Halo dan selamat datang di artikel ini dimana saya akan membahas konsep penting dalam bidang ilmu pembakaran, "Autoignition".
Pada artikel ini, saya akan membahas berbagai aspek penyalaan otomatis, termasuk definisi, suhu penyalaan sendiri dari berbagai zat seperti kertas, solar, etanol, hidrogen, avgas, dan banyak lagi.
Saya juga akan membahas perbedaan antara flash point, fire point, dan temperatur autoignition, dan bagaimana tekanan mempengaruhi temperatur autoignition.
Di akhir artikel ini, Anda akan memiliki pemahaman yang komprehensif tentang penyalaan otomatis dan implikasinya. Jadi, mari kita mulai!
Apa itu Autoignition?
Definisi formalnya adalah:
Penyalaan spontan sebagian atau seluruh campuran bahan bakar-udara di ruang bakar mesin pembakaran dalam. Juga dikenal sebagai pembakaran spontan.
Penyalaan otomatis adalah ketika suatu zat mulai terbakar dengan sendirinya, tanpa bantuan dari sumber luar. Panas di dalam zat menyebabkannya terbakar dengan sendirinya.
Apa itu Suhu Penyalaan Otomatis?
Suhu penyalaan otomatis adalah suhu terendah di mana suatu zat akan mulai terbakar dalam suasana normal. Suhu ini dipengaruhi oleh hal-hal seperti tekanan, konsentrasi oksigen, dan jumlah bahan bakar ke udara. Penting untuk diingat bahwa suhu di mana suatu zat akan mulai terbakar dengan sendirinya bergantung pada jenis dan susunan zat tersebut.
Autoignition di Mesin Pembakaran Internal
Mesin pembakaran internal dapat menyala sendiri karena panas kompresi saja atau bila panas ini dikombinasikan dengan injeksi bahan bakar. Self-ignition juga disebut pembakaran spontan, dan itu bisa terjadi di ruang bakar mesin.
Saat bekerja dengan bahan yang mudah terbakar, suhu penyalaan otomatis merupakan faktor kunci dalam menentukan risiko kebakaran atau ledakan. Ini digunakan untuk mengetahui seberapa besar kemungkinan suatu zat akan terbakar dengan sendirinya di atmosfer normal, tanpa percikan atau nyala api dari luar.
Video
Tip: Nyalakan tombol keterangan jika Anda membutuhkannya. Pilih "terjemahan otomatis" di tombol pengaturan, jika Anda tidak terbiasa dengan bahasa Inggris. Anda mungkin perlu mengeklik bahasa video terlebih dahulu sebelum bahasa favorit Anda tersedia untuk diterjemahkan.
Suhu Penyalaan Otomatis dari Berbagai Zat
Kayu:
Suhu di mana kayu mulai terbakar dengan sendirinya adalah sekitar 482°F (250°C). Pada suhu 700°F (371°C), ia dapat langsung terbakar, tetapi butuh beberapa menit antara 450°F (232°C) dan 500°F (260°C).
Pada fluks panas minimum yang diperlukan untuk menyalakan api langsung, suhu permukaan antara 300 dan 365°C (572 dan 689°F).
Avgas (bensin penerbangan):
Suhu di mana ia mulai terbakar dengan sendirinya adalah 280°C (536°F). Avgas adalah sejenis bensin yang dibuat untuk mesin pesawat terbang.
Ini memiliki titik nyala -43 ° C (-45 ° F). Ini seperti minyak tanah, yang juga memiliki suhu 280°C (536°F) yang dapat mulai terbakar dengan sendirinya.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
Etanol:
Suhu penyalaan otomatis etanol adalah 365°C (689°F), lebih rendah dari dietil eter (160°C atau 320°F) dan lebih tinggi dari bensin (247-280°C atau 477-536°F ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
Hidrogen:
Suhu di mana hidrogen akan mulai terbakar dengan sendirinya adalah 535°C (995°F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
etilen oksida:
Suhu di mana etilen oksida mulai terbakar dengan sendirinya adalah 429°C (804,2°F). Tapi jika ada karat, suhunya bisa mencapai 140°C (284°F).
