Ацетилен — газ с самой высокой температурой пламени!

Горение спиртовки

Для химических экспериментов часто используют небольшие резервуары со спиртом. Их называют спиртовками. Фитиль горелки пропитывается залитым через отверстие жидким топливом. Этому способствует давление капиллярное. При достижении свободной верхушки фитиля, спирт начинает испаряться. В парообразном состоянии он поджигается и горит при температуре не более 900 °C.

Пламя спиртовки имеет обычную форму, оно практически бесцветное, с небольшим оттенком голубого. Его зоны не так четко видны, как у свечки.

У спиртовой горелки, названной в честь ученого Бартеля, начало огня располагается над калильной сеткой горелки. Такое заглубление пламени приводит к уменьшению внутреннего темного конуса, а из отверстия выходит средний участок, который считается самым горячим.

Топливо

Все спиртовки в качестве топлива преимущественно используют этиловый спирт . В продаже имеются три вида этилового спирта: спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья, гидролизный спирт технический из древесного сырья и спирт синтетический, полученный химическим способом. Спирт технический и спирт синтетический иногда окрашивают в сине-фиолетовый цвет с добавлением некоторых веществ с резким запахом. Такой спирт называется денатурат . Все эти виды спиртов можно использовать в качестве жидкого топлива для спиртовок.

Другие виды топлива, например изопропиловый или метиловый спирт, для лабораторных спиртовок применять не рекомендуется, так как эти спирты имеют ПДК (предельно допустимая концентрация в воздухе) на два и более порядка ниже, чем у этилового спирта, и поэтому опасны для здоровья.

Литература

• Промышленность и техника. Том I. История и современная техника строительного искусства. — СПб.: Типография товарищества «Просвещение», 1903.
• Мельник А. Г. Драматургия огня в пространстве русских храмов в XVI — XVII вв. // Пространственные иконы. Перформативное в Византии и Древней Руси / Ред.-сост. А.М. Лидов. — М.: Индрик, 2011. — С. 443-473. — ISBN 978-5-91674-151-3.
• Мельник А. Г. Огонь в практиках почитания русских святых в XI — XVII веках // Иеротопия огня и света в культуре византийского мира / Ред.-сост. А.М. Лидов. — М.: ООО «Феория», 2013. — С. 380-393. — ISBN 978-5-91796-039-5.

Наивысшая температура пламени горелки. Регулировка пламени горелки.

Длина подогревательного пламени зависит от его мощности, т. е. от количества горючего газа, подводимого к пламени, а также от рода горючего газа.

Наивысшая температура пламени горелки.

Температура пламени является одним из важнейших его свойств, от которого зависит скорость резки.

Температура пламени зависит от рода горючего и состава смеси, подаваемой в резак. Она различна для разных зон пламени.

Наиболее высокую температуру пламени дает ацетилен, обеспечивающий быстрый нагрев металла до температуры начала горения. Поэтому ацетилен является наиболее распространенным горючим газом, применяемым при кислородной резке.

Наибольшую температуру (около 3100°С) имеет ацетилено-кислородное пламя на расстоянии 3—4 мм от конца ядра по оси пламени. По мере удаления от ядра температура понижается.

Распределение температуры в нормальном ацетилено-кислородном подогревательном пламени по его длине показано на рис. 1.

Слишком высокая температура, развиваемая ацетилено-кислородным пламенем, часто приводит к оплавлению кромок разрезаемых деталей. Поэтому ацетилен, несмотря на все его преимущества, дает при резке менее чистый рез, чем водород, пары бензина и керосина и другие горючие газы.

Регулировка пламени горелки.

От правильной регулировки подогревательного пламени в значительной мере зависит качество резки. Кислородная резка ведется при нормальном или слегка окислительном пламени.

У резаков с концентрическим расположением мундштуков правильно отрегулированное пламя окружает режущую струю кислорода, при этом внутреннее ядро должно быть симметричным и везде одинаковым по яркости.

