Наименование | Объем баллона, л | Масса газа в баллоне, кг | Объем газа (м 3 ) при Т=15°С, Р=0,1 МПа |
|---|---|---|---|
| С2Н2 | 40 | 5 | 4,545 |
Благодаря информации в таблице можно дать ответы на часто задаваемые вопросы:
Процесс горения топлива
Горением называется взаимодействие горючих веществ с кислородом воздуха. Процесс горения может происходить только при высокой температуре и, как правило, сопровождается выделением определенного количества тепла. Если пламя свечи покрыть стаканом, то она начнет дымить и затем погаснет. Горение прекратится потому, что весь кислород воздуха в стакане израсходовался, а без кислорода горение происходить не может. Если кусок дерева поместить в сосуд с кислородом — он гореть не будет, так как сосуд не нагрет. Горючие части топлива— углерод и водород — могут соединяться с кислородом, только в сильно нагретом состоянии. Следовательно, без высокой температуры топлива горение происходить не может. Для воспламенения дерева, например, нужно, чтобы его температура была не ниже 300°, для каменного угля — 600°.
Как происходит обычная растопка печи? Сложенные в печи дрова окружены кислородом, поступающим в виде потока воздуха через топочную и поддувальную дверцы. 
Однако даже сухие дрова нельзя зажечь одной спичкой, небольшое пламя которой не в состоянии сильно нагреть полена. Сначала спичкой зажигают растопку (мелкую лучину или бумагу), а от е& пламени нагреваются и загораются дрова. Чтобы горение происходило непрерывно, в печь все время должен поступать кислород (воздух). Если количество воздуха слишком велико, то топливник будет охлаждаться, а горение — ухудшаться, так как для хорошего горения необходима высокая температура. Поэтому нельзя топить печь с широко открытой дверцей.
Если же количество воздуха, а следовательно, и кислорода недостаточно, то происходит так называемое неполное горение— дрова тлеют и горят темно-красным пламенем, выделяя большое количество густого черного дыма, в котором уносятся частички топлива, не сгоревшего из-за недостатка кислорода. В дымооборотах печи и в дымовой трубе эти частички осаждаются в виде сажи. Для того чтобы воздух проникал во всю толщу топливного слоя и обеспечивал кислородом всю поверхность горения, печи оборудуют колосниковыми решетками и поддувалами.
Если поддувала нет и воздух попадает через топливную дверцу, то он омывает только передний ряд дров, поднимается кверху и уходит в дымоход, не соприкоснувшись с задними рядами дров. Поэтому дрова полностью не сгорают. Печи без поддувала и колосниковой решетки гораздо хуже используют сгорающее топливо. Внешними признаками полного сгорания топлива являются: соломенно-желтый цвет пламени в топливнике и белый или прозрачный дым. При полном сгорании сажа почти не откладывается на стенках дымооборотов и дымовой трубы. Нормальный процесс горения протекает при высоких температурах: для дров 800—900° и для каменного угля 900— 1200°. Эти температуры обеспечивают непрерывность горения, если кислород в топливники подается также непрерывно.
При полном сгорании углерода 1 весовая часть его соединяется с 2 весовыми частями кислорода воздуха и дает в результате 1 весовую часть нового газа, называемого углекислым газом или углекислотой. Этот газ, не имеющий цвета и запаха, не горит и не поддерживает горение.
Из этого следует, что нельзя допускать чрезмерного остывания дымовых газов; температура их не должна быть ниже 125—150°. Дымовые газы представляют собой смесь продуктов сгорания топлива из углекислоты, окиси углерода, водяных паров, остатков несгоревших частиц топлива (сажи) и иногда паров серы.
Что такое хороший камин? — Contura
Негерметичный камин: неправильное горение
Неправильный процесс горения, как правило, вызывается некачественным расчётом воздушных потоков при проектировании и испытаниях камина. В качестве примера, на рисунке показано, как холодный воздух влияет на процесс горения. Неконтролируемый холодный воздух поступает в топочную камеру. Там воздух расширяется и буквально толкает горючие газы вверх в дымоход. Газы не успевают пройти процесс горения и горящие частицы создают высокую температуру в дымоходе (7). Затем при подъеме по дымоходу они остывают и оседают на стенке дымохода.
