Карбидная лампа - Carbide lamp

Смотрите также: Фара (наружная)
Ацетиленовая газовая шахтерская лампа

Карбидные лампы, или же ацетиленовые газовые лампы, простые лампы, которые производят и горят ацетилен (C2ЧАС2) который создается реакцией карбид кальция (CaC2) с воды (ЧАС2О).[1]

Ацетиленовые газовые лампы использовались для освещения зданий, так как маяк маяки, а также фары на легковых автомобилях и велосипедах. Переносные ацетиленовые газовые лампы, которые носили на шляпе или носили в руке, широко использовались в горнодобывающей промышленности в начале двадцатого века. Они по-прежнему работают в спелеологи, охотники и катафилы. Маленькие карбидные лампы, называемые «карбидными свечами» или «курильщиками», используются для затемнения прицелов, чтобы уменьшить блики. Они используются из-за закопченный пламя, производимое ацетиленом.[2]

Механизм

Ацетиленовая газовая лампа французского производства примерно 1910 г., установленная на велосипед
Карбидная лампа в угольной шахте

Горная или пещерная лампа имеет карбид кальция помещенный в нижнюю камеру, генератор. 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. Контролируя скорость потока воды, производство ацетилен газ контролируется. Это, в свою очередь, регулирует расход газа и размер пламени в горелке, а значит, и количество света, которое оно производит.

Лампы этого типа обычно имеют отражатель позади пламени, который помогает проецировать свет вперед. Лампа, работающая на ацетиленовом газе, дает яркий, 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

Смотрите также: Производство ацетилена

Ацетилен образуется по реакции:[4]

CaC2(s ) + 2H2О(л ) → C2ЧАС2(грамм ) + Са (ОН)2(водный )

Ацетилен горит легко в атмосфера:

2C2ЧАС2 + 5O2 → 4СО2 + 2H2O + ΔЧАС = −1300 кДж / моль

Когда весь карбид в лампе прореагировал, карбидная камера содержит влажную пасту гашеной извести (Са (ОН)2 ), который можно использовать для создания цемент. Он опорожняется в мешок для мусора, и камеру можно снова наполнить.

История

Карбидная лампа 1900-х годов в Железнодорожном музее в г. Флом, Норвегия

В 1892 г. Томас Уилсон открыл экономически эффективный процесс создания карбида кальция в электродуговая печь 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 США в результате огромного количества недорогой гидроэлектроэнергии, производимой на предприятиях. Ниагарский водопад до рубежа 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 лампы - с 1896 года. Во Франции Гюстав Труве, парижский инженер-электрик, также производил бытовые ацетиленовые лампы и газометры.

Первая карбидная велосипедная лампа, разработанная в США, была запатентованный в Нью-Йорк 28 августа 1900 года Фредериком Болдуином.[7] Другой ранний дизайн лампы показан на патент из Дулут, Миннесота 21 октября 1902 г.[8] В начале 1900-х гг. Густав Дален изобрел Дален свет. Это объединило два предыдущих изобретения Далена: субстрат Агамасан и Солнечный клапан. Изобретения и усовершенствования карбидных ламп продолжались десятилетиями.[9]

После того, как открытое пламя карбидной лампы стало причиной взрыва метана в угольном пласте штата Иллинойс, в результате которого погибли 54 шахтера, 1932 Катастрофа на угольной шахте Moweaqua,[10] Использование карбидных ламп на угольных шахтах США снизилось. Они продолжали использоваться в угольных разрезах других стран, особенно СССР.

В рождении кинотеатр Икитоса, в качестве опоры света использовалась карбидная лампа. проект первый фильм в Casa de Fierro, в 1900 г.

Системы освещения

Реклама газового ацетиленового освещения дома, 1922 г.

Карбидное освещение использовалось в сельских и городских районах Соединенных Штатов, которые не обслуживались электрификация. Его использование началось вскоре после 1900 года и продолжалось после 1950 года. Карбид кальция гранулы помещали в контейнер за пределами дома, с водой, подводимой к контейнеру, и позволяли капать на гранулы, выделяя ацетилен. Этот газ был подключен к осветительная арматура внутри дома, где он горел, возникло очень яркое пламя. Карбидное освещение было недорогим, но могло утечки газа и взрывы.

Ранние модели автомобилей, мотоциклов и велосипедов использовали карбидные лампы в качестве фары. Ацетилен, полученный из карбида, позволял ранним автомобилям безопасно ездить ночью. Толстые вогнутые зеркала в сочетании с увеличительными линзами излучали свет пламени ацетилена. Этот тип света 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 Национальный музей Австралии есть лампа, сделанная примерно в 1910 году, которая использовалась на борту PSПредприятие, а пароход который отреставрирован в рабочем состоянии, а также находится в собрании музея.[11]

Они также используются для ночная охота.

Использование в спелеологии

В то время как светодиодные электрические лампы в основном заменили карбидные лампы, некоторые по-прежнему предпочитают "олдскульный" подход к использованию карбидных ламп во время отдыха. обрушение экскурсии.

Рано обрушение энтузиасты, еще не имея преимущества легкого электрического освещения, представили карбидную лампу своим 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 для обозначения их в качестве станций исследования. Закопченное карбидное пламя можно использовать для маркировки стен пещеры меткой станции. Для этой цели особенно подходят цельнолатунные лампы или лампы, изготовленные без ферромагнитный металлы, так как эти лампы не отклоняют иглы магнитный компас, который обычно читается 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 за относительную освещенность на массу топлива по сравнению с устройствами с батарейным питанием. До появления высокоинтенсивных ВЕЛ освещение 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 обстоятельствах, будут состоять из установленного на поясе газогенератора, соединенного гибкой трубкой с гарнитурой.

Реакция получения ацетилена экзотермический, а это значит, что корпус реактора 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».

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Патнаик, Прадёт (2003). Справочник неорганических химических соединений. Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-049439-8.
  2. ^ Использование Super Smoker. ray-vin.com. Получено 11 октября 2015.
  3. ^ Мэтьюз, К. Э. (1996). Прозрачная реакция. Учитель естественных наук, 63 (5), 30.
  4. ^ «Химические характеристики карбида кальция и его реакция с водой». MEL Science. Получено 2018-05-16.
  5. ^ Морхед, Дж. Т. и де Шалмот, Г. (1896). «Производство карбида кальция». Журнал Американского химического общества. 18 (4): 311–331. Дои:10.1021 / ja02090a001.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  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 Спокан, Вашингтон был предоставлен Патент США 1528848
  10. ^ Пятьдесят первый годовой отчет об угле штата Иллинойс, 1932 год, Департамент шахт и полезных ископаемых. Журнал Printing Co .: Springfield, ILL., 1933
  11. ^ Paddle Steamer Enterprise, Национальный музей Австралии
  12. ^ Спелеотехника и культура (из Те Ара: Энциклопедия Новой Зеландии )

Рекомендации

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

внешняя ссылка