Если мундштуки резака сдвинуты, сечение кольцевого канала, из которого вытекает горючая смесь, нарушается и пламя получается односторонним. Таким пламенем резку производить нельзя, так как одна кромка разреза будет сильнее нагреваться, оплавляться и рез получится нечистым. Применение разработанных одним из институтов разъемных самоцентрирующихся мундштуков обеспечивает (вследствие самоцентрирования) симметричную форму пламени.

Очень часто происходит засорение канала, по которому проходит горючая смесь, в результате чего пламя разбивается на отдельные струйки и становится неравномерным. Таким пламенем резать нельзя, так как помимо получения некачественного реза заметно снижается производительность.

Регулировка пламени заключается в том, чтобы создать симметричное по отношению к режущей струе кислорода нормальное или слегка окислительное пламя необходимой мощности. Мощность пламени устанавливается в зависимости от толщины разрезаемого металла.

Обычно при правильно установленном давлении и полностью открытых кислородном и ацетиленовом вентилях (на резаке) в зажженном подогревательном пламени есть некоторый избыток ацетилена. Постепенным перекрыванием ацетиленового вентиля достигается нормальное пламя.

Нормальное пламя должно быть создано при не полностью открытых вентилях для возможности дальнейшей регулировки.

Регулировку на слегка окислительное пламя начинают с установления нормального пламени, а затем прибавляют кислород или убавляют ацетилен до тех нор, пока пламя не приобретет требуемой величины.

В правильно отрегулированном пламени (если регулировка производилась при закрытой режущей струе кислорода) после пуска струи давление кислорода подогревательного пламени несколько понижается и пламя становится ацетиленистым. Поэтому окончательную регулировку подогревательного пламени следует вести при открытом вентиле режущего кислорода, а после регулировки вентиль следует закрыть.

Если режущий кислород подается в резак по отдельному от подогревательного кислорода шлангу, дополнительная регулировка пламени не требуется.

Огонь как средство убийства и самоубийства

См. также: Сожжение на костре, Сварение в кипятке, Самосожжение, Сати (ритуал) и Жертвоприношение

Высокая травмоопасность от огня с древнейших времён привлекала людей для совершения убийств. Сожжение в костре в Средние века имело широкое распространение как один из видов смертной казни, в особенности — для тех, кого признавали ведьмами. В Новое время он был отменён и сейчас не употребляется, так как смертную казнь таким способом трудно сделать скрытой, а страдания приговорённого к смерти при этом велики — даже если во время казни шёл дождь, человек мучительно задыхался в дыму. Также существовали и иные способы смертной казни, в которых огонь играл роль, но не главную — например, сварение в кипятке. Кроме того, этот способ употребляется как один из способов самоубийства. Как правило, самосожжение применяется в знак протеста против чего-либо. Чаще всего при этом оно практикуется теми, кто хочет показать, что не боится страдать за то, чему привержен. Процент летального исхода при этом составляет порядка семидесяти процентов — самоубийцу редко удаётся спасти даже в том случае, если его успели сразу же вынуть из пламени, потушить огонь и оказать первую медицинскую помощь. Иногда самосожжение несёт и ритуальный характер — в индуизме широкое распространение имело самосожжение вдов, когда вдову погибшего супруга надлежало сжечь вместе с ним, или же она сама бросалась в костёр. На сегодняшнее время это явление редкое, а его применение запрещено законом и классифицируется как самоубийство. Был и другой тип ритуального убийства с помощью огня — человеческое или животное жертвоприношение. Человеческое расценивается как убийство и сектантство и запрещено во всех странах мира, а животное не практикуется, хотя оба вида используются некоторыми сектами и религиозными течениями до сих пор.

Известные люди, преданные сожжению

• Сорок Севастийских мучеников ()
• Гус, Ян (6 июля )
• Жанна д’Арк (30 мая )
• Сервет, Мигель (27 октября )
• Джордано Бруно (17 февраля )
• Аввакум Петров (14 (24) апреля )
• Кульман, Квирин (4 октября )
• Лазо, Сергей Георгиевич? (май )
• Савельева, Прасковья Ивановна (12 января )

Профессиягазосварщик

7.1. Сварочное пламя

При газовой сварке происходят разнообразные процессы: физические, связанные с нагревом и расплавлением металла, формированием шва, а также химические, обусловленные горением, взаимодействием флюса и присадочного материала с расплавленным металлом.

