Üdvözlöm Önt ebben a cikkben, ahol az égéstudomány területén egy kulcsfontosságú koncepcióról fogok beszélni, az "öngyújtásról".
Ebben a cikkben az öngyulladás különböző aspektusait fogom bemutatni, beleértve a definíciót, a különböző anyagok, például a papír, a dízel, az etanol, a hidrogén, az átlaggáz és egyebek öngyulladási hőmérsékletét.
Kitérek a lobbanáspont, a tűzpont és az öngyulladási hőmérséklet közötti különbségre, valamint arra is, hogy a nyomás hogyan befolyásolja az öngyulladási hőmérsékletet.
A cikk végére átfogóan megérti az öngyulladást és annak következményeit. Szóval, kezdjük!
Mi az öngyulladás?
A formális definíció a következő:
Az üzemanyag-levegő keverék egy részének vagy egészének öngyulladása a belső égésű motor égésterében. Más néven spontán égés.
Öngyulladásról akkor beszélünk, amikor egy anyag magától égni kezd, külső forrás segítsége nélkül. Az anyag belsejében lévő hő hatására az anyag magától meggyullad.
Mi az öngyulladási hőmérséklet?
Az öngyulladási hőmérséklet az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelynél az anyag normális légkörben égni kezd. Ezt a hőmérsékletet olyan dolgok befolyásolják, mint a nyomás, az oxigénkoncentráció és a levegőbe jutó üzemanyag mennyisége. Fontos megjegyezni, hogy az a hőmérséklet, amelyen az anyag magától elkezd égni, az anyag típusától és összetételétől függ.
Öngyulladás a belső égésű motorokban
A belső égésű motorok öngyulladhatnak a kompressziós hő hatására, vagy ha ezt a hőt üzemanyag-befecskendezéssel kombinálják. Az öngyulladást spontán égésnek is nevezik, és a motor égésterében történhet.
Ha gyúlékony anyagokkal dolgozik, az öngyulladási hőmérséklet kulcsfontosságú tényező a tűz vagy robbanás kockázatának meghatározásában. Arra használják, hogy meghatározzák, mekkora a valószínűsége annak, hogy egy anyag magától meggyullad normál légkörben, kívülről érkező szikra vagy láng nélkül.
Videó
Tipp: Kapcsolja be a felirat gombot, ha szüksége van rá. Válassza az „automatikus fordítás” lehetőséget a beállítások gombban, ha nem ismeri az angol nyelvet. Előfordulhat, hogy először a videó nyelvére kell kattintania, mielőtt kedvenc nyelve elérhetővé válik a fordításhoz.
Különböző anyagok öngyulladási hőmérséklete
Faipari:
Az a hőmérséklet, amelyen a fa magától égni kezd, körülbelül 482 °F (250 °C). 700 °F (371 °C) hőmérsékleten azonnal meggyulladhat, de 232 °C és 260 °C között néhány percig tart.
A közvetlen láng elindításához szükséges minimális hőáram mellett a felületi hőmérséklet 300 és 365 °C (572 és 689 °F) között van.
Avgas (repülőbenzin):
A hőmérséklet, amelyen magától égni kezd, 280°C (536°F). Az Avgas egyfajta benzin, amelyet repülőgépmotorokhoz gyártanak.
Lobbanáspontja -43°C (-45°F). Olyan, mint a kerozin, amelynek hőmérséklete 280 °C (536 °F), amelynél magától égni tud.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
Etanol:
Az etanol öngyulladási hőmérséklete 365°C (689°F), ami alacsonyabb, mint a dietil-éteré (160°C vagy 320°F), és magasabb, mint a benziné (247-280°C vagy 477-536°F). ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
Hidrogén:
Az a hőmérséklet, amelyen a hidrogén magától elkezd égni, 535 °C (995 °F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
Etilén-oxid:
Az a hőmérséklet, amelyen az etilén-oxid magától égni kezd, 429 °C (804,2 °F). De ha rozsda van, akkor akár 140 °C (284 °F) is lehet.
