Категории

Температура горения газовой горелки на пропане

Пропановая горелка ГП-3

Газовые горелки (на пропане, бутане): мини для пайки, слесарно-кузнечная, отопительная, кровельная

17 Декабря 2015

Газовые горелки являются незаменимым помощником в хозяйстве, мастерских и производственных цехах, на пикнике и в турпоходах. Легкость и удобство применения давно передали ветвь первенства газовым приборам в сравнении с другими видами. При выборе горелки стоит учитывать сферу применения, необходимую мощность, а также максимальную температуру пламени. Последний фактор особенно важен при выполнении более тонких видов работ. Поэтому необходимо знать основные параметры, напрямую связанные с распределением температурного режима пламени газовой горелки. 


От чего зависит температура пламени газовой горелки

Когда происходит процесс смешивания используемого топлива с воздухом, газ полностью расходуется, что в свою очередь увеличивает скорость горения и повышает температуру пламени. Этот показатель может улучшаться посредством дополнительного использования дутья воздуха. Например, без применения обдувания максимальный температурный режим составляет 1500 °С, то при его использовании возможен результат до 2200 °С.

На температуру также влияет факел пламени. Он не является однородным и делится на три зоны:

  • внутренняя – является самой короткой и обладает наиболее низкими температурными показателями. Именно в ней происходит нагревание газовой смеси, но без горения;
  • средняя восстановительная – это так называемая зона светлого огня, в которой достигается наивысшая температура. Уже здесь происходит горение, но не в полную мощность, в связи с недостатком кислорода и наличия углеродистых продуктов распада газа;
  • окаймляющая – характеризуется наиболее светлым пламенем, является окислительной. Температура этой зоны тоже высока и в связи с избытком воздуха происходит полное сгорание газа.

 


 

Температурный режим разных видов горелок на баллон

Подобрать газовую горелку на баллон можно в специализированных магазинах либо воспользоваться услугой онлайн покупки. Это существенно экономит время, к тому же на странице интернет магазина каждый имеет возможность ознакомиться с интересующей информацией о товаре. Торговая марка «Следопыт» предоставляет огромный выбор спецоборудования и газовых горелок в том числе. Среди них выделяют следующих три вида:

  • перезаправляемые – обладают компактный размер и эргономичный дизайн, просты и удобны в использовании, а наличие функции автоматического пьезоэлектрического розжига позволяет мгновенное использование прибора. К  тому же стоит отметить, что именно этот вид не относиться к баллоной серии газовых горелок;
  • резьбовые – имеют направленный источник огня с факельной структурой. В качестве топлива используются смеси с высоким содержанием пропана, что обеспечивает поддержание постоянной температуры в зоне основного пламени -  около 1800 °С. Некоторые модели имеют отдельные системы управления подачи газа и воздушной смеси. Это позволяет получить факел огня разной мощности и возможность выполнения работы в широком диапазоне температур;
  • с цанговым баллоном - используются как источник направленного пламени с факельной структурой, температура которого достигает 1500 °С.

 


Рекомендации в работе с температурой пламени газовой горелки

  • сварка и плавление пластмассовых, стеклянных, фарфоровых и кварцевых изделий – при этом лучше использовать горелку с подачей тонкого пламени;
  • работы с легкоплавкими металлами и сплавами – это может быть прогрев, выжигание, прокаливание труб. Удобно для таких процессов выбирать прибор с направленным факелом пламени и температурой около 1500 °С;
  • обработка древесины – придание узора готовым изделиям, обжиг конструкций, розжиг дров в камине, мангале;
  • кулинарные процессы – обработка тушек птицы, декорирование десертов, придание цвета и текстуры блюдам из мяса и овощей. Рекомендуется применять горелки компактного размера с минимальным температурным показателем.


Газовая горелка на баллончик и температура пламени в ней напрямую зависит от состава газового топлива, окружающих условий горения и от мощности применяемого оборудования. Наблюдается при этом прямое соотношение теплотворной способности газа с температурой пламенного факела – повышение первого показателя ведет к увеличению второго.

Оборудованы приборы системой пьезоэлектрического розжига, некоторые имеют функцию дополнительного подогрева топлива, что позволяет использование оборудования под разными углами. Расход газа составляет от 50 до 250 г/час.

Горелки на газу могут использоваться как автономный источник тепловой энергии. Регулируя мощность и температурные режимы пламени, можно проводить различные виды работ:

Пользуясь газовыми горелками, следует помнить, что при недостатке кислорода, горение становится неполным и частицы продуктов разложения постепенно накаливаются. Это в свою очередь приводит к свечению огня и появлению сажи. Такой нюанс может существенно повлиять на результат проводимых работ.