Основным инструментом газосварщика является сварочное пламя. Оно образуется при сгорании горючего газа в кислороде. От соотношения объемов кислорода и горючего газа в их смеси зависят внешний вид, температура и характер влияния сварочного пламени на расплавленный металл.

Рассмотрим строение пламени (рис. 7.1). Сварочное пламя имеет три четко различимые области: ядро 7, восстановительную зону 2 и факел 3.

Рис. 7.1. Строение ацетиленового сварочного пламени и распределение температуры по длине факела:
1 — ядро; 2 — восстановительная зона; 3 — факел

Ядро пламени представляет собой ярко светящуюся зону, в наружном слое которой сгорают раскаленные частицы углерода, образующиеся при разложении ацетилена.

Восстановительная зона, более темная, состоит из оксида углерода и водорода, которые раскисляют расплавленный металл, отбирая кислород от его оксидов.

Факел — периферийная часть пламени — представляет собой зону полного сгорания углеводородов в кислороде окружающей среды.

В зависимости от соотношения объемов кислорода и ацетилена получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Виды сварочного пламени:
а — нормальное; б — окислительное; в — науглероживающее; 1 — ядро; 2 — восстановительная зона; 3 — факел

Нормальное сварочное пламя образуется тогда, когда в горелке на один объем кислорода приходится один объем ацетилена. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны.

Ядро имеет резко очерченную форму, близкую к цилиндру с ярко светящейся оболочкой. Температура ядра достигает 1000 °С.

В восстановительной зоне, содержащей продукты неполного сгорания ацетилена, проводят сварку. Температура этой зоны в точке, отстоящей на 3…6 мм от ядра, составляет 3150°С. Факел имеет температуру 1200… 2500 °С.

Нормальным сварочным пламенем осуществляют сварку сталей всех марок, меди, бронзы и алюминия.

Окислительное сварочное пламя получают при избытке кислорода, когда в горелку подают на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. Ядро такого пламени имеет укороченную, конусообразную форму. Оно приобретает менее резкие очертания и более бледную окраску, чем у нормального пламени. Протяженность восстановительной зоны уменьшается по сравнению с нормальным пламенем. Факел имеет синевато-фиолетовую окраску. Горение сопровождается шумом, уровень которого зависит от давления кислорода. Температура окислительного пламени выше, чем у нормального, однако при сварке таким пламенем из-за избытка кислорода образуются пористые и хрупкие швы.

Окислительное пламя применяют при сварке латуни и пайке твердыми припоями.

Науглероживающее сварочное пламя получают при избытке ацетилена, когда в горелке на один объем ацетилена приходится не более 0,95 объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость очертаний, на его конце появляется зеленый венчик, по наличию которого судят об избытке ацетилена. Восстановительная зона существенно светлее, чем у нормального пламени, и почти сливается с ядром. Факел приобретает желтую окраску. При значительном избытке ацетилена пламя коптит. Температура науглероживающего пламени ниже, чем у нормального и окислительного.

Слегка науглероживающим пламенем сваривают чугун и осуществляют наплавку твердых сплавов.

Газосварщик регулирует и устанавливает вид сварочного пламени «на глаз».

При выполнении сварочных работ необходимо, чтобы сварочное пламя обладало тепловой мощностью, достаточной для расплавления свариваемого металла.

Мощность пламени при газовой сварке зависит от расхода ацетилена — объема газа, проходящего за один час через горелку. Мощность регулируют подбором наконечника горелки и изменением положения ацетиленового вентиля. Мощность пламени выбирают в соответствии с толщиной свариваемого металла и его теплофизическими свойствами.

