Bună ziua și bun venit la acest articol în care voi discuta despre un concept crucial în domeniul științei arderii, „Autoagnirea”.
În acest articol, voi acoperi diverse aspecte ale autoaprinderii, inclusiv definiția, temperatura de autoaprindere a diferitelor substanțe, cum ar fi hârtie, motorină, etanol, hidrogen, avgas și multe altele.
Voi discuta, de asemenea, diferența dintre punctul de aprindere, punctul de foc și temperatura de autoaprindere și modul în care presiunea afectează temperatura de autoaprindere.
Până la sfârșitul acestui articol, veți avea o înțelegere cuprinzătoare a autoaprinderii și a implicațiilor acesteia. Asadar, haideti sa începem!
Ce este autoaprinderea?
Definiția formală este:
Aprinderea spontană a unei părți sau a întregului amestec combustibil-aer din camera de ardere a unui motor cu ardere internă. Cunoscută și sub denumirea de ardere spontană.
Autoaprinderea este atunci când o substanță începe să ardă de la sine, fără nici un ajutor din partea unei surse externe. Căldura din interiorul substanței o face să ia foc de la sine.
Care este temperatura de autoaprindere?
Temperatura de autoaprindere este cea mai scăzută temperatură la care o substanță va începe să ardă într-o atmosferă normală. Această temperatură este afectată de lucruri precum presiunea, concentrația de oxigen și cantitatea de combustibil în aer. Este important să ne amintim că temperatura la care o substanță va începe să ardă singură depinde de tipul și compoziția substanței.
Autoaprindere la motoarele cu ardere internă
Motoarele cu ardere internă se pot autoaprinde numai datorită căldurii de compresie sau atunci când această căldură este combinată cu injecția de combustibil. Autoaprinderea se mai numește și ardere spontană și se poate întâmpla în camera de ardere a motorului.
Când lucrați cu materiale inflamabile, temperatura de autoaprindere este un factor cheie în determinarea riscului de incendiu sau explozie. Este folosit pentru a da seama cât de probabil este ca o substanță să ia foc de la sine într-o atmosferă normală, fără o scânteie sau o flacără din exterior.
Video
Sfat: activați butonul de subtitrare dacă aveți nevoie de el. Alegeți „traducere automată” în butonul de setări, dacă nu sunteți familiarizat cu limba engleză. Poate fi necesar să faceți mai întâi clic pe limba videoclipului înainte ca limba preferată să devină disponibilă pentru traducere.
Temperatura de autoaprindere a diferitelor substanțe
Lemn:
Temperatura la care lemnul începe să ardă singur este de aproximativ 482°F (250°C). La 700°F (371°C), poate lua foc imediat, dar durează câteva minute între 450°F (232°C) și 500°F (260°C).
La fluxul de căldură minim necesar pentru a porni o flacără directă, temperatura suprafeței este între 300 și 365°C (572 și 689°F).
Avgas (benzină pentru aviație):
Temperatura la care începe să ardă singur este de 280°C (536°F). Avgas este un tip de benzină făcut pentru motoarele de avioane.
Are un punct de aprindere de -43°C (-45°F). Este ca kerosenul, care are și o temperatură de 280°C (536°F) la care poate începe să ardă de la sine.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
Etanol:
Temperatura de autoaprindere a etanolului este de 365°C (689°F), care este mai mică decât cea a dietil eterului (160°C sau 320°F) și mai mare decât cea a benzinei (247-280°C sau 477-536°F). ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
Hidrogen:
Temperatura la care hidrogenul va începe să ardă singur este de 535°C (995°F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
Oxid de etilenă:
Temperatura la care oxidul de etilenă începe să ardă singur este de 429 °C (804,2 °F). Dar dacă există rugină, ar putea fi până la 140 ° C (284 ° F).
La temperaturi peste 51,3 ° F (10,7 ° C), oxidul de etilenă este un gaz incolor care poate lua foc de la sine.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Motorină:
Punct de autoaprindere: aproximativ 210°C.
Oţel:
Punct de autoaprindere: aproximativ 1315°C (2399°F).
Hârtie:
Punct de autoaprindere: Aproximativ 218 - 248°C.
Odată ce pornește un foc de hârtie, căldura din centru poate ajunge până la 815°C.
Alte gaze:
- Metan: 580 °C
- Propan: 493 °C
- Etilenă: 425 °C
- Acetilenă: 305 °C
- Nafta: 290 °C
- Disulfură de carbon: 102 °C
Cum să spuneți diferențele dintre autoaprindere, punctul de aprindere și punctul de foc
În rezumat, punctul de aprindere, punctul de foc și temperatura de autoaprindere sunt toate legate de cât de inflamabilă este o substanță, dar fiecare termen se referă la un aspect diferit al modului în care acționează substanța atunci când este expusă la căldură și foc.
Autoaprindere
Autoaprinderea este cea mai scăzută temperatură la care un material inflamabil va începe să ardă de la sine, fără o scânteie sau altă sursă de aprindere din exterior.