Возврат к списку

Источник: https://sledopyt.net/articles/gazovaya-gorelka-na-ballonchik-temperatura-plameni/

Пропановая газовая горелка

Цель настоящей статьи – рассказать, как делается газовая горелка своими руками. Газовые горелки в малом предпринимательстве, индивидуальном техническом творчестве и в быту применяются весьма широко для спаечных, слесарно-кузнечных, кровельных, ювелирных работ, для запуска на газе отопительных приборов и получения для различных нужд пламени с температурой свыше 1500 градусов.

В технологическом аспекте газовое пламя хорошо тем, что обладает высокой восстановительной способностью (очищает поверхность металла от загрязнений и восстанавливает его окисел в чистый металл), не проявляя сколько-нибудь заметно иной химической активности.

В теплотехническом – газ высокоэнергоемкое относительно недорогое и чистое топливо; 1 ГДж газового тепла обходится, как правило, дешевле, чем от любого другого энергоносителя, а закоксовывание газовых отопительных приборов и осаждение в них сажи минимальны или отсутствуют.

Но вместе с тем, повторим прописную истину: с газом не шутят. Газовая горелка не так уж сложна, но как добиться ее экономичности и безопасности – об этом и пойдет далее разговор. С примерами правильного технического исполнения и рекомендациями по изготовлению самостоятельно.

Применение газовых горелок в домашних условиях

Выбираем газ

Своими руками изготавливается исключительно газовая горелка на пропане, бутане или пропан-бутановой смеси, т.е. на газообразных насыщенных углеводородах, и атмосферном воздухе. При использовании 100% изобутана (см. далее) возможно достижение температуры пламени до 2000 градусов.

Ацетилен позволяет получить температуру пламени до 3000 градусов, но ввиду его опасности, дороговизны карбида кальция и необходимости в чистом кислороде как окислителе практически вышел из употребления и в сварочных работах. Получить чистый водород в домашних условиях возможно; водородное пламя от горелки с наддувом (см. далее) дает температуру до 2500 градусов. Но сырье для получения водорода дорого и небезопасно (один из компонентов – сильная кислота), но главное – водород не ощутим на запах и вкус, добавлять к нему меркаптановую отдушку нет смысла, т.к. водород на порядок скорее распространяется, а примесь его к воздуху всего в 4% уже дает взрывоопасный гремучий газ, причем воспламенение его может произойти просто на свету.

Метан не используется в бытовых газовых горелках по сходным причинам; кроме того, он сильно ядовит. Что касается паров ЛВЖ, пиролизных газов и биогаза, то при сжигании в газовых горелках они дают не весьма чистое пламя с температурой ниже 1100 градусов. ЛВЖ средней и ниже средней летучести (от бензина до мазута) сжигаются в специальных жидкостных горелках, напр., в горелках для дизтоплива; спирты – в маломощных пламенных приборах, а эфиры вообще не жгут – малоэнергичны, но очень опасны.

Как добиться безопасности

Чтобы сделать газовую горелку безопасную в работе и не пожирающую зря топливо, золотым правилом следует взять: никакого масштабирования и вообще изменений чертежей прототипа!

Тут дело в т. наз. числе Рейнольдса Re, показывающем взаимосвязь между скоростью потока, плотностью, вязкостью текущей среды и характерным размером области, в которой она движется, напр. диаметром поперечного сечения трубы. По Re можно судить о наличии турбулентности в потоке и ее характере. Если, к примеру, труба не круглая и оба характерных ее размера больше некоторого критического значения, то появятся вихри 2-го и более высоких порядков. Физически выделенных стенок «трубы» может и не быть, напр., в морских течениях, но многие их «фокусы» объясняются именно переходом Re через критические значения.

Примечание: на всякий случай, для справки – для газов значение числа Рейнольдса, при котором ламинарный поток переходит в турбулентный, есть Re>2000 (в системе СИ).

Далеко не все самодельные газовые горелки точно рассчитываются согласно законов газовой динамики. Но, если произвольно изменить размеры деталей удачной конструкции, то Re топлива или подсасываемого воздуха может скакнуть за пределы, которых оно придерживалось в авторском изделии, и горелка станет в лучшем случае коптящей и прожорливой, а, вполне возможно, и опасной.

Диаметр инжектора

Определяющим параметром для качества газовой горелки является диаметр сечения ее топливного инжектора (газового сопла, форсунки, жиклера – синонимы). Для горелок на пропан-бутане на обычную температуру (1000-1300 градусов) его можно ориентировочно принять таким:

  • На тепловую мощность до 100 Вт – 0,15-0,2 мм.
  • На мощность 100-300 Вт – 0,25-0,35 мм.
  • На мощность 300-500 Вт – 0,35-0,45 мм.
  • На мощность 500-1000 Вт – 0,45-0,6 мм.
  • На мощность 1-3 кВт – 0,6-0,7 мм.
  • На мощность 3-7 кВт – 0,7-0,9 мм.
  • На мощность 7-10 кВт – 0,9-1,1 мм.

В высокотемпературных горелках инжекторы делают более узкими, 0,06-0,15 мм. Отличным материалом для инжектора послужит отрезок иглы для медицинского шприца или капельницы; из них можно подобрать сопло на любой из указанных диаметров. Иглы для надувания мячей хуже, они не жаропрочны. Их используют более как воздуховоды в микрогорелках с наддувом, см. далее. В обойму (капсюль) инжектора его запаивают твердым припоем или вклеивают жаропрочным клеем (холодной сваркой).

Мощность

Делать газовую горелку на мощность свыше 10 кВт ни в коем случае не следует. Почему? Допустим, КПД горелки 95%; для любительской конструкции это очень хороший показатель. Если мощность горелки 1 кВт, то на саморазогрев горелки уйдет 50 Вт. О 50 Вт паяльник можно обжечься, но аварией он не грозит. А вот если сделать горелку на 20 кВт, то лишним будет 1 кВт, это уже оставленные без присмотра утюг или электроплитка. Опасность усугубляется тем, что ее проявление, как и числа Рейнольдса, пороговое – или просто горячо, или вспыхивает, плавится, взрывается. Поэтому чертежи самодельной горелки более чем на 7-8 кВт лучше и не искать.

Примечание: промышленные газовые горелки выпускаются на мощность до многих МВт, но достигается это точной профилировкой газового ствола, в домашних условиях невыполнимой; один из примеров см. далее.

Арматура

Третий фактор, определяющий безопасность горелки – состав ее арматуры и порядок пользования ею. В общем схема такова:

  1. Горелку ни в коем случае нельзя гасить регулировочным вентилем, подачу топлива прекращают вентилем на баллоне;
  2. Для горелок мощностью до 500-700 Вт и высокотемпературных (с узким инжектором, исключающим переход Re газового потока за критическое значение), питаемых пропаном либо изобутаном от баллона до 5 л при наружной температуре до 30 градусов, допустимо совмещать регулировочный и запорный вентили в одном – штатном на баллоне;
  3. В горелках на мощность более чем 3 кВт (с широким инжектором), или запитанных от баллона более чем на 5 л, вероятность «проскока» Re за 2000 весьма велика. Поэтому в таких горелках между запорным и регулировочным вентилями обязательно нужен и редуктор, поддерживающий в подающем газопроводе давление в определенных пределах.

Какую делать?

Газовые горелки малой мощности для быта и мелкого частного производства по эксплуатационным показателям классифицируются след. образом:

  • Высокотемпературные – для точных спаечно-сварочных, ювелирных и стеклодувных работ. КПД не важен, нужно добиться максимальной для данного топлива температуры пламени.
  • Технологические – для слесарных и кузнечных работ. Температура пламени весьма желательна не ниже 1200 градусов, и с соблюдением этого условия горелка доводится до максимальной экономичности.
  • Отопительные и кровельные – добиваются наилучшего КПД. Температура пламени, как правило, до 1100 градусов или ниже.

Касательно способа сжигания топлива газовая горелка может быть выполнена по одной из след. схем:

  1. Свободно-атмосферной.
  2. Атмосферно-эжекционной.
  3. С наддувом.

Атмосферные

В свободно-атмосферных горелках газ сгорает в свободном пространстве; приток воздуха обеспечивается свободной конвекцией. Такие горелки неэкономичны, пламя рыжее, коптящее, пляшущее и бьющееся. Интерес, представляют, во-первых, потому, что избыточной подачей газа или недостаточной воздуха любую другую горелку можно перевести в свободно-атмосферный режим. Именно в нем горелки поджигают – на минимуме подачи топлива и еще меньшем притоке воздуха. Во-вторых, свободный приток вторичного воздуха может быть очень полезен в т. наз. полутораконтурных горелках для отопления, т.к. намного упрощает их конструкцию не в ущерб безопасности, см. далее.

Эжекционные

В эжекционных горелках не менее 40% необходимого для сгорания топлива воздуха подсасывается газовым потоком от инжектора. Эжекционные горелки конструктивно просты и позволяют получить пламя с температурой до 1500 градусов при КПД свыше 95%, поэтому используются наиболее широко, однако не могут быть выполнены модулируемыми, см. ниже. По использованию воздуха эжекционные горелки делятся на:

  • Одноконтурные – весь нужный воздух засасывается сразу. С должным образом профилированным газовым каналом на мощности более 10 кВт показывают КПД свыше 99%. Своими руками не повторяемы.
  • Двухконтурные – ок. 50% воздуха засасывается инжектором, остальное – в камеру сгорания и/или дожигатель. Позволяют получить либо пламя в 1300-1500 градусов, либо КПЛ свыше 95% и пламя до 1200 градусов. Используются любым образом из указанных выше. Конструктивно достаточно сложны, но своими силами повторяемы.
  • Полутораконтурные, часто называемые также двухконтурными – первичный воздух подсасывается потоком из инжектора, а вторичный свободно поступает в ограниченный объем (напр., топку печи), в котором и догорает топливо. Только однорежимные (см. ниже), но конструктивно просты, поэтому широко используются для временного запуска отопительных печей и котлов на газе.

С наддувом

В горелках с наддувом весь воздух, и первичный, и вторичный, подается в зону сгорания топлива принудительно. Простейшая микрогорелка с наддувом для настольных спаечных, ювелирных и стекольных работ может быть сделана самостоятельно (см. далее), но изготовление отопительной горелки с наддувом требует солидной производственной базы. Зато именно горелки с наддувом позволяют реализовать все возможности управления режимом горения; согласно условиям использования они делятся на:

  1. Однорежимные;
  2. Двухрежимные;
  3. Модулируемые.

Управление горением

В однорежимных горелках режим сгорания топлива либо определяется раз навсегда конструктивно (напр., в промышленных горелках для отжиговых печей), либо устанавливается вручную, для чего горелку нужно или погасить, или прервать технологический цикл с ее применением. Двухрежимные горелки работают, как правило, на полной или половинной мощности. Переход с режима в режим осуществляется по ходу работы либо пользования. Двухрежимными делают отопительные (зима – весна/осень) либо кровельные горелки.

В модулируемых горелках подача топлива и воздуха плавно и непрерывно регулируется автоматикой, отрабатывающей по комплексу критически важных исходных параметров. Напр., для отопительной горелки – по соотношению температур в помещении, наружной и теплоносителя в обратке. Выходной параметр возможен один (минимальный расход газа, наибольшая температура пламени) или их может быть тоже несколько, напр., при температуре пламени у верхнего предела минимизируется расход топлива, а при ее падении оптимизируется для данного техпроцесса температура.

Примеры конструкций

Разбираясь в конструкциях газовых горелок, пойдем по пути увеличения мощности, это позволит лучше понять материал. И с самого начала познакомимся с таким важным обстоятельством, как наддув.

Мини от баллончика

Как устроена однорежимная мини газовая горелка для настольной работы с питанием от баллончика для заправки зажигалок, хорошо известно: это 2 иглы, вставленные друг в друга, поз. А на рис.:

Устройство мини газовой горелки с питанием от баллончика для заправки зажигалок

Наддув – от аквариумного компрессора. Поскольку без сопротивления распылителя под водой он дает заметно пульсирующий поток, нужен ресивер из 5 л баклаги. Газировка в таких не выпускается, так что пробку ресивера нужно будет дополнительно загерметизировать сырой резиной, силиконом или просто пластилином. Если взять компрессор для аквариума на 600 л и более, а топливом – 100% изобутан (такие баллончики дороже обычных), можно получить пламя свыше 1500 градусов.

Камни преткновения при повторении данной конструкции, во-первых, регулировка подачи газа. С воздухом проблем нет – его подачу устанавливают штатным регулятором компрессора. Но регулировка газа перегибанием шланга очень груба, а регулятор от капельницы быстро выходит из строя, он же вместе с ней одноразовый. Во-вторых, сопряжение горелки с баллончиком – чтобы его клапан открылся, нужно надавить на заправочный штуцер

Поможет решить проблемы первое, узел, показанный на поз. Б; делают его из той же пары игл. Сначала нужно подобрать отрезок трубочки для втулки, с небольшим усилием налезающий на штуцер баллончика, а затем, также с небольшим усилием, затолкать его в канюлю иглы; ее, возможно, придется немного рассверлить. Но втулка не должна болтаться ни на штуцере, ни в канюле по отдельности.

Затем делаем обойму для баллончика с регулировочным винтом (поз. В), вставляем баллончик, надеваем на штуцер регулятор по поз. Б, и заворачиваем винт до получения нужной подачи газа. Регулировка очень точная, буквально микроскопическая.

Паяльные горелки

Проще всего сделать паяльную горелку прим. на 0,5-1 кВт, если у вас есть в наличии любой газовый вентиль: кислородный серии ВК, от старого автогена (ацетиленовый ствол заглушается) и т.п. Один из вариантов конструкции паяльной горелки на основе газового вентиля показан на рис.

Простая газовая горелка для пайки

Его особенность – минимальное количество точеных деталей, да и те можно подобрать готовые, и достаточно широкие возможности регулировки пламени перемещением насадки 11. Материал деталей 7-12 – достаточно жаростойкая сталь; в данном случае подойдет относительно недорогая Ст45, т.к. температура пламени из-за полного отсутствия профилировки газового канала и эжекторных окон (которых как таковых и нет) не превысит 800-900 градусов. Также, вследствие того, что эта горелка одноконтурная, она довольно-таки прожорлива.

Двухконтурные

Двухконтурная газовая горелка для пайки намного экономичнее и позволяет получить пламя до 1200-1300 градусов. Примеры конструкций такого рода с запиткой от 5 л баллона даны на рис.

Двухконтурные газовые горелки для пайки

Горелка слева – на мощность ок. 1 кВт, поэтому состоит всего из 3-х деталей, не считая газового ствола и ручки, так что отдельного вентиля на регулировку пламени не требуется. При желании можно сделать сменные капсюли инжектора на меньшие мощности; расход топлива на малых мощностях при этом весьма заметно упадет. Простота конструкции в данном случае достигнута благодаря использованию схемы с неполным разделением воздушных контуров: весь воздух засасывается через отверстия в корпусе, но часть его увлекается горящей газовой струей через отверстие диаметром 12 мм в дожигатель.

Неполное разделение воздушных контуров не позволяет выйти на мощность свыше 1,2-1,3 кВт: Re в камере сгорания скачет «выше крыши», отчего начинается горение хлопками вплоть до взрыва, если попытаться наладить пламя, поддав газку. Поэтому, не имея опыта, инжектор в это горелку лучше ставить 0,3-0,4 мм.

Горелка с полным разделением воздушных контуров, чертежи которой даны справа на рис., развивает мощность до нескольких кВт. Поэтому в ее арматуре необходим, кроме запорного на баллоне, и регулировочный вентиль. Совместно со скользящим первичным эжектором он позволяет в достаточно широких пределах регулировать температуру пламени, выдерживая минимальный на данной мощности его расход. Практически, выставив вентилем пламя желаемой силы, перемещают первичный эжектор, пока на пойдет узкая голубая струя (очень горячая) или широкая желтоватая (не такая горячая).

Для горна и кузницы

Двухконтурная горелка с полным разделением контуров пригодна и для кузнечных работ. Напр., как за 10-15 мин соорудить из подручных материалов горн для только что описанной, см. видео:

Видео: газовый горн за 10 минут

Слесарно-кузнечная газовая горелка специально для горна также может быть построена по полной двухконтурной схеме, см. след. ролик.

Видео: газовая горелка для горна своими руками

И, наконец, мини газовая горелка может греть и маленький настольный горн; как их вместе сделать самому, см.:

Видео: мини-горн своими руками в домашних условиях

Для тонкой работы

Здесь на рис. даны чертежи газовой горелки со встроенным регулировочным вентилем для особо точных и ответственных работ. Ее особенность – массивная камера сгорания с охлаждающим оребрением. Благодаря этому, во-первых, уменьшаются термические деформации деталей горелки. Во-вторых, случайные скачки подачи газа и воздуха практически не влияют на температуру в камере сгорания. В результате установленное пламя долгое время держится очень стабильно.

Высококачественная газовая горелка для особо ответственных работ

Высокотемпературная

Наконец, рассмотрим горелку, предназначенную для получения пламени максимально высокой температуры – на 100% изобутане без наддува это горелка дает пламя с температурой более 1500 градусов – листовую сталь режет, плавит в мини-тигле любые ювелирные сплавы и размягчает любое силикатное стекло, кроме кварцевого. Неплохой инжектор для этой горелки получается из иглы от инсулинового шприца.

Высокотемпературная газовая горелка

Отопительные

Если вы планируете раз навсегда перевести свою старую печку или котел с дров-угля на газ, то у вас нет иного выхода, как приобрести модулируемую горелку с наддувом, поз. 1 на рис. В противном случае любая экономия на самоделке скоро будет съедена перерасходом топлива.

Отопительные газовые горелки

В случае, когда для обогрева требуется мощность более 12-15 кВт и вдобавок есть человек, готовый и способный взять на себя обязанности истопника, регулирующего подачу газа сообразно наружной температуре, более дешевым вариантом будет двухконтурная атмосферная горелка для котла, схема устройства которой дана на поз. 2. Хорошо в данном качестве зарекомендовали себя т. наз. саратовские горелки, поз. 3; они выпускаются на широкий диапазон мощностей, давно и успешно применяются в теплотехнике.