Расход ацетилена, дм3/ч, необходимый для расплавления слоя свариваемого металла толщиной 1 мм, устанавливают на практике. Так, слой низкоуглеродистой стали толщиной 1 мм расплавляется при расходе ацетилена 100… 130 дм3/ч. Чтобы определить расход ацетилена при сварке конкретной детали, нужно умножить расход, соответствующий единичной толщине, на действительную толщину свариваемого металла, мм.

Пример. При сварке низкоуглеродистой стали толщиной 3 мм минимальный расход ацетилена, дм3/ч, составит 100х3 = 300, а максимальный — 130х3 = 390.

Горючие и негорючие вещества

Все вещества относительно огня подразделяются на четыре категории:

• Горючие вещества — вещества (материалы), способные к взаимодействию с окислителем (кислородом воздуха) в режиме горения. По горючести вещества (материалы) подразделяют на три группы:
• негорючие вещества и материалы, неспособные к самостоятельному горению на воздухе;
• трудногорючие вещества и материалы — способные гореть на воздухе при воздействии дополнительной энергии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления;
• горючие вещества и материалы — способные самостоятельно гореть после воспламенения или самовоспламенения (самовозгорания).

Горючие вещества (материалы) — понятие условное, так как в режимах, отличных от стандартной методики, негорючие и трудногорючие вещества и материалы нередко становятся горючими.

Среди горючих веществ имеются вещества (материалы) в различных агрегатных состояниях: газы, пары, жидкости, твёрдые вещества (материалы), аэрозоли. Практически все органические химические вещества относятся к горючим веществам. Среди неорганических химических веществ также имеются горючие вещества (водород, аммиак, гидриды, сульфиды, азиды, фосфиды, аммиакаты различных элементов).

Горючие вещества (материалы) характеризуются показателями пожарной опасности. Введением в состав этих веществ (материалов) различных добавок (промоторов, антипиренов, ингибиторов) можно изменять в ту или иную сторону показатели их пожарной опасности.

Литература: ГОСТ 12.1.044-89.ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и
методы их определения; СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений.

• Вещества, которые при нагревании до определённой точки при обычных условиях воспламеняются (дерево, сера);
• Вещества, воспламеняющиеся лишь при определённых обстоятельствах, например, измельчении (железо, кремень);
• Вещества, не способные гореть в атмосфере воздуха вообще (вода, платина); (В атмосфере фтора горят даже вода и платина)
• Вещества, горящие лишь при присутствии другого вещества рядом, выступающего в роли катализатора (кусок сахара будет гореть, если только он посыпан пеплом, например, сигаретным. Пепел является катализатором, точнее, катализатором являются соли лития, содержащиеся в пепле).

Неконтролируемый процесс возгорания

Пожар — процесс возгорания, территория которого в данный момент по какой-то причине не может держаться в рамках. Пожар опасен не только собственно огнём, но и продуктами возгорания горящих на территории возгорания предметов. Пожар может возникнуть практически в любом месте, где достаточно топлива и окислителя и где каким-то образом может произойти возгорание. Иногда является следствием взрыва или поджога. Наиболее известный пример крупного пожара — пожар в клубе «Хромая лошадь», в котором или во время которого по разным причинам погибло 156 человек, ещё 78 получили ожоги различных степеней или отравились продуктами возгорания. Иногда пожары случаются и на самолётах прямо во время полёта, ярчайший тому пример — авиакатастрофа Ту-154 под Иркутском 3 января 1994 года, когда погибли все пассажиры самолёта и весь его экипаж, а также ещё один случайный свидетель катастрофы. Идентифицировать сумели останки лишь семидесяти четырёх из ста двадцати шести.

Газовая сварка, строение и разновидности сварочного пламени

Газовая сварка основана на плавлении металла за счет тепла, выделяющегося при сгорании какого-либо горючего газа в кислороде. Горение начинается с воспламенения смеси при определенной температуре, зависящей от условий процесса горения. Теплота сгорания газа поддерживает горение новых порций горючей смеси. Температура пламени определяет тепловые свойства процесса: чем выше температура горючей смеси, тем эффективнее нагрев и плавление. При газовой сварке, схема которой представлена на рис. 35, заготовки 1 и присадочный материал 2 в виде прутка или проволоки расплавляют высокотемпературным пламенем 4 газовой горелки 3. Мощность пламени регулируют сменой наконечников горелки.

