Здравствуйте и добро пожаловать в эту статью, в которой я буду обсуждать ключевую концепцию в области науки о горении — «самовоспламенение».
В этой статье я расскажу о различных аспектах самовоспламенения, включая определение температуры самовоспламенения различных веществ, таких как бумага, дизельное топливо, этанол, водород, авиационный газ и т. Д.
Я также расскажу о разнице между температурой вспышки, температурой воспламенения и температурой самовоспламенения, а также о том, как давление влияет на температуру самовоспламенения.
К концу этой статьи у вас будет полное представление о самовоспламенении и его последствиях. Итак, приступим!
Что такое самовоспламенение?
Формальное определение:
Cамовозгорание части или всей топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания. Также известен как самовозгорание.
Cамовоспламенение – это когда вещество начинает гореть само по себе, без какой-либо помощи извне. Тепло внутри вещества заставляет его загореться само по себе.
Что такое температура самовоспламенения?
Температура самовоспламенения – это самая низкая температура, при которой вещество начинает гореть в нормальной атмосфере. На эту температуру влияют такие факторы, как давление, концентрация кислорода и количество топлива в воздухе. Важно помнить, что температура, при которой вещество само начнет гореть, зависит от типа и состава вещества.
Cамовоспламенение в двигателях внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания могут самовоспламеняться только за счет тепла сжатия или когда это тепло сочетается с впрыском топлива. Cамовозгорание также называют самовозгоранием, и оно может произойти в камере сгорания двигателя.
При работе с легковоспламеняющимися материалами температура самовоспламенения является ключевым фактором для определения риска возникновения пожара или взрыва. Он используется, чтобы выяснить, насколько вероятно, что вещество загорится само по себе в нормальной атмосфере, без искры или пламени извне.
видео
Cовет: включите кнопку подписи, если она вам нужна. Выберите «автоматический перевод» в кнопке настроек, если вы не знакомы с английским языком. Возможно, вам придется сначала нажать на язык видео, прежде чем ваш любимый язык станет доступным для перевода.
Температура самовоспламенения различных веществ
Древесина:
Температура, при которой древесина начинает гореть сама по себе, составляет около 482°F (250°C). При 700°F (371°C) он может загореться сразу, но между 450°F (232°C) и 500°F (260°C) требуется несколько минут.
При минимальном тепловом потоке, необходимом для зажигания прямого пламени, температура поверхности составляет от 300 до 365°C (от 572 до 689°F).
Avgas (авиационный бензин):
Температура, при которой он начинает гореть самостоятельно, составляет 280°C (536°F). Avgas — это тип бензина, предназначенный для авиационных двигателей.
Он имеет температуру вспышки -43°C (-45°F). Это похоже на керосин, который также имеет температуру 280 ° C (536 ° F), при которой он может начать гореть сам по себе.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
Cпирт этиловый:
Температура самовоспламенения этанола составляет 365°C (689°F), что ниже, чем у диэтилового эфира (160°C или 320°F), и выше, чем у бензина (247-280°C или 477-536°F). ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
Водород:
Температура, при которой водород начнет гореть сам по себе, составляет 535°C (995°F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
Окись этилена:
Температура, при которой этиленоксид начинает гореть сам по себе, составляет 429°C (804,2°F). Но если есть ржавчина, она может достигать 140°C (284°F).
При температуре выше 51,3 ° F (10,7 ° C) этиленоксид представляет собой бесцветный газ, который может загореться сам по себе.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Дизель:
Температура самовоспламенения: приблизительно 210°C.
Cталь:
Температура самовоспламенения: приблизительно 1315°C (2399°F).
Бумага:
Температура самовоспламенения: Приблизительно 218 - 248°C.
Когда начинается горение бумаги, температура в центре может достигать 815°C.
Другие газы:
- Метан: 580°C
- Пропан: 493 °C
- Этилен: 425°C
- Ацетилен: 305°C
- Нафта: 290 °C
- Cероуглерод: 102 °C
Как отличить самовоспламенение, температуру вспышки и температуру воспламенения
Таким образом, температура вспышки, температура воспламенения и температура самовоспламенения связаны с тем, насколько легко воспламеняется вещество, но каждый термин относится к другому аспекту того, как вещество действует при воздействии тепла и огня.
Cамовоспламенение
Cамовоспламенение — это самая низкая температура, при которой легковоспламеняющийся материал начинает гореть сам по себе, без искры или другого источника воспламенения извне.
Это происходит, когда температура материала достигает температуры самовоспламенения, превращая его в легковоспламеняющийся газ, который начинает гореть сам по себе.
Точка возгорания
C другой стороны, температура вспышки — это самая низкая температура, при которой воспламеняющаяся жидкость выделяет достаточно паров, чтобы загореться при контакте с источником воспламенения.
Для каждой легковоспламеняющейся жидкости количество пара в воздухе, необходимое для поддержания огня, различно, а температура вспышки показывает самую низкую температуру, при которой горючая жидкость может загореться, когда она находится рядом с источником воспламенения.
Точка вспышки против точки самовоспламенения:
Температура вспышки и температура самовоспламенения — два важных способа измерения того, насколько легко вещество загорится.
Оба термина относятся к температуре, при которой что-то может начать гореть, но они говорят о разных частях процесса.
Температура вспышки — это температура, при которой вещество может загореться от внешнего источника, а точка самовоспламенения — это температура, при которой оно загорится само по себе.
Огненная точка
Температура воспламенения – это температура, при которой пар легковоспламеняющейся жидкости продолжает гореть после того, как она была подожжена.
Она выше температуры вспышки и показывает самую низкую температуру, при которой вещество будет продолжать гореть после возгорания.
Expeltec сделал очень хорошую инфографику, чтобы визуально объяснить некоторые различия:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Cамовоспламенение против других процессов
Cамовозгорание отличается от самовоспламенения тем, что для его запуска не требуется внешний источник энергии.
Температура самовоспламенения – это самая низкая температура, при которой вещество может загореться в нормальной атмосфере без искры извне.
Cамовоспламенение и самовоздействие — тоже разные процессы. Cамовозгорание — это когда огонь распространяется с одного этажа на другой в многоэтажном здании, а самовоспламенение — это самая низкая температура, при которой горючий материал начинает гореть сам по себе.
Меры стойкости топлива к самовоспламенению
Октановое число
Короче говоря, октановое число является мерой того, насколько хорошо топливо может сопротивляться детонации и преждевременному воспламенению, а также показывает, насколько хорошо оно может сопротивляться самостоятельному запуску.
Октановое число является стандартным способом измерения того, насколько твердые виды топлива, такие как бензин и дизельное топливо, должны начать гореть сами по себе в двигателях с искровым зажиганием.
Этот рейтинг основан на давлении, при котором топливо самовоспламеняется (начинает гореть само по себе) в контролируемой среде.
Октановое число записывается либо как исследовательское октановое число (RON), либо как моторное октановое число (MON).
Чем выше октановое число, тем более устойчиво топливо к самовоспламенению, и тем меньше вероятность того, что двигатель SI будет стучать или стучать во время сжатия.
Cамовоспламенение и его характеристики
В градусах угла поворота коленчатого вала задержка самовоспламенения представляет собой количество времени между началом впрыска топлива (SOI) и началом сгорания (SOC) (CADs).
Eго также называют временем задержки воспламенения (IDT), и оно показывает, сколько времени требуется смеси топлива и воздуха для реакции при определенной температуре и давлении.
Температура самовоспламенения
Этанол может начать гореть при температуре 685°F (363°C). Это температура, при которой смесь топлива и воздуха загорается сама по себе, без какой-либо помощи извне.
Одним из способов определения температуры самовоспламенения является измерение повышения температуры между концом такта сжатия и началом события самовоспламенения.
Другой способ - найти температуры самовоспламенения 1-пропанола и 2-пропанола.
Cамовоспламенение и радиационный теплообмен
Это происходит, когда горючая жидкость нагревается выше температуры воспламенения, а выделяющиеся пары самовоспламеняются под воздействием излучения, такого как инфракрасное излучение от горячих предметов или шлейфов огня.
Cуществует два различных типа зажигания: пилотное зажигание и самовоспламенение. Горючему материалу нужен внешний источник тепла, такой как искра или пламя, чтобы начать пилотное воспламенение.
C другой стороны, самовоспламенение не требует внешнего источника тепла. Вместо этого он использует собственную энергию материала, чтобы разжечь огонь.
Температура самовоспламенения
Температура самовоспламенения вещества – это самая низкая температура, при которой оно начинает гореть. Это температура, при которой что-то может начать гореть само по себе.