Эти недостатки могут быть также вызваны неплотным прилеганием дверцы топки (6) или использованием камина, в котором не реализована функция предварительного нагрева воздуха.
Другие негативные последствия отсутствия герметичности в топке камина – что воздух в топке перемешивается неправильно, и температура горения снижается до неблагополучного уровня. 
Уменьшается теплоотдача, а топливо сгорает не полностью. В дымоход вылетают частицы в виде черного дыма, ядовитого угарного газа и сажи. В результате приходится часто чистить дымоход.
Неправильное горение имеет и другие последствия: температура газов в дымоходе при неправильном горении значительно выше (400-500°С), что может раскалить сажу, осевшую в дымоходе, и вызвать трубный огонь – очень опасное явление, причину множества страшных пожаров в частных домах.
За 60-летнюю историю компании с камином Contura не было ни одного случая пожара по вине камина.
Чтобы камин был безопасным, чисто горел и потреблял мало топлива, он должен иметь три свойства:
• Достигать высокой рабочей температуры в топке (минимум 650˚С)
• Кислород должен перемешиваться с топливом в камере горения как можно более однородно
• Горючие газы должны подниматься до дымохода медленно, чтобы процесс горения успел завершиться внутри топочной камеры.
Внимание: Только при правильном взаимодействии этих трех условий у нас есть шанс добиться оптимального процесса горения, когда на выходе из топки в составе дымовых газов практически не остается кислорода, сажи и СО – только СО2 и вода, и температура газов не превышает 300˚С.
Чтобы реализовать эти условия, существует ряд технических решений, которые работают только в совокупности, после тщательной настройки:
• Герметичность камеры горения
• Теплоизоляция камеры горения
• Предварительный нагрев воздуха для горения
• Особая геометрия камеры горения
• Кроме того, во внимание принимаются еще несколько десятков факторов, влияющих на процесс горения.
Внимание: Все решения работают, только если камин герметичен. Поэтому мы хотим обратить внимание именно на герметичность топочной камеры камина и связь ее с остальными функциями и решениями, отвечающими за хорошее горение
Глава 8. Характеристики горения газов
8.1. Реакции горения
Горение — быстропротекающая химическая реакция соединения горючих компонентов с кислородом, сопровождающаяся интенсивным выделением теплоты и резким повышением температуры продуктов сгорания.
8.2. Расчеты горения
Кислород для горения поступает из воздуха как его составная часть. 
Для расчетов принимается, что объемный состав сухого воздуха следующий:
8.3. Температура горения
В теплотехнике различаются следующие температуры горения газов: жаропроизводительность, калориметрическую, теоретическую и действительную (расчетную).
8.4. Температура самовоспламенения
Для инициирования реакций горения нужны условия воспламенения смеси топлива с окислителем. Воспламенение может быть самопроизвольным и вынужденным (зажигание).
8.5. Пределы воспламеняемости и взрываемости
Газовоздушные смеси могут воспламеняться (взрываться) только тогда, когда содержание газа в смеси находится в определенных (для каждого газа) пределах. В связи с этим различают нижний и верхний концентрационные пределы воспламеняемости.
8.6. Горение в неподвижной среде
Перемещение пламенной зоны — фронта пламени, — области, отделяющей не вступившую в реакцию горючую смесь от продуктов горения, вызвано тем, что холодная горючая смесь перед ним нагревается до температуры воспламенения за счет теплопроводности и диффузии раскаленных продуктов горения в холодную смесь.
8.7. Горение в ламинарном и турбулентном потоках
Фронт пламени может быть остановлен, если создать встречное движение горючей смеси со скоростью, равной нормальной скорости распространения пламени. Наглядный пример — поверхность внутреннего конуса бунзеновской горелки.
8.8. Устойчивость горения
Основные факторы, влияющие на устойчивость горения, — скорости истечения газовоздушной смеси и распространения пламени. При горении газовоздушных смесей в ламинарном потоке устойчивой частью конусного фронта пламени является его нижняя часть.
8.9. Схемы огнепреградителей
Воздух или кислород, попав в газопровод, может образовать взрывчатую смесь, поэтому необходимо обязательно предохранять трубопроводы от проникновения в него воздуха или кислорода. На всех взрывоопасных производствах должны быть созданы условия, исключающие возможность возникновения поджигающих импульсов.
8.10. 
Принципы сжигания
В основе процессов сжигания газа — принципы, условно называемые кинетическим и диффузионным. При кинетическом принципе до начала горения создается однородная смесь с некоторым избытком воздуха. Сгорание такой смеси происходит в коротком прозрачном факеле без образования в пламени частиц сажи.
Температура адиабатического пламени — обзор
Рассмотрим температуру адиабатического пламени для стехиометрической смеси водорода и кислорода:
Температура адиабатического пламени для этой реакции должна быть наивысшей температурой, достижимой с этими реагентами. Более 2 моль водорода на каждый моль кислорода будет означать, что избыток водорода поглотит часть выделяемого тепла, что снизит конечную температуру. Меньше этой пропорции будет означать наличие избытка кислорода, который снова поглотит часть тепла, выделяющегося при образовании воды.Этот случай упрощен с точки зрения химического состава, поскольку единственным продуктом будет вода. 
Тогда, если мы предположим, что водород и кислород вводятся в их стандартном состоянии при эталонной температуре, то есть молекулярный водород и кислород вводятся при 298,16 К, уравнение (4.63) принимает вид
Поскольку стандартная теплота образования молекулярного водорода и молекулярного кислорода равна нулю,
При T j = T r = 298,16 K и единственной составляющей в продуктах является вода, так что a ″ = 1 моль, уравнение (4.64) принимает вид
Qcomb (T′c ) = ΔHi (T′c) — ΔHi (298,6 К).
Мы ищем значение T′c, которое удовлетворяет следующему уравнению:
(4.66) Qcomb − Qavail = ΔH (T′c) −ΔH (298.16) + ΔHf, h3O0.
Используя табличные термодинамические значения, например, представленные МакБрайдом и его коллегами (1963) или в Приложении G, мы можем составить Таблицу 4.4. Интерполяция приводит к T c = 4920K.
Таблица 4.4. Оценка уравнения (4.66)
Адиабатические температуры пламени
Процесс горения без потери или увеличения тепла называется адиабатическим.
Температура адиабатического пламени для водорода, метана, пропана и октана — и других — с кислородом или воздухом в качестве окислителей в адиабатической реакции при постоянном давлении:
| Топливо | Температура адиабатического пламени ( K ) | ||
|---|---|---|---|
| Кислород *) в качестве окислителя | Воздух в качестве окислителя | ||
| Ацетальдегид | 3817 | 2228 | |
| Ацетон | 3705 | 2253 | 3997 | 2607 |
| Бензол — C 6 H 6 3) | 3784 | 2363 | |
| n- Бутан — C 4 H 10 1) | 3867 9008 6 | 2248 | |
| изобутан — C 4 H 10 1) | 3861 | 2246 | |
| Бутилен — C 4 H 8 2 ) | 3867 | 2494 | |
| Дисульфид карбина | 2257 | ||
| Цианоген | 4855 | 2596 | |
| Циклогексан | 3865 | ||
| Циклогексан | 3865 | 2250 | 2370 |
| Декан | 3833 | 2286 | |
| Этан — C 2 H 6 1) | 3903 | 2222 | |
| Этанол | 3730 | 2238 | |
| Этилен — C 2 H 9 0016 4 2) | 3932 | 2375 | |
