研究性学习_灶具的演变.doc

物理研究性学习灶具的演变组长：组员：灶具的演变·研究型课题学习研究组有关成员高 （ ）班研究小组组长： 研究小组组员： 指导老师： 一、问题的提出中国有着悠久的历史，在人口众多的中国，饮食文化倍受人们的注重好的饮食离不开好的灶具因此，研究灶具十分重要民以食为天，人离不开食物，食物离不开灶具由于如今日常生活中灶具应用十分普遍，我们也不太会去理会它我们开设这个课题，就是为了更加了解它，以便使用更合适的灶具二、研究目的1、了解人类灶具发展历史2、使我们更好的选用灶具3、选用好的灶具可以节省能源，环节能源危机三、研究过程研究方法：先从网络了解，查阅并相关资料，并从市场上了解询问一些与现代的新型灶具，自行完成开题经老师指导后进行分析归纳总结研究形式：(1) 初步了解，以自行查阅资料及周边调查来完成2) 深入研究，请教指导老师3) 精拣精炼，归纳所学所得完成论文版开题四、研究成果（一）灶具的含义即炊具， 英文译作 Cooker 灶具按使用气种分为：天燃气灶、人工煤气灶、液化石油气灶、电磁灶 按材质分为：有铸铁灶、不锈钢灶、搪瓷灶 按灶眼分为：单眼灶、双眼灶、多眼灶 按点火方式分为：电脉剖点火灶、压电陶瓷点火灶 。

按安装方式分为：台式灶、嵌入式灶（二）灶具的由来在历史上，最早研制燃气灶的是法国人菲利普·鲁本，他在 1799 年 9 月 21 日获得了用煤气照明和取暖两用装置的专利权第二年，鲁本在巴黎的一家饭店里，自己花钱装置这种设备由于当时鲁本研制的燃气灶会发出难闻的臭味，所以在开始的时候并不受人欢迎，没能得到推广尽管如此，他仍以极大的热情继续研究和改进这种装置1804 年，在拿破仑举行加冕礼的那天，鲁本在巴黎的一条街上被人杀害，燃气灶的研制工作中断了而世界上第一个供厨房用炒菜的燃气灶具是由英国北安普敦瓦斯公司的副经理詹姆斯·夏夫在 1826 年发明的他将自己发明的燃气灶装在自己家的厨房里，用来烤肉做菜这是一种立式炉灶，由吊在天花板上用来挂肉的钩子和下面的圆圈形火口组成没有放锅的炉台最早购买燃气灶的是法国利明顿的巴士旅店1834 年，巴士旅店用燃气灶给 100 人做晚饭，不但饭菜味道可口，而且没有一点煤气的臭味，是十分理想的炉灶1836 年夏天，在英国北安普敦开办了一家 35 名工人的工厂，专门生产燃气灶1852 年，象现在使用的将煤气燃烧装置与炉台合二为一的炉具开始出售1915 年，开始出现有恒温器控制的燃气灶。

1855 年，德国化学家本生发明了被称为“本生灯”的气体燃烧装置，这是一种装氧气与可燃性气体混合燃烧而产生高温的装置在“本生灯” 出现之后不到一年，英国的霍丁顿·安东·史密斯公司发明了世界上第一具用气体燃料的家用取暖装置后来，燃气灶的逐渐普及及煤气的源源供应，便形成了今天的燃气灶具三）灶具的发展1、起步阶段（1980 年以前）：产品结构简单，功能单一二十世纪八十年代以前，中国的燃气事业的发展还比较落后，城市燃气的普及程度非常低，仅有百分之十几，广大农村几乎没有人使用燃气那时，燃气灶处于起步阶段，产品结构简单，功能单一此前，燃气用具每家只有最简单的燃气灶，产品结构也很简单灶面材料大多为铸铁，表面电镀或喷涂等处理，没有电点火装置，工艺也处在比较原始的状态中2、发展阶段（1980－1990 年）：耐用性和可靠性大幅提高1980 年以后，随着改革开放的深入，市场经济随之兴起，国外各式各样的燃气用具纷纷进入中国，燃气用具的生产企业也由原来的十多家猛增到近百家，企业类型也由原来的单一燃气公司发展到有国营、集体、民营等各种企业类型，国外著名的燃具生产企业也开始在中国寻找合作伙伴，从而使燃气用具的产品质量和外观也有了根本的改变，产品的品种和功能也在不断变化。

