Что такое пропан, сфера применения, отличие пропана от метана

Среди основных параметров вещества стоит отметить следующие:

  • сумма пропилена и пропана составляет не менее 75 % от всего объема (количество последнего не нормируется);
  • сумма бутанов и непредельных углеводородов — не нормируется;
  • количество жидкого остатка не должна превышать 0,7 % об.;
  • давление насыщенных паров при температуре – 20 ◦С должно быть не менее 0,16 МПа;
  • количество сероводорода и меркаптановой серы не должна превышать 0,013 % от всего объема;
  • интенсивность запаха пропана должна превышать 3 балла.

Минимальная температур горения пропана составляет — 35 °C. Благодаря этому работать с газом можно в любых условиях. Самовоспламеняется пропан, при нормальном атмосферном давлении, при температуре в 466 °C. При 97 °C возникает критическая температура пропана. Температура горения пропан-бутана колеблется от 800 до 1970 °С, пламя сгорания чистого пропана имеет температуру около 2526 °C, а жаропроизводительность, в среднем, составляет 2110 °C. В газовых резаках, при смеси с кислородом от 1:4 до 1:5 (пропан:кислород), возникает температура пламени до 2830 °C.

Параметры горелок

Газовые горелки на баллончик с цанговым присоединением представляют отдельный класс инструментов. Применяются они в условиях высокой пожарной безопасности там, где задействовано серьезное строительное оборудование, а риск повреждения аппарата сведен к минимуму.

Основными параметрами являются температура и форма пламени. У простейших устройств температура горения близка к минимальной — 700−1000°С. Воздух поступает естественным образом, и его всегда не хватает. У более дорогих изделий специальная форма воздухоподводящих каналов, что увеличивает приток воздуха, а температура пламени возрастает до 1200°C.

Пламя еще большей температуры у эжекторных горелок, в которых к очагу воздух поступает за счет разрежения, а сила потока находится в прямой пропорциональной зависимости к рабочему давлению газа. Благодаря этому температуру можно увеличить до 1500−1600°С и сравнительно плавно регулировать ее с длиной пламени лишь поворотом крана. В аппарате может быть несколько очагов горения. Таким инструментом не выполняют тонкую работу, но успешно прогревают обширные участки.

Пороговая температура горелок — 2000−2400°С, а достигается она путем концентрации нагнетаемого воздуха в очаг горения, а также использования газа метилацетилена пропадиена (МАПП). В пламени образуется высокотемпературный конус, чья мощность и температура могут быть сопоставлены с газокислородной сваркой.

В дополнение изделие любого вида может оснащаться гибкой или поворотной трубкой, пьезорозжигом и высокочувствительным регулировочным клапаном. Существует широкий выбор аппаратов по мощности и расходу газа.

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.

Значение в 1800 градусов идеально подходит, к примеру, для сварки металлических заготовок, а также для прокаливания, прогрева в зимний период или выжигания отдельных участков трубопроводов. Для легкосплавных дисков и металлов достаточно лишь подобрать горелку, которая способна обеспечить направленное воздействие.

Но для других целей данная температура может оказаться чрезмерно высокой. Поэтому предлагаем ориентироваться на приведенные ниже рекомендации:

  • Для обработки древесины будет достаточно температуры в 700-800 градусов. Такое пламя позволит успешно справляться с выжиганием по дереву и украшением изделий из него, растопкой дров на мангале, в камине или в печи.
  • Не требуется максимальная температура пламени и для работы со стеклянными, кварцевыми, фарфоровыми изделиями, а также с заготовками из полимерных материалов. Кроме того, для их обработки пламя должно быть обязательно направленным и очень тонким.
  • Минимальная температура в 200-350 градусов идеально подойдет для приготовления пищи в туристическом походе или полевых условиях. Кроме того, на такое значение нужно настраивать ее, если требуется обработать тушки птицы, создать какое-то оригинальное оформление десертов или придать блюду более приятный цвет.

Качество и эффективность пламени зависит не только от температурных показателей. Кроме того, очень важно добиться правильного распределения кислорода. В противном случае возникнет недостаток воздуха, что в конечном итоге приведет к скоплению в горелке продуктов горения. Из-за этого появляется сажа, которая затем оседает на обрабатываемых деталях или приготавливаемых блюдах.

Особенности конструкции и принцип работы

По конструкции горелки бывают различными – от элементарных приборов с соплом до более сложных механизмов, оснащенных устройством подачи воздуха и пьезорозжигом.

Рассмотрим конструкцию горелки, предназначенной для сварки металла.

Конструкция с инжектором и обратным клапаном повышает производительность работ и снижает потребление горючего.

Практически все портативные бытовые приборы относятся к так называемым инжекционным горелкам, когда для поддержки пламени воздух засасывается внутрь горелки естественным путем.

Внутри, в специальной камере, происходит смешивание топлива с воздухом, в результате чего горючее после подачи искры воспламеняется.

Из смесительной камеры смесь газов поступает в сопло-насадку, где распределяется по каналам. В конце конструкции, в месте образования факела, располагаются огневые отверстия – окончания каналов.

Читайте также  Отверстие под резьбу м10х1

Варианты насадок по строению: кольцевые, щелевые, трубчатые.

Какие факторы влияют на работу газовых баллонов

Чтобы получить от баллона максимум, нужно понимать, что влияет на его работу. Возможно, самый важный фактор здесь — температура. Баллоны содержат в себе смесь газов — как правило, пропана и бутана или пропана и изобутана — под таким давлением, при котором большая часть смеси находится в жидкой форме, а оставшаяся испаряется в виде газа. Когда мы подключаем баллон к горелке и открываем подачу, газ выходит наружу, и при поджигании запускается процесс горения.

Чтобы всё работало, внутреннее давление баллона должно быть больше внешнего. Если баллон слишком холодный, жидкая часть смеси перестаёт испаряться — и всё, никакого горячего кофе с утра.

На температуру баллона, конечно, влияет температура окружающей среды. Но помимо этого баллон остывает по мере работы горелки: его температура и, соответственно, давление в баллоне падают, а вслед за ними снижается и тепловая мощность горелки. Так что в условиях действительно низких температур горячую еду можно вычёркивать из меню.

Испарение газа в бутановых баллонах прекращается при температуре около нуля, в изобутановых — примерно при -12°C. Тем не менее, эффективность может заметно снизиться, и не достигая этих показателей.

Ещё один фактор, влияющий на расход газа, — высота. Она может компенсировать влияние температуры, потому что пониженное атмосферное давление в горах корректирует баланс между внешним давлением и давлением внутри баллона. Тем не менее, чем выше вы поднимаетесь, тем ниже этот эффект — его «перевешивает» холод на больших высотах.

Технические параметры голубого топлива

  • Температура пламени при разных режимах
  • Зависимость температуры от вида топлива
  • Определение температуры пламени

Температура пламени при разных режимах

Газовая смесь начинает воспламеняться при 640–700 градусах в зависимости от качества и состава газа, а процесс горения и вовсе начинается лишь с 800–900 градусов. Такой температуры вполне хватает для приготовления пищи и подогрева воды в газовом водонагревателе. В этом же температурном диапазоне работают и газовые котлы, предназначенные для отопления жилья.

Однако температура пламени на разных его участках неодинакова. Неоднородность пламени можно хорошо увидеть при его детальном рассмотрении.

Наибольшая температура отмечается в верхней части пламени, где она достигает значения в 1400 градусов. Максимальная же температура горения газа составляет 2043 градуса. Однако такие цифры возможно получить лишь на мощном промышленном оборудовании. На кухонной плите пламя ограничивается максимальной цифрой в 1500 градусов.

Помимо качества газовой смеси, температурный режим горелки зависит от интенсивности огня, который регулируется поворотными ручками, расположенными на газовой плите либо регуляторами на котле. Поворот крана на небольшой угол увеличивает или уменьшает подачу топлива в горелку, тем самым повышая или снижая теплоотдачу пламени.

Кроме того, с помощью регуляторов можно увеличивать либо уменьшать расстояние между дном кастрюли и пламенем, что является крайне важным. Значимость данной процедуры заключается в том, что при соприкосновении огня с холодной поверхностью посуды происходит неполное сгорание газа, сопровождающееся выделением большого количества вредных примесей.

Поэтому при помещении на плиту чайника с холодной водой горелку нужно отрегулировать так, чтобы пламя едва доставало до дна, но ни в коем случае не обхватывало чайник по бокам.

Зависимость температуры от вида топлива

Для бытовых нужд используют два вида газа: природный и сжиженный. И тот и другой представляют собой прозрачную взрывоопасную субстанцию без цвета и запаха. Поэтому для повышения безопасности и возможности моментального обнаружения утечки, в газ добавляют этилмеркаптан – вещество, терпкий запах которого чувствует человек, когда он открывает кран газа.По своему химическому составу природный газ состоит на 98% из метана и на 2% из примесей, которые представлены серой, азотом и углекислым газом.

В частных домах, на дачах и в местностях, не оснащённых магистральным газопроводом, используют сжиженный баллонный газ. Для этого используют два типа смеси: пропан-бутановую с соотношением 65/35 и бутан-пропановую, приготовленную в пропорции 85/15. Температура пламени баллонного газа немного ниже, чем у природного, и никогда не превышает 1000 градусов.

В связи с разницей температур, для каждого газа предназначено своё газовое оборудование.Однако многие производители газовых плит, работающих на природном газе, укомплектовывают их жиклёрами и редукторами, необходимыми для перевода плиты на баллонный газ. Если же печь подключить к баллону без этих важных приспособлений, то горелка начнёт выбрасывать огромное количество копоти и постоянно гаснуть.

В этом случае необходимо будет незамедлительно обратиться в газовую службу и ни в коем случае не переводить плиту на другой тип газа самостоятельно.

Определение температуры пламени

Если плита на кухне имеет термометр либо выносной датчик с индикатором, который выдает температурные значения на экран, то определение температуры не вызывает никаких затруднений.

Кроме того, многие современные агрегаты оборудованы термостатом, поддерживающим в духовке определённый температурный режим, а также терморегулятором, позволяющим включить конфорку на нужное значение.

Однако большинство домашних плит старого образцы оснащены лишь термометром духовки, а температуру огня конфорок не определяют. Это бывает крайне неудобно при приготовлении сложных блюд, требующих точное соблюдение терморежима.

Для выяснения точной температуры горения газа можно воспользоваться народными способами. Так, если включить кран духовки на полную мощность, то температура в ней поднимется до 280 градусов. При среднем пламени это значение будет в районе 260 градусов, а при самом минимальном горении – 160. Помимо интенсивности огня, на температуру воздуха в духовом шкафу влияют вентиляционные отверстия, расположенные у его задней стенки, обеспечивающие приток кислорода, без которого горение невозможно. Кроме того, помочь определить теплоотдачу горелки поможет знание точки кипения некоторых жидких субстанций. Так, если для закипания воды будет достаточно всего лишь 100 градусов, то для соевого или кукурузного масла необходимо уже 150, для подсолнечного – 200, а для оливкового – 250 градусов.

Температуру в газовой духовке также можно определить с помощью народных методов. Для этого спустя 10 минут после включения горелки следует положить рядом с посудой, в которой выпекается блюдо, небольшой лист писчей бумаги и понаблюдать за его краями. При температуре 270–300 градусов лист начнёт обугливаться спустя 5 секунд, при 250–270 – через 15 секунд, при 230–250 – через полминуты, а при температуре от 200 до 230 градусов – спустя минуту. При максимальном значении в 180 градусов обугливание начнётся спустя 5 минут, а при режиме от 160 до 180 – через 10 минут. Если же духовка не прогрелась выше 150 градусов, обугливания бумаги не происходит. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Туристические горелки

Низкотемпературные горелки решают действительно широкий спектр задач и подходят для бытового использования и профессионального строительства. Такими паяльными лампами чаще всего заменяют электрические фены в местах, где возможна только автономная работа.

Читайте также  Кровать необычной формы

Главный недостаток горелок без инжектора — низкая стабильность пламени, что особо заметно при резких поворотах и наклонах. Плескания сжиженного газа не оказывают существенного влияния в горелках более дорогого класса со специальным редуктором и контуром подогрева.

Для паяния такие горелки, как правило, не используются. Основное их назначение — розжиг дров и углей или разогрев материалов, допускающих использование открытого пламени. Незаменим такой инструмент также для оттаивания труб, подогрева автомобильных двигателей или распаковки сгонов на пакле, обжига краски для ее снятия и прочих черновых работ.

Полное и неполное сгорание

С кислородно-пропановыми горелками соотношение воздух / топливо может быть намного ниже. Стехиометрическое уравнение для полного сгорания пропана со 100% -ным кислородом является:

В этом случае единственными продуктами являются CO 2 и вода . Сбалансированное уравнение показывает использование 1 моль пропана на каждые 5 моль кислорода.

В горелках воздух / топливо, поскольку воздух содержит около 21% кислорода, для получения максимальной температуры пламени с воздухом необходимо использовать очень большое соотношение воздуха и топлива. Если пропан не получает достаточно кислорода, часть углерода из пропана остается несгоревшей. Пример неполного сгорания, при котором на каждые 4 моля кислорода расходуется 1 моль пропана:

Дополнительный углеродный продукт вызывает образование сажи , и чем меньше используется кислорода, тем больше сажи образуется. Существуют и другие несбалансированные соотношения, при которых образуются продукты неполного сгорания, такие как оксид углерода (CO), например:

Температура пламени

Максимальная температура горелки с подачей воздуха составляет около 2000 ° C (3600 ° F). Однако типичное первичное пламя достигает температуры от 1100 ° C (2000 ° F) до 1250 ° C (2250 ° F). Горелки с кислородным питанием могут быть намного выше — до 2550 ° C (4600 ° F).