| Гексан | 3855 | 2238 | |
| Водород — H 2 | 3473 | 2483 | |
| 3953 | 2236 | ||
| Метанол | 3656 | 2222 | |
| Неопентан — C 5 H 9006 12 1) 9013 | 3850 | 2511 | |
| н-гексан — C 10 H 8 1) | 3682 | 2494 | |
| Нафталин — C 6 14 4) | 3943 | 2533 | |
| Неогексан — C 6 H 14 1) | 3838 | 2508 | |
| н-гептан — C 7 H 16 1) | 3851 | 2469 | |
| Оксиран | 3796 | 2177 | |
| н-пентан — C 5 H 12 1) | 3848 | 2505 | 3857 | 2508 |
| н-пентен — C 5 H 10 2) | 3865 | 2569 | |
| Пропан — C 3 H 8 1) | 2526 | ||
| Пропилен — C 3 H 6 2) | 3902 | 2528 | |
| Толуол — C 7 H 8 3) 3) | 3786 | 2344 | |
| Триптан — C 7 H 16 1) | 3836 | 2497 | |
| p-ксилол — C H 10 3) | 3788 | 2483 | |
*) Благодаря Maxwell Pisciotta за расчет адиабатических температур пламени с кислородом в качестве окислителя
526 1) 2 Парафины или алканы
2) Олефины или алкены
3) Ароматические углеводороды
9013 5 4) Другие углеводороды
Избыточный воздух снижает адиабатическую температуру пламени и часто вводится, чтобы избежать превышения температур пламени пределов, установленных материалами в системе сгорания.
Метан составляет основную часть природного газа.
График адиабатической температуры пламени
Это диаграмма адиабатических температур пламени для обычных видов топлива. Температура адиабатического пламени — это теоретическая температура пламени, предполагающая полное сгорание и отсутствие работы или передачи тепла в окружающую среду или из нее.
Адиабатическая температура пламени при постоянном давлении
Обратите внимание, что большинство видов топлива горит на воздухе около 1950 ° C или 3500 ° F. Это связано с тем, что обычное топливо — это все органические соединения, которые сжигают разрывая связи C-H, C-C и O 2 с образованием молекул CO 2 и H 2 O. Горючее с тройными связями углерод-азот горит намного сильнее. 
Металлы горят в кислороде, температура пламени выше, чем у большинства видов топлива. Естественно, что температура пламени выше, когда топливо горит в чистом кислороде, а не в воздухе.Также обратите внимание, что в таблице указаны теоретические температуры пламени, полученные при полном сгорании без потери тепла. Реальное пламя горит чуть ниже. Температура также зависит от измеряемой части пламени.
| Топливо | Окислитель | ° C | ° F |
| Дицианоацетилен (C 4 N 2 ) | Кислород | 1090 900 | |
| Цианоген (C 2 N 2 ) | Кислород | 4525 | 8177 |
| Цирконий | Кислород | 4005 | 7241 |
| Алюминий | Кислород | 3732 | |
| Антрацит | Кислород | ||
| Ацетилен (C 2 H 2 ) | Кислород | 3480 | 6296 |
| MAPP (C 3 H 4 ) | Кислород | 2927 | 5301 |
| Ацетилен | Воздух 900 86 | 2500 | 4532 |
| Водород (H 2 ) | Воздух | 2254 | 4089 |
| Антрацит | Воздух | 2180 | 3957 |
| Битуминозный уголь | Воздух | 2172 | 3943 |
| Бензин | Воздух | 2139 | 3880 |
| Керосин | Воздух | 2093 | 3801 |
| Этанол (C 2 H 5 OH) | Воздух | 2082 | 3779 |
| MAPP | Воздух | 2010 | 3650 |
| Магний | Воздух | 1982 | 3600 |
| Пропан (C 3 H 8 ) | Воздух | 1980 | 3596 |
| Дерево | Воздух | 1980 9008 6 | 3596 |
| Бутан (C 4 H 10 ) | Воздух | 1970 | 3578 |
| Метан (CH 4 ) | Воздух | 1963 | 3565 |
| Природный газ | Воздух | 1960 | 3562 |
| Свеча | Воздух | ||
| Сигарета | Воздух |
Температура адиабатического пламени обычных видов топлива при постоянном давлении
Постоянный объем и постоянное давление
Адиабатическое горение происходит либо при постоянном объеме, либо при постоянном давлении. 
Большая часть горения в повседневной жизни происходит при постоянном давлении, потому что воздух или кислород свободно поступают в пламя, а продукты горения уходят от него. Костер — это пример горения при постоянном давлении. С другой стороны, горение постоянного объема происходит в замкнутом пространстве. Сгорание внутри цилиндра двигателя является примером ситуации с постоянным объемом. Температура адиабатического пламени при постоянном объеме выше, чем при постоянном давлении. Это потому, что некоторая энергия уходит на изменение объема при постоянном давлении.Например, температура адиабатического пламени для метана составляет около 2326 К при постоянном объеме и 2236 К при постоянном давлении.
Список литературы
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Информация о сгорании
Горение
Горение происходит, когда топливо, чаще всего ископаемое топливо, реагирует с кислородом воздуха с выделением тепла. Тепло, создаваемое при сжигании ископаемого топлива, используется в работе такого оборудования, как котлы, печи, печи и двигатели. 
Наряду с теплом в качестве побочных продуктов экзотермической реакции образуются CO2 (диоксид углерода) и h3O (вода).
Контролируя и регулируя количество газов в дымовой трубе или выхлопе, легко повысить эффективность сгорания, что позволяет экономить топливо и снижает расходы. Эффективность сгорания — это расчет того, насколько эффективно протекает процесс сгорания. Для достижения наивысшего уровня полноты сгорания должно иметь место полное сгорание.Полное сгорание происходит, когда вся энергия сжигаемого топлива извлекается, и ни одно из соединений углерода и водорода не остается несгоревшим. Полное сгорание произойдет, когда надлежащее количество топлива и воздуха (соотношение топливо / воздух) будет смешано в течение нужного времени при соответствующих условиях турбулентности и температуры.
На практике, чтобы достичь полного сгорания, необходимо увеличить количество воздуха для процесса сгорания, чтобы обеспечить сгорание всего топлива. Количество воздуха, которое необходимо добавить, чтобы обеспечить извлечение всей энергии, называется избыточным воздухом.
В большинстве процессов горения некоторые дополнительные химические вещества образуются во время реакций горения. Некоторые из образовавшихся продуктов, таких как CO (оксид углерода), NO (оксид азота), NO2 (диоксид азота), SO2 (диоксид серы), сажа и зола, должны быть сведены к минимуму и должны быть точно измерены.EPA установило особые стандарты и правила для выбросов некоторых из этих продуктов, поскольку они вредны для окружающей среды.
Анализ горения является жизненно важным шагом для правильной работы и управления любым процессом горения с целью достижения наивысшей эффективности сгорания с наименьшими выбросами загрязняющих веществ.
Цель горения — извлечь энергию от сжигания топлива наиболее эффективным способом.Для достижения максимальной эффективности сгорания необходимо сжигать весь топливный материал с наименьшими потерями. Чем эффективнее сжигается топливо и собирается энергия, тем дешевле становится процесс сжигания.
Полное сгорание
Полное сгорание происходит при извлечении 100% энергии топлива. Важно стремиться к полному сгоранию, чтобы сохранить топливо и повысить рентабельность процесса сгорания.Для полного сгорания в камере сгорания должно быть достаточно воздуха. Добавление избыточного воздуха значительно снижает образование CO (монооксида углерода), позволяя CO реагировать с O2. 
Чем меньше CO остается в дымовом газе, тем ближе к полному сгоранию становится реакция. Это связано с тем, что токсичный газообразный монооксид углерода (CO) по-прежнему содержит очень значительное количество энергии, которую следует полностью сжечь.
Стехиометрическое горение
Стехиометрическое сгорание — это теоретическая точка, в которой соотношение топлива и воздуха является идеальным, так что происходит полное сгорание с идеальной эффективностью.Хотя стехиометрическое сжигание невозможно, во всех процессах сжигания стремятся к максимальному увеличению прибыли.
Топливо
Эффект от сжигания различных видов топлива
Уголь
Во всем мире в процессах сжигания используется много разновидностей угля; наиболее широко используются антрацит, битуминозный, полубитуминозный и бурый угли.При сжигании угля образуется значительное количество углекислого газа, учитывая чрезвычайно высокий уровень углерода в угле; Поскольку для сжигания углерода требуется больше кислорода, для сжигания угля требуется больше воздуха для горения, чем для других ископаемых видов топлива.
Помимо выбросов диоксида углерода, сжигание угля создает некоторые другие загрязнители, включая NOx, диоксид серы (SO2), триоксид серы (SO3) и выбросы твердых частиц. Двуокись серы химически соединяется с водяным паром в воздухе с образованием слабой формы серной кислоты, одной из основных причин кислотных дождей.
Нефть
Нефтяное топливо в основном представляет собой смесь очень тяжелых углеводородов, в которых содержание водорода выше, чем в угле. В то же время масло содержит меньше углерода, чем уголь, и поэтому для полного сгорания требуется меньше воздуха для горения. Следовательно, при сжигании нефти выделяется меньше углекислого газа, чем при сжигании угля, но больше углекислого газа, чем при сжигании природного газа. Большинство загрязняющих веществ, образующихся при сжигании угля, также являются побочными продуктами сжигания нефти.
Природный газ
Для сжигания природного газа требуется гораздо меньше воздуха из-за относительно низкого содержания углерода и большого количества водорода. Сжигание природного газа чище, чем сжигание нефти и угля. Когда газ сжигается с недостаточным количеством воздуха для горения, могут образоваться летучие углеводороды, которые могут стать угрозой безопасности; следует соблюдать осторожность, чтобы избежать опасных условий.
При сжигании природного газа образуется меньше парниковых газов, которые считаются одним из основных источников глобального потепления.В эквивалентных количествах при сжигании природного газа образуется примерно на 30% меньше углекислого газа, чем при сжигании нефти, и на 45% меньше углекислого газа, чем при сжигании угля.
Помимо выбросов диоксида углерода, сжигание газа создает выбросы NOx, в то время как выбросы диоксида серы (SO2) и твердых частиц незначительны.
Другие виды топлива, включая древесину, дизельное топливо, бензин, пропан, бутан, биотопливо, такое как этанол и т. Д., Обладают собственными свойствами сгорания, которые влияют на эффективность сгорания и выбросы в процессе.
Расход воздуха
Поддержание надлежащего воздушного потока во время горения является основополагающим для обеспечения безопасного и полного сгорания. Общий воздушный поток включает воздух для горения, воздух для инфильтрации и воздух для разбавления.
Воздух для горения
Воздух для горения — это воздух, который используется для фактического сжигания топлива. Без воздуха для горения, который обычно нагнетается в топку, горение невозможно.Проникающий воздух Проникающий воздух — это наружный воздух, который не попадает в котел намеренно. Источники инфильтрации воздуха могут быть трещинами или утечками. Разбавляющий воздух Разбавляющий воздух — это воздух, который соединяется с дымовыми газами и снижает концентрацию выбросов. 
Существует два типа разбавляющего воздуха: естественный и искусственно созданный.
Время, температура и турбулентность
Процесс горения сильно зависит от времени, температуры и турбулентности.Время важно для сгорания, потому что, если топливу не дать достаточно времени для сгорания, в топливе останется значительное количество энергии. С другой стороны, слишком много времени для горения приведет к очень длинному пламени, что может быть следствием плохого перемешивания. Правильный баланс времени и смешивания приведет к полному сгоранию, минимизирует попадание пламени (опасность обслуживания котла) и повысит безопасность сгорания. Кроме того, правильно управляемый процесс сгорания стремится обеспечить максимальную эффективность сгорания при сохранении низкого уровня выбросов вредных газов.
Избыточный воздух
Для обеспечения полного сгорания в камерах сгорания используется избыточный воздух. Избыточный воздух увеличивает количество кислорода и азота, попадающего в пламя, увеличивая вероятность того, что кислород найдет топливо и вступит в реакцию с ним. 
Добавление избыточного воздуха также увеличивает турбулентность, что увеличивает перемешивание в камере сгорания. Повышенное смешивание воздуха и топлива дополнительно улучшит эффективность сгорания, давая этим компонентам больше шансов вступить в реакцию.Чем больше избыточного воздуха поступает в камеру сгорания, тем больше топлива сжигается, пока, наконец, не дойдет до полного сгорания. Большее количество избыточного воздуха создает меньшее количество CO, но также вызывает большие потери тепла. Поскольку уровни как CO, так и тепловых потерь влияют на эффективность сгорания, важно контролировать и контролировать избыточный воздух и уровни CO, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность сгорания.
Расчет избытка воздуха
Как обсуждалось ранее, в стехиометрических (теоретических) условиях количество кислорода в воздухе, используемом для горения, полностью истощается в процессе горения.Следовательно, измеряя количество кислорода в выхлопных газах, покидающих дымовую трубу, мы можем рассчитать процент избыточного воздуха, подаваемого в технологический процесс.
Для расчета избытка воздуха обычно используется следующая формула:
| ТОПЛИВО | ТИП ПЕЧИ | ИЗБЫТОЧНЫЙ ВОЗДУХ% |
|---|---|---|
| Угольная пыль | Печь с частичным водяным охлаждением | 15-40% |
| Уголь | Разбрасыватель кочегарки | 30-60% |
| Уголь | Стокер с недостаточной подачей | 20–50% |
| Мазут | Горелки масляные, регистровый тип | 5-10% |
| Мазут | Многотопливные горелки и плоское пламя | 10-20% |
| Природный газ | Горелки регистрового типа | 5-10% |
Что такое черновик?
Давление газов в дымовой трубе должно тщательно контролироваться, чтобы гарантировать, что все газы горения удаляются из зоны горения с правильной скоростью. 
Это давление тяги может быть положительным или отрицательным в зависимости от конструкции котла; Котлы с естественной тягой, уравновешивающей тягой и наддувной тягой являются наиболее распространенными в отрасли.
Контроль тяги важен не только для повышения эффективности сгорания, но и для поддержания безопасных условий. Низкое давление тяги создает скопление высокотоксичных газов, таких как окись углерода и взрывоопасные газы. Эти отложения могут образовываться в камере сгорания или даже вентилироваться в помещении, создавая риск травмы или смерти.И наоборот, чрезвычайно высокое давление тяги может вызвать нежелательные завихрения в системе, препятствующие полному сгоранию. Нежелательное высокое давление тяги имеет тенденцию к повреждению материала камеры сгорания и теплообменника, вызывая столкновение с пламенем
Котел — это закрытый сосуд, в котором вода нагревается и циркулирует в виде горячей воды, пара или перегретого пара с целью нагрева, питания и / или производства электроэнергии. 
Топка котла — это место, где топливо и воздух вводятся для сжигания; Топливно-воздушные смеси обычно вводятся в топку с помощью горелок, в которых образуется пламя. Образующиеся горячие газы проходят через ряд теплообменников, где тепло передается воде, протекающей через них. Наконец, дымовые газы выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу выхлопной секции котла.
Демонстрации — Горение в чистом кислороде
Горение в чистом кислороде,
Реакция взаимодействия органических соединений (соединений, содержащих углерод) и кислорода с образованием углекислый газ и вода:
Органическое соединение + O 2 ——> CO 2 (г) + H 2 O (г)
Дерево, конечно, очень хорошо горит на воздухе, выделяя много тепла и света. (и дым).Красновато-желтый цвет пламени — результат неспособность твердой древесины очень хорошо смешиваться с газообразным кислородом в атмосфера; в результате также образуется элементарный углерод, который светится с красновато-желтым цветом. В присутствии чистого кислорода дерево горит еще быстрее.
На следующей демонстрации деревянную шину зажигают в горелке Бунзена, который затем помещается в сосуд с чистым кислородом. Пламя вспыхивает еще ярче, и шина горит гораздо быстрее, чем в нормальный воздух:
Видеоклип: НАСТОЯЩИЙ, 2.68 МБ
Поджигание чего-либо сопряжено с риском курс. 
Возьмите шину щипцами, а остальные легковоспламеняющиеся прочь.
Джон Эмсли, Элементы, 3-е изд. Оксфорд, Clarendon Press, 1998, стр. 148-149.
Дэвид Л. Хейзерман, Исследование химических элементов и их Соединения. Нью-Йорк: TAB Books, 1992, стр. 32-36.
Ацетилен | ILMO Products Company
Ацетилен (C
Ацетилен — бесцветный и безвкусный газ с запахом чеснока. Он легко воспламеняется и может удушить.
Это один из топливных газов, используемых при кислородно-газовой сварке, представляющей собой любую сварочную процедуру, в которой топливный газ сочетается с кислородом для образования пламени.
Тепло и температура, производимые ацетиленовым пламенем, зависят от количества кислорода, использованного для его сжигания. 
Воздух-ацетилен дает температуру пламени около 4000 ° F (2200 ° C). Он достаточно горячий, чтобы паять алюминиевое рабочее стекло, ремонтировать радиаторы и паять сантехнику. Для сварки стали недостаточно горячего воздуха.
Когда ацетилен сжигается в чистом кислороде, температура пламени может достигать 5730 ° F (3166 ° C). Однако температура пламени и количество выделяемого тепла (измеряемое как БТЕ или килограмм-калории) зависят от используемого отношения кислорода к ацетилену.Ацетилен может вызвать науглероживание, восстановительное, нейтральное и окислительное пламя.
Технические характеристики ацетилена можно найти в брошюре G-1.1 Ассоциации сжатых газов (CGA). Марка D (98,0%) считается «товарным» ацетиленом. Обычный сорт ацетилена составляет около 98,8%. Это стандартная сварочная марка ацетилена. Также доступен очищенный ацетилен (99,6%).
Внимание! Никогда не используйте ацетилен при давлении регулятора выше 15 фунтов на кв. Дюйм (изб.). Этот топливный газ чувствителен к ударам и может взорваться при более высоком давлении регулятора. 
Ацетилен не поставляется в виде жидкости по аналогичным причинам безопасности. Газ растворяется в ацетоне и подается в цилиндры с толстыми стенками, заполненные пористым упаковочным материалом.
Очищенный ацетилен (степень 26) подготовлен для использования в атомно-абсорбционных спектрофотометрах.
Безопасность
Храните баллон с ацетиленом на открытом воздухе или в хорошо вентилируемых помещениях вдали от горячих поверхностей, легковоспламеняющихся материалов и источников воспламенения, таких как пламя или любое оборудование, которое может генерировать искру.Баллоны необходимо хранить в вертикальном положении. Запрещается ронять ацетиленовые баллоны или обращаться с ними так, чтобы повредить фильтр. Используйте только баллоны и оборудование, специально предназначенные для ацетилена. Никогда не пытайтесь заливать ацетилен в какой-либо другой контейнер, оборудование или трубопровод при давлении выше 15 фунтов на кв. Дюйм. Это можно сделать только на заправочных установках с соответствующими коллекторами, пламегасителями и баллонами с ацетоновым растворителем. Убедитесь, что все оборудование изготовлено из стали или латуни с содержанием меди менее 65 процентов.Также не может присутствовать серебро или ртуть там, где ацетилен может реагировать с ними.
Устраните любые утечки. Протекающие цилиндры, которые невозможно остановить, следует вынести на улицу и вернуть для ремонта.
Все электрооборудование должно быть взрывозащищенным. Инструменты, используемые для работы с ацетиленом, должны быть искробезопасными (требуется латунь или алюминиевая бронза). Предметы одежды, которые создают статические заряды, не следует носить там, где происходит объемная работа с ацетиленом и возможна утечка.