Если же вам нужно продержаться на газе некоторое время, напр., до конца отопительного сезона, и затеять затем реконструкцию системы отопления, или запустить на газе, напр., дачную либо банную печку, то для этого своими руками может быть изготовлена полутораконтурная газовая горелка для печи. Схема ее устройства и работы дана на поз. 4. Непременное условие – топка отопительного прибора должна быть с поддувалом: если пускать вторичный воздух в зазор между зевом топки и корпусом горелки, расход топлива существенно возрастет. Чертеж полутораконтурной газовой горелки для печи мощностью до 10-12 кВт дан на поз. 5; продолговатые отверстия для забора первичного воздуха должны находиться снаружи!

Кровельные

Газовая горелка для кровельных работ с современными наплавляемыми материалами (кровельная лампа) обязательно выполняется двухрежимной: на половинной мощности прогревают подстилающую поверхность, а на полной наплавляют покрытие после разворачивания рулона. Промедление здесь недопустимо, поэтому тратить время на переналадку горелки (что возможно только после ее остывания) нельзя.

Устройство кровельной газовой горелки промышленного производства показано слева на рис. Она двухконтурная по схеме с неполным разделением контуров. В данном случае такое решение допустимо, т.к. горелка работает на полной мощности ок. 20% времени технологического цикла и эксплуатируется подготовленным персоналом вне помещения.

Газовые горелки для кровельных работ

Самый сложный узел кровельной лампы, вряд ли повторимый в домашних условиях – клапан переключения мощности. Однако без него возможно обойтись ценой небольшого увеличения расхода топлива. Если вы – мастер-универсал и кровельными работами занимаетесь эпизодически, то снижение рентабельности из-за этого не будет заметно.

Технически данное решение реализуемо в горелке со связанными парами воздушных контуров, см. справа на рис. Переход с режима на режим осуществляется либо установкой/снятием корпуса внутренних контуров, либо просто перемещением лампы по высоте, т.к. режим работы такой горелки сильно зависит от противодавления на выхлопе. Для прогрева подстилающей поверхности лампу относят от нее подальше, тогда из сопла пойдет мощный широкий поток не чрезмерно горячих газов. А для наплавки лампу подводят ближе: по кровельному материалу растечется широкий «блин» пламени.

В заключение

В этой статье рассмотрены лишь отдельные примеры газовых горелок. Общее число их конструкций только на «домашний» диапазон мощностей до 15-20 кВт исчисляется сотнями, если не тысячами. Но будем надеяться, что и вам пригодится какая-то из описанных здесь.

Источник: http://clubpechnikov.ru/gazovaya-gorelka/

Газовая горелка на баллончик температура пламени

Множество друзей и знакомых имеют хобби связанное с пребыванием на природе. Охота, рыбалка, туризм, экспедиционные поездки разного формата. Технический прогресс уже очень плотно вошел в наш туристический быт и приготовление пищи и разогрев воды с использованием газовых горелок уже очень плотно вошел в наш обиход. В плюсах использования газа можно отметить доступность (большое количество производителей горелок, газовых ламп и баллонов к ним, наличие отечественных производителей), отсутствие копоти, маленький вес оборудования и разумная стоимость оборудования (по сравнению, например, с мультитопливными горелками). Минус, по сути, только один — использование газового оборудования в холодное время года — вот тут и начинаются сложности.
Эту заметку побудил написать опыт очередного выезда на природу с ночевкой, пришедшегося на 3 января 2017 года и январские морозы, которые только-только начинались (тем не менее температура при ночевке в неотапливаемом шатре составила (-)18). До этого я ночевал на открытом воздухе при температуре не превышающей (-) 7-8 градусов в пике и это, по видимому, некая переходная граница, за которой могут начаться реальные проблемы.

Для начала немножко теории (взятой с просторов интернета).

Почему моя газовая горелка не работает зимой?

Чтоб такой вопрос не возник в походе, лучше прочитайте эту заметку до выхода в горы:)
Итак, газовые горелки питаются смесью газов в газообразном состоянии (без тавтологии тут не обойтись). В баллоне эта смесь находится в жидком. Встряхните баллон. Чувствуете? Внутри плещется жидкость. Вспомним уроки физики: жидкость начинает испаряться, когда температура вещества превышает температуру его кипения.
Теперь давайте разберемся, что же происходит летом и зимой.
Лето. Воздух нагревает баллон до относительно высоких температур, выше температуры кипения газа – газ кипит – испарения создают в баллоне избыточное давление – из-за давления часть испарений вырывается из баллона в горелку, по пути смешиваясь с воздухом – на выходе из горелки происходит эффективное сгорание газа. А мы получаем горячий обед.


Зима. На улице холодно, баллон в рюкзаке остыл до температуры ниже необходимой для кипения газовой смеси – газ остается в жидком состоянии – давления нет – газ в горелку не поступает – горелка не работает. А мы мерзнем от холода, облизывая замерзшую еду.