Рис. 35. Газовая сварка: а – схема; б – фото процесса; 1 – заготовки; 2 – присадочный материал; 3 – газовая горелка; 4 – пламя

Нагрев заготовки осуществляется медленнее, чем при дуговой сварке, поэтому газовую сварку применяют для сварки: металла малой толщины (0,2–5 мм); легкоплавких цветных металлов и сплавов; металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения (инструментальные стали, латуни); для исправления дефектов в чугунных и бронзовых отливках.

В качестве горючих газов могут быть использованы ацетилен С₂Н₂, водород Н₂, природный газ, его смеси, нефтегаз, пары бензина и керосина. Чаще всего применяют ацетилен, при горении его в технически чистом кислороде пламя имеет наиболее высокую температуру (3 150 °С) и выделяет наибольшее количество тепла (11 470 ккал/м3).

Строение, температура и влияние сварочного пламени (рис. 36) на расплавленный металл зависят от соотношения кислорода и ацетилена в горючей смеси. Горение ацетилена может быть представлено следующей реакцией, протекающей в две стадии:

С₂Н₂ + 2,5О₂ = 2СО₂ + Н₂О_пар.

В первой стадии в горелку подают один объем ацетилена и один объем кислорода:

(С₂Н₂ + О₂ = 2СО + Н₂).

Во второй стадии за счет кислорода окружающего воздуха протекает реакция:

2СО + Н₂ + 1,5О₂ = 2СО₂ + Н₂О.

Рис. 36. Схема строения нормального ацетилено-кислородного пламени и график распределения температуры по его оси: 1 – ядро пламени; 2 – восстановительная зона; 3 – окислительная зона

На рис. 36 показана схема строения нормального сварочного пламени, образующегося при горении ацетилена. Пламя состоит из трех зон: ядра 1, восстановительной зоны 2 и окислительной зоны 3. Ядро пламени имеет вид усеченного конуса с округленным концом. Эта часть пламени состоит из смеси кислорода и раскаленных продуктов разложения ацетилена и кислорода (самая яркая часть пламени).

В восстановительной зоне 2 происходит выделение тепла в основном за счет окисления раскаленных частиц углерода в окись углерода и образования Н₂. Сварку в восстановительной зоне выполняют, располагая горелку так, чтобы ядро пламени находилось от металла на расстоянии 2–3 мм, где температура достигает 3 150 °С. Эта зона имеет характерное синеватое свечение. Находящиеся в восстановительной зоне продукты горения ацетилена СО и Н₂ восстанавливают окислы, в том числе образующиеся при сварке окислы железа.

В окислительной зоне при избытке кислорода воздуха СО догорает в СО₂, а Н₂ — в Н₂О_(пар). Эта часть пламени имеет желтоватую окраску с красным оттенком. Газообразные продукты этой зоны обладают окислительной способностью, однако они препятствуют контакту расплавленного металла с воздухом.

В зависимости от соотношения кислорода и ацетилена в исходной горючей смеси различают три вида кислородно-ацетиленового пламени, оно может быть нормальным, окислительным и науглероживающим.

Нейтральное (нормальное восстановительное) пламя формируется при соотношении О₂/С₂Н₂ = 1 : 1,1, применяется для сварки большинства металлов и сплавов.

Науглероживающее пламя получается при соотношении О₂/С₂Н ≤ 0,5, т. е. при избытке ацетилена. Ядро пламени при этом удлиняется по сравнению с ядром нормального пламени, а пламя теряет резкие очертания. Такое пламя применяют при сварке чугуна и наплавке быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Окислительное пламя формируется при соотношении О₂/С₂Н₂ ≥ 1,5, т. е. при избытке кислорода. Пламя при этом приобретает голубоватый оттенок, размеры ядра пламени уменьшаются. Такое пламя применяют при сварке латуней, оно обладает максимальной температурой 3 400 °C.

