Dobrý den, vítejte u tohoto článku, kde budu diskutovat o zásadním konceptu v oblasti vědy o spalování, "Samovznícení".
V tomto článku se budu zabývat různými aspekty samovznícení, včetně definice, teploty samovznícení různých látek, jako je papír, nafta, etanol, vodík, plyn a další.
Budu také diskutovat o rozdílu mezi bodem vzplanutí, bodem hoření a teplotou samovznícení a jak tlak ovlivňuje teplotu samovznícení.
Na konci tohoto článku budete mít komplexní přehled o samovznícení a jeho důsledcích. Takže, pojďme začít!
Co je samovznícení?
Formální definice je:
Spontánní vznícení části nebo veškeré směsi paliva a vzduchu ve spalovacím prostoru spalovacího motoru. Také známé jako samovznícení.
Samovznícení je, když látka začne hořet sama o sobě, bez jakékoli pomoci z vnějšího zdroje. Teplo uvnitř látky způsobí, že se sama vznítí.
Jaká je teplota samovznícení?
Teplota samovznícení je nejnižší teplota, při které látka začne hořet v normální atmosféře. Tato teplota je ovlivněna věcmi, jako je tlak, koncentrace kyslíku a množství paliva do vzduchu. Je důležité si uvědomit, že teplota, při které látka začne sama hořet, závisí na typu a složení látky.
Samovznícení ve spalovacích motorech
Spalovací motory se mohou samovznítit díky samotnému kompresnímu teplu nebo když je toto teplo kombinováno se vstřikováním paliva. Samovznícení se také nazývá samovznícení a může k němu dojít ve spalovací komoře motoru.
Při práci s hořlavými materiály je teplota samovznícení klíčovým faktorem při zjišťování rizika požáru nebo výbuchu. Používá se ke zjištění, jak je pravděpodobné, že se látka sama vznítí v normální atmosféře, bez jiskry nebo plamene zvenčí.
Video
Tip: Pokud potřebujete, zapněte tlačítko titulků. Pokud neznáte anglický jazyk, vyberte v tlačítku nastavení „automatický překlad“. Než bude váš oblíbený jazyk dostupný pro překlad, možná budete muset nejprve kliknout na jazyk videa.
Teplota samovznícení různých látek
Dřevo:
Teplota, při které dřevo začne samo hořet, je asi 482 °F (250 °C). Při 700 °F (371 °C) se může vznítit okamžitě, ale trvá to několik minut mezi 450 °F (232 °C) a 500 °F (260 °C).
Při minimálním tepelném toku potřebném ke spuštění přímého plamene je povrchová teplota mezi 300 a 365 °C (572 a 689 °F).
Avgas (letecký benzín):
Teplota, při které začne samo hořet, je 280 °C (536 °F). Avgas je typ benzinu vyrobený pro letecké motory.
Má bod vzplanutí -43°C (-45°F). Je to jako petrolej, který má také teplotu 280 °C (536 °F), při které může začít sám hořet.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
ethanol:
Teplota samovznícení etanolu je 365 °C (689 °F), což je nižší než teplota diethyletheru (160 °C nebo 320 °F) a vyšší než teplota benzinu (247-280 °C nebo 477-536 °F ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
Vodík:
Teplota, při které začne vodík sám hořet, je 535 °C (995 °F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
Ethylenoxid:
Teplota, při které začne ethylenoxid hořet sám o sobě, je 429 °C (804,2 °F). Ale pokud je tam rez, může být až 140 °C (284 °F).
Při teplotách nad 51,3 °F (10,7 °C) je ethylenoxid bezbarvý plyn, který se může sám vznítit.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Diesel:
Bod samovznícení: přibližně 210°C.
Ocel:
Bod samovznícení: přibližně 1315°C (2399°F).
Papír:
Bod samovznícení: Přibližně 218 - 248°C.
Jakmile se rozhoří papír, teplo ve středu může dosáhnout až 815 °C.
Ostatní plyny:
- Methan: 580 °C
- Propan: 493 °C
- Ethylen: 425 °C
- Acetylen: 305 °C
- Nafta: 290 °C
- Sirouhlík: 102 °C
Jak zjistit rozdíly mezi samovznícením, bodem vzplanutí a bodem hoření
Stručně řečeno, bod vzplanutí, bod hoření a teplota samovznícení všechny souvisí s tím, jak je látka hořlavá, ale každý termín odkazuje na jiný aspekt toho, jak látka působí, když je vystavena teplu a ohni.
