От чего зависит температура огня

Пламя

Пламя – это газообразная среда, в которой происходит взаимодействие горючего и окислителя, выделяется тепло и развиваются высокие температуры.

Классификация

Пламя классифицируют по:

• агрегатному состоянию горючих веществ: пламя газообразных, жидких, твердых и аэродисперсных реагентов;
• излучению: светящиеся, окрашенные, бесцветные;
• состоянию среды горючее-окислитель: диффузионные, предварительно перемешанных сред;
• характеру перемещения реакционной среды: ламинарные, турбулентные, пульсирующие;
• температуре: холодные, низкотемпературные, высокотемпературные;
• скорости распространения: медленные, быстрые;
• высоте: короткие, длинные;
• визуальному восприятию: коптящие, прозрачные, цветные.

В ламинарном диффузионном пламени можно выделить 3 зоны (оболочки).

Внутри конуса пламени имеются:

• темная зона (300-350 °С), где горение не происходит из-за недостатка окислителя;
• светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание (500-800 °С);
• едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием продуктов разложения горючего и максимальной температурой (900-1500 °С).

Температура

Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя. Например:

для большинства твёрдых материалов – 300 °С.
• Температура пламени в горящей сигарете – 250-300 °С.
• Температура пламени спички 750-1400 °С; при этом 300 °С – температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800–1000 °С.
• Температура горения пропан-бутана – 800-1970 °С.
• Температура пламени керосина – 800 °С, в среде чистого кислорода – 2000 °С.
• Температура горения бензина – 1300-1400 °С.
• Температура пламени спирта не превышает 900 °С.
• Температура горения магния – 2200 °С; значительная часть излучения в УФ-диапазоне.

Наиболее высокие известные температуры горения:

• дицианоацетилен C₄N₂ 5260 К (4990 °C) в кислороде и до 6000 К (5730 °C) в озоне;
• дициан (CN)₂ 4525 °C в кислороде.

Так как вода обладает очень большой теплоёмкостью, отсутствие водорода в горючем исключает потери тепла на образование воды и позволяет развить большую температуру.

Скорость распространения

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущенной), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой нормальной скорости распространения пламени (далее – НСРП) является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимальную возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей – от 0,03 до 15 м/с.

Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т.д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин при:

• дефлаграционном горении – до 100 м/с;
• взрывном горении – от 300 до 1000 м/с;
• детонационном горении – свыше 1000 м/с.

Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением) различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц, образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха, а также в результате термической диссоциации. В частности, при горении углеродного горючего в воздухе, синяя часть цвета пламени обусловлена излучением частиц CN ±n , красно-оранжевая — излучением частиц С₂ ±n и микрочастиц сажи. Излучение прочих образующихся в процессе горения частиц (CH_x ±n , H₂O ±n , HO ±n , CO₂ ±n , CO ±n ) и основных газов (N₂, O₂, Ar) лежит в невидимой для человеческого глаза УФ и ИК части спектра. Кроме того, на окраску пламени сильно влияет присутствие в самом топливе, деталях конструкции горелок, сопел и так далее соединений различных металлов, в первую очередь натрия. В видимой части спектра излучение натрия крайне интенсивно и ответственно за оранжево-желтый цвет пламени, при этом излучение чуть менее распространенного калия оказывается на его фоне практически не различимым (поскольку большинство организмов имеют в составе клеток K+/Na+ каналы, то в углеродном горючем растительного или животного происхождения на 3 атома натрия приходится в среднем 2 атома калия).

Источник: Тидеман Б.Е., Сциборский Д.Б. Химия горения. –Л., 1935.

Почему пламя огня сначала синего цвета, а затем становится желтым? Разбираемся в науке огня

Пламя огня – одно из самых впечатляющих зрелищ в мире. Его танцующие языки, свет и тепло заставляют нас чувствовать ощущение умиротворения и комфорта. Но, возможно, вы когда-то заметили, что цвет пламени не остаётся постоянным: сначала оно светится синим, а затем становится более желтым.

В этой статье мы рассмотрим науку огня и попытаемся объяснить, почему пламя начинает синим цветом, а затем меняется на желтый. Разберёмся, какие химические процессы происходят в огне, которые в итоге влияют на его окраску. Также мы расскажем о том, как использовать это знание для получения прекрасного огня на открытом воздухе при любой погоде.

