Другие источники тепла
Несмотря на широкое распространение электронагревательных приборов, в химических лабораториях невозможно полностью отказаться от газовых горелок.
При их использовании трудно регулировать температуру обогрева, продукты сгорания газа загрязняют воздух в лабораторном помещении. Кроме того, газовые горелки гораздо более опасны в пожарном отношении по сравнению с электронагревательными приборами. К достоинствам же газовых горелок следует отнести возможность быстрого достижения очень высоких температур — до 1500—1700 OC, а с принудительным поддувом воздуха — и выше, простоту обращения с горелками Без применения газовых горелок невозможны стеклодувные работы.
Природный газ, используемый в газовой сети, состоит в основном из метана. Для его полного сгорания необходимо смешивать газ с воздухом (кислородом) в определенной пропорции. Все конструкции лабораторных газовых горелок обеспечивают самопроизвольное всасывание в струю газа необходимого количества воздуха. На рис. 39 изображена схема газовой горелки, наиболее широко используемой конструкции.
Рис. 39. Газовая горелка: 1 — трубка для подачи газа: 2—верхнее отверстие; 3 — вращающимся диск для регулирования подсоса воздуха; 4 — коническая часть горелки; о —винт для тонком регулировки газа.
рис. 40. Погружной нагреватель из стеклянной трубки.
Рве. 41. Колба с рубашкой.
Газ из сети поступает по резиновому шлангу через трубку / в нижнюю часть горелки, где он смешивается с воздухом и сгорает на выходе из верхнего отверстия горелки 2. Подсос воздуха регулируется с помощью вращающегося диска 3; чем ближе диск находится к конической части горелки 4, тем меньше подача воздуха. Для нормальной работы горелки зазор между конической частью и диском должен быть 2—3 мм. Впит 5 служит для тонкой регулировки подачи газа; более грубо подача газа регулируется крапом на лабораторном столе. Чтобы зажечь горелку, к отверстию 2 подносят зажженную спичку и затем немного открывают крап на лабораторном столе.
Если горелка горит светящимся желтым пламенем, следует увеличить подачу воздуха, осторожно поворачивая диск 3 против часовой стрелки до тех пор, пока пламя не станет голубым. Использовать для работы светящееся пламя нельзя — оно выделяет много копоти и, что гораздо опаснее, угарный газ. Если газ содержит избыток воздуха, при зажигании горелки пламя иногда «проскакивает» и газ горит не на выходе из горелки, а внутри нее. Пламя при этом издает характерный свист. В таком случае следует немедленно перекрыть газ, дать горелке охладиться, после чего немного повернуть диск 3 по часовой стрелке и опять зажечь горелку.
При отсутствии в лаборатории централизованной газовой сети можно пользоваться баллонами со сжиженным газом, регулярную перезарядку которых нетрудно организовать.
В некоторых лабораториях успешно функционируют карбюраторные установки на бензине или другом жидком топливе. Однако для их эксплуатации необходимо выделять специальное помещение. Простейший карбюратор представляет собой металлический сосуд, в котором воздух, пробулькивая через слой бензина, насыщается его парами. В горелке происходит разбавление горючей смеси чистым воздухом, что обеспечивает получение горячего некоптящего пламени.
Многие лаборатории имеют возможность использовать водяной пар из централизованной паровой линии. Нагревание водяным паром имеет ряд преимуществ перед нагреванием при помощи газа или электричества.
Пар имеет постоянную температуру, что исключает опасность перегрева, безопасен в пожарном отношении, не загрязняет воздух рабочего помещения. Нагревание водяным паром особенно рекомендуется при работе с ЛВЖ.
В химических лабораториях обычно применяют насыщенный водяной пар при атмосферном давлении (100°С) и перегретый пар. Общеизвестно использование паровых бань, а также водяных бань, обогреваемых паром. На рис. 40 изображен погружной нагреватель, изготовленный из стеклянной или металлической (медной, алюминиевой,железной) трубки, в которую подается пар. С его помощью можно осуществить непосредственный мягкий нагрев различных жидкостей даже в нетермостойкой посуде. Очень удобны колбы (рис. 41), воронки (см. рис. 53) и другие сосуды с рубашками. В отличие от охлаждающей воды пар обычно подается в рубашку через верхний патрубок. Использование острого пара, то есть пара, подаваемого прямо под слой жидкости, позволяет очень быстро нагревать небольшие количества воды.
В качестве вспомогательных источников тепла в лабораториях широко используются спиртовки. Они удобны для кратковременного нагрева небольших предметов, например при проведении опытов в пробирках, для запаивания капилляров и т. п.
см. также