Pada suhu di atas 51,3°F (10,7°C), etilen oksida adalah gas tidak berwarna yang dapat terbakar dengan sendirinya.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Diesel:
Titik nyala otomatis: sekitar 210°C.
Baja:
Titik nyala otomatis: sekitar 1315°C (2399°F).
Kertas:
Titik nyala otomatis: Sekitar 218 - 248°C.
Begitu api kertas mulai menyala, panas di tengah dapat mencapai 815°C.
Gas lainnya:
- Metana: 580 °C
- Propana: 493 °C
- Etilen: 425 °C
- Asetilena: 305 °C
- Nafta: 290 °C
- Karbon disulfida: 102 °C
Bagaimana Mengenal Perbedaan Antara Pengapian Otomatis, Titik Nyala, dan Titik Api
Singkatnya, titik nyala, titik api, dan suhu penyalaan sendiri semuanya terkait dengan seberapa mudah terbakar suatu zat, tetapi setiap istilah mengacu pada aspek yang berbeda tentang bagaimana zat tersebut bekerja saat terkena panas dan api.
Pengapian otomatis
Penyalaan otomatis adalah suhu terendah di mana bahan yang mudah terbakar akan mulai terbakar dengan sendirinya, tanpa percikan api atau sumber penyalaan lain dari luar.
Ini terjadi ketika suhu bahan mencapai suhu penyalaan sendiri, mengubahnya menjadi gas yang mudah terbakar yang mulai terbakar dengan sendirinya.
Titik nyala
Titik nyala, di sisi lain, adalah suhu terendah di mana cairan yang dapat terbakar mengeluarkan uap yang cukup untuk terbakar ketika bersentuhan dengan sumber penyalaan.
Untuk setiap cairan yang mudah terbakar, jumlah uap di udara yang diperlukan untuk menjaga agar api tetap menyala berbeda, dan suhu titik nyala menunjukkan suhu terendah di mana cairan yang mudah terbakar akan terbakar saat berada di dekat sumber penyalaan.
Titik Nyala vs Titik Nyala Otomatis:
Titik nyala dan titik nyala otomatis adalah dua cara penting untuk mengukur seberapa mudah suatu zat terbakar.
Kedua istilah tersebut mengacu pada suhu di mana sesuatu dapat mulai terbakar, tetapi keduanya berbicara tentang bagian proses yang berbeda.
Titik nyala adalah suhu di mana suatu zat dapat terbakar dari sumber luar, dan titik nyala otomatis adalah suhu di mana zat tersebut akan terbakar dengan sendirinya.
Titik Api
Titik api adalah suhu di mana uap cairan yang mudah terbakar terus menyala setelah dibakar.
Ini lebih tinggi dari suhu titik nyala dan menunjukkan suhu terendah di mana suatu zat akan terus menyala setelah terbakar.
Expeltec membuat infografis yang sangat bagus untuk menjelaskan beberapa perbedaan secara visual:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Autoignition vs Proses Lainnya
Pembakaran spontan berbeda dengan autoignition karena tidak memerlukan sumber energi dari luar untuk memulai.
Suhu penyulutan otomatis adalah suhu terendah di mana suatu zat akan terbakar dalam suasana normal tanpa percikan api dari luar.
Autoignition dan autoexposure juga merupakan proses yang berbeda. Autoexposure adalah ketika api menyebar dari satu lantai ke lantai lain di gedung dengan lebih dari satu lantai, dan autoignition adalah suhu terendah di mana bahan yang mudah terbakar akan mulai terbakar dengan sendirinya.
Ukuran Ketahanan Bahan Bakar terhadap Penyalaan Otomatis
Nilai oktan
Singkatnya, peringkat oktan adalah ukuran seberapa baik bahan bakar dapat menahan ledakan dan penyalaan awal, dan juga menunjukkan seberapa baik bahan bakar dapat menahan penyalaan sendiri.
Peringkat oktan adalah cara standar untuk mengukur seberapa keras bahan bakar seperti bensin dan solar mulai terbakar sendiri di mesin busi.