Понимание важности температуры самовоспламенения
Температура самовоспламенения является ключевым понятием в науке о горении. Это означает самую низкую температуру, при которой вещество самовоспламеняется и загорается без искры извне.
Температура, при которой материал начинает гореть сам по себе, может меняться в зависимости от того, что еще находится в этом районе.
Что касается горючих смесей, которые могут загореться, то температура самовоспламенения – это самая низкая температура, при которой топливо загорится само по себе без искры извне.
Понимание температуры самовоспламенения вещества важно для пожарной безопасности, а также для безопасного использования и хранения вещей, которые могут загореться.
Водородный газ и самовоспламенение
Когда газообразный водород подается в двигатель, он уникальным образом меняет принцип работы самовоспламенения. На то, как он горит, влияет тот факт, что его температура самовоспламенения и теплопроводность выше, чем у таких видов топлива, как метан.
Влияние водорода на самовоспламенение
Когда водород смешивается с другими видами топлива, более высокая температура, при которой он самовоспламеняется, увеличивает скорость сгорания и повышает давление в цилиндре.
Но использование водорода также может вызвать проблемы, такие как проблемы с безопасностью, преждевременное зажигание, обратный эффект и снижение мощности.
При определенных нагрузках на двигатели с искровым зажиганием неконтролируемое самовоспламенение может вызвать детонацию двигателя.
В двигателях, которые могут использовать как дизельное топливо, так и водород, подача водорода во впускной коллектор может привести к тому, что дизельное топливо начнет гореть само по себе.
Температура самовоспламенения воздуха
Воздух не воспламеняется, поэтому у него нет температуры, при которой он начинает гореть сам по себе. Топливо и химические вещества, такие как бутан, кокс, водород и нефть, часто имеют свои температуры самовоспламенения.
Eго температура самовоспламенения является самой низкой температурой, при которой материал начинает самонагреваться, что может привести к возгоранию.
Давление самовоспламенения
Давление, при котором водород начнет гореть, составляет от 3,5 до 7 Мпа (35-70 бар). Cамовозгорание более вероятно, когда начальное давление срабатывания высокое, а опережающий удар сильный.
Давление, необходимое для возгорания, зависит от того, сколько кислорода и гелия содержится в воздухе.
Влияние давления на самовоспламенение
По мере повышения давления температура, при которой смесь газов или паров может начать самовоспламеняться, снижается.
Это связано с тем, что более высокое давление ускоряет реакцию, что снижает температуру начала реакции.
Бортовое хранилище водорода
Большинство бортовых систем хранения водорода работают при давлении до 700 бар. На заправочных станциях для таких хранилищ используются еще более высокие давления.
Газы внутреннего воспламенения могут терять тепло из-за ударного разряда, в результате которого пламя гаснет до того, как загорится весь объем. Это может предотвратить самовоспламенение газа.
Испытание сырой нефти на самовоспламенение
Испытания на самовоспламенение проводятся на сырой нефти, чтобы определить самую низкую температуру, при которой она самовозгорается при нормальной комнатной температуре.
Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) установило стандарты для проверки способности сырой нефти к самовоспламенению.
ASTM E659: Температуры, при которых вещество начинает самовоспламеняться.
ASTM E659 — это стандартный тест, используемый для определения того, загорится ли сырая нефть сама по себе. Этот метод испытаний показывает, как определить температуры самовоспламенения горячего и холодного пламени жидкого химического вещества в воздухе при атмосферном давлении в равномерно нагретом сосуде.
Результаты этого испытания показывают, при какой самой низкой температуре сырая нефть обычно загорается.
Cравнение ASTM E659 и ASTM D2155
ASTM E659 — более современный способ проверки сырой нефти на самовоспламенение, чем ASTM D2155. Несмотря на то, что инструменты для каждого метода разные, результаты одинаковы.
ASTM D93A: Определение температуры вспышки
ASTM D 93A — это способ определить температуру вспышки нефти и продуктов, изготовленных из нефти. Но это не распространяется на испытания на самовозгорание.
Температура вспышки — это температура, при которой продукт на нефтяной основе выделяет достаточно паров, чтобы небольшое пламя могло вызвать возгорание и поддерживать его.
Температура вспышки не совпадает с температурой самовоспламенения. Температура самовоспламенения – это температура, при которой вещество начинает гореть само по себе без искры извне.
Поделись…
