Немного истории

Оригинальной конструкции данной спиртовой горелки уже более 100 лет. Конструкция спиртовой горелки была запатентована в 1904 году, а в массовое производство пошла в 1925 году. Выпуском занималась американская компания Trangia.

Рисунок 1 - Спиртовая горелка фирмы Trangia

Однако популярность к данному типу спиртовой горелки пришла именно потому, что её легко можно было изготовить самостоятельно. В качестве исходного материала может быть использована практически любая алюминиевая или жестяная банка, а сам процесс изготовления занимает не более получаса.

Основные виды спиртовых горелок

Бесчисленные множества конструкций данной горелки можно свести к 2-м основным видам:

• Спиртовые горелки открытого типа;
• Спиртовые горелки закрытого типа;

​

Рисунок 2 - Спиртовые горелки открытого и закрытого типов

Каждая из приведённых выше конструкций имеет свои плюсы и минусы. Спиртовые горелки открытого типа менее экономичны, так как горение протекает на большей площади, что способствует более обильному испарению топлива. В тоже время в горелках закрытого типа нет возможности контролировать количество оставшегося внутри топлива. Кроме этого горелки закрытого типа нуждаются во внешнем поджиге, что увеличивает их пожароопасность.

Тем не менее каждую из представленных выше спиртовых горелок можно легко изготовить самостоятельно, а тип горелки можно выбрать исходя из поставленных перед ней задач.

Принцип работы

Несмотря на различия в конструкции, принцип работы этих горелок остаётся неизменным: вначале происходит разогревание топливной смеси внутри горелки. После того как интенсивность испарения топлива достигает максимума, пары топлива выходящие через сопла горелки, самовоспламеняются.

Рисунок 3 - Принцип работы спиртовой горелки открытого типа

Рисунок 4 - Принцип работы спиртовой горелки закрытого типа

Обратите внимание: принцип работы спиртовых горелок основан на сгорании паров топливной смеси. В связи с этим категорически запрещается использовать в качестве топлива ацетоносодержащие вещества и бензин.

Экспериментальная часть. Чем заправлять спиртовую горелку?

В ходе проведения эксперимента, из алюминиевых банок было изготовлено 3 образца спиртовых горелок.

Характеристики спиртовых горелок:

• Вместимость резервуара - 70 мл;
• Количество сопел - 16 шт. (на расстоянии 1 см друг от друга);
• Ориентировочное время горения на 1 заправке - 25 минут;

В аптеке были приобретены: септоцид Р плюс (содержит 63-64% этанола), салициловая кислота (содержит до 58-60% этанола), спирт медицинский (содержит 96,4% этанола).

Рисунок 5 - Спиртовые горелки и «топливо» для их заправки

В каждую из горелок было залито по 25 мл. топливной смеси, после чего был одновременно осуществлен поджиг. Секундомер начал отсчёт в момент нормализации пламени во всех 3-х горелках.

Рисунок 6 - Происходит нормализация пламени, сенкундомер ещё не запущен. В горелках на рисунке (слева направо) спирт, салициловая кислота, септоцид Р плюс.

Рисунок 7 - Пламя нормализовалось, секундомер запущен

Рисунок 8 - Первой погасла горелка, заправленная медицинским спиртом (длительность горения - 7 минут)

Рисунок 9 - Погасла горелка, заправленная септоцидом (длительность горения - 9 минут 53 секунды)

Рисунок 10 -Погасла горелка, заправленная салициловой кислотой (длительность горения - 11 минут 20 секунд)

Эксперимент показал, что интенсивность и длительность горения спиртовых горелок напрямую зависят от вида топлива.

Интенсивнее всего происходит горение паров медицинского спирта. Пары салициловой кислоты и септоцида горят гораздо менее интенсивно. При этом наблюдается противоположная ситуация с временем горения: дольше всего «продержалась» горелка, заправленная салициловой кислотой. Горелка с медицинским спиртом показала наименьшее время горения (примечание: во всех горелках топливо выгорало полностью, в ходе горения не было замечено выделений посторонней гари или копоти).

Как и следовало предположить интенсивность горения прямо пропорционально зависит от процентного содержания спирта в топливной смеси. При этом наблюдается обратная зависимость содержания спирта в топливной смеси и времени горения (см. диаграммы ниже).