Peringkat ini didasarkan pada tekanan di mana bahan bakar akan menyala sendiri (mulai terbakar dengan sendirinya) di lingkungan yang terkendali.
Peringkat oktan ditulis sebagai research octane number (RON) atau motor octane number (MON).
Semakin tinggi peringkat oktan, semakin tahan bahan bakar terhadap penyalaan sendiri, dan semakin kecil kemungkinan Mesin SI akan terbentur atau ping selama kompresi.
Penyalaan Otomatis dan Karakteristiknya
Dalam derajat sudut engkol, penundaan penyalaan otomatis adalah jumlah waktu antara awal injeksi bahan bakar (SOI) dan awal pembakaran (SOC) (CAD).
Ini juga disebut waktu tunda pengapian (IDT), dan ini menunjukkan berapa lama waktu yang dibutuhkan campuran bahan bakar dan udara untuk bereaksi pada suhu dan tekanan tertentu.
Temperatur Penyalaan Otomatis
Etanol dapat mulai terbakar pada suhu 685°F (363°C). Ini adalah suhu di mana campuran bahan bakar dan udara akan menyala dengan sendirinya, tanpa bantuan dari sumber luar.
Salah satu cara untuk mengetahui suhu penyulutan otomatis adalah dengan mengukur kenaikan suhu antara akhir langkah kompresi dan awal peristiwa penyalaan otomatis.
Cara lain adalah dengan mencari suhu penyulutan sendiri dari 1-propanol dan 2-propanol.
Autoignition dan Perpindahan Panas Radiasi
Ini terjadi ketika cairan yang mudah terbakar dipanaskan di atas suhu penyalaannya dan uap yang dilepaskan dapat menyala sendiri saat terkena radiasi seperti radiasi infra merah dari benda panas atau semburan api.
Ada dua jenis pengapian: pengapian terpilot dan pengapian otomatis. Bahan yang mudah terbakar membutuhkan sumber panas dari luar, seperti percikan atau nyala api, untuk menyalakan penyalaan yang diujicobakan.
Autoignition, di sisi lain, tidak membutuhkan sumber panas dari luar. Sebaliknya, ia menggunakan energi material itu sendiri untuk menyalakan api.
Temperatur Penyalaan Otomatis
Suhu penyulutan sendiri suatu zat adalah suhu terendah saat zat tersebut mulai terbakar. Ini adalah suhu di mana sesuatu dapat mulai terbakar dengan sendirinya.
Memahami Pentingnya Suhu Autoignition
Temperatur autoignition adalah konsep kunci dalam ilmu pembakaran. Itu berarti suhu terendah di mana suatu zat akan menyala sendiri dan terbakar tanpa percikan api dari luar.
Suhu di mana suatu bahan akan mulai terbakar dengan sendirinya dapat berubah tergantung pada hal-hal seperti apa lagi yang ada di area tersebut.
Jika berbicara tentang campuran bahan bakar yang dapat terbakar, suhu penyalaan otomatis adalah suhu terendah di mana bahan bakar akan terbakar dengan sendirinya tanpa percikan api dari luar.
Memahami suhu penyulutan sendiri suatu zat penting untuk keselamatan kebakaran dan untuk penggunaan dan penyimpanan yang aman dari benda-benda yang dapat terbakar.
Gas Hidrogen dan Pengapian Otomatis
Ketika gas hidrogen dimasukkan ke dalam mesin, itu mengubah cara kerja penyalaan otomatis dengan cara yang unik. Cara pembakarannya dipengaruhi oleh fakta bahwa suhu penyalaan otomatis dan konduktivitas termalnya lebih tinggi daripada bahan bakar seperti metana.
Efek Hidrogen pada Penyalaan Otomatis
Ketika hidrogen dicampur dengan bahan bakar lain, suhu yang lebih tinggi saat ia menyala dengan sendirinya mempercepat laju pembakaran dan meningkatkan tekanan di dalam silinder.
Tetapi menggunakan hidrogen juga dapat menyebabkan masalah seperti masalah keamanan, pengapian prematur, serangan balik, dan daya yang berkurang.
Ketika beban tertentu diletakkan pada mesin dengan pengapian percikan, penyalaan otomatis yang tidak terkendali dapat menyebabkan mesin berbunyi.
Pada mesin yang dapat menggunakan bahan bakar diesel dan hidrogen, memasukkan hidrogen ke dalam intake manifold dapat menyebabkan bahan bakar diesel mulai terbakar dengan sendirinya.
Suhu Udara Autoignition
Udara tidak mudah terbakar, sehingga udara tidak memiliki suhu yang dapat membuat udara mulai terbakar dengan sendirinya. Bahan bakar dan bahan kimia seperti butana, kokas, hidrogen, dan minyak bumi sering kali diberi suhu penyalaan sendiri.
Suhu penyalaan otomatisnya adalah suhu terendah di mana suatu bahan mulai memanas sendiri, yang dapat menyebabkan kebakaran.
Tekanan Autoignition
Tekanan di mana hidrogen akan mulai terbakar adalah antara 3,5 dan 7 Mpa (35-70 bar). Pengapian spontan lebih mungkin terjadi ketika tekanan pelepasan awal tinggi dan guncangan utama kuat.
Tekanan yang dibutuhkan untuk menyalakan api bergantung pada seberapa banyak oksigen dan helium yang ada di udara.
Pengaruh Tekanan pada Pengapian Otomatis
Saat tekanan naik, suhu di mana campuran gas atau uap dapat mulai terbakar dengan sendirinya turun.
Ini karena tekanan yang lebih tinggi mempercepat reaksi, yang menurunkan suhu di mana reaksi dimulai.
Penyimpanan Onboard Hidrogen
Sebagian besar sistem penyimpanan hidrogen onboard bekerja pada tekanan hingga 700 bar. Bahkan tekanan yang lebih tinggi digunakan di stasiun pengisian bahan bakar untuk jenis penyimpanan ini.
Gas yang tersulut secara internal dapat kehilangan panas melalui pelepasan kejut yang menyebabkan api padam sebelum seluruh volume terbakar. Ini dapat menghentikan gas agar tidak menyala sendiri.
Pengujian Autoignition Minyak Mentah
Pengujian autoignition dilakukan pada minyak mentah untuk mengetahui suhu terendah yang secara spontan akan terbakar pada suhu ruangan normal.
American Society for Testing and Materials (ASTM) telah menetapkan standar untuk menguji kemampuan minyak mentah untuk menyala sendiri.
ASTM E659: Suhu di mana suatu zat mulai terbakar dengan sendirinya
ASTM E659 adalah tes standar yang digunakan untuk melihat apakah minyak mentah akan terbakar dengan sendirinya. Metode pengujian ini menunjukkan cara menemukan suhu penyalaan otomatis api panas dan api dingin dari bahan kimia cair di udara pada tekanan atmosfer dalam bejana yang dipanaskan secara seragam.
Hasil pengujian ini menunjukkan suhu terendah di mana minyak mentah biasanya akan terbakar.
Membandingkan ASTM E659 dan ASTM D2155
ASTM E659 adalah cara yang lebih mutakhir untuk menguji penyulutan otomatis minyak mentah daripada ASTM D2155. Meskipun alat untuk setiap metode berbeda, hasilnya tetap sama.
ASTM D93A: Penentuan Titik Nyala
ASTM D 93A adalah cara untuk mengetahui titik nyala minyak bumi dan produk yang terbuat dari minyak bumi. Tapi itu tidak mencakup tes untuk self-ignition.
Titik nyala adalah suhu di mana produk berbahan dasar minyak mengeluarkan uap yang cukup untuk nyala api kecil untuk menyalakan api dan mempertahankannya.
Suhu titik nyala tidak sama dengan suhu penyalaan otomatis. Suhu penyalaan otomatis adalah suhu di mana suatu zat akan mulai terbakar dengan sendirinya tanpa percikan api dari luar.
Bagikan pada…