Acest lucru se întâmplă atunci când temperatura materialului atinge temperatura de autoaprindere, transformându-l într-un gaz inflamabil care începe să ardă de la sine.
Punct de aprindere
Punctul de aprindere, pe de altă parte, este cea mai scăzută temperatură la care un lichid care poate lua foc degajă suficienți vapori pentru a lua foc atunci când intră în contact cu o sursă de aprindere.
Pentru fiecare lichid inflamabil, cantitatea de vapori din aer necesară pentru a menține focul este diferită, iar temperatura punctului de aprindere arată cea mai scăzută temperatură la care un lichid inflamabil va lua foc atunci când este în apropierea unei surse de aprindere.
Punct de aprindere vs punctul de autoaprindere:
Punctul de aprindere și punctul de autoaprindere sunt două modalități importante de a măsura cât de ușor va lua foc o substanță.
Ambii termeni se referă la temperatura la care ceva poate începe să ardă, dar vorbesc despre diferite părți ale procesului.
Punctul de aprindere este temperatura la care o substanță poate lua foc dintr-o sursă exterioară, iar punctul de autoaprindere este temperatura la care va lua foc singură.
Punct de foc
Punctul de foc este temperatura la care vaporii unui lichid inflamabil continuă să ardă după ce au fost incendiați.
Este mai mare decât temperatura punctului de aprindere și arată cea mai scăzută temperatură la care o substanță va continua să ardă după ce a luat foc.
Expeltec a realizat un infografic foarte frumos pentru a explica vizual unele diferențe:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Autoaprindere vs alte procese
Arderea spontană este diferită de autoaprindere deoarece nu are nevoie de o sursă exterioară de energie pentru a porni.
Temperatura de autoaprindere este cea mai scăzută temperatură la care o substanță va lua foc într-o atmosferă normală, fără o scânteie din exterior.
Autoaprinderea și autoexpunerea sunt, de asemenea, procese diferite. Autoexpunerea este atunci când un incendiu se extinde de la un etaj la altul într-o clădire cu mai mult de un etaj, iar autoaprinderea este cea mai scăzută temperatură la care un material inflamabil va începe să ardă de la sine.
Măsuri ale rezistenței combustibilului la autoaprindere
Evaluare octanică
Pe scurt, octanismul este o măsură a cât de bine poate rezista un combustibil la detonare și pre-aprindere și arată, de asemenea, cât de bine poate rezista la pornirea de la sine.
Cota octanică este o modalitate standard de a măsura cât de tari, cum ar fi benzina și motorina, încep să ardă singuri în motoarele cu aprindere prin scânteie.
Această evaluare se bazează pe presiunea la care combustibilul se va aprinde automat (începe să ardă singur) într-un mediu controlat.
Cifra octanică este scrisă fie ca cifra octanică de cercetare (RON), fie ca cifra octanică a motorului (MON).
Cu cât valoarea octanică este mai mare, cu atât combustibilul este mai rezistent la autoaprindere și cu atât este mai puțin probabil ca un motor SI să bată sau să bată ping în timpul compresiei.
Autoaprinderea și caracteristicile ei
În grade unghiului manivelei, întârzierea la autoaprindere este intervalul de timp dintre începerea injecției de combustibil (SOI) și începerea arderii (SOC) (CAD).
Se mai numește și timp de întârziere la aprindere (IDT) și arată cât timp durează un amestec de combustibil și aer pentru a reacționa la o anumită temperatură și presiune.
Temperatură de autoaprindere
Etanolul poate începe să ardă la o temperatură de 685 ° F (363 ° C). Este temperatura la care un amestec de combustibil și aer se va aprinde singur, fără nici un ajutor din partea unei surse exterioare.
O modalitate de a afla temperatura de autoaprindere este măsurarea creșterii temperaturii între sfârșitul cursei de compresie și începutul evenimentului de autoaprindere.
O altă modalitate este de a găsi temperaturile de autoaprindere ale 1-propanolului și 2-propanolului.
Autoaprindere și transfer de căldură prin radiații
Acest lucru se întâmplă atunci când un lichid inflamabil este încălzit peste temperatura sa de aprindere, iar vaporii care sunt eliberați se auto-aprind atunci când sunt expuși la radiații, cum ar fi radiația infraroșie de la obiecte fierbinți sau pene de foc.
Există două tipuri diferite de aprindere: aprindere pilotată și autoaprindere. Materialul inflamabil are nevoie de o sursă exterioară de căldură, cum ar fi o scânteie sau o flacără, pentru a porni o aprindere pilotată.
Autoaprinderea, pe de altă parte, nu are nevoie de o sursă exterioară de căldură. În schimb, folosește energia proprie a materialului pentru a aprinde un incendiu.
Temperatură de autoaprindere
Temperatura de autoaprindere a unei substanțe este cea mai scăzută temperatură la care începe să ardă. Este temperatura la care ceva poate începe să ardă de la sine.
Înțelegerea importanței temperaturii de autoaprindere
Temperatura de autoaprindere este un concept cheie în știința arderii. Înseamnă cea mai scăzută temperatură la care o substanță se va autoaprinde și va lua foc fără o scânteie din exterior.
Temperatura la care un material va începe să ardă de la sine se poate schimba în funcție de lucruri precum ce altceva se află în zonă.
Când vine vorba de amestecuri de combustibil care pot lua foc, temperatura de autoaprindere este cea mai scăzută temperatură la care combustibilul va lua foc de la sine, fără o scânteie din exterior.
Înțelegerea temperaturii de autoaprindere a unei substanțe este importantă pentru siguranța la incendiu și pentru utilizarea și depozitarea în siguranță a lucrurilor care pot lua foc.
Hidrogen gazos și autoaprindere
Când hidrogenul gazos este introdus într-un motor, acesta schimbă modul în care funcționează autoaprinderea într-un mod unic. Modul în care arde este afectat de faptul că temperatura sa de autoaprindere și conductivitatea termică sunt mai mari decât cele ale combustibililor precum metanul.
Efectul hidrogenului asupra autoaprinderii
Când hidrogenul este amestecat cu alți combustibili, temperatura mai mare la care se aprinde singur accelerează viteza de ardere și crește presiunea în cilindru.
Dar utilizarea hidrogenului poate cauza, de asemenea, probleme cum ar fi probleme de siguranță, aprindere prematură, foc invers și mai puțină putere.
Atunci când anumite sarcini sunt puse pe motoarele cu aprindere prin scânteie, autoaprinderea necontrolată poate provoca ciocănirea motorului.
La motoarele care pot folosi atât combustibil diesel, cât și hidrogen, introducerea hidrogenului în galeria de admisie poate face ca motorina să înceapă să ardă de la sine.
Temperatura de autoaprindere a aerului
Aerul nu este inflamabil, deci nu are o temperatură la care să înceapă să ardă de la sine. Combustibilii și substanțele chimice precum butanul, cocsul, hidrogenul și petrolul au adesea temperaturile de autoaprindere.
Temperatura sa de autoaprindere este cea mai scăzută temperatură la care un material începe să se autoîncălzească, ceea ce poate duce la incendiu.
Presiune de autoaprindere
Presiunea la care hidrogenul va începe să ardă este între 3,5 și 7 Mpa (35-70 bar). Aprinderea spontană este mai probabilă atunci când presiunea inițială de eliberare este mare și șocul principal este puternic.
Presiunea necesară pentru a aprinde un incendiu depinde de cât de mult oxigen și heliu sunt în aer.
Efectul presiunii asupra autoaprinderii
Pe măsură ce presiunea crește, temperatura la care un amestec de gaze sau vapori poate începe să ardă de la sine scade.
Acest lucru se datorează faptului că presiunile mai mari accelerează reacția, ceea ce scade temperatura la care începe reacția.
Stocare la bordul hidrogenului
Majoritatea sistemelor de stocare a hidrogenului de la bord funcționează la presiuni de până la 700 bar. Presiuni și mai mari sunt utilizate la stațiile de alimentare cu combustibil pentru aceste tipuri de depozitare.
Gazele aprinse intern pot pierde căldură printr-o descărcare de șoc care face ca flacăra să se stingă înainte ca întregul volum să ia foc. Acest lucru poate opri gazul să se aprindă.
Testarea cu autoaprindere a țițeiului
Testarea de autoaprindere se face pe țiței pentru a afla cea mai scăzută temperatură la care va lua foc spontan la temperatura normală a camerei.
Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM) a stabilit standarde pentru testarea capacității țițeiului de a se autoaprinde.
ASTM E659: Temperaturi la care o substanță începe să ardă singură
ASTM E659 este testul standard folosit pentru a vedea dacă țițeiul va lua foc de la sine. Această metodă de testare arată cum se găsesc temperaturile de autoaprindere la flacără fierbinte și la flacără rece ale unei substanțe chimice lichide în aer la presiunea atmosferică într-un vas încălzit uniform.
Rezultatele acestui test arată care este cea mai scăzută temperatură la care țițeiul va lua în mod normal foc.
Comparând ASTM E659 și ASTM D2155
ASTM E659 este o modalitate mai actualizată de testare a țițeiului pentru autoaprindere decât ASTM D2155. Chiar dacă instrumentele pentru fiecare metodă sunt diferite, rezultatele sunt aceleași.
ASTM D93A: Determinarea punctului de aprindere
ASTM D 93A este o modalitate de a determina punctul de aprindere al petrolului și al produselor fabricate din petrol. Dar nu acoperă testele de autoaprindere.
Punctul de aprindere este temperatura la care un produs pe bază de petrol degajă suficienți vapori pentru ca o flacără mică să aprindă focul și să-l mențină.
Temperatura punctului de aprindere nu este aceeași cu temperatura de autoaprindere. Temperatura de autoaprindere este temperatura la care o substanță va începe să ardă singură, fără o scânteie din exterior.
Distribuie pe…