10,7 °C (51,3 °F) feletti hőmérsékleten az etilén-oxid színtelen gáz, amely önmagában is meggyullad.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Dízel:
Öngyulladási pont: kb. 210°C.
Acél:
Öngyulladási pont: körülbelül 1315°C (2399°F).
Papír:
Öngyulladási pont: Kb. 218 - 248°C.
Amint a papírtűz elkezdődik, a hő a központban akár 815 °C-ot is elérhet.
Egyéb gázok:
- Metán: 580 °C
- Propán: 493 °C
- Etilén: 425 °C
- Acetilén: 305 °C
- Benzin: 290 °C
- Szén-diszulfid: 102 °C
Hogyan lehet különbséget tenni az öngyulladás, a lobbanáspont és a tűzpont között
Összefoglalva, a lobbanáspont, a tűzpont és az öngyulladási hőmérséklet mind összefügg az anyag gyúlékonyságával, de mindegyik kifejezés más-más szempontra utal, hogy az anyag hogyan viselkedik hőnek és tűznek kitéve.
Öngyulladás
Az öngyulladás az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen egy gyúlékony anyag magától égni kezd, szikra vagy más kívülről jövő gyújtóforrás nélkül.
Ez akkor történik, amikor az anyag hőmérséklete eléri az öngyulladási hőmérsékletét, és gyúlékony gázzá alakul, amely magától égni kezd.
Lobbanáspont
A lobbanáspont ezzel szemben az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen a meggyulladni tudó folyadék elegendő gőzt bocsát ki ahhoz, hogy meggyulladjon, amikor gyújtóforrással érintkezik.
Minden gyúlékony folyadék esetében eltérő a tűz fenntartásához szükséges gőzmennyiség a levegőben, és a lobbanáspont-hőmérséklet azt a legalacsonyabb hőmérsékletet mutatja, amelynél a gyúlékony folyadék meggyullad, ha gyújtóforrás közelében van.
Lobbanáspont vs öngyulladási pont:
A lobbanáspont és az öngyulladási pont két fontos módszer annak mérésére, hogy egy anyag milyen könnyen gyullad meg.
Mindkét kifejezés arra a hőmérsékletre vonatkozik, amelyen valami elkezdhet égni, de a folyamat különböző részeiről beszélnek.
A lobbanáspont az a hőmérséklet, amelyen egy anyag külső forrásból meggyulladhat, az öngyulladási pont pedig az a hőmérséklet, amelyen magától meggyullad.
Lobbanáspont
A tűzpont az a hőmérséklet, amelyen a gyúlékony folyadék gőze tovább ég, miután meggyújtották.
Ez magasabb, mint a lobbanáspont hőmérséklete, és azt a legalacsonyabb hőmérsékletet mutatja, amelyen az anyag tovább ég, miután meggyulladt.
Az Expeltec egy igazán szép infografikát készített, hogy vizuálisan elmagyarázza néhány különbséget:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Öngyulladás vs egyéb folyamatok
A spontán égés különbözik az öngyulladástól, mert nincs szüksége külső energiaforrásra az induláshoz.
Az öngyulladási hőmérséklet az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelynél az anyag meggyullad normál légkörben, kívülről érkező szikra nélkül.
Az öngyulladás és az önexpozíció szintén különböző folyamatok. Az automatikus expozícióról akkor beszélünk, amikor a tűz átterjed egyik emeletről a másikra egy több emeletes épületben, és az öngyulladás az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen egy gyúlékony anyag magától égni kezd.
Az öngyulladással szembeni üzemanyag-ellenállás mérései
Oktánszám
Röviden, az oktánszám azt méri, hogy egy üzemanyag mennyire képes ellenállni a detonációnak és az előgyújtásnak, és azt is megmutatja, hogy mennyire képes ellenállni az önálló elindulásnak.
Az oktánszám szabványos módszer annak mérésére, hogy az olyan üzemanyagok, mint a benzin és a dízel, milyen keménységgel kezdenek önmagukban égni a szikragyújtású motorokban.