Строение — пламя

Способы газовой сварки в.

Вытекаюшая из сопла горелки смесь газов поджигается и образуется пламя. На рис 216 показано строение пламени.
 

Структура пламени. / — восстановительная зона. 2 — внутренний конус. — окислительная зона. 4 — внешний конус.

Пламя представляет собой одну из разновидностей низкотемпературной плазмы и всегда содержит некоторое количество свободных электронов и ионов, что подтверждается экспериментально по наличию у него электропроводности. На рис. 1.12 приведена схема строения пламени предварительно полученной смеси светильного газа с воздухом, а также приведены температуры отдельных его участков. Оно состоит из двух областей: внутренней восстановительной и внешней окислительной.
 

Структура пламени.

Пламя представляет собой одну из разновидностей низкотемпературной плазмы и всегда содержит некоторое количество свободных электронов и ионов, что подтверждается экспериментально по наличию у него электропроводности. На рис. 1.12 приведена схема строения пламени предварительно полученной смеси светильного газа с воздухом, а также приве-дены температуры отдельных его участков. Оно состоит из двух областей: внутренней восстановительной и внешней окислительной.
 

Скорость распространения пламени для газов.

Значительная часть работ, связанных с операциями тепловой обработки стекла — отжига, сварки, резки, подогрева, формовки, оплавления и др., осуществляется с помощью газовых горелок. Для правильного выбора типа горелки, расположения ее относительно обрабатываемого изделия, определения возможного диапазона применения для целого комплекса операций необходимо ориентироваться не только в существующих конструкциях, но также в свойствах и строении пламени и в свойствах горючих газов, используемых в горелках в качестве топлива.
 

Наиболее высокая температура пламени — до 1500 С достигается в почти бесцветной зоне В, где горение газа проходит наи-более энергично благодаря большому притоку воздуха. Эта часть пламени называется окислительной, при нагревании в ней вещество соединяется с кислородом. Зная строение пламени, легко сде: лать практический вывод.
 

Строение пламени.

Наиболее высокая температура пламени — до 1500 С достигается в почти бесцветной зоне В, где горение газа проходит наиболее энергично благодаря большому притоку воздуха. Эта часть пламени называется окислительной, при нагревании в ней вещество соединяется с кислородом. Зная строение пламени, легко сделать практический вывод. Пользуясь горелкой, не следует нагреваемый предмет глубоко опускать в пламя; необходимо его помещать так, чтобы верхняя, наиболее горячая часть пламени лишь слегка касалась предмета.
 

Газовая горелка Теклю.| Газовая горелка Буизена.

Наиболее высокая температура пламени — до 1500 С — достигается в почти бесцветной зоне 3, где горение газа проходит наиболее энергично благодаря большому притоку воздуха. Эта часть пламени называется окислительной, при нагревании в ней вещество соединяется с кислородом. Зная строение пламени, легко сделать практический вывод. Пользуясь горелкой, не следует нагреваемый предмет глубоко опускать в пламя; необходимо его помещать так, чтобы верхняя, наиболее горячая часть пламени лишь слегка касалась предмета.
 

Металлургические процессы, протекающие в сварочной ванне

Жидкий металл сварочной ванны соприкасается с газами и шлаками, образующимися в результате окисления поверхностных слоев металла. Кислород и азот поступают в сварочную ванну из воздуха. Кислород может также поступать и из газовой смеси, подаваемой горелкой. Водород попадает в основном из пламени, а также в результате взаимодействия некоторых металлов с влагой при разложении водяного пара или углеводородов, входящих в состав загрязнений, оставшихся на кромках деталей после их очистки перед сваркой.

Взаимодействие газов с металлом сварочной ванны может быть различным. Например, кислород активно соединяется с такими металлами, как алюминий Al, магний Mg и медь Cu. Азот не взаимодействует с медью и алюминием.