Диаграмма 1 - Зависимость времени горения от вида топлива

Диаграмма 2 - Зависимость интенсивности горения от вида топлива

В ходе применения спиртовых горелок рекомендуется использовать спиртовые растворы содержащие 50-70 % этанола (например Септоцид Р плюс). Это позволит продлить время работы горелки, хоть и несколько понизит интенсивность пламени. Данную горелку будет целесообразно использовать для подогревания пищи в туристических походах и на пикниках.

Смотреть видео об изготовлении спиртовой горелки:

Казалось бы, что можно написать о таком простом объекте наблюдения, как горящая свеча? Однако наблюдательность - это не только способность видеть, но и умение обращать внимание на детали, а также сосредоточенность, умение анализировать, порой даже проявление обыкновенной настойчивости. Великий английский физик и химик М. Фарадей писал: «Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания».

Цель данной практической работы - научиться наблюдать и описывать результаты наблюдения. Вам предстоит написать небольшое сочинение-миниатюру про горящую свечу (рис. 31).

Рис. 31.
Горящая свеча

Чтобы помочь вам в этом, предлагаем несколько вопросов, на которые нужно дать подробные ответы.

I. Опишите внешний вид свечи, вещество, из которого она изготовлена (цвет, запах, твердость), фитиль.

II. Зажгите свечу. Опишите внешний вид и строение пламени и ответьте на следующие вопросы:

1. Что происходит с материалом свечи при горении фитиля?
2. Как выглядит фитиль в процессе горения?
3. Нагревается ли свеча, слышен ли звук при горении, выделяется ли тепло?
4. Что происходит с пламенем, если появляется движение воздуха?
5. Как быстро сгорает свеча?
6. Изменяется ли длина фитиля в процессе горения?
7. Что представляет собой жидкость у основания фитиля? Что с ней происходит, когда она поглощается материалом фитиля, и что с ней происходит, когда ее капли стекают вниз по свече?

Многие химические процессы протекают при нагревании, однако пламя свечи для этой цели не используется. Поэтому во второй части этой практической работы познакомимся с устройством и работой уже знакомого вам нагревательного прибора - спиртовки (рис. 32).

32.
Устройство спиртовки

Спиртовка состоит из стеклянного резервуара 1, который заполняют спиртом не более чем на 2/3 объема. В спирт погружен фитиль 3, изготовленный из хлопчатобумажных нитей. Он удерживается в горлышке резервуара с помощью специальной трубочки с диском 2. Зажигают спиртовку только с помощью спичек. Для этой цели нельзя использовать другую горящую спиртовку, так как спирт при этом может разлиться и вспыхнуть. Фитиль необходимо ровно обрезать ножницами, в противном случае он начинает обгорать. Нельзя дуть на пламя, чтобы потушить спиртовку, ее следует закрыть колпачком 4. Он же предохраняет от быстрого испарения спирта.

Полагаю, что по такой методике можно изготовить и полноценную масляную лампу. Для этой цели прекрасно подойдут пустые стеклянные флаконы из под парфюма. Для примера возьмем флакон из под лака для ногтей.

В качестве крышки и держателя фитиля, в зависимости от диаметра горлышка флакона, можно использовать разные по размеру анкерные гвозди или вытяжные заклепки. Понадобится также герметик, для того, чтобы сформировать из него пробку. В качестве фитиля идеально подходит запасной фитиль для зажигалки Zippo. Но подойдет также ёршик для курительной трубки или любой шнур из натуральных волокон. Заправлять спиртовку можно собственно спиртом, керосином, жидкостью для розжига костра. Но идеальным топливом оказалось масло для масленых ламп. Маслом оно называется похоже условно. Состав - смесь жидких парафинов.

Для самоделки - спиртовка, нам понадобится:

И так берем флакон из под лака для ногтей.

Вынимаем кисточку и отрезаем её. В крышке на месте кисточки увеличиваем отверстие и запихиваем её обратно.

Отделяем заклепку от стержня.

Заклепку обмазываем герметиком. Лучше чтобы железка не касалась стеклянного корпуса.

Вставляем фитиль. Все самодельная спиртовка готова.

Перед долговременным использованием спиртовки неплохо её протестировать в течении минут пятнадцати. Для этого нашу масляную лампу поджигаем и ставим на металлический поднос или противень. Если стекло не треснет, то работать будет.

Так как крышка из пластика, после окончания использования, нужно дать нашей спиртовке остыть.

Она же can stove. Оригинальная идея взята из замечательного походного набора шведской армии образца 1939 года. Набор сам по себе хорош, и со временем думаю сколхозить его полностью:

Пока же ограничимся спиртовкой (на фото выше расположена на переднем плане). Говорят, можно купить фондюшницы или готовые туристические спиртовки от Татонки, но зачем тратить деньги, если можно сделать все своими руками? Тем более, что самодельный вариант, судя по отзывам на специализированных форумах вроде ганзы, работает лучше и вообще по многим параметрам уделывает шведа.

Для изготовления понадобятся:
Алюминиевая банка 0.33л - 2 шт.
Вата - средних размеров клок.
Наждак 200 грит или мельче.
Резак или маркер для разметки.
Шибко умная книга достаточной толщины.
Кнопка или тонкое шило.
Ножницы.

Приступаем.
Для начала необходимо избавиться от краски на банках. Шаг этот совсем не обязательный ибо она все равно в итоге выгорит, и больше влияет на внешний вид готового изделия. Для осуществления необходимо ПОЛНУЮ банку потереть наждаком по стенкам в районе днища. Краска слезет, обнажив шлифованный алюминий. Эстеты могут попробовать смыть краску растворителем (646 легко смыл дату розлива с донышка) - должна получиться блестящая зеркальная поверхность.

Теперь самое время вылить содержимое банки в сортир и приступить к разметке. Способ нанесения отметки для реза не нов и подсмотрен у хитрожопых американцев (казалось бы, люди при деньгах, могли бы пойти и купить готовое - ан нет, делают сами), но немного изменен:

1. Отмеряем желаемую высоту. В подсмотренном пендостанском рецепте - 1 (один) канонический дюйм. Фиксируем лезвие или маркер на подходящей подставке, в данном случае - в книге.

2. Наносим линию реза, вращая прижатую к лезвию банку. Вот тут случился отход от канона, ибо в пендостанском варианте лезвие должно отрезать донце, а в нашем только царапает. По этой причине с лезвием можно не загоняться и нанести разметку маркером.

3. По линии разметки отрезаем донце. Стенки имеют неравномерную толщину, но даже в самом толстом месте легко режутся обычными канцелярскими ножницами. Края полученной детали обрабатываем наждаком во избежание порезов.

В процессе изготовления два полученных таким образом донца необходимо будет вставить одно в другое. Ясно и понятно, что имея одинаковый диаметр они будут всячески этому препятствовать и могут помяться, посему сразу после изготовления первого донца его следует развальцевать нетронутой пока второй банкой. Полную банку необходимо с силой пропихнуть в отрезанное донце, не допуская, однако, разрыва или деформации стенок оного.

Вынимаем шило из задницы и прокалываем узкое (неразвальцованное) донце по центру, а затем и в четырех местах неподалеку. Конфигурация и число отверстий - по вкусу.

Закладываем вату...

И вставляем донца одно в другое как можно глубже. Стенки внешнего донца будут немного возвышаться над внутренним - для герметичности конструкции и дабы не порезаться завалите их деревянным бруском или ножом.

От души натыкайте сопел на конусе донца. Меня хватило на шестнадцать, т.е. где-то через каждый сантиметр.

Спиртовка готова!

Однако приключения ваши только начинаются ибо приобрести спирт (да-да, спиртовка работает на спирту) в этой стране представляется совсем не тривиальной задачей. Если коротко, то в России его можно купить или по рецепту в аптеке, или на местном ЛВЗ. Посему придется колхозить и здесь выполнить план святоча нашего Дмитрия Анатольевича и перейти на альтернативные источники энергии.

Пошерстив интернеты, было установлено, что в аптеку сгонять смысл все же есть - там можно разжиться спиртовой настойкой чего-нибудь. Ламинарии, например, или корня солодки, или левзеи, или перца. Чем лучше - можно уточнить у местных алкоголиков.

Вариант номер два - жидкость для омывания стекол из автомагазина. Пресловутая "Максимка" и иже с ней синего цвета. Но лично меня жаба душит отдавать две с половиной сотни, хоть и за пять литров.

Третье - совсем не спиртовые жидкости. В принципе, в спиртовку такого типа бензин залить можно, но рисковать все же не стоит - пары оного, да в закрытом пространстве, да под давлением... Керосин - без проблем, но вонь будет стоять несусветная. Слышал про опыт использования ДТ - вроде успешно. Всякие изопропиловые и прочие метиловые спирты использовать можно, но тут нужно помнить, что это все сильные яды и приготовление пищи на такой спиртовке опасно. Тем более, что в том же ШАКе горючее хранится в бутыли в котелке, что может обернуться глобальным pizdets при проливе.

Автор в лице меня опробовал то, что было под рукой, а именно 646 растворитель и посоветованный ацетон. 646 можно сразу отбросить - воняет и коптит очень сильно. Ацетон горит без запаха, но с легкой копотью (обещали, что коптить не будет совсем) и, в принципе, пригоден для использования в спиртовке-ацетонке, но придется поискать подходящую бутыль ибо ацетон с пластиками вроде как не дружит.

На десерт - самосожжение ацетона в спиртовке:

Рецепт: залить кубиков двадцать В спиртовку через центральные отверстия и кубика два-три ВОКРУГ спиртовки или на нее. Поджигаем ацетон снаружи и через пару секунд ацетон в спиртовке закипает, начинает интенсивное парообразование и спиртовка выходит на рабочий режим. Когда ацетон снаружи выгорит, спиртовка будет греть сама себя и процесс кипения не прервется. Ставим сверху котелок и готовим. Все.

Себестоимость поделки-подделки крайне низка (в худшем случае полтинник, в среднем вообще бесплатно), трудоемкость операций находится где-то на уровне дошкольной подготовки (и то картон ножницами тяжелее резать чем банку), времени отнимает около пятнадцати минут. Вообще, сделать такую спиртовку можно просто из интереса, не преследуя никаких утилитарных целей. При этом изделие получается еще и легче, меньше и удобнее фабричных образцов, а это жирный плюс.

Инструкция по пользованию спиртовой горелкой.
1. Перед тем как приступить к заправке и розжигу, необходимо позаботится о мерах предосторожности:
- Горелка устанавливается на ровную горизонтальную поверхность и должна иметь надежное устойчивое положение, исключающее опрокидывание или падение;
- Для установки горелки выбрать безопасное место. С учетом последующего нагрева корпуса самой горелки, она устанавливается только на поверхность способную выдерживать такое тепловое воздействие.
- В полевых условиях горелка устанавливается на подготовленном месте, расчищенном от сухой травы листьев и находящемся на достаточном расстоянии от других легко воспламеняющихся предметов.
2. Залить в основную емкость горелки требуемое количество топлива.
- Никогда не заполняйте емкость горелки более чем на 2/3.
- НЕ НАЛИВАЙТЕ ГОРЮЧЕЕ В ГОРЯЧУЮ ИЛИ ГОРЯЩУЮ ГОРЕЛКУ, ПОСКОЛЬКУ ЭТО МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К ВЗРЫВУ.
3. Поджечь топливо при помощи спички.
4. Дождаться прогрева горелки и самостоятельного выхода ее на основной рабочий режим. О выходе на основной рабочий режим свидетельствует погасание пламени в центральной части горелки и его вспыхивание по отверстиям форсуночного венчика. Далее устанавливается ровное горение в виде цветка, которое и является нормальным режимом работы горелки.
5. При использовании горелки в полевых условиях, для повышения устойчивости пламени, а также эффективности использования выделяемого тепла при горении, необходимо применять ветрозащитный экран. Повысить КПД горелки можно установив ее на кусок листового металла, который сыграет роль отражателя тепла (рефлектора).
6. Погасить пламя горелки экстренно, можно перекрыв подачу кислорода к пламени, путем плотного кратковременного накрывания горелки. Например, перевернутой чашкой.
7. Перед снятием с места и транспортировкой в походном положении, дай пламени горелки догореть самостоятельно до полного выгорания топлива.
8. Во избежание получения термических ожогов, проверь сначала, остыла ли горелка. Не завинчивай крышку, пока горелка не остыла - резиновая прокладка может расплавиться (относится к горелкам заводского изготовления, которые имеют завинчивающиеся крышки).

Виды

• спиртовка с фитилем;
• открытая ванна;
• саморазогревающаяся спиртовка без (фитиля);

Применение

Применяются в туризме для приготовления пищи, в химических и школьных лабораториях, медицинских учреждениях, а также везде, где требуется применение открытого пламени небольшой тепловой мощности. Существуют аромалампы на основе спиртовок.

Туристические спиртовки

Походный набор Trangia, включая посуду и спиртовку слева.

Пламя спиртовки Trangia

Одной из самых популярных походных спиртовок, являются спиртовки шведской компании Trangia AB .

Лабораторные спиртовки

Горелки спиртовые применяются в лабораториях и медицинских учреждениях для подогрева и плавления материалов, стерилизации в открытом пламени медицинских инструментов, для нагрева небольших лабораторных сосудов (пробирок, колб и пр.) и других подобных термических процессов.

Конструкция

Емкость для спирта является основной несущей частью спиртовки, а важнейшей и главной ее частью является фитиль, который переносит жидкое топливо (спирт) из емкости на конец фитиля, где это топливо горит, образуя пламя, которое используется для нагревания. Емкость для спирта изготовлена в виде металлического или стеклянного резервуара, в который опущен нижний конец фитиля. Резервуар имеет горловину, которая снабжена крышкой. Крышка необходима, чтобы отделить зону горения спирта от внутреннего объема резервуара, где находится жидкое топливо. Крышка резервуара может быть размещена как внутри горловины, так и вне ее, охватывая последнюю с наружной стороны. В отверстии крышки, через которую проходит фитиль, обычно устанавливают направляющую трубку. Фитиль должен размешаться в трубке таким образом, чтобы, с одной стороны, иметь возможность плавно и легко перемещаться в трубке, а с другой стороны, контакт трубки с фитилем должен быть достаточно плотным, чтобы фитиль не выпал из трубки. Наибольшее распространение получили фитили изготовленные из хлопчатобумажной ткани, состоящей из прямых нитей. Применяются и фитили, изготовленные из асбестового шнура. Крышка спиртовки может иметь устройство для регулировки выступающей длины фитиля, рекомендуемая величина которой составляет не более 15 мм.

Топливо

Все спиртовки в качестве топлива преимущественно используют этиловый спирт . В продаже имеются три вида этилового спирта: спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья, гидролизный спирт технический из древесного сырья и спирт синтетический, полученный химическим способом. Спирт технический и спирт синтетический иногда окрашивают в сине-фиолетовый цвет с добавлением некоторых веществ с резким запахом. Такой спирт называется денатурат . Все эти виды спиртов можно использовать в качестве жидкого топлива для спиртовок. Но можно использовать другие виды топлива такие как керосин, другие спирты и некоторые виды масел.

Обычно топливо для спиртовки заливается через верхнее отверстие резервуара после снятия крышки. Однако имеются спиртовки, резервуар которых имеет боковую заправочную горловину с притертой пробкой. Количество заливаемого топлива определяется внутренним объемом резервуара. Спирт из резервуара поднимается по фитилю за счет капиллярного давления и испаряется, когда достигнет верхнего конца выступающей части фитиля. Пары спирта поджигаются и спиртовка горит с температурой пламени не выше 900 град. Цельсия. Большинство спиртовок имеют металлический, либо стеклянный колпачок, который используется как для тушения пламени спиртовки, так и для предотвращения испарения топлива.

Характеристики

Отличительными характеристиками спиртовок являются:

• температура пламени 900 град. Цельсия;
• материал резервуара стекло или металл;
• наличие или отсутствие фитиля;
• масса спиртовок обычно не превышает 0,25 кг;
• высота обычно не более 120 мм.

Материал резервуара следует выбирать исходя из условий работы спиртовки. Если спиртовка эксплуатируется в условиях, при которых возможно случайное падение спиртовки на каменный или металлический пол, то с точки зрения техники безопасности предпочтительно использовать спиртовку с металлическим резервуаром. Спиртовки со стеклянным корпусом значительно дешевле металлических. Кроме того при работе спиртовки всегда можно наблюдать за уровнем спирта в резервуаре. Однако стекло -хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе, и поэтому всегда имеется возможность разрушения резервуара спиртовки при падении на твердый пол, что может вызвать разлив горящего спирта. Поэтому в помещениях с повышенными требованиями по пожарной безопасности применение стеклянных спиртовок, особенно изготовленных из тонкого лабораторного стекла, не рекомендуется.

Внутренний объем резервуара спиртовки надо выбирать таким, чтобы при при ее эксплуатации, как минимум, не требовалось бы вновь заправлять спиртовку в течение одного часа ее непрерывной работы.

Материал и толщина фитиля важные элементы для работы спиртовки. Используются фитили из хлопчатобумажной ткани и асбестового шнура. Наибольшее распространение получили фитили из хлопчатобумажной ткани, так как они дают более стабильное и ровное пламя по сравнению с асбестовыми фитилями. Что касается толщины фитилей, то надо исходить из того, что чем толще фитиль тем больше топлива он подает в зону его сгорания. Более толстые фитили дают и более объемное пламя с большей высотой последнего. В результате тепловая мощность у спиртовок с более толстым фитилем несколько выше, однако при этом выше и расход спирта. Для большинства лабораторных работ, выполняемых при помощи спиртовок достаточна толщина фитиля не менее 4,8 мм и не более 6,4 мм. Более толстые фитили необходимы для выполнения некоторых профессиональных работ, где требуется высокое и объемное пламя. Желательно в наборе иметь спиртовки с разной толщиной фитиля и использовать их в зависимости технологических требований, предъявляемых к выполняемой работе.

Устройство для регулировки размеров выступающей части фитиля обеспечивает большое удобство при работе со спиртовками, так как не требуется каждый раз гасить пламя спиртовки, чтобы отрегулировать параметры пламени (высоту и объем) путем изменения размеров выступающей части фитиля. Спиртовки с устройствами регулировки выступающей части фитиля дороже, чем спиртовки без этих устройств. Однако несколько более высокая цена с лихвой покрывается удобствами для профессиональной работы, которые это устройство обеспечивает.

При работе со спиртовками надо соблюдать правила техники безопасности, которые сводятся к следующему.Необходимо использовать спиртовку только по назначению, указанному в ее техническом паспорте. Запрещается заправлять спиртовку вблизи устройств с открытым пламенем. Не заполнять спиртовку топливом более чем наполовину объема резервуара. Нельзя перемещать или переносить спиртовку с горящим фитилем. Категорически запрещается зажигать фитиль спиртовки посредством другой спиртовки. Заправлять спиртовку только этиловым спиртом. Гасить пламя спиртовки только посредством колпачка.Не держать на рабочем столе, где используется спиртовка, легковоспламеняющиеся вещества и материалы, способные воспламеняться от кратковременного воздействия источника зажигания с низкой тепловой энергией (пламя спички,спиртовки). Помещение в котором производится работа со спиртовкой (спиртовками) должно быть оснащено первичными средствами пожаротушения, например, порошковым огнетушителем.

Преимущества

• Малый вес - не более 220 г.
• Простота использования - необходимо только добавлять топливо, которое самостоятельно подается в область горения.
• Надежность - все элементы конструкции практически безотказны в работе.
• Бесшумность работы.
• Отсутствие резких запахов - запах жидкого топлива перед тем как оно поджигается, ничтожен по сравнению с запахом газообразного топлива в аналогичных случаях.
• Не требуется техническое обслуживание - нет необходимости в проведении регламентных, а также и ремонтных работ по регулировке и очистке элементов конструкции.
• Безопасность в работе - применяемое топливо в малых количествах не взрывоопасно, разлитый горящий спирт легко можно потушить, применяя стандартные средства пожаротушения (порошковые огнетушители).
• Простота хранения топлива - допускается хранение топлива в обычной пластиковой бутыли или пластиковой канистре.
• Невысокая цена - стоимость спиртовок значительно ниже лабораторных газовых горелок или других видов горелок, применяющих жидкое топливо (керосин, бензин).
• Экологически чистое топливо - не загрязняет окружающую среду (безопасно при попадании в воду и почву и не образует токсичных веществ при сгорании).