Еще один факт, который играет против нашего горячего обеда зимой – это природа самого процесса испарения. При испарении вещество теряет большое количество тепла (сильно охлаждается). Газ испаряется очень интенсивно, поэтому и охлаждается очень сильно. Летом это не сказывается на работе горелки, потому что баллон снова нагревается от горячего воздуха. А зимой баллон только остывает. Когда баллон полный, то это не так заметно, так как потери тепла распределяются на большее количество топлива. А если баллон почти пуст, то температура газовой смеси может быстро упасть ниже температуры ее кипения.

До какой температуры можно использовать газовую горелку?
Делая выводы из вышесказанного, нам нужно, чтоб газ в баллоне был нагрет выше температуры кипения. Но, на самом деле, этого мало. Если мы хотим полакомиться горячим обедом, то нам просто необходимо, чтоб давление внутри баллона было достаточное для выхода большого количества газа в горелку. Для этого нам нужен зазор в несколько градусов.

Газы из нашего баллона кипят при температурах:
бутан (нормальный бутан, н-бутан)…-0,5°С
изобутан …-11,73°С
пропан…-42,09°С

Значит, если в нашем баллоне преимущественно бутан, то его можно эффективно использовать при температуре выше 5°С. Если только пропан с изобутаном, то можем идти в -10°С. Одного пропана в баллоне быть не может, потому что летом давление газа внутри баллона просто разорвало бы его.
Очень кстати! Если вы решили перезаправить свой баллон, то ни в коем случае не просите и не соглашайтесь на заправку чистым пропаном. В лучшем случае, в походе с таким баллоном вы увидите красивый фейерверк, а в худшем – это будет последний ваш поход.
Значит только до -10°С? Неужели ничего нельзя предпринять?
Конечно можно! Во-первых, прочтите и запомните такие вот полезные маленькие хитрости. А во-вторых, в зимний поход берите горелку с предварительным подогревом топлива. Используя первое и второе опытные туристы пользуются газом при температурах -20°С и ниже.

Как сохранить работоспособность газового баллона при низких температурах?

Если для своей походной кухни вы выбрали газовую горелку, то эти советы специально для вас.

Немного физики.
Движение газовой смеси из баллона к горелке обусловлено избыточным давлением внутри баллона. Избыточное давление образуется из-за того, что температура газовой смеси в баллоне выше температуры ее кипения.
Когда температура баллона опуститься ниже температуры кипения (или даже будет примерно такой-же), то испарение газа прекратиться и ваша любимая горелка перестанет работать.

Чтоб избежать этого в холодную погоду следуйте простым и надежным советам.

Совет 1.
При покупке газового баллона обратите внимание на состав смеси. Для зимнего похода нам нужна смесь пропана с изобутаном. Обычный бутан (нормальный бутан, н-бутан) перестает кипеть уже при температуре ниже -0,5°C, поэтому для холодной погоды он совсем не пригоден. Ищите газовую смесь без него.
Этим требованиям соответствуют, к примеру, газовые баллоны MSR IsoPro. Состав смеси в них: изобутан 80%, пропан 20%.
Если смесь без бутана не удалось найти, берите баллон с минимальным его содержанием.

Совет 2.
Чтоб быстрее запустить горелку, держите баллон в теплом месте. Днем, за час до трапезы, положите во внутренний карман куртки. На ночь заберите баллон к себе в спальник. Да, звучит очень странно – спать с баллоном, но этим вы обеспечите себе горячий завтрак.

Совет 3.
Используйте ветрозащитный экран. Даже если ветра нет. Окружите горелку с трех сторон на расстоянии 10-15 см, четвертую оставьте для притока кислорода. Снизу под баллон положите изоляцию, например, кусочек коврика. Ветроэкран удержит тепло и баллон будет лучше прогреваться. Не придвигайте экран ближе к горелке и контролируйте нагрев баллона рукой. Если руке становиться очень тепло или горячо – выключите горелку, дайте баллону остыть. А перед следующим запуском отодвиньте экран дальше.
Перегревать баллон опасно – БА-БАХ!
Для облегчения рюкзака, в качестве ветроэкрана используйте подручные средства, например, ваш не надувной коврик.

Совет 4.
Чтобы поддерживать баллон нагретым, его можно опустить в воду. Температура воды в жидком состоянии всегда выше 0°C. А температуры кипения пропана и изобутана -42,09°C и -11,73°C. Таким образом вы получите запас минимум в 12°, которого будет достаточно для испарения газа. Если вы решили поставить баллон в подогретую воду (нагретую в первые минуты работы горелки), то следите, чтоб она не была горячей. Слегка теплая – максимум! БА-БАХ!, помните? Подложите под емкость, в которой стоит баллон, изолирующий материал. Кусочек коврика – отличный вариант.
Не окунайте баллон “с головой”. Но если так получилось, то перед использованием хорошо продуйте клапан.

Оговорка
Эта информация полезна для горелок без системы подогрева топлива. Для горелок, оборудованных системой подогрева топлива (на фото ниже), состав смеси и температура баллона играют меньшую роль. Об этом я расскажу в другой заметке.

Итак, возвращаемся к моему личному опыту. Года с 2003 мы уже использовали в поездках газовые горелки и лампы:


Тогда на рынке туристического оборудования было не так много предложений и одним из ведущих производителей на эту тему, была французская фирма Campingaz: www.campingaz.com/RU/default.aspx
Компактные горелки не занимавшие много места и баллоны, продававшиеся в любом туристическом магазине Москвы и МО определили популярность данного бренда. Шли годы, существенно изменилась стоимость валюты по отношению к нашему рублю и французские баллоны стали уже не были так доступны, как раньше, Кроме того, оказалось, что пока другие производители выпускали новые модели оборудования, заточенные для использования в мороз, Campingaz почивал на лаврах былой популярности и ничего не делал.

Ночевка на открытом воздухе в январские морозы 2017 года принесла мне важное открытие — при температуре ниже 5 градусов мороза с Campingaz вы останетесь без горячей еды и питья по двум причинам:
1. Ни одна из моделей газовых горелок компании Campingaz не оборудована системой предварительного подогрева топлива, холода французским конструкторам неведомы и в горы они тоже не ходят.
2. Состав газа в баллонах компании Campingaz затруднительно использовать при температуре ниже (+) 5 градусов Цельсия:
Баллон газовый Campingaz CV470, розничная стоимость 470 руб.


Газовый картридж клапанного типа для газового оборудования Campingaz®
Содержит 450 гр пропан (20%)-бутана(80%).
Помните теорию — при температуре ниже (+) 5 градусов Цельсия мы доблестно выжгли из баллона весь пропан и остались с замерзшим бутаном, который идти в горелку и, вообще гореть, гордо отказался (баллона кстати, у нас было два, но горячего чая от этого больше не стало) :(

***
Кто виноват — понятно, что делать?

1. Замена горелки на модель, предназначенную для эксплуатации в холодное время года, оборудованную системой подогрева топлива. Об это напишу в отдельной заметке ;)
2. Подбор газового баллона, оптимального для использования в холодное время года.
Не берем в расчет всякую экзотику и посмотрим на модели двух производителей, широко представленных в продаже: MSR и Kovea:

Баллон газовый MSR ISO PRO, розничная стоимость 725 руб.


ОСОБЕННОСТИ:
— Топливо: 80/20 изобутан/ пропан
— Встроенный поплавковый датчик для определения остатка кол-ва топлива
— Высокая производительность при низких температурах
— Обеспечение поддержания горения до полного окончания топливного остатка
— Вес топлива: 450 гр.
ОПИСАНИЕ:
Высококачественное топливо, разработанное компанией MSR, с соотношением изобутана и пропана 80/20, повышает эффективность горелок. Топливо имеет отличные рабочие характеристики при низких температурах, горит чище, уменьшается количество копоти. Встроенный поплавковый датчик поможет определить, при помощи погружения баллона в емкость с водой, сколько топлива осталось ( изображение на баллоне).
Страна бренда: США
Страна производства: ЮЖНАЯ КОРЕЯ

Баллон газовый Kovea 450, розничная стоимость 360 руб.


ОСОБЕННОСТИ:
— Состав: изобутан 72%, пропан 22%, бутан 6%.
— Габариты упаковки: 110 x 110 x 150 мм.
— Тип клапана: резьбовой.
— Вес газовой смеси: 450 г.
ОПИСАНИЕ:
Резьбовой газовый баллон наполнен высокопроизводительной газовой изопропановой смесью составом: изобутан 72%, пропан 22%, бутан 6%. Газовый баллон возможно использовать со всеми типами газовых приборов Kovea и приборами других производителей резьбового стандарта epi-gas. Температура использования до минус 23 град.
Страна бренда: Южная Корея
Страна производства: КОРЕЯ, РЕСПУБЛИКА

Ну как бы вывод напрашивается следующий:
— баллоны Kovea имеют оптимальное соотношение цены-качества. Можно использовать всепогодно, весна-лето-осень с горелками обычного типа, зимой с горелками со встроенной системой подогрева топлива (до (-)23 градусов Цельсия);
— "брендовый" баллон американской компании MSR, по внешнему виду и стране-производителю, делается так же на заводе Kovea. Нет никакого смысла платить дороже за содержание пропана больше на 5%, чем у Kovea, с учетом 2-х кратной разницы в цене. Актуален только для плановых поездок в запредельные холода (более 23 градусов мороза).

Источник: https://www.drive2.ru/b/463716006431293865/
Еще по теме