在此期间，面板、燃烧系统、点火装置也有了改进面板材料有冷板喷涂，燃烧器有铸铁炉头、表面电镀或喷锌处理，点火装置采用压电电子点火，提高了点火率，燃气灶的耐用性和可靠性有了提高3、突破阶段（1990 年－2006 年）：品种增多，款式齐全1990 年以后，中国乃至世界经济进入了一个飞速发展阶段中国的燃气及燃具事业进入了快速成长时期国外先进燃具开发制造技术的引入，带来了中国燃具事业的突破性改变家用燃气灶具品种增多，款式新颖，安全措施增强，材质、功能和性能等均有所改善在生产质量和可靠性，工艺水平，自动化和智能化程度，性能指标的先进性，节能和环保，安全使用等方面也都有所改善四）灶具的国际要求1.气密性：从燃气入口到燃气阀门在 4.2kPa 压力下，泄漏量≤0.07L/h2.热效率：台式灶：≥55%，嵌入式灶：≥50%3.一氧化碳（CO）含量：≤0.05%（理论空气系数=1）4.进风方式：有上进风、下进风、全进风等5.熄火保护：新国标（GB16410-2007）规定，所有灶具都要加装熄火保护装置五）灶具的分类1.按使用气种分为：天燃气灶、人工煤气灶、液化石油气灶电磁灶2.按材质分为：有铸铁灶、不锈钢灶、搪瓷灶3.按灶眼分为：单眼灶、双眼灶、多眼灶；4.按点火方式分为：电脉剖点火灶、压电陶瓷点火灶 5.按安装方式分为：台式灶、嵌入式灶6.内嵌式灶具的进风方式：目前有下进风、上进风和侧进风三种方式。

①下进风式顾名思义是通过灶具下方进入新鲜空气以提供充分燃烧所需的氧,好处是火头大,热负荷高,符合中国家庭猛火爆炒的烹饪习惯不过安装嵌入式下进风灶具一定要注意在下方橱柜增设二次进风通道,否则空气不足将造成燃气燃烧不充分,产生高浓度一氧化碳,甚至导致点火爆炸、面板爆裂等严重后果②上进风的灶具无须在橱柜上开孔,它是利用较高的炉头使空气从炉头处进入的不过这种灶具在实际使用中效果也不是很好,主要是热效率低,不能提供很高的温度③侧进风型：这种灶具在面板相对低温区安上一个进风器，当燃烧使壳体内的空气减少形成负压时，冷空气会顺着进风器的入口被吸入壳体，不但提供了充足的一次空气和燃烧时所需的二次空气，解决了黄焰的问题，一氧化碳浓度也大大降低，而且泄漏的燃气也可以从这个进气口排出去，即使燃气泄漏出现点火爆燃，气流也可以从进风器尽快地排放出去，迅速降低内压，避免了玻璃面板爆裂同时，冷空气通过进风器进入炉体，也极大地降低了台面玻璃的温度该种灶具热负荷可达 3．8 千瓦六）灶具的结构1、燃烧器（1）家用燃气灶通常采用的燃烧器方式有两种：部分预混式燃烧和完全预混式燃烧2）燃烧器头部燃烧器头部的作用是将燃气、空气的混合气体均匀地分配到各个火孔上，使其进行稳定的完全燃烧。

为此，要求头部各点混合气体的压力几乎相等，二次空气能均匀地供应到每个火孔上此外，头部容积不宜过大，否则容易产生熄火噪音根据大气式燃烧器的不同用途，它可以做成多火孔头部和单火孔头部两种形式民用燃具大多数使用多火孔头部，它的形式很多在设计燃烧器头部时，要充分考虑火孔的形式、大小、孔数以及排列方式等因素这些因素并不单纯由燃烧器决定，而是根据不同用途，受加热物的大小、形状及燃烧室的大小等因素而定常用的火孔有以下几种形状：①圆火孔：燃烧器头部的火孔用钻头钻孔这种加工形式方法简单，广泛采用②方火孔（炬形火孔或梯形火孔）：有纵长和横长两种排列法③缝隙火孔：加工火孔时，用刀具取代钻头，加工成细长的沟槽，这种火孔叫缝隙火孔2、点火装置（1）压电陶瓷点火器压电陶瓷式点火主要运用于一些老式的台式燃气灶上，现在较好的燃气灶都不再使用这种点火方式了压电陶瓷是一种特殊材质，在压力作用下相互冲击产生高压电能，击穿电极间隙形成电火花但这种点火方式扭一次按钮只能喷射一次电火花，因此点燃的成功率比较低，在 70%左右，国标压电式点火器有效按压次数为 10 万次2）脉冲电子点火器电脉冲点火方式需在燃气灶底安装电池，或是外接市电，它的点火成功率很高，一般为 90%以上。

因为它只需你扭动一次按钮，就能连续不断的喷射出电火花，直到点燃为止脉冲点火器产生的脉冲电压为 10KV，但电流很小，对人没有伤害3、灶具火盖火盖是燃气灶的核心部件之一，火盖的材质、火孔设计非常重要 　目前国内燃气灶火盖的材质大都是铜合金的，但铜合金也分两种一种是含铜量在 53%左右的柜装黄铜，这是国内大多数企业和一些山寨工厂用的材质另一种是含铜量 57%的引铸非标黄铜，这种铜合金一公斤比柜装黄铜要贵几十块钱，因此质量更好国内像一些专业的灶具品牌都是用这种引铸非标黄铜合金至于是哪种黄铜，你肉眼是看不出来的非专业人士，也根本不太可能知道这些 　火盖的火孔设计比较多但主要有圆孔型、梯形、矩形、条形等其中圆孔形为第一代火盖，很早以前就有了，比较常见，易堵塞，经常要用牙签、针什么的清除一下火孔里的杂质，以免烧坏火盖梯形的还是比较少见的条形火孔总体而言热效率更高、功率比其他火孔更大，比较适合中国人炒、爆、炝等做菜的习惯4、熄火保护熄火保护装置是在燃气灶由于意外熄火时（比如煮饭时开水溢出将火打灭之类） ，燃气灶自动关闭气源，保证你安全的装置，主要分为热电式和离子感应式两种现在国家已经强制性要求燃气灶带熄火保护了，所以没有熄火保护装置的，你千万不要买。

热电式：是通过热电偶感知温度，而产生热电势来开闭电磁阀的原理这种熄火保护装置是一套热电偶、电磁阀只控制一个气路通道，安全系数高：即如果其中一个损坏，不会影响另外一个炉头的正常使用，稳定、可靠，一般不需外接电源但它存在一定热惰性，使热电偶输出的电流不能随着火焰熄灭而立即消失，对意外熄火的反应较慢，一般需要 5-10s 左右才能关闭燃气阀，不过这点泄露量是不会引起任何安全问题的目前大部分品牌厂家的灶具都是选用的这种方式，其中以西班牙 0KALI 公司生产的熄火保护装置最为稳定离子感应式：主要利用火焰中带有电离子，具有单向导电性的原理而发明（火苗相当于一段导线） 这种方式的优点在于切断燃气速度很快但只能适用于单气路通道，经过此保护装置后的气路通道不能再分开，否则会产生误动作而造成漏气；所以如果熄火保护装置损坏，则整个炉灶都不能使用，其次需要外接电源，耗电量大，一般 2-3 个月就需要换一次电池5、进风方式①下进风型：这种灶具是照抄进口灶具而来，为符合国人猛火爆炒的烹调习惯而增大了热负荷及燃烧器，国外这种产品是要求橱柜开孔，或依靠较大的橱柜缝隙来补充燃烧所需的二次空气，同时用于泄漏燃气?点火时不可避免 的排出，且小热负荷设计。

而国内用户很少知道将橱柜开孔，因而造成燃烧不充分，黄焰、一氧化碳浓度高，且一旦燃气泄漏量较大，就可能造成点火爆燃，导致玻璃面板爆裂 ②上进风型：这种灶具改进了第一种灶具的缺点，将炉头抬高超过台面，希望从炉头与承液盘的缝隙进入空气但燃烧时该部位已形成了高温区，冷空气受热膨胀上升，不能由此进入炉头，于是二次空气仍然得不到有效补充，根本上也解决不了黄焰及一氧化碳浓度偏高的问题这种结构设计，热负荷也不能设计过大?大于 3．06 千瓦时黄焰很厉害 ，热效率较低，不太符合国人对猛火的需求，且高高的炉头使灶具的美观大打折扣，但能降低玻璃面板爆裂率③侧进风型：这种灶具在面板相对低温区安上一个进风器，当燃烧使壳体内的空气减少形成负压时，冷空气会顺着进风器的入口被吸入壳体，不但提供了充足的一次空气和燃烧时所需的二次空气，解决了黄焰的问题，一氧化碳浓度也大大降低，而且泄漏的燃气也可以从这个进气口排出去，即使燃气泄漏出现点火爆燃，气流也可以从进风器尽快地排放出去，迅速降低内压，避免了玻璃面板爆裂同时，冷空气通过进风器进入炉体，也极大地降低了台面玻璃的温度该种灶具热负荷可达 3．8千瓦6、燃烧方式燃气灶按照出火的火苗方向可以分为直火燃烧、侧火燃烧、旋转火燃烧。

直火燃烧很常见，就是出气孔朝上，火苗从下到上，垂直于锅底侧火燃烧的火盖主要以圆形火孔为主，出气孔不在火盖上面，而在火盖四周，斜向上朝向锅底喷出旋转火燃烧的火盖主要为条形火孔 ，由于出气量适宜、与空气混合较。