Dacă ai căutat până acum informații despre centralele pe lemne Liepsnele, ai aflat probabil că modelele noastre folosesc principiul de ardere tip lumânare. Așa că acum ai vrea să afli ce presupune acest principiu de ardere. Ei bine, vei afla totul despre principiul de ardere tip lumânare în rândurile imediat următoare.
Ce trebuie să știi despre principiul de ardere tip lumânare
În spatele frumuseții și luminii flăcării unei lumânări se află multă chimie și fizică. De fapt, oamenii de știință sunt fascinați de lumânări de sute de ani.
Drept urmare, în anul 1860, Michael Faraday a susținut seria sa de prelegeri, acum faimoasă, despre istoria chimică a unei lumânări, demonstrând zeci de principii științifice prin observațiile sale atente ale unei lumânări aprinse.
La sfârșitul anilor 1990, NASA a dus cercetarea lumânărilor la noi culmi, efectuând experimente cu naveta spațială pentru a afla mai multe despre comportamentul flăcărilor lumânărilor în microgravitație.
Oamenii de știință din universități și laboratoare de cercetare din întreaga lume continuă să efectueze experimente cu lumânări pentru a afla mai multe despre flăcările, emisiile și arderea lumânărilor.
Cum ard lumânările
Toate cerurile sunt în esență hidrocarburi, ceea ce înseamnă că sunt compuse în mare parte din atomi de hidrogen (H) și de carbon (C).
Când aprinzi o lumânare, căldura flăcării topește ceara lângă fitil. Această ceară lichidă este apoi trasă prin fitil prin acțiune capilară.
Căldura flăcării vaporizează ceara lichidă, transformând-o într-un gaz fierbinte, și începe să descompună hidrocarburile în molecule de hidrogen și carbon. Aceste molecule vaporizate sunt atrase în flacără, unde reacționează cu oxigenul din aer pentru a crea căldură, lumină, vapori de apă (H2O) și dioxid de carbon (CO2).
Aproximativ un sfert din energia creată de arderea unei lumânări este emisă pe măsură ce căldura radiază din flacără în toate direcțiile.
Este creată suficientă căldură pentru a radia înapoi și a topi mai multă ceară pentru a menține procesul de ardere până când combustibilul este epuizat sau căldura este eliminată.
Este nevoie de câteva minute când aprindeți pentru prima dată o lumânare pentru ca acest proces de ardere să se stabilească. Flacăra poate pâlpâi sau poate scoate puțin fum la început, dar odată ce procesul este stabilizat, flacăra va arde curat și constant într-o formă de lacrimă liniștită, eliberând dioxid de carbon și vapori de apă.
O flacără de lumânare care arde în liniște este o mașină de ardere foarte eficientă. Dar dacă flacăra primește prea puțin sau prea mult aer sau combustibil, ea poate pâlpâi sau arde și particulele de carbon nearse (funingine) vor scăpa din flacără înainte de a fi arse complet.
Fumul pe care îl vezi uneori când pâlpâie o lumânare este de fapt cauzat de particulele de funingine nearse care au scăpat din flacără din cauza arderii incomplete.
Culorile unei flăcări de lumânare
Dacă te uiți cu atenție la flacăra unei lumânări, vei vedea o zonă albastră la baza flăcării. Deasupra este o mică secțiune portocaliu-maro închis, iar deasupra este regiunea mare galbenă pe care o asociem cu flăcările lumânărilor.
Zona albastra bogată în oxigen este locul în care moleculele de hidrocarburi se vaporizează și încep să se despartă în atomi de hidrogen și carbon. Hidrogenul este primul care se separă aici și reacționează cu oxigenul pentru a forma vapori de apă. O parte din carbon arde aici pentru a forma dioxid de carbon.
Regiunea închisă sau portocalie/maro are relativ puțin oxigen. Aici, diferitele forme de carbon continuă să se descompună și încep să se formeze particule mici de carbon întărite.
Pe măsură ce se ridică, împreună cu vaporii de apă și dioxidul de carbon creați în zona albastră, ele sunt încălzite la aproximativ 1000 grade Celsius.
În partea de jos a zonei galbene, crește formarea particulelor de carbon (funingine). Pe măsură ce se ridică, ele continuă să se încălzească până se aprind până la incandescență și emit întregul spectru de lumină vizibilă. Deoarece porțiunea galbenă a spectrului este cea mai dominantă atunci când carbonul se aprinde, ochiul uman percepe flacăra ca fiind gălbuie. Când particulele de funingine se oxidează aproape de partea superioară a regiunii galbene a flăcării, temperatura este de aproximativ 1200 grade Celsius.
A patra zonă a lumânării (numită uneori vălul) este marginea albastră exterioară slabă care se extinde la zona albastră de la baza flăcării și în sus pe părțile laterale ale conului de flacără. Este albastru deoarece se întâlnește direct cu oxigenul aerului și este partea cea mai fierbinte a flăcării, atingând de obicei 1400 grade Celsius.
De ce o flacără de lumânare arde mereu în sus
Când o lumânare arde, flacăra încălzește aerul din apropiere și începe să se ridice. Pe măsură ce acest aer cald se deplasează în sus, aerul mai rece și oxigenul merge în partea de jos a flăcării pentru a-l înlocui.
Atunci când acel aer rece este încălzit, se ridică și el și este înlocuit cu aer mai rece la baza flăcării.
Acest lucru creează un ciclu continuu de aer în mișcare în sus și în jurul flăcării (un curent de convecție) care dă flăcării forma sa alungită sau în lacrimă.
Deoarece „sus” și „jos” sunt o funcție a gravitației pământului, oamenii de știință s-au întrebat cum ar arăta o flacără de lumânare în spațiul cosmic, unde forța gravitației este minimă și nu există într-adevăr un sus sau jos.
La sfârșitul anilor 1990, oamenii de știință de la NASA au efectuat mai multe experimente cu naveta spațială pentru a vedea cum se comportau flăcările lumânărilor în microgravitație. După cum puteți vedea din fotografiile NASA de mai jos, o flacără de lumânare în microgravitație este sferică în loc de forma sa alungită pe Pământ. Fără gravitație, nu există o direcție „în sus” pentru ca aerul cald să se ridice și să creeze un curent de convecție.
Centralele pe lemne ce exploatează acest principiu de ardere dezvoltă numeroase avantaje. Câteva dintre cele mai importante avantaje ale centralelor Liepsnele cu ardere tip lumânare poți descoperi pe această pagină. Te vei convinge și tu că merită să alegi o astfel de centrală!