Samovznícení
Samovznícení je nejnižší teplota, při které hořlavý materiál začne hořet sám, bez jiskry nebo jiného zdroje vznícení zvenčí.
To se stane, když teplota materiálu dosáhne teploty samovznícení, čímž se změní na hořlavý plyn, který začne hořet sám o sobě.
Bod vzplanutí
Na druhé straně bod vzplanutí je nejnižší teplota, při které kapalina, která se může vznítit, uvolňuje dostatek par, aby se vznítila, když se dostane do kontaktu se zdrojem vznícení.
Pro každou hořlavou kapalinu je množství páry ve vzduchu potřebné k udržení ohně jiné a teplota bodu vzplanutí ukazuje nejnižší teplotu, při které se hořlavá kapalina vznítí, když je blízko zdroje vznícení.
Bod vzplanutí vs bod samovznícení:
Bod vzplanutí a bod samovznícení jsou dva důležité způsoby, jak měřit, jak snadno se látka vznítí.
Oba pojmy označují teplotu, při které může něco začít hořet, ale hovoří o různých částech procesu.
Bod vzplanutí je teplota, při které se látka může vznítit z vnějšího zdroje, a bod samovznícení je teplota, při které se vznítí sama od sebe.
Ohnivý bod
Bod vzplanutí je teplota, při které pára hořlavé kapaliny hoří poté, co byla zapálena.
Je vyšší než teplota bodu vzplanutí a ukazuje nejnižší teplotu, při které látka bude hořet poté, co vzplane.
Expeltec vytvořil opravdu pěknou infografiku, která vizuálně vysvětluje některé rozdíly:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Samovznícení vs jiné procesy
Spontánní spalování se liší od samovznícení, protože ke spuštění nepotřebuje vnější zdroj energie.
Teplota samovznícení je nejnižší teplota, při které se látka v normální atmosféře bez jiskry zvenčí vznítí.
Samovznícení a autoexpozice jsou také různé procesy. Autoexpozice je, když se požár šíří z jednoho patra do druhého v budově s více než jedním podlažím a samovznícení je nejnižší teplota, při které hořlavý materiál začne sám hořet.
Měření palivové odolnosti proti samovznícení
Oktanové hodnocení
Stručně řečeno, oktanové číslo je měřítkem toho, jak dobře může palivo odolávat detonaci a předčasnému vznícení, a také ukazuje, jak dobře může odolávat vlastnímu spuštění.
Oktanové číslo je standardní způsob, jak měřit, jak tvrdá paliva, jako je benzín a nafta, začnou samy hořet v zážehových motorech.
Toto hodnocení je založeno na tlaku, při kterém se palivo samovznítí (začne samo hořet) v kontrolovaném prostředí.
Oktanové číslo se zapisuje buď jako výzkumné oktanové číslo (RON) nebo jako oktanové číslo motoru (MON).
Čím vyšší je oktanové číslo, tím je palivo odolnější vůči samovznícení a tím méně je pravděpodobné, že zážehový motor bude během komprese klepat nebo cinkat.
Samovznícení a jeho vlastnosti
Ve stupních úhlu kliky je zpoždění samovznícení dobou mezi začátkem vstřikování paliva (SOI) a začátkem spalování (SOC) (CAD).
Také se nazývá doba zpoždění zážehu (IDT) a ukazuje, jak dlouho trvá, než směs paliva a vzduchu zareaguje při určité teplotě a tlaku.
Teplota samovznícení
Etanol může začít hořet při teplotě 685 °F (363 °C). Je to teplota, při které se směs paliva a vzduchu rozsvítí sama, bez pomoci vnějšího zdroje.
Jedním ze způsobů, jak zjistit teplotu samovznícení, je měřit nárůst teploty mezi koncem kompresního zdvihu a začátkem samovznícení.
Dalším způsobem je zjistit teploty samovznícení 1-propanolu a 2-propanolu.
Samovznícení a přenos tepla zářením
K tomu dochází, když se hořlavá kapalina zahřeje nad teplotu vznícení a uvolňované páry se samy vznítí, když jsou vystaveny záření, jako je infračervené záření z horkých předmětů nebo oblaky ohně.
