Химические устройства: горелка Теклю
Горелка Теклю – газовая горелка, разработанная румынским химиком Николае Теклю (1839—1916). Этот прибор – плод усердной работы учёного, стремившегося обогатить и систематизировать знания в области природы пламени.
Николае Теклю (1839—1916) был крайне разносторонней личностью: поначалу он изучал химические науки в Венском политехническом институте, затем получал знания в области архитектуры в Мюнхенской Академии изящных искусств, в результате чего даже получил степень бакалавра. Однако его карьера в качестве архитектора не сложилась, поэтому он возобновил посещение лекций по химии и начал работать ассистентом профессора Эрнеста Людвига в лаборатории. Он оказался способным учеником и талантливым молодым ученым, поэтому вскоре занял должность профессора общей и аналитической химии в Венской торговой академии, а также параллельно читал лекции по химии цвета в Академии художеств (первое гуманитарное образование давало о себе знать).
Николае Теклю
Направления его научной деятельности были достаточно разнообразны, однако наибольший внимание уделялось исследованиям природы пламени. В ходе экспериментов, для которых Теклю разрабатывал собственные установки, он оценивал эффективность сгорания газовых смесей в зависимости от положения пламени в вертикальной трубе. Само пламя Теклю описал формой конуса и определил в нем две основные части: внутренняя и внешняя зоны горения. Пламя внутри он описал зеленым оттенком, направленным вниз и снабжаемое кислородом из газовой смеси, в то же время внешнее пламя имело синий оттенок, было направлено вверх и обогащалось за счет кислорода из окружающей среды.
Детали эксперимента Теклю
В результате этих экспериментов Теклю пришел к важным выводам, которые позволили ему сохдать собственный нагревательный прибор. В 1882 году он продемонстрировал устройство, которое отличалось от своего предшественника – горелки Бунзена – большей эффективностью смешения газов и, как следствие, позволяло достигать более высоких температур пламени. В чем же заключалось принципиальное различие этих двух горелок?
Горелка Бунзена (а) и горелка Теклю (б)
Все дело в разном строении важного составного элемента – газовой трубы. В случае горелки Теклю воздух поступает в трубу через ее нижние отверстия снизу вверх: таким образом, движения потока воздуха и потока газа оказываются сонаправлены.
Особенности газовой трубы в горелке Теклю
В горелке Бунзена же отверстия расположены сбоку трубы, поэтому воздух поступает поперек основному потоку газа. Это обстоятельство сопровождается некоторыми затратами энергии для поворота потока воздуха на 90º, в результате чего в горелку Бунзена поступает меньше воздуха, нежели в горелку Теклю. Чем больше воздуха поступает внутрь, тем больше газовая смесь насыщается кислородом, что приводит к увеличению температуры пламени в горелке Теклю.
Строение горелки Бунзена
Однако сотрудники лабораторий отдают предпочтение горелке Теклю не из-за температуры, а из-за стабильного и ровного пламени, контролируемого регулировкой подачи воздуха, которое осуществляется за счет вращения регулировочной шайбы. Как видно из рисунка ниже, поступление в горелку исключительно газа приводит к рваному турбулентному пламени, снабжаемому кислородом только из окружающей среды. В то же время опущение вентиля вызывает формирование потоков воздуха, движущихся вместе с газом по трубе, в результате чего мы получаем сине-фиолетовое ламинарное пламя, насыщенное кислородом
а) Потоки газа и воздуха перекрыты, б) Поток воздуха перекрыт, поток газа открыт, в) Потоки газа и воздуха открыты
Первая статья Николае Теклю об этой разработке под названием «Новая лабораторная горелка» была опубликована лишь спустя 10 лет с момента открытия в журнале Für Praktische Chemie Journal. Оригинальная горелка из латуни была запатентована компаниями, базирующимися в Вене и Лейпциге. Именно такой прототип горелки можно встретить в различных музеях мира, в частности в Музее газового завода в Пачкове (Польша) и в Музее науки в Лондоне.
Горелка Теклю из латуни
Автор: Таисия Козлова
Источники:
https://sci-hub.ru/10.1016/0039-9140(83)80035-6
https://ru.wikipedia.org/wiki/Горелка_Теклу#cite_note-:2-1-7
https://ru.wikipedia.org/wiki/Теклу,_Николае
http://www.bst3m.ru/stgr/teclust.html