Устройство и принцип работы пропановой горелки

Пропановая горелка – это устройство, которое преобразует химическую энергию газа в тепловую путем его контролируемого сжигания. Нужно подробно рассмотреть, как она устроена и особенности ее работы. Это важно не только для тех, кто использует горелку, но и для тех, кто специализируется на продаже пропана, других промышленных газов.

Основные компоненты пропановой горелки

Пропановая горелка состоит из следующих элементов:

1. Газовый баллон – содержит сжиженный пропан под давлением. Он находится в жидком состоянии, но при выходе переходит в газообразное.

2. Регулятор давления – важный элемент безопасности. Он снижает высокое давление из баллона до рабочего давления горелки (обычно до 0.05–0.1 МПа).

3. Вентиль подачи газа – позволяет регулировать пламя путем изменения объема подаваемого газа.

4. Инжектор (сопло) – узкое отверстие, через которое газ выходит с высокой скоростью, создавая эффект Вентури.

5. Смесительная камера – пространство, где газ смешивается с воздухом в определенной пропорции.

6. Воздушная заслонка – регулирует количество первичного воздуха, поступающего в смесительную камеру.

Горелочная головка – элемент, в котором происходит сгорание газовоздушной смеси.

Принцип работы пропановой горелки

Работа пропановой горелки делится на несколько последовательных этапов:

1. Подготовка газа к сжиганию. После открытия вентиля баллона жидкий пропан начинает испаряться. Регулятор давления снижает высокое давление газа (до 16 атмосфер в баллоне) до рабочего давления горелки.

2. Образование газовоздушной смеси. Газ проходит через инжектор, создавая область пониженного давления за ним (эффект Вентури). Это обеспечивает подсос первичного воздуха через заслонку. В смесительной камере он смешивается с пропаном. Для эффективного горения нужна пропорция примерно 1 часть пропана к 24 частям воздуха по объему.

3. Сгорание газовоздушной смеси. Подготовленная смесь поступает в головку горелки, где сгорает. В зависимости от конструкции горелки, в головке может быть множество отверстий разного диаметра для формирования нужной формы пламени.

При горении пропана происходит следующая химическая реакция:

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O + тепло (около 46 МДж/кг)

Часть необходимого для полного сгорания кислорода поступает с первичным воздухом, а остальное количество – из окружающей среды (вторичный воздух).

Регулировка пламени

Интенсивность и характер пламени регулируются двумя способами:

1. Изменением количества подаваемого газа (вентиль подачи).

2. Изменением соотношения газ/воздух (воздушная заслонка).

Правильная настройка даёт голубое пламя с чётким внутренним конусом. Желтое пламя указывает на недостаток кислорода и неполное сгорание газа.

Особенности разных типов пропановых горелок

Существует несколько типов пропановых горелок, которые различаются по назначению и конструкции:

1. Инжекционные – самые распространенные, работают по описанному выше принципу инжекции воздуха.

2. С принудительной подачей воздуха – используют вентилятор для нагнетания воздуха, обеспечивают более стабильное и полное сгорание.

3. Горелки атмосферного типа – более простые устройства, в которых смешивание происходит за счет естественной диффузии.

Факельные горелки применяются для обогрева больших пространств. Они комплектуются производительными головками и часто оснащаются системой автоматического поджига.

Системы безопасности

Современные пропановые горелки оснащаются следующими элементами безопасности:

• термопара – отключает подачу газа при затухании пламени;

• клапан избыточного давления – срабатывает при критическом повышении давления;

• пьезоэлемент – система электронного поджига, которая избавляет от необходимости использовать спички.

Понимание принципов работы пропановой горелки позволяет безопасно и эффективно использовать ее для резки металла.