Ez a besorolás azon a nyomáson alapul, amelyen az üzemanyag öngyulladásra lép (magától égni kezd) ellenőrzött környezetben.
Az oktánszám vagy a kutatási oktánszám (RON) vagy a motor oktánszáma (MON).
Minél magasabb az oktánszám, annál ellenállóbb az üzemanyag az öngyulladással szemben, és annál kisebb a valószínűsége annak, hogy egy SI-motor kopogni vagy pingelni fog a kompresszió során.
Az öngyulladás és jellemzői
A forgattyús forgattyús szög fokában az öngyulladás késleltetése az üzemanyag-befecskendezés (SOI) és az égés kezdete (SOC) (CAD) közötti idő.
Gyújtáskésleltetési időnek (IDT) is nevezik, és azt mutatja meg, hogy mennyi idő alatt reagál az üzemanyag és levegő keveréke egy bizonyos hőmérsékleten és nyomáson.
Öngyulladási hőmérséklet
Az etanol 363 °C (685 °F) hőmérsékleten elkezdhet égni. Ez az a hőmérséklet, amelyen az üzemanyag és a levegő keveréke magától világít, külső forrás segítsége nélkül.
Az öngyulladási hőmérséklet meghatározásának egyik módja a hőmérséklet-emelkedés mérése a kompressziós löket vége és az öngyulladási esemény kezdete között.
Egy másik módszer az 1-propanol és a 2-propanol öngyulladási hőmérsékletének meghatározása.
Öngyulladás és sugárzási hőátadás
Ez akkor fordul elő, ha egy gyúlékony folyadékot a gyulladási hőmérséklete fölé melegítenek, és a felszabaduló gőzök öngyulladnak, ha olyan sugárzásnak vannak kitéve, mint a forró tárgyak infravörös sugárzása vagy a tűzcsóva.
Kétféle gyújtás létezik: irányított gyújtás és öngyújtás. A gyúlékony anyagnak külső hőforrásra van szüksége, például szikrára vagy lángra, hogy elindítsa az irányított gyújtást.
Az öngyulladáshoz viszont nincs szükség külső hőforrásra. Ehelyett az anyag saját energiáját használja fel a tüzet gyújtásához.
Öngyulladási hőmérséklet
Egy anyag öngyulladási hőmérséklete az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen égni kezd. Ez az a hőmérséklet, amelyen valami magától égni kezd.
Az öngyulladási hőmérséklet fontosságának megértése
Az öngyulladási hőmérséklet kulcsfogalom az égéstudományban. Ez azt a legalacsonyabb hőmérsékletet jelenti, amelyen az anyag magától meggyullad, és külső szikra nélkül meggyullad.
Az a hőmérséklet, amelyen az anyag magától égni kezd, attól függően változhat, hogy mi van még a területen.
Ha olyan tüzelőanyag-keverékekről van szó, amelyek meggyulladhatnak, az öngyulladási hőmérséklet az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelynél az üzemanyag magától meggyullad, kívülről érkező szikra nélkül.
Egy anyag öngyulladási hőmérsékletének megértése fontos a tűzbiztonság, valamint a tűzveszélyes tárgyak biztonságos használata és tárolása szempontjából.
Hidrogéngáz és öngyulladás
Ha hidrogéngázt helyeznek a motorba, az egyedülálló módon megváltoztatja az öngyulladás működését. Az égés módját befolyásolja az a tény, hogy öngyulladási hőmérséklete és hővezető képessége magasabb, mint az üzemanyagoké, például a metáné.
A hidrogén hatása az öngyulladásra
Ha a hidrogént más tüzelőanyagokkal keverik, a magasabb hőmérséklet, amelyen magától meggyullad, felgyorsítja az égés sebességét és növeli a nyomást a hengerben.
A hidrogén használata azonban olyan problémákat is okozhat, mint a biztonsági problémák, az idő előtti gyulladás, a visszatüzelés és a kisebb teljesítmény.