Existují dva různé druhy zapalování: řízené zapalování a samovznícení. Hořlavý materiál potřebuje ke spuštění pilotovaného zapálení vnější zdroj tepla, jako je jiskra nebo plamen.
Samovznícení na druhou stranu nepotřebuje vnější zdroj tepla. Místo toho využívá vlastní energii materiálu k založení ohně.
Teplota samovznícení
Teplota samovznícení látky je nejnižší teplota, při které začne hořet. Je to teplota, při které může něco začít samo hořet.
Pochopení důležitosti teploty samovznícení
Teplota samovznícení je klíčovým pojmem ve vědě o spalování. Znamená nejnižší teplotu, při které se látka samovznítí a vznítí bez jiskry zvenčí.
Teplota, při které materiál začne hořet sám o sobě, se může měnit v závislosti na věcech, jako je to, co dalšího je v oblasti.
Pokud jde o palivové směsi, které se mohou vznítit, je teplota samovznícení nejnižší teplotou, při které se palivo samo vznítí bez jiskry zvenčí.
Pochopení teploty samovznícení látky je důležité pro požární bezpečnost a pro bezpečné používání a skladování věcí, které se mohou vznítit.
Plynný vodík a samovznícení
Když se do motoru přidá plynný vodík, jedinečným způsobem změní způsob, jakým funguje samovznícení. Způsob hoření je ovlivněn skutečností, že jeho teplota samovznícení a tepelná vodivost jsou vyšší než u paliv, jako je metan.
Vliv vodíku na samovznícení
Když se vodík smíchá s jinými palivy, vyšší teplota, při které se sám vznítí, zrychlí rychlost spalování a zvýší tlak ve válci.
Používání vodíku však může také způsobit problémy, jako jsou bezpečnostní problémy, předčasné zapálení, zpětné vzplanutí a nižší výkon.
Při určitém zatížení motoru se zážehovým zapalováním může nekontrolované samovznícení způsobit klepání motoru.
U motorů, které mohou používat naftu i vodík, může přidání vodíku do sacího potrubí způsobit, že nafta začne hořet sama.
Teplota vzduchu samovznícení
Vzduch není hořlavý, takže nemá teplotu, při které začne sám hořet. Paliva a chemikálie jako butan, koks, vodík a ropa mají často danou teplotu samovznícení.
Jeho teplota samovznícení je nejnižší teplota, při které se materiál začne samovolně zahřívat, což může vést k požáru.
Tlak samovznícení
Tlak, při kterém vodík začne hořet, je mezi 3,5 a 7 Mpa (35-70 bar). Spontánní vznícení je pravděpodobnější, když je počáteční uvolňovací tlak vysoký a hlavní ráz je silný.
Tlak potřebný k založení ohně závisí na množství kyslíku a helia ve vzduchu.
Vliv tlaku na samovznícení
S rostoucím tlakem klesá teplota, při které může směs plynů nebo par začít sama hořet.
Vyšší tlaky totiž urychlují reakci, čímž se snižuje teplota, při které reakce začíná.
Palubní úložiště vodíku
Většina palubních systémů skladování vodíku pracuje při tlacích až 700 barů. Pro tyto druhy skladování se na čerpacích stanicích používají ještě vyšší tlaky.
Vnitřně zapálené plyny mohou ztratit teplo nárazovým výbojem, který způsobí, že plamen zhasne dříve, než se celý objem zapálí. To může zabránit tomu, aby se plyn sám vznítil.
Testování samovznícení surové ropy
Test samovznícení se provádí na ropě, aby se zjistila nejnižší teplota, při které dojde k samovznícení při normální pokojové teplotě.
Americká společnost pro testování a materiály (ASTM) stanovila standardy pro testování schopnosti samovznícení ropy.
ASTM E659: Teploty, při kterých látka začíná sama hořet
ASTM E659 je standardní test používaný ke zjištění, zda se ropa sama vznítí. Tato zkušební metoda ukazuje, jak zjistit teploty samovznícení horkého a studeného plamene kapalné chemikálie ve vzduchu při atmosférickém tlaku v rovnoměrně vyhřívané nádobě.
Výsledky tohoto testu ukazují, jaká je nejnižší teplota, při které se ropa běžně vznítí.
Porovnání ASTM E659 a ASTM D2155
ASTM E659 je modernější způsob testování ropy na samovznícení než ASTM D2155. I když se nástroje pro každou metodu liší, výsledky jsou stejné.
ASTM D93A: