Tocha de soldagem a gás. Instalação de tochas de soldagem. Princípio de funcionamento de um queimador de injeção Desenho de um queimador de injeção

09.03.2020

Tochas para soldagem a gás.

Para obter a chama de soldagem necessária para trabalhar metais, utiliza-se uma tocha. Com sua ajuda, você pode controlar a potência e o volume da chama dentro dos limites estabelecidos. Apesar de toda a simplicidade externa do produto, a tocha é um elemento complexo e significativo na soldagem.

A Figura nº 1 mostra a chama de um queimador de gás com indicadores de temperatura.

De acordo com seu design, as tochas de soldagem a gás são divididas em:

injeção;
não injetor.

De acordo com o combustível utilizado:

acetileno;
para outros gases e combustíveis líquidos.

A ordem de uso pode ser:

manual,
por máquina.

Tochas injetoras e não injetoras para soldagem a gás.

A presença estrutural de uma bomba a jato no queimador é determinada pelo nível de pressão em que o combustível é fornecido a ela. Se estiver alto, nenhuma injeção adicional é necessária; Em baixa pressão, é necessário mais gás, por isso é utilizado o fornecimento forçado por meio de um injetor. Para criar uma chama de soldagem, você precisa obter uma mistura de oxigênio e combustível de alta qualidade na câmara de mistura da tocha.

Um queimador sem injetor tem um design mais simples. O combustível e o oxigênio são fornecidos ao misturador simultaneamente por meio de um sistema de abastecimento composto por mangueiras, o número necessário de torneiras (válvulas) e bicos. Uma mistura homogênea é formada no misturador.

A mistura homogênea flui através do tubo da ponta até o bocal, acende e cria uma chama para soldagem. Para que o processo de combustão atenda aos requisitos necessários, a pressão com que a mistura é fornecida pelo bocal deve estar dentro de limites estritamente definidos. Se a velocidade for superior à configurada, a chama, saindo do corte do queimador, apagar-se-á. Se for menor, a mistura, entrando no queimador, explodirá nele. A velocidade de alimentação da mistura inflamável (acetileno-oxigênio) varia de 70 a 160 m/seg, depende do tipo de bocal, do tamanho do canal e da composição percentual da mistura.

Queimadores de alta pressão podem usar hidrogênio ou metano. É fácil de usar e configurar. Mas, em comparação com os queimadores de injeção de baixa pressão, eles são usados com muito menos frequência.

Funcionamento do queimador de baixa pressão.

O oxigênio sob alta pressão (cerca de 4 atmosferas) entra no queimador através de um sistema de alimentação composto por um bico e uma válvula de ajuste. Passa pelo injetor em alta velocidade. Sob a influência de uma corrente de oxigênio, uma pressão abaixo da pressão atmosférica é criada na câmara da bomba a jato e o gás inflamável é sugado. Ele entra através do bocal e da válvula na câmara do injetor e depois na câmara de mistura, conecta-se ao oxigênio e flui através do canal até o bocal a uma velocidade dentro de limites estritos.

O consumo de oxigênio não muda e não é afetado por fatores externos, ao contrário do consumo do gás utilizado. Um aumento na temperatura do bocal e da ponta do queimador, uma mudança na pressão e um aumento na resistência aumentam o consumo de acetileno.

Outros tipos de queimadores.

Em algumas indústrias, têm sido utilizadas tochas de soldagem a gás que operam com combustíveis líquidos, como gasolina ou querosene. O princípio é baseado na pulverização de uma mistura de querosene-oxigênio e na evaporação de gotículas finas de combustível provenientes do aquecimento do bocal.

Para um funcionamento sem problemas, os queimadores utilizados atualmente devem atender aos seguintes requisitos de segurança:

a chama de soldagem deve ter um determinado formato;
ajustar a chama dentro dos limites exigidos;
resistência a influências externas e segurança operacional;
fácil de usar.

Uma tocha de gás de soldagem é um projeto especializado no qual gás inflamável ou vapor de um líquido especial é misturado com oxigênio do ambiente. Graças a isso, ocorre uma chama de soldagem estável com a potência necessária. Em princípio, é geralmente aceito que este equipamento é uma das principais ferramentas de trabalho de um soldador a gás.

Existem alguns tipos de tochas de soldagem. Apesar de o princípio de seu funcionamento ser aproximadamente o mesmo, eles podem ter uma série de características:

Projetos injetores e não injetores - diferem entre si na tecnologia de fornecimento de oxigênio à área de combustão;
Gás ou líquido. No primeiro, um gás inflamável especial é utilizado para obter uma chama na temperatura desejada, enquanto o segundo funciona com gasolina ou vapor de querosene;
Especializado ou universal, este último pode ser utilizado para qualquer trabalho relacionado ao corte ou soldagem de metal;
Chama única e multichama são diferenciadas dependendo do fluxo da chama fornecida;
Máquina e manual;
As tochas de soldagem a gás podem ser classificadas por potência: baixa, média, alta.

Princípio operacional da operação sem injeção

Se a tocha de soldagem operar em alta pressão e possuir um injetor, seu projeto será muito mais simples em comparação com um projeto onde a pressão é muito menor. A tecnologia de seu funcionamento é a seguinte:

O oxigênio entra por gargalos especiais de borracha, passa pela válvula e depois é enviado para o misturador;
No misturador, todo o fluxo é dividido em vários pequenos jatos e direcionado para o bico misturador. Utilizando a mesma tecnologia, é enviado para uma válvula especial;
A mistura resultante nas tochas de soldagem MIG-MAG passa por um fluxo de gás de seção transversal significativa, onde termina a circulação, e na saída revela-se a mais homogênea;
No tubo da ponta há um bocal feito de cobre durável e não oxidante. A mistura na saída queimará completamente imediatamente e a temperatura será bastante elevada, o que será significativamente maior em comparação com o ponto de fusão do metal.

Para que uma tocha seja projetada para soldagem a gás, o fluxo de gás deve sair uniformemente na velocidade ajustada com mais precisão e a mistura deve queimar completamente. Se a velocidade de saída do gás for baixa, a chama pode se deslocar para a parte superior do queimador - o que é bastante perigoso, pois muitas vezes ocorre uma explosão dessa mistura dentro do queimador.

Se a velocidade for muito alta, a chama se desprenderá do bocal e se afastará cada vez mais do corte, o que acabará por levar à sua atenuação. Para determinar a velocidade necessária, é necessário levar em consideração vários dados importantes: em que consiste a mistura combustível, qual o diâmetro interno do bico, como é desenhado o bocal. Só é possível calcular a taxa correta de abastecimento de combustível se todos esses dados forem conhecidos.

O valor médio é considerado na faixa de 70 a 160 m/s. Para finalmente conseguir uma velocidade de saída adequada, uma pressão de cerca de 0,5 atmosferas terá que ser criada, e a pressão para gás ou vapor e oxigênio será aproximadamente a mesma.

Queimadores de injeção

O design da tocha de soldagem envolve o uso de acetileno, hidrogênio ou metano como combustível e é muito fácil de usar. O princípio de funcionamento é o seguinte: o oxigênio do cilindro entra por uma válvula especial, passando pelo cone do injetor, e entra na câmara de mistura. Um gás inflamável é bombeado através do injetor e intensamente misturado com oxigênio. Depois disso, a mistura formada é enviada através do tubo da ponta para o bocal. Graças em grande parte ao oxigênio, a pressão do gás que escapa do bocal torna-se significativamente menor que a pressão atmosférica.

Porém, para uma combustão de alta qualidade e obtenção de uma temperatura normal, deve ser de pelo menos 3,5 atmosferas. É importante ressaltar que o queimador de injeção tem uma desvantagem muito séria: a composição da mistura combustível permanece variável, o que não permite uma combustão constante e de alta qualidade.

Apesar de este produto operar em baixas pressões, ele é usado com muito mais frequência do que projetos projetados para altas pressões. A estrutura deste produto é um pouco mais complicada, pois contém uma unidade de refrigeração especial para a tocha de soldagem. O fato é que a baixa pressão provoca um aquecimento bastante forte do bico e de outros elementos. O principal aqui é evitar que a câmara onde a mistura inflamável é formada superaqueça e exploda.

Características do trabalho de soldagem com maçarico a gás

Em primeiro lugar, as tochas a gás distinguem-se pelo facto de serem perfeitas para trabalhos de soldadura semiautomática ou automática, quando o fio de soldadura é alimentado sem o uso das mãos, o que facilita muito o processo tecnológico.

Graças à soldagem automática, você pode soldar qualitativamente todas as áreas de difícil acesso e terá que aplicar um esforço mínimo. A quantidade de desperdício desse tipo de trabalho é mínima. A costura de solda é bastante forte em um período de tempo muito mais curto do que durante a soldagem a arco elétrico. Não há muitas desvantagens nesta tecnologia; elas estão relacionadas, em primeiro lugar, ao custo bastante elevado dos equipamentos e componentes; Todo o sistema é complexo em termos de design; os produtos são muito pesados e volumosos, por isso será muito problemático movê-los de um lugar para outro.

O processo de soldagem consiste nas seguintes etapas:

As áreas das peças a serem soldadas devem ser cuidadosamente limpas de todos os vestígios de ferrugem ou corrosão. Você pode fazer isso usando uma escova de metal especial acoplada a uma rebarbadora.
Certifique-se de desengordurar a superfície usando TIG ou outros compostos, caso contrário o eletrodo consumível não aderirá muito bem ao metal;
O queimador de gás é acionado, o mecanismo semiautomático de alimentação do eletrodo é acionado e inicia-se o trabalho direto de conexão dos elementos metálicos;
Certifique-se de definir a velocidade de alimentação do eletrodo. Depende do tipo de metal a ser soldado, da sua espessura e de vários outros fatores.

Como manusear corretamente o queimador?

Antes de iniciar o trabalho propriamente dito, é necessário verificar o funcionamento do componente de injeção do equipamento. Para fazer isso, conecte a mangueira redutora de oxigênio ao bico que fornece oxigênio. Aumente cuidadosamente a pressão no sistema até a pressão operacional.

Quando o oxigênio passa pelo injetor, deve ocorrer vácuo no canal de acetileno. Se estiver, o dedo irá aderir ao bocal de acetileno. Neste caso, conecte ambas as mangueiras e fixe-as com cuidado; somente depois disso a mistura combustível poderá ser acesa e o tamanho da chama ajustado;

Ao terminar o trabalho, feche primeiro a válvula do cilindro de acetileno e depois feche a válvula de oxigênio. Se você fizer o contrário, poderá ocorrer um incêndio na mangueira através da qual o acetileno é fornecido, o que pode causar uma explosão. Se a tecnologia de trabalho for seguida, será possível obter uma conexão confiável que manterá sua resistência por muito tempo.

Os queimadores são divididos em injetáveis e não injetores, monochama e multichama, para combustíveis gasosos (acetileno, etc.) e líquidos (vapor de querosene). Os mais utilizados são os queimadores de injeção que operam com uma mistura de acetileno e oxigênio.

Diagrama e princípio de funcionamento de um queimador de injeção. O queimador consiste em duas partes principais - o cano e a ponta (Fig. 64). O barril tem oxigênio 1 e acetileno 16 mamilos com tubos 3 E 15 , lidar 2 , quadro 4 com oxigênio 5 e acetileno 14 válvulas. No lado direito do queimador (olhando na direção do fluxo do gás) existe uma válvula de oxigênio 5 , e no lado esquerdo há uma válvula de acetileno 14 . As válvulas são utilizadas para iniciar, regular o fluxo e interromper o fornecimento de gás quando a chama se extingue. Ponta composta por um injetor 13 , Câmara de mistura 12 e bocal 7 , é fixado ao corpo do queimador com uma porca de capa.

Injetor 13 É uma parte cilíndrica com um canal central de pequeno diâmetro para oxigênio e canais periféricos radialmente localizados para acetileno. O injetor é aparafusado na câmara de mistura da ponta e está localizado no queimador montado entre a câmara de mistura e os canais de fornecimento de gás do corpo do queimador. Sua finalidade é criar um estado rarefeito com uma corrente de oxigênio e sugar o acetileno fornecido sob uma pressão de pelo menos 0,01 kgf/cm 2 . O vácuo atrás do injetor é obtido devido à alta velocidade (cerca de 300 m/s) do jato de oxigênio. A pressão do oxigênio que entra pela válvula 5 varia de 0,5 a 4 kgf/cm 2 .

O dispositivo de injeção é mostrado na Fig. 65.

Na câmara de mistura, o oxigênio é misturado ao acetileno e a mistura entra no canal do bocal. A mistura inflamável que sai do bocal a uma velocidade de 100 - 140 m/s queima quando inflamada, formando uma chama de acetileno-oxigênio com temperatura de até 3150°C.

O kit da tocha inclui vários números de pontas. Para cada número de ponta são estabelecidas as dimensões dos canais injetores e as dimensões do bocal. De acordo com isso, o consumo de oxigênio e acetileno durante a soldagem muda.

O design dos queimadores de propano-butano-oxigênio difere dos queimadores de acetileno-oxigênio porque existe um dispositivo na frente do bocal 10 (Fig. 64) para aquecer a mistura propano-butano-oxigênio. É necessário aquecimento adicional para aumentar a temperatura da chama. O bocal normal é substituído por um design de bocal modificado.

Características técnicas dos queimadores de injeção. Atualmente, a indústria produz tochas de soldagem de média potência - “Zvezda”, GS-3 e de baixa potência - “Zvezdochka” e GS-2. Os queimadores “Moscou” e “Malyutka”, produzidos antes de 1971, também estão em operação.

As tochas "Moscou", "Zvezda" e GS-3 são projetadas para soldagem manual de oxi-acetileno de aço com espessura de 0,5 - 30 mm.

O kit da tocha de média potência inclui um cano e sete pontas fixadas ao cano da tocha com uma porca de capa (Tabela 15). O conjunto necessário inclui as pontas nº 3, 4 e 6, mais frequentemente necessárias ao realizar trabalhos de soldagem, as pontas restantes. são fornecidos a pedido do consumidor. Os queimadores "Zvezdochka", GS-2 e "Malyutka" são fornecidos com pontas nº 0, 1, 2, 3. Nos queimadores "Zvezda", GS-3, "Zvezdochka" as boquilhas são feitas de bronze Br.Kh 0,5, metal mais mais resistente que o cobre MZ, que foi utilizado na fabricação de boquilhas para queimadores “Moscou” e “Malyutka”. Por esta razão, a vida útil dos queimadores produzidos é aumentada em comparação com os produzidos anteriormente.

Os queimadores do tipo GS-3 funcionam com mangueiras de 9 mm de diâmetro. As tochas de baixa potência "Malyutka", "Zvezdochka" e GS-2 são projetadas para soldar aços com espessura de 0,2 - 4 mm. Os queimadores GS-2 funcionam com mangueiras de borracha com diâmetro de 6 mm.

Para a mistura propano-butano-oxigênio, a indústria produz queimadores dos tipos GZU-2-62-I e GZU-2-62-II; o primeiro é destinado à soldagem de aço com espessura de 0,5 a 7 mm, o segundo é ao aquecimento do metal. Para limpeza com chama de superfícies metálicas contra ferrugem, tinta velha, etc., é produzida uma tocha de oxigênio-acetileno GAO (queimador de acetileno, limpeza). A largura da superfície processada pelo queimador em uma passagem é de 100 mm.

Para o endurecimento do metal, são produzidas pontas NAZ-58 para o barril do queimador GS-3.

Soldagem e outros tipos de processamento de metal com chama de propano-butano-oxigênio podem ser realizados com uma tocha GZM-2-62M com quatro pontas.

O mau funcionamento do dispositivo de injeção leva ao tiro pela culatra e à diminuição do fornecimento de acetileno na mistura combustível. A reserva de acetileno é um aumento em sua vazão quando a válvula de acetileno do queimador está totalmente aberta em comparação com a vazão nominal para um determinado número de bocal. As causas desses problemas podem ser o entupimento do canal de oxigênio, aumento excessivo do seu diâmetro devido ao desgaste dos canais de acetileno, deslocamento do injetor em relação à câmara de mistura e danos externos ao injetor. Para o funcionamento normal do queimador, o diâmetro do canal de saída do bocal deve ser igual ao diâmetro do canal da câmara de mistura, e o diâmetro do canal do injetor deve ser 3 vezes menor.

A sede do injetor é ajustada para os injetores incluídos no kit do queimador.

Os injetores do queimador Moscou podem ser usados no queimador Zvezda, e os injetores do queimador Malyutka podem ser usados no queimador Zvezdochka.

O queimador é verificado quanto à injeção (vácuo) sempre antes de iniciar o trabalho e ao trocar a ponta. Para fazer isso, remova a manga de acetileno do bico e abra a válvula de oxigênio. Uma sucção deve ser criada no bocal de acetileno de um queimador em funcionamento, que pode ser detectada tocando o orifício do bocal com um dedo.

Manter o bocal em boas condições garante uma chama normal em forma e tamanho (ver Capítulo X). As boquilhas operam em altas temperaturas, estão sujeitas à destruição mecânica por respingos de soldagem e requerem manutenção (limpeza, resfriamento, etc.). Marcas, arranhões e depósitos de carbono nas paredes do canal de saída do bocal reduzem a taxa de saída da mistura combustível e contribuem para a formação de estalos e tiros pela culatra, distorcendo o formato da chama. Essas deficiências são eliminadas aparando a extremidade do bocal em 0,5 - 1 mm, calibrando e polindo o orifício de saída.

Após cada reparo, as peças do queimador devem ser desengraxadas com gasolina B-70.

Queimadores sem injetor operam sob a mesma pressão de oxigênio e acetileno, igual a 0,1 a 0,8 kgf/cm2. Esses queimadores proporcionam uma composição mais constante da mistura combustível durante a operação. Os queimadores sem injetor podem ser alimentados com acetileno, seja por cilindros ou por geradores de média pressão.

Queimadores especiais. Para o processamento de materiais com chama de gás, às vezes é aconselhável usar queimadores especiais. A indústria produz queimadores para aquecimento de metais com finalidade de tratamento térmico, remoção de tinta, ferrugem, queimadores para soldagem, soldagem de termoplásticos; superfície de chama, etc. O design fundamental das tochas especiais é em muitos aspectos semelhante ao da tocha usada para soldar metais. A diferença está no formato e tamanho das boquilhas, bem como na produção de calor, formato e tamanho da chama. Queimadores especiais são produzidos para qualquer gás inflamável.

Perguntas de controle

1. Por que o acetileno é usado principalmente para soldagem a gás de gases inflamáveis?

2. Conte-nos sobre a classificação dos geradores de acetileno.

3. Qual a função do injetor no queimador?

4. Que efeito o dispositivo de injeção e o design do bocal têm na operação do queimador?

5. Que tipos de queimadores especiais existem?

Queimadores nos quais ocorre a formação de uma mistura gás-ar devido à energia de uma corrente de gás são chamados injeção. O elemento principal de um queimador de injeção é o injetor, que suga o ar do espaço circundante para os queimadores.

Dependendo da quantidade de ar injetado, os queimadores podem ser com injeção de ar incompleta e com pré-mistura completa do gás com o ar.

Queimadores com injeção de ar incompleta. Apenas parte do ar necessário para a combustão entra na frente de combustão; o resto do ar vem do espaço circundante; Esses queimadores operam com baixa pressão de gás. Eles são chamados de queimadores de injeção de baixa pressão (Fig. 3, a).

As partes principais dos queimadores de injeção são o regulador de ar primário, bico, misturador e coletor (ver Fig. 3).

Arroz. 3. Queimadores de gás atmosférico de injeção:

a - baixa pressão; b - queimador para caldeira em ferro fundido; 1 - bico; 2 - injetor; 3 - confuso; 4 - difusor; 5 - coletor; 6 - furos; 7 - regulador de ar primário

O regulador de ar primário 7 é um disco rotativo ou arruela e regula a quantidade de ar primário que entra no queimador. O bico 1 serve para converter a energia potencial da pressão do gás em energia cinética, ou seja, para dar ao jato de gás uma velocidade que forneça a entrada de ar necessária. O misturador do queimador é composto por três partes: injetor, confusor e difusor. O injetor 2 cria vácuo e vazamentos de ar. A parte mais estreita do misturador é o misturador 3, que nivela o fluxo da mistura gás-ar. No difusor 4 ocorre a mistura final da mistura gás-ar e um aumento na sua pressão devido à diminuição da velocidade.

Do difusor, a mistura gás-ar entra no coletor 5, que a distribui pelos orifícios 6. A forma do coletor e a localização dos orifícios dependem do tipo de queimadores e da sua finalidade.

O coletor de distribuição dos queimadores dos aquecedores de água cilíndricos tem o formato de um círculo; para queimadores de aquecedores de água instantâneos, o coletor é composto por tubos paralelos; para unidades com fornalha alongada, o coletor é alongado; os queimadores para caldeira em ferro fundido (Fig. 3, b) possuem coletor retangular com grande número de pequenos orifícios.

Os queimadores de injeção de baixa pressão apresentam uma série de qualidades positivas, graças às quais são utilizados em aparelhos domésticos a gás, bem como em aparelhos a gás para estabelecimentos de restauração e outros consumidores domésticos de gás. Os queimadores de injeção também são utilizados em caldeiras de aquecimento em ferro fundido.

As principais vantagens dos queimadores de injeção de baixa pressão: simplicidade de design, operação estável dos queimadores quando as cargas mudam; confiabilidade e facilidade de manutenção; operação silenciosa; possibilidade de combustão completa do gás e operação em baixas pressões de gás; falta de fornecimento de ar pressurizado.

Uma característica importante dos queimadores de injeção de mistura incompleta é o coeficiente de injeção - a relação entre o volume de ar injetado e o volume de ar necessário para a combustão completa do gás. Portanto, se forem necessários 10 m3 de ar para a combustão completa de 1 m3 de gás, e o ar primário for 4 m3, então o coeficiente de injeção é 4: 10 = 0,4.

Uma característica dos queimadores é também a relação de injeção - a relação entre o ar primário e o fluxo de gás do queimador. Neste caso, quando são injetados 4 m3 de ar por 1 m3 de gás queimado, a relação de injeção é 4.

A vantagem dos queimadores de injeção é a sua propriedade de autorregulação, ou seja, manter uma proporção constante entre a quantidade de gás fornecida ao queimador e a quantidade de ar injetado a uma pressão de gás constante.

Os limites da operação estável dos queimadores de injeção são limitados pelas possibilidades de separação e avanço da chama. Isto significa que é possível aumentar ou diminuir a pressão do gás na frente do queimador apenas dentro de certos limites.

Queimadores com pré-mistura completa de gás e ar. A injeção de todo o ar necessário para a combustão completa do gás é garantida pelo aumento da pressão do gás. Os queimadores de mistura completa de gás operam na faixa de pressão de 5.000 Pa a 0,5 MPa. São chamados queimadores de injeção de média pressão e são utilizados principalmente em caldeiras de aquecimento e para aquecimento de fornos industriais. A potência térmica dos queimadores geralmente não ultrapassa 2 MW. As principais dificuldades para aumentar sua potência são a dificuldade de combate à ruptura da chama e o volume dos misturadores.

Esses queimadores produzem uma tocha de baixa luminosidade, o que reduz a quantidade de calor de radiação transferido para as superfícies aquecidas. Para aumentar a quantidade de calor irradiado, é eficaz o uso de corpos sólidos nos fornos de caldeiras e fornos, que percebem o calor dos produtos da combustão e o irradiam para superfícies receptoras de calor. Esses corpos são chamados de emissores secundários. Paredes à prova de fogo de túneis, paredes de fornos, bem como divisórias especiais perfuradas instaladas no caminho de movimentação dos produtos da combustão são utilizadas como emissores secundários.

Os queimadores com pré-mistura completa de gás e ar são divididos em dois tipos: com estabilizadores metálicos e bicos refratários.

O queimador de injeção projetado por Kazantsev (IGK) consiste em um regulador de ar primário, um bico, um misturador, um misturador, um bico e um estabilizador de placa (Fig. 4).

Arroz. 4. Queimador de injeção IGK:

1 - estabilizador; 2 - bicos; 3 - confuso; 4 - bico; 5 - regulador de ar primário

O regulador de ar primário 5 do queimador funciona simultaneamente como silenciador de ruído, que é criado devido ao aumento da velocidade da mistura gás-ar. O estabilizador de placa e a ruptura da chama em uma ampla faixa 7 garantem a operação estável do queimador sem separação ou ruptura da chama em uma ampla faixa de cargas. O estabilizador é composto por placas de aço de 0,5 mm de espessura com distância entre elas de 1,5 mm. As placas estabilizadoras são unidas por hastes de aço, que criam uma zona de fluxo reverso de produtos de combustão quentes ao longo do caminho da mistura gás-ar e acendem continuamente a mistura gás-ar.

Em queimadores com bicos refratários, o gás natural queima formando uma chama de baixa luminosidade. A este respeito, a transferência de calor por radiação da tocha de gás em chamas é insuficiente. Os designs modernos de queimadores de gás melhoraram significativamente a eficiência do gás. A baixa luminosidade da pluma de gás é compensada pela radiação de materiais refratários quentes durante a queima do gás pelo método de combustão sem chama.

A mistura gás-ar nesses queimadores é preparada com leve excesso de ar e entra em canais refratários quentes, onde aquece intensamente e queima. A chama não sai do canal, por isso esse processo de combustão do gás é denominado sem chama. Este nome é condicional, pois existe chama nos canais.

A mistura gás-ar é aquecida pelas paredes quentes do canal. Em locais onde os canais se expandem e próximos a corpos mal inclinados, são criadas zonas de retenção de produtos de combustão quentes. Tais zonas são fontes estáveis de aquecimento e ignição constantes da mistura gás-ar. Na Fig. A Figura 5 mostra um queimador de painel sem chama. O gás que entra no bico 5 do gasoduto 7 injeta a quantidade necessária de ar, regulada pelo regulador de ar primário 6. A mistura gás-ar resultante através do injetor 4 entra na câmara de distribuição 3, passa pelos niples 2 e entra no túneis cerâmicos 1. Nestes túneis é queimada a mistura gás-ar. A câmara de distribuição 3 dos prismas cerâmicos 8 é isolada termicamente com uma camada de terra diatomácea, o que reduz a remoção de calor da zona de reação.

A combustão de gás sem chama tem as seguintes vantagens: combustão completa de gás; possibilidade de combustão de gás com pequeno excesso de ar; a capacidade de atingir altas temperaturas de combustão; combustão de gás com alto estresse térmico do volume de combustão; transferência de uma quantidade significativa de calor por raios infravermelhos.

Com base no projeto de sua parte de fogo, os projetos existentes de queimadores sem chama com bicos refratários são divididos em queimadores com bicos possuindo canais de formato geométrico irregular; queimadores com bicos com canais de formato geométrico regular; queimadores nos quais a chama é estabilizada nas superfícies à prova de fogo da fornalha.

Arroz. 5. Queimador de painel sem chama:

1 - túnel; 2 - mamilo; 3 - câmara de distribuição; 4 - injetor; 5 - bico; 6 - regulador de ar; 7 - gasoduto; 8 - prismas cerâmicos

Os mais comuns são os queimadores com bicos de formato geométrico regular. Os bicos refratários desses queimadores são constituídos por ladrilhos cerâmicos medindo 65 x 45 x 12 mm. Os queimadores sem chama também são chamados de queimadores infravermelhos.

Todos os corpos são fontes de radiação térmica que surge devido ao movimento vibracional dos átomos. Durante a radiação, a energia térmica das substâncias é convertida na energia das ondas eletromagnéticas, que se propagam da fonte a uma velocidade igual à velocidade da luz. Essas ondas eletromagnéticas, propagando-se no espaço circundante, colidem com diversos objetos e são facilmente convertidas em energia térmica. Seu valor depende da temperatura dos corpos radiantes. Cada temperatura corresponde a uma determinada faixa de comprimentos de onda emitidos pelo corpo. Neste caso, a transferência de calor por radiação ocorre na região infravermelha do espectro, e os queimadores que operam segundo este princípio são chamados de queimadores infravermelhos (Fig. 6).

Através do bico 4 (ver Fig. 6, a) o gás entra no queimador e injeta todo o ar necessário para a combustão completa do gás. Do queimador, a mistura gás-ar entra na câmara de coleta 6 e é então direcionada para os orifícios de incêndio do ladrilho cerâmico 2. Para evitar a passagem da chama, o diâmetro dos orifícios de incêndio deve ser inferior ao valor crítico e ser de 1,5 mm . A mistura gás-ar que sai das câmaras de fogo é acesa em baixa velocidade de saída para evitar a separação das chamas. Futuramente, a taxa de saída da mistura gás-ar poderá ser aumentada (abrir completamente a torneira), pois as placas cerâmicas aquecem até 1000°C e cedem parte do calor para a mistura gás-ar, o que leva ao aumento da velocidade de propagação da chama e à prevenção da sua separação.

Arroz. 6. Queimadores infravermelhos:

a - diagrama do queimador: 1 - refletor; 2 - revestimentos cerâmicos; 3 - misturador; 4 - bico; 5 - corpo; 6 - câmara coletora; b, c e d - queimadores GII-1, GII-8 e PS-1-38, respectivamente

As telhas cerâmicas possuem cerca de 600 canais de fogo cilíndricos, o que representa cerca de 40% da superfície das telhas.

Os ladrilhos são interligados com uma massa especial composta por uma mistura de pó de argila refratária e cimento.

Se os queimadores infravermelhos operarem com gás de média pressão, serão utilizadas placas especiais feitas de materiais porosos resistentes ao calor. Em vez de canais cilíndricos, eles possuem canais estreitos e curvos que terminam em câmaras de combustão em expansão.

Quando o gás é queimado em vários canais de vários bicos, suas superfícies externas são aquecidas a uma temperatura de cerca de 1000°C. Com isso, as superfícies adquirem uma coloração laranja-avermelhada e tornam-se fontes de raios infravermelhos, que são absorvidos por diversos objetos e provocam seu aquecimento.

Na Fig. 6, b... d mostra os tipos mais comuns de queimadores infravermelhos. Os queimadores GII-1 possuem 21 placas cerâmicas, refletor e caixa de distribuição. Usando queimadores GII você pode aquecer ambientes e equipamentos diversos. Os queimadores também são utilizados para aquecer áreas abertas (campos desportivos, cafés, instalações de verão, etc.).

O queimador GK-1-38 é usado com sucesso para aquecer paredes e gesso em construção e para aquecer pessoas que trabalham em condições de inverno. O queimador pode operar com gases naturais e liquefeitos.