горелка Бунзена

горелка Бунзена
	Горелка Бунзена. Справа находится штуцер для газовой трубки, рядом с ним кран регулировки расхода газа. Подача воздуха на этой конкретной модели регулируется вращением втулки на стволе, открывая или закрывая таким образом отверстия в трубке.
Использование	Обогрев ; Стерилизация ; Горение ;
Похожие товары	Горячая плита ; Нагревательный кожух ; Горелка Мекера-Фишера ; Теклу горелка ;

Горелка Бунзена , названная в честь Роберта Бунзена , представляет собой разновидность газовой горелки с окружающим воздухом, используемой в качестве лабораторного оборудования ; он производит одно открытое газовое пламя и используется для нагрева, стерилизации и сжигания. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Газ может представлять собой природный газ (в основном метан ) или сжиженный нефтяной газ , такой как пропан , бутан или их смесь. Достигаемая температура сгорания частично зависит от адиабатической температуры пламени выбранной топливной смеси.

История

В 1852 году Гейдельбергский университет нанял Бунзена и пообещал ему новое лабораторное здание. В городе Гейдельберге начали устанавливать уличное освещение, работающее на угольном газе , а университет проложил газопровод к новой лаборатории.

Проектировщики здания намеревались использовать газ не только для освещения, но и как топливо для горелок для лабораторных работ. Для любой лампы-горелки было желательно максимизировать температуру ее пламени и минимизировать ее яркость (что представляло собой потери тепловой энергии). Бунзен стремился улучшить существующие лабораторные лампы-горелки с точки зрения экономичности, простоты и температуры пламени и адаптировать их к топливу из угольного газа.

В конце 1854 года, когда здание строилось, Бунзен предложил университетскому механику Питеру Десаге определенные принципы проектирования и попросил его построить прототип. Подобные принципы использовались в более ранней конструкции горелки Майклом Фарадеем и в устройстве, запатентованном в 1856 году газовым инженером Р.В. Эльснером. Конструкция Бунзена/Десаги генерировала горячее, лишенное копоти, несветящееся пламя за счет контролируемого смешивания газа с воздухом перед горением. Десага создал регулируемые щели для воздуха в нижней части цилиндрической горелки, при этом пламя выходило вверху. Когда здание открылось в начале 1855 года, Десага изготовил 50 горелок для учеников Бунзена. Два года спустя Бунзен опубликовал описание, и многие его коллеги вскоре приняли этот дизайн. Горелки Бунзена сейчас используются в лабораториях по всему миру. ^{[ 6 ]}

Операция

Используемое сегодня устройство безопасно сжигает непрерывный поток горючего газа, такого как природный газ (в основном метан ) или сжиженный нефтяной газ, такой как пропан , бутан или смесь обоих.

Штуцер шланга соединен с газовым соплом на лабораторном столе резиновой трубкой. Большинство лабораторных стендов оснащены несколькими газовыми форсунками, подключенными к центральному источнику газа, а также вакуумными, азотными и паровыми форсунками. Затем газ течет вверх через основание через небольшое отверстие в нижней части ствола и направляется вверх. На боковой стороне нижней части трубки имеются открытые прорези для впуска воздуха в поток с использованием эффекта Вентури , а газ сгорает в верхней части трубки после воспламенения от пламени или искры. Наиболее распространенные способы зажигания горелки — использование спички или искровой зажигалки .

Количество воздуха, смешанного с газовым потоком, влияет на полноту реакции горения . Меньшее количество воздуха приводит к неполной и, следовательно, более холодной реакции, в то время как газовый поток, хорошо смешанный с воздухом, обеспечивает кислород в стехиометрическом количестве и, следовательно, к полной и более горячей реакции. Поток воздуха можно контролировать, открывая или закрывая щелевые отверстия в основании цилиндра, аналогичные по функциям воздушной заслонке в карбюраторе .