Ha bizonyos terheléseket helyeznek a szikragyújtású motorokra, az ellenőrizetlen öngyulladás a motor kopogását okozhatja.
Azoknál a motoroknál, amelyek dízel üzemanyagot és hidrogént is használhatnak, ha hidrogént helyeznek a szívócsőbe, akkor a dízel üzemanyag magától égni kezd.
A levegő öngyulladási hőmérséklete
A levegő nem gyúlékony, ezért nincs olyan hőmérséklete, amelynél magától égni kezd. Az üzemanyagok és vegyszerek, például a bután, a koksz, a hidrogén és a kőolaj öngyulladási hőmérsékletét gyakran megadják.
Öngyulladási hőmérséklete az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelynél az anyag önmelegedni kezd, ami tüzet okozhat.
Öngyulladási nyomás
A nyomás, amelyen a hidrogén elkezd égni, 3,5 és 7 Mpa (35-70 bar) között van. A spontán gyulladás valószínűbb, ha a kezdeti kioldó nyomás magas, és a vezető sokk erős.
A tűz indításához szükséges nyomás attól függ, hogy mennyi oxigén és hélium van a levegőben.
A nyomás hatása az öngyulladásra
A nyomás növekedésével csökken az a hőmérséklet, amelyen a gázok vagy gőzök keveréke önmagában égni kezdhet.
Ez azért van, mert a nagyobb nyomás felgyorsítja a reakciót, ami csökkenti a hőmérsékletet, amelyen a reakció megindul.
Hidrogén fedélzeti tároló
A legtöbb fedélzeti hidrogéntároló rendszer akár 700 bar nyomáson is működik. Az üzemanyagtöltő állomásokon még nagyobb nyomást alkalmaznak az ilyen típusú tároláshoz.
A belsőleg meggyulladt gázok hőt veszíthetnek a sokkkisülés következtében, aminek következtében a láng kialszik, mielőtt a teljes térfogat lángra lobbanna. Ez megakadályozhatja, hogy a gáz magától begyulladjon.
Nyersolaj öngyulladási vizsgálata
Az öngyulladási tesztet nyersolajon végzik, hogy megtudják, milyen legalacsonyabb hőmérsékleten fog spontán lángra lobbanni normál szobahőmérsékleten.
Az American Society for Testing and Materials (ASTM) szabványokat állított fel a kőolaj öngyulladási képességének vizsgálatára.
ASTM E659: Azok a hőmérsékletek, amelyeken az anyag magától égni kezd
Az ASTM E659 a szabványos teszt, amelyet annak megállapítására használnak, hogy a kőolaj magától kigyullad-e. Ez a vizsgálati módszer bemutatja, hogyan lehet meghatározni egy folyékony vegyi anyag forró láng és hideg láng öngyulladási hőmérsékletét levegőben, atmoszférikus nyomáson, egyenletesen fűtött edényben.
A teszt eredményei azt mutatják, hogy mi az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen a kőolaj általában meggyullad.
Az ASTM E659 és az ASTM D2155 összehasonlítása
Az ASTM E659 egy korszerűbb módszer a nyersolaj öngyulladási vizsgálatára, mint az ASTM D2155. Annak ellenére, hogy az egyes módszerek eszközei eltérőek, az eredmények ugyanazok.
ASTM D93A: Lobbanáspont meghatározása
Az ASTM D 93A egy módszer a kőolaj és a kőolajból készült termékek lobbanáspontjának meghatározására. De nem terjed ki az öngyulladási tesztekre.
A lobbanáspont az a hőmérséklet, amelyen a kőolaj alapú termék elegendő gőzt bocsát ki ahhoz, hogy egy kis láng tüzet gyújtson és fenntartsa azt.
A lobbanáspont hőmérséklete nem egyezik meg az öngyulladási hőmérséklettel. Az öngyulladási hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen az anyag magától égni kezd, kívülről érkező szikra nélkül.
Oszd meg…