Итак, если вы хотите разобраться в тайнах научной природы огня и узнать, почему пламя меняет свой цвет, продолжайте чтение этой статьи!

Почему пламя огня сначала синего цвета, а затем становится желтым?

Прежде всего, нужно понимать, что цвет пламени огня зависит от температуры. Синий цвет пламени свидетельствует о высокой температуре, а желтый — о более низкой. Причина, почему пламя огня становится желтым, заключается в том, что происходит снижение температуры пламени в процессе горения газа или топлива.

На самом деле, цвет пламени может быть не только синим и желтым. Он может также иметь оттенки зеленого, пурпурного и красного. На цвет пламени может влиять не только температура, но и химические реакции, происходящие в процессе горения различных веществ.

Показательной является также ситуация, когда в цвете пламени присутствуют оба цвета — синий и желтый. Это происходит, когда газ или топливо горят не полностью, а только частично. В этом случае синий цвет означает, что газ горит полностью, а желтый — что окисляющая реакция не завершилась полностью.

• Важный вывод: цвет пламени огня зависит от температуры и химических реакций, происходящих в процессе горения газа или топлива. Синий цвет говорит о высокой температуре, а желтый — о более низкой.

Цветовая температура пламени

Цвет пламени зависит от его температуры. При нахождении в пространстве, где преобладает кислород, при горении происходит электронная формация, которая даёт пламени ярко-синий цвет.

С увеличением температуры пламени, его цвет становится все более белым и ярким. Примерно при температуре 1400K пламя приобретает нейтральный белый цвет. При дальнейшем увеличении температуры его цвет становится желтоватым или красноватым.

Многие технические приборы используют цвет пламени и его температуру для измерений, так как цвет пламени является основным индикатором температуры пламени. Например, инфракрасные тепловизоры используют инфракрасное излучение, чтобы найти точную температуру объекта.

В исследовательских лабораториях и научных исследованиях температура пламени является важным параметром из-за своих характеристик. Зная температуру пламени, можно определить, сколько энергии выделяется при сжигании определенной вещества и оценить эффективность при утилизации органических отходов и ведении нефтяных платформ.

Химические процессы в огне

Огонь – это химический процесс, в котором происходят необратимые окислительно-восстановительные реакции между кислородом и веществами горючего тела.

При возгорании кислород из воздуха соединяется с горючим веществом, образуя оксиды, при этом выделяется энергия в виде тепла и света. Цвет пламени зависит от температуры, состава горючего и окислителя, а также давления в окружающей среде.

Пламя огня имеет несколько зон различной температуры и цвета, которые связаны с различными химическими процессами:

Температура горения газа в газовой плите

Газификация по стране идет полным ходом, снабжая квартиры и частные дома дешевым «голубым» топливом. С его помощью люди отапливают помещение, греют воду и готовят еду. Все из-за выделяемого количества тепла при его горении, которое прекрасно подходит под самые различные цели.

В этой статье мы разберем какая температура горения газа в газовой плите, отчего она зависит и как ее определить. А также поможем правильно подобрать оптимальную терморежим для приготовления различных блюд.

Температура пламени при различных режимах горения

Воспламенение газа происходит при температуре от 650 до 700 градусах, а стабильный процесс горения – от 850 до 900. Таких значений вполне достаточно для готовки блюд и нагрева горячей воды: для мытья рук и даже отопления помещения.

Отметим, температура пламени неоднородна – на разных его участках она будет отличаться. Например, внутренняя часть имеет голубой оттенок (около 800 градусов), средняя – оранжевый (около 1000), а внешняя – желтый (до 1500 градусов). Значений выше этого показателя кухонная плита достичь не в состоянии. А вот промышленные образцы вполне могут выдать и 2000 градусов.

Регулируется теплоотдача пламени с помощью ручек плиты. С их помощью также изменяется расстояние от пламени до дна холодной посуды. Важно всегда обращать на это свое внимание: при соприкосновении огня и холодной посуды газ может не сгореть полностью, выделяя при этом вредные вещества в помещении. Поэтому, при готовке отрегулируйте высоту пламени так, чтобы оно лишь слегка касалось кастрюли, чайника или сковороды.

От чего зависит температура горения

Температура пламени в газовой плите сильно зависит от двух факторов:

• химический состав поступающей газовой смеси;
• интенсивность подачи топлива.