Если воротник в нижней части трубки отрегулирован так, чтобы перед горением с газом могло смешиваться больше воздуха, пламя будет гореть горячее, в результате чего оно станет синим. Если отверстия закрыты, газ будет смешиваться с окружающим воздухом только в месте сгорания, то есть только после того, как он выйдет из трубки вверху. Это уменьшенное смешивание приводит к неполной реакции, образуя более холодный, но более яркий желтый цвет, который часто называют «пламенем безопасности» или « светящимся пламенем ». Желтое пламя светится благодаря мелким частицам сажи в пламени, которые нагреваются до накала . Желтое пламя считается «грязным», потому что оно оставляет слой углерода на всем, что нагревает. Когда горелка отрегулирована так, чтобы производить горячее синее пламя, на некоторых фонах оно может быть почти невидимым. Самая горячая часть пламени — это кончик внутреннего пламени, а самая холодная — все внутреннее пламя. Увеличение количества потока топливного газа через трубку путем открытия игольчатого клапана приведет к увеличению размера пламени. Однако, если также не отрегулировать поток воздуха, температура пламени уменьшится, поскольку теперь увеличенное количество газа смешивается с тем же количеством воздуха, что приводит к нехватке кислорода в пламени.

Обычно горелку размещают под лабораторным штативом , на котором стоит стакан или другой контейнер. Горелку часто помещают на подходящий термостойкий коврик для защиты поверхности лабораторного стола.

Горелка Бунзена также используется в микробиологических лабораториях для стерилизации оборудования. ^{[ 7 ]} и создавать восходящий поток, который вытесняет переносимые по воздуху загрязняющие вещества из рабочей зоны. ^{[ 8 ]}

Варианты

Существуют и другие горелки, основанные на том же принципе. Наиболее важными альтернативами горелке Бунзена являются:

Горелка Teclu – нижняя часть трубки имеет коническую форму, под основанием находится круглая гайка. Зазор, установленный расстоянием между гайкой и концом трубки, регулирует приток воздуха аналогично открытым щелям горелки Бунзена. Горелка Teclu обеспечивает лучшее смешивание воздуха и топлива и может достигать более высоких температур пламени, чем горелка Бунзена. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}
Горелка Мекера – нижняя часть трубки имеет больше отверстий с большим общим поперечным сечением, пропускающим больше воздуха и способствующим лучшему смешиванию воздуха и газа. Трубка шире, а ее верх покрыт проволочной сеткой. Решетка разделяет пламя на массив более мелких пламен с общей внешней оболочкой, а также предотвращает обратный отблеск до дна трубы, что представляет опасность при высоких соотношениях воздух-топливо и ограничивает максимальную скорость забора воздуха в обычная горелка Бунзена. При правильном использовании достижима температура пламени до 1100–1200 °C (2000–2200 °F). Пламя также горит бесшумно, в отличие от горелок Бунзена или Теклю. ^{[ 11 ]}
Горелка Тиррилла – в основании горелки имеется игольчатый клапан, который позволяет регулировать подачу газа непосредственно от горелки, а не от источника газа. Максимальная температура пламени может достигать 1560°С. ^{[ 12 ]}

См. также

Ссылки

^ Локкеманн, Г. (1956). «Столетие горелки Бунзена». Журнал химического образования . 33 (1): 20–21. Бибкод : 1956ЖЧЭд..33...20Л . дои : 10.1021/ed033p20 .
^ Рок, Эй Джей (2002). «Горелка Бунзена». Оксфордский справочник по истории современной науки . п. 114.
^ Дженсен, Уильям Б. (2005). «Происхождение горелки Бунзена» (PDF) . Журнал химического образования . 82 (4): 518. Бибкод : 2005JChEd..82..518J . дои : 10.1021/ed082p518 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 ноября 2006 г.
^ Гриффит, Джей-Джей (1838). Химические реакции - сборник экспериментальной химии (8-е изд.). Глазго: Р. Гриффин и Ко.
^ Кон, Мориц (1950). «Заметки по истории лабораторных горелок». Журнал химического образования . 27 (9): 514. Бибкод : 1950ЖЧЭд..27..514К . дои : 10.1021/ed027p514 .
^ Иде, Аарон Джон (1984). Развитие современной химии . Публикации Courier Dover. стр. 233–236. ISBN 978-0-486-64235-2 .
^ «Распространение жидких культур бактерий на чашках с агаровой средой» (PDF) . chemistry.ucla.edu. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 4 ноября 2018 г.
^ Сандерс, Эрин Р. (2012). «Асептические лабораторные методы: перенос объема с помощью серологических пипеток и микропипеток» . Журнал визуализированных экспериментов (63): 2754. doi : 10.3791/2754 . ПМК 3941987 . ПМИД 22688118 .
^ Теклю, Николае (1892). «Новая лабораторная горелка» . Дж. Практика. Хим. 45 (1): 281–286. дои : 10.1002/prac.18920450127 .
^ Партха, Мандал Пратим и Мандал, Б. (1 января 2002 г.). Учебник по гомеопатической фармации . Калькутта, Индия: Новое Центральное книжное агентство. п. 46. ИСБН 978-81-7381-009-1 .
^ Хейл, Чарльз В. (1915). Отечественная наука, Том 2 . Лондон: Издательство Кембриджского университета. п. 38.
^ Крузан, Джефф (2012). «Лабораторная горелка. Анатомия горелки Тиррилла» . xaktly.com .

Внешние ссылки

[1] Локкеманн, Г. (1956). «Столетие горелки Бунзена». Журнал химического образования . 33 (1): 20–21. Бибкод : 1956ЖЧЭд..33...20Л . дои : 10.1021/ed033p20 .

[2] Рок, Эй Джей (2002). «Горелка Бунзена». Оксфордский справочник по истории современной науки . п. 114.

[3] Дженсен, Уильям Б. (2005). «Происхождение горелки Бунзена» (PDF) . Журнал химического образования . 82 (4): 518. Бибкод : 2005JChEd..82..518J . дои : 10.1021/ed082p518 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 ноября 2006 г.

[4] Гриффит, Джей-Джей (1838). Химические реакции - сборник экспериментальной химии (8-е изд.). Глазго: Р. Гриффин и Ко.

[5] Кон, Мориц (1950). «Заметки по истории лабораторных горелок». Журнал химического образования . 27 (9): 514. Бибкод : 1950ЖЧЭд..27..514К . дои : 10.1021/ed027p514 .

[6] Иде, Аарон Джон (1984). Развитие современной химии . Публикации Courier Dover. стр. 233–236. ISBN 978-0-486-64235-2 .

[7] «Распространение жидких культур бактерий на чашках с агаровой средой» (PDF) . chemistry.ucla.edu. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 4 ноября 2018 г.

[8] Сандерс, Эрин Р. (2012). «Асептические лабораторные методы: перенос объема с помощью серологических пипеток и микропипеток» . Журнал визуализированных экспериментов (63): 2754. doi : 10.3791/2754 . ПМК 3941987 . ПМИД 22688118 .

[9] Теклю, Николае (1892). «Новая лабораторная горелка» . Дж. Практика. Хим. 45 (1): 281–286. дои : 10.1002/prac.18920450127 .

[10] Партха, Мандал Пратим и Мандал, Б. (1 января 2002 г.). Учебник по гомеопатической фармации . Калькутта, Индия: Новое Центральное книжное агентство. п. 46. ИСБН 978-81-7381-009-1 .

[11] Хейл, Чарльз В. (1915). Отечественная наука, Том 2 . Лондон: Издательство Кембриджского университета. п. 38.

[12] Крузан, Джефф (2012). «Лабораторная горелка. Анатомия горелки Тиррилла» . xaktly.com .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]