При газовой сварке на расплавленный металл сварочной ванны активно воздействует газовый поток средней зоны пламени, содержащей оксид углерода СО, водород Н₂, пары воды H₂O, диоксид углерода СО₂, атомарный водород Н, кислород О₂ и азот N₂. В средней зоне пламени возможно также наличие в незначительном количестве свободного углерода С, не успевшего полностью окислиться в оксид углерода СО на границе ядра пламени.

Характер реакций, которые протекают в сварочной ванне, определяется составом средней зоны пламени, зависящим от соотношения газов в горючей смеси. Остальные реакции сварочной ванны — реакции окисления и восстановления.

Наибольшим изменениям подвергается металл, расплавляющийся в процессе сварки. При этом изменяется содержание примесей и легирующих добавок в металле, может происходить его обогащение кислородом, а при некоторых условиях — водородом, азотом и углеродом. Так, при сварке стали, представляющей собой сплав железа Fe с углеродом с присутствующими в виде примесей и добавок марганцем Mn, кремнием Si, серой S, фосфором P, схема взаимодействия веществ в жидком металле сварочной ванны имеет вид, представленный на рис. 6.

Скорость образования оксидов в поверхностном слое жидкого металла очень высока. Оксиды, находящиеся в сварочной ванне, взаимодействуют с расплавленным металлом. Для предотвращения или ослабления процесса окисления в сварочную ванну в составе флюсов и присадочного материала вводят раскислители, т. е. вещества, обладающие бóльшим сродством к кислороду по сравнению с металлом сварочной ванны. В качестве раскислителей применяют углерод, оксид углерода и водород, поступающие из пламени горелки. Для цветных металлов пламя горелки не обеспечивает раскисления, поэтому необходимо применять флюс.

Рис. 6. Схема взаимодействия веществ в расплавленном металле сварочной ванны

Водород влияет на образование пор в сварном шве. Его растворимость в жидком и твердом металле различается. Растворимость водорода в жидком алюминии выше, чем в твердом, поэтому при затвердевании металла шва выделяются пузырьки газа, которым необходим выход в атмосферу. В противном случае, например при быстром затвердевании ванны, газ остается в металле, образуя поры. Наличие водорода также приводит к возникновению в металле остаточных напряжений. При этом снижаются пластические свойства металла и может произойти хрупкое разрушение.

С расплавленным металлом сварочной ванны взаимодействуют не только газы, но и шлаки. Обычно шлаки находятся на поверхности сварочной ванны, так как их плотность меньше плотности расплавленного металла.

Химические свойства шлаков определяются характером оксидов, входящих в состав шлаков. В зависимости от преимущественного содержания тех или иных оксидов шлаки могут быть кислыми или основными.

Желательно, чтобы шлаки, образующиеся при газовой сварке, быстро затвердевали, обладали низкими вязкостью и плотностью, высокой газопроницаемостью и слабой сцепляемостью с металлом шва в твердом состоянии. В противном случае частицы шлаков, оставаясь в металле шва, снижают его прочность и коррозионную стойкость. Газы не успевают выделиться из сварочной ванны, что приводит к образованию пор и затрудняет удаление остатков шлаков с поверхности шва, а в конечном счете ухудшает качество изделия.

При перемещении сварочной горелки ранее расплавленная сварочная ванна начинает охлаждаться. В ней происходит кристаллизация металла; при этом рост столбчатых кристаллов то замедляется, то прекращается, поэтому металл шва имеет столбчатое и слоистое (чешуйчатое) строение.

Строение пламени свечи

В пламени любого источника света имеется накаленная полоса, тогда как в других частях теплота мало развита и почти даже незаметна. Зажгите для опыта свечу и наблюдайте за фитилем.

В пламени свечи различить отдельные полосы очень легко. Но для того, чтобы установить разницы температур в этих полосах, необходимо проделать ряд опытов, кстати сказать, совсем безопасных.

Тайна Благодатного огня с позиций науки

Аргументом в пользу того, что Благодатный огонь имеет «природное», а не божественное происхождение, служит тот факт, что похожие феномены все-таки встречаются. Конечно, их ни в коем случае нельзя ставить в один ряд с огнем в Храме Господнем. Однако имеются некоторые общие черты.