Зависимость температуры от вида топлива

В быту используют два вида газа: природный и сжиженный. Сам по себе газ не имеет запаха и цвета, поэтому для безопасности он проходит одоризацию. В газовую смесь добавляют специально вещество этантиол (или этилмеркаптан), который не влияет на горючесть, но обладает резким специфичным запахом. Именно запах этантиола чувствую люди, когда происходит утечка.

Природный газ состоит в основном из метана – порядка 97% от всего объема. Оставшиеся 3% представлены различными смесями, в том числе и этилмеркаптаном. Именно природный газ может достигнуть температуры в 1500 градусов.

Сжиженный газ используется там, где пока нет возможности провести газопровод. В этом случае в баллоны под давлением заливают либо пропан-бутановую смесь (65 к 35), либо бутан-пропановую (85 к 15). Такие смеси горят хуже метана, поэтому температура горения не превышает 1000 градусов.

Из-за разницы температур для каждого вида газа используется свое оборудование. Многие производители газовых плит укомплектовывают свои модели специальными жиклёрами и редукторами, чтобы беспроблемно можно было перевести плиту с природного газа на сжиженный. Если их не использовать и просто подключить баллоны к плите, она начнет сильно коптить и постоянно гаснуть.

Влияние интенсивности горения на температуру пламени

Используя поворотные регуляторы, вы можете полностью открывать кран или частично его перекрывать, тем самым прибавляя или убавляя поступающий в конфорку объем газа. Чем больше объем, тем сильнее пламя конфорки, а следовательно, и жаропроизводительность.

Как определить температуру пламени?

Все просто, когда плита оснащена термометром с выносным датчиком: все температурные значения сразу выводятся на экран, обеспечивая легкий контроль над ними. Еще лучше если есть в наличии термостат (поддерживает в духовке постоянный терморежим) и терморегулятор (включает конфорку автоматически на нужное значение).

Но что делать, если термометр установлен только в духовке, а для приготовления блюда нужно точно соблюдать определенные температурные значения.

Как определить температуру в духовке

Если открыть кран духовки на полную мощность, то температура поднимется до 280 градусов. Среднее значение в 260 градусов, а минимальная – 160.

Можно воспользоваться следующим способом. Включите духовку и спустя 10 минут положите рядом с выпекаемой едой лист писчей бумаги и воспользуйтесь нашей таблицей:

Диапазон температур	Через сколько обуглятся края бумаги
270-300 градусов	5 секунд
250-270 градусов	15 секунд
230-250 градусов	30 секунд
200-230 градусов	1 минута
180-200 градусов	5 минут
150-180	10 минут
До 150 градусов	не обуглится

Как определить температуру конфорки

Чтобы определить температуру конфорки, можно воспользоваться разными жидкостями:

Жидкость	Температура кипения
Вода	100 градусов
Кукурузное или соевое масло	150 градусов
Подсолнечное масло	200 градусов
Оливковое масло	250 градусов

В рецептах же обычно руководствуются терминами «медленный», средний и «сильный» огонь. Позволяя выбрать терморежим «на глазок».

Какой подобрать терморежим для готовки блюд

Для готовки различных блюд важно соблюдать температурные режимы, которые поможет проконтролировать термометр на плите. Для этого воспользуйтесь нашей таблицей:

Блюдо	Диапазон температур
Овощное рагу, стейки или жарка котлет	190-230 градусов
Жаренный картофель	130-190 градусов
Тушенное мясо с овощами	до 130 градусов
Выпекание пирогов	200-220 градусов
Сварить в воде или молоке	95-98 градусов

Выводы по теме

Температура горения газа в газовой плите зависит от его интенсивности и химического состава: природный газ может достичь значений до 2000 градусов, а сжиженный только до 1000. Важно проследить за высотой пламени и его температурой. Различные блюда требуют определенного терморежима. Определить можно «на глазок», либо с помощью термометра, встроенного прямо в плиту.

Температура горения дров – это полезно знать по многим причинам

Знание температуры горения дров в некоторых случаях может стать важным навыком. В общем стоит разобраться в самом процессе горения, его характеристиках и факторах, влияющих на температуру.

Описание процесса горения

Горением называется химическая сильная реакция, в результате которой большая молекула разделяется на несколько мелких. В конечном итоге образуется свет и тепло из-за произведённой энергии. Для того чтобы случился такой процесс, требуется наличие следующих компонентов:

• горючее. Оно может быть в разных состояниях;
• окислители;
• спичка или любой другой компонент, способный воспроизвести огонь.

Характеристики и свойства пламени

Распространение огня производится с низа в верх. Такой процесс произошёл из-за того, что чем выше подъём, тем меньше плотности у воздуха. Он начинает нагреваться и после этого устремляется языками пламени вверх.

Вновь поднеся кислород можно увидеть то же синее пламя. Высота языка пламени напрямую зависит от того сколько дров используется и какова их температура. Чем их больше и температура выше, тем соответственно выше огонь поднимается.

Сила огня заставляет дрова прогорать как можно быстрее. Изменение цвета огня зависит от многих факторов, одним из них является мощность горения. За время деятельности костёр способен измениться от красного до фиолетового и наоборот.

Дело в том, что горючее стало выделять только водные пары, и из-за этого видимость пламени исчезает. Любой огонь воспроизводит дым. Не бывает дыма без огня. Происходит это из-за того, что при распаде образуется специальный аэрозоль.

Его выделение зависит от количества производимого кислорода. Чем его больше, тем меньше образуется дыма. Цвет дыма зависит от горючего. Если дрова были мокрыми, то дым будет густой и белый. Температура горения дерева от этого также зависима.

Процесс горения древесины

Чтобы выяснить какова температура горения у полена, нужно изучить всю процедуру, начиная с закладки горящего материала и заканчивая его полным затуханием. Процедура имеет сразу несколько этапов, которые ниже будут рассмотрены подробнее.

Температура горения различных видов дров

Они способны долго гореть и давать достаточное количество тепла. К мягким можно отнести ель, сосну и так далее. Данная разновидность как правило горит очень быстро. При неправильном хранении происходит быстрое разложение.

Это позволяет обогревать дома быстро. Ель горит при температуре 620 градусов. Пихта при 755 градусах. Лиственницу придётся разогреть до 865 градусов. Берёза требует 815. Ясень является одним из самых требовательных материалов. Чтобы он разгорелся, потребуется нагреть температуру до 1040 градусов.

Цвет огня в зависимости от температуры

Цветовая палитра обладает своими приблизительными показателями градусов:

• слабый красный оттенок говорит о примерной температуре в 450-550 градусов;
• тёмно-красный означает 750-850 С;
• яркий и красный — 1000 С;
• оранжевый и яркий свидетельствует о температуре в 1200-1250 С;
• оттенок белого — это 1400 С;
• белый и яркий — это 1550 С.

Факторы, которые влияют на горение дров

На градусы может влиять довольно большое количество факторов, но некоторые из них не слишком сказываются на общей картине. Есть же те, которые играют важную роль при химической реакции.

На самом деле считают всего два глобальных фактора — это влажность материалов и площадь соприкосновения или контакта. Если правильно трактовать эти факторы, то в конечном итоге можно достичь высокой температуры.

Влажность дров

Свежие поленья содержат в себе некоторое количество влажности. В качестве этого может выступать смолы или сок. Стоит учитывать и тот момент, что влага долгое время остаётся на дереве после выпадения осадков.

В свежем дереве после сруба в среднем присутствует 45 процентов влаги, а в некоторых сортах эта цифра переваливает за 60 процентов. Из-за этого деревья после сруба проходят долгосрочную обработку.

Тем не менее даже это полностью не удаляет влагу из дерева. Поэтому свежие деревья могут давать тепла на 50 процентов меньше. Щелчки и трещание внутри полена свидетельствует об испарении жидкости. Стоит понимать, что в зимнее время понадобится больше дров, поэтому рекомендуется искать сухостойные сорта.

Контактная площадь

Как измеряют температуру огня

Для того чтобы выполнить замеры потребуется специализированный инструмент. Измерить температуру огня в костре бытовым инструментом также не получится. Чтобы это сделать, потребуется приобрести пирометр.

Температура горения дерева определяется при помощи инфракрасных лучей. Диапазон работы стандартного пирометра составляет от 600 до 1300 градусов. Температура в костре как правило не превышает этих значений.

Как измеряется температура углей в мангале

Много людей любит летом пожарить шашлыки. Совсем не хочется для этого покупать прибор, который поможет определить температуру внутри углей. Для измерения углей не требуется посторонний инструмент, достаточно знать простые правила.

Для определения температуры понадобится поднести руку на расстоянии около 10 сантиметров. Сколько секунд получится продержать руку, такова и температура: