Температура пламени

Химический состав пламени

Состав пламени в различных его частях весьма неоднороден, так как зависит от состава газовой смеси и условий подсоса воздуха, т. е. от скорости истечения смеси и давления окружающей атмосферы.

Для процесса сварки наибольшее значение имеет состав средней рабочей зоны пламени.

Химический состав пламени может быть определен экспериментально — непосредственно химическим анализом отобранных проб, или спектральным методом. Имеются также приближенные расчетные методы.

Из реакции сгорания ацетилена в кислороде объемное отношение кислорода к ацетилену должно составлять р₀ = 1, однако, с учетом того, что небольшая часть водорода сгорает в водяной пар за счет кислорода горючей смеси, а также из-за загрязненности кислорода, минимальное содержание кислорода в смеси должно быть больше и соответствовать р₀ = 1,05 -т- 1,1.

При недостатке кислорода пламя имеет избыток свободного углерода, который сгорает в кислороде воздуха и образует дополнительную зону в виде конуса беловатого оттенка, обрамляющего ядро пламени, способного науглероживать металл при сварке.

С учетом подсоса воздуха, в результате которого в средней зоне пламени появляется дополнительный кислород в количестве 7—10% объема кислорода, поступающего из горелки, максимально допустимое отношение кислорода к ацетилену в нормальном пламени при сварке низкоуглеродистой стали р₀ = = 1,3 - 1,35. При более высоком содержании кислорода в пламени на поверхности сварочной ванны появляются белые, ярко светящиеся окисные частицы, свидетельствующие о переходе от нормального пламени к окислительному.

Температура пламени — один из важнейших параметров, определяющих его тепловые свойства. Чем выше температура, тем эффективнее нагрев и плавление металла.

Неоднородность состава пламени вдоль его оси «в поперечном сечении вызывает различие в температуре отдельных его зон. У большинства углеводородных газов наивысшая температура пламени сосредоточена в непосредственной близости от внутреннего ядра, в средней зоне пламени. Так как средняя зона, имея в своем составе окись углерода и водород, обладает к тому же и восстановительными свойствами, то сварку естественно осуществляют именно этой зоной, располагая горелку так, чтобы ядро пламени отстояло от поверхности металла на расстоянии 2— 3 мм.

Существенное влияние на температуру пламени оказывает соотношение смеси горючего газа с кислородом. С увеличением р₀ максимум температуры возрастает и смещается влево, в сторону мундштука горелки, что объясняется увеличением скорости процесса горения смеси при избыточном содержании в ней кислорода

Температура ацетилено-кислородного пламени сварочной горелки с удельным расходом ацетилена 250—400 л/ч при соотношении смеси газов р₀ = 1,1 - 1,2, на различных расстояниях от внутреннего ядра пламени составляет:

Расстояние, мм....... 3 4 11 25

Температура, °С....... 3050-3150 2850-3050 2650-2850 2450-2650

Дата добавления: 2014-01-04