Начнем с такого признака, как внезапность, отсутствие видимой причины. Это же свойство характерно для такого явления, как самовозгорание, которое встречается не так уж и редко. Например, «Буфф-сад» в прошлом месяце писал об аномальном пожаре на улице Большой Подгорной, произошедшем минувшей весной.

Это далеко не единичный случай. И не только для Томска. Например, беспричинные пожары не редкость для Москвы. Самое удивительное, что особенно часто это случается на Садовом кольце. Причем горят не только квартиры и офисы, а даже салоны автомобилей.

Возьмем другой признак. Благодатного огня — свойство не обжигать, хотя бы первое время. Это уже похоже на так называемую холодную плазму, низкотемпературную ионизированную субстанцию. Похоже, подобная плазма существует не только в физических лабораториях.

Эксперименты с огнем

Первым этапом моей работы

Вторым этапом моей работы я решил сравнить пламя одной свечи с пламенем в связке свечей (20 шт.) Так как приборов для измерения температуры я не имел, решил воспользоваться уже полученной информацией из Интернета и просто сравнить температуру по цвету пламени. Для того, чтобы передать визуально свои наблюдения я решил сфотографировать их на цифровую камеру.

Сравнивались пламя одной парафиновой свечи с пламенем связки из 20-ти таких же парафиновых свечей диаметром 8мм. Съемка велась цифровой камерой с включенными автоматическими функциями. Пламя связки свечей оказалось на самом деле желтым, в то время как пламя одной свечи было белым. Несмотря на это без дополнительного освещения оба пламени выглядели на цифровом снимке белыми и практически сплошными:

Для того, чтобы решить данную проблему, я решил проконсультироваться у своего знакомого, который и подсказал выход из данной ситуации.

Хотя включение подсветки не позволило передать реального желтого цвета большого пламени (видимо из-за слабости подсветки), но выявило его интересную особенность:

А именно: пламя от связки свеч оказалось как бы пустым внутри. Та область, которая в пламени одной свечи занимает лишь незначительное пространство непосредственно над фитилем, согласно фотографии составляет основной объем в пламени связки свечей. Отсюда уже можно сделать вывод о структуре и распределении температур этого пламени:

Похоже, я понял, как можно все-таки передать реальный цвет — для этого достаточно подвинуть лампу ближе к камере. И я повторил опыт:

Вывод:

Таким образом получается, что объединение свечей в связки реально позволяет понизить температуру пламени примерно на 200°C или 15%.

Этот феномен я бы объяснил наличием большого числа фитилей внутри пламени, которое обуславливает интенсивное испарение воска, который в свою очередь вытесняет газы из зоны горения, еще прежде, чем они успевают полностью прогореть.

Заключение

Но здесь и заключается ошибка, потому что сама по себе материализация огня означает превращение его в высокотемпературную химическую реакцию, что автоматически приводит к потере свойства «нежжения». И возгорание свечей или других светильников говорит уже о том, что процесс материализации завершен.

Выполнив все поставленные мною задачи, я понял, что в действительности пламя свечей (даже на пасху) не обладает свойствами полного нежжения, однако все же искусственно возможно понизить температуру пламени, но желаемого эффекта нежжения добиться невозможно.

Список литературы

1. Строение пламени свечи.
2. История «Священного огня».
3. Разновидности и строения свечей
4. Бархоткин В.А. Духовно-нравственное воспитание: теоретический аспект. Самара,2008
5. Давыдова И.М. Библейский словарь школьника. РостМирос,2000
6. Задушевное слово. Еженедельный журнал для старшего возраста. С-Пб. – М.: Издание товарищества М.О. Вольф, №6, 7, 9, 1907 г.
7. Калябин Г.А. Библейская и научная картина мира. Сборник публикаций.-самара:СамГАПС,2005
8. Шугаев М божий мир глазами физика. Альянс,2002