Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
См. Также: Фара (на открытом воздухе)
Ацетиленовая газовая шахтерская лампа

Карбидные лампы или ацетиленовые газовые лампы - это простые лампы, которые производят и сжигают ацетилен (C 2 H 2 ), который образуется в результате реакции карбида кальция (CaC 2 ) с водой (H 2 O). [1]

Газовые лампы ацетиленовой были использованы для освещения зданий, в качестве маяка маяков, а также фары легковых автомобилей и велосипедов. Переносные ацетиленовые газовые лампы, которые носили на шляпе или носили в руке, широко использовались в горнодобывающей промышленности в начале двадцатого века. Их до сих пор используют спелеологи , охотники и катафилы . Маленькие карбидные лампы, называемые «карбидными свечами» или «курильщиками», используются для затемнения прицелов винтовок, чтобы уменьшить блики. Их используют из-за копоти пламени, производимого ацетиленом. [2]

Механизм [ править ]

Ацетиленовая газовая лампа французского производства примерно 1910 года, установленная на велосипеде.
Карбидная лампа в угольной шахте

В шахтной или пещерной лампе карбид кальция помещен в нижнюю камеру генератора. Затем верхний резервуар наполняется водой. Клапан с резьбой или другой механизм используется для управления скоростью, с которой вода может капать в камеру, содержащую карбид кальция. Регулируя скорость потока воды, можно контролировать производство газообразного ацетилена . Это, в свою очередь, регулирует расход газа и размер пламени в горелке, а значит, и количество света, которое оно излучает.

Лампы этого типа обычно имеют отражатель позади пламени, который помогает проецировать свет вперед. Лампа, работающая на ацетиленовом газе, излучает яркий и широкий свет. Многие спелеологи предпочитают этот тип несфокусированного света, поскольку он улучшает периферическое зрение в полной темноте. Реакция карбида с водой экзотермична и выделяет изрядное количество тепла независимо от пламени. В холодных пещерах пользователи карбидных ламп могут использовать это тепло, чтобы предотвратить переохлаждение. [3]

Химические реакции [ править ]

Смотрите также: Производство ацетилена

Ацетилен производится по реакции: [4]

СаС 2 ( с ) + 2Н 2 О ( л ) → С 2 Н 2 ( г ) + Са (ОН) 2 ( водн )

Ацетилен легко горит в атмосфере :

2 C 2 H 2 + 5O 2 → 4CO 2 + 2H 2 O + Δ H = −1300 кДж / моль 

Когда весь карбид в лампе прореагировал, карбидная камера содержит влажную пасту из гашеной извести ( Ca (OH) 2 ), которую можно использовать для изготовления цемента . Он опорожняется в мешок для мусора, и камеру можно снова наполнить.

История [ править ]

Карбидная лампа 1900-х годов в Железнодорожном музее во Фломе , Норвегия.

В 1892 году Томас Уилсон открыл экономически эффективный процесс создания карбида кальция в электродуговой печи из смеси извести и кокса. Дуговая печь обеспечивает высокую температуру, необходимую для запуска реакции. [5] Производство карбида кальция было важной частью промышленной революции в химии и стало возможным в Соединенных Штатах в результате огромного количества недорогой гидроэлектроэнергии, производимой на Ниагарском водопаде до начала двадцатого века. [6] В 1895 году Уилсон продал свой патент компании Union Carbide . Бытовое освещение с ацетиленом было введено примерно в 1894 году, а велосипедные фонари - с 1896 года. Во ФранцииГюстав Труве , парижский инженер-электрик, также производил бытовые ацетиленовые лампы и газометры .

Первая карбидная велосипедная лампа, разработанная в Соединенных Штатах, была запатентована в Нью-Йорке 28 августа 1900 года Фредериком Болдуином. [7] Другой ранний дизайн лампы показан в патенте из Duluth, штат Миннесота 21 октября, 1902. [8] В начале 1900 - х, Густаф Dalén изобрел DALEN свет . Это объединило два предыдущих изобретения Далена : субстрат Агамассан и солнечный клапан . Изобретения и усовершенствования карбидных ламп продолжались десятилетиями. [9]

После того, как Карбид лампы открытого пламя было вовлечено в угольном пласте-метане взрывах газа Иллинойс которого погибло 54 шахтеров, в 1932 Moweaqua шахта бедствия , [10] Карбид лампа использование сократилось в угольных шахтах Соединенных Штатов Америки. Они продолжали использоваться в угольных разрезах других стран, особенно СССР .

В рождении кино Икитоса , карбид лампа была использована в качестве легкой поддержки проекта первого фильма в Касе - де - Фиерро , в 1900 году.

Системы освещения [ править ]

Реклама домашнего газового ацетиленового освещения, 1922 г.

Карбидное освещение использовалось в сельских и городских районах Соединенных Штатов, которые не обслуживались электрификацией . Его использование началось вскоре после 1900 года и продолжалось после 1950 года. Гранулы карбида кальция были помещены в контейнер за пределами дома, с водой, подаваемой в контейнер, и позволяли капать на гранулы с выделением ацетилена. Этот газ направлялся к осветительным приборам внутри дома, где он горел, создавая очень яркое пламя. Карбидное освещение было недорогим, но было подвержено утечкам газа и взрывам.

Ранние модели автомобилей, мотоциклов и велосипедов использовали карбидные лампы в качестве фар . Ацетилен, производный от карбида, позволял ранним автомобилям безопасно ездить ночью. Толстые вогнутые зеркала в сочетании с увеличительными линзами излучали свет пламени ацетилена. Этот тип освещения использовался до тех пор, пока не стали доступны надежные батареи и динамо-машины, а производители не перешли на электрические фонари.

Ацетиленовые лампы также использовались на речных судах для ночного плавания. В Национальном музее Австралии есть лампа, сделанная примерно в 1910 году, которая использовалась на борту парохода PS  Enterprise , который был восстановлен в рабочем состоянии, а также находится в коллекции музея. [11]

Также их используют для ночной охоты .

Использование в спелеологии [ править ]

Хотя светодиодные электрические фонари в основном пришли на смену карбидным лампам, некоторые по-прежнему предпочитают «олдскульный» подход к использованию карбидных ламп во время развлекательных спелеологических экскурсий.

Ранние энтузиасты спелеологии , еще не имевшие преимущества легкого электрического освещения, ввели карбидную лампу в свое хобби. [12] Хотя этот метод все чаще заменяется более современными, значительный процент спелеологов все еще использует этот метод.

При обследовании пещер карбидные лампы предпочтительны для ведущего или «точечного» геодезиста, который должен определить подходящие точки в пещере, чтобы обозначить их в качестве исследовательских станций. Закопченное карбидное пламя можно использовать для маркировки стен пещеры меткой станции. Особенно предпочтительными для этой цели являются лампы из цельной латуни или лампы, изготовленные без ферромагнитных металлов, поскольку эти лампы не отклоняют стрелки магнитного компаса , который обычно считывается при ярком освещении сверху с помощью лампы спелеолога.

Помимо использования в качестве инструментов для исследования пещер, многие спелеологи предпочитают карбидные лампы за их долговечность и качество освещения. Когда-то их предпочитали из-за их относительной освещенности на массу топлива по сравнению с устройствами с батарейным питанием. До появления светодиодов высокой яркостиосвещение с литий-ионными батареями, карбид также имел два важных преимущества перед альтернативой шахтерским электрическим лампам. Лампы горняков должны были прослужить в течение стандартной рабочей смены, в то время как крупные исследования пещер могли длиться намного дольше, поэтому карбид можно было пополнять во время поездки. Экспедиции, включающие несколько дней в палатках в отдаленных регионах, могут не иметь доступа к электричеству для подзарядки. Лампы, используемые в таких условиях, будут состоять из установленного на поясе газогенератора, соединенного гибкой трубкой с гарнитурой.

Реакция образования ацетилена является экзотермической , а это означает, что реакторный сосуд лампы станет довольно теплым на ощупь; это можно использовать, чтобы согреть руки. Тепло от пламени также можно использовать для согревания тела, позволяя выхлопным газам течь под рубашку или пончо, вытащенное из тела - метод, обнаруженный почти сразу холодными шахтерами и прозванный спелеологами «печь Палмера».

См. Также [ править ]

  • Дален свет
  • Фонарик
  • Фары (лампы, прикрепленные к голове)
  • Аварийный свет

Заметки [ править ]

  1. ^ Patnaik, Pradyot (2003). Справочник неорганических химических соединений . Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-049439-8.
  2. ^ Использование Super Smoker . ray-vin.com . Проверено 11 октября 2015 года .
  3. Перейти ↑ Matthews, CE (1996). Прозрачная реакция. Учитель естественных наук, 63 (5), 30.
  4. ^ «Химические характеристики карбида кальция и его реакция с водой» . MEL Science . Проверено 16 мая 2018 .
  5. ^ Морхед, JT и де Chalmot, G. (1896). «Производство карбида кальция» . Журнал Американского химического общества . 18 (4): 311–331. DOI : 10.1021 / ja02090a001 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  6. ^ Фриман, Гораций (1919). «Производство цианамида» . Химические новости и журнал физических наук . 117 : 232.
  7. ^ Патент США 656874
  8. ^ Патент США 711871
  9. ↑ Например, 10 марта 1925 г. Эндрю Прадер из Спокана, штат Вашингтон, получил патент США 1528848.
  10. ^ Пятьдесят первый годовой отчет об угле штата Иллинойс, 1932, Департамент шахт и полезных ископаемых. Журнал типография: Спрингфилд, Иллинойс, 1933
  11. ↑ Paddle Steamer Enterprise, Национальный музей Австралии
  12. ^ Спелеотуризм оборудование и культуры (от Te Ara: Энциклопедия Новой Зеландии )

Ссылки [ править ]

  • Клеммер, Грегг (1987). Карбидные лампы американских горняков: Руководство для коллекционеров по освещению американских карбидных рудников . Публикации Westernlore. ISBN 978-0870260643.
  • Похс, Генри (1995). Световая книга пламени горняков . Издательство Flame. ISBN 978-0964116504.
  • Карточка, Питер У. (октябрь 2004 г.). Раннее автомобильное освещение . Публикации Шира . ISBN 978-0-7478-0585-4.
  • Торп, Дэйв (2005). Карбидный свет: последнее пламя в американских шахтах . Издательство "Бергамот". ISBN 978-0976090526.

Внешние ссылки [ править ]

  • acethylene.com Исчерпывающее руководство по уходу и обслуживанию ацетиленовых газовых ламп
  • Руководство пользователя ламп с карбидными цоколями. Есть много хороших фотографий и видео.
  • Карбидная лампа Демонстрационный эксперимент: Инструкция и видео
  • The Carbide Caver Веб-сайт, посвященный истории, реставрации и использованию карбидных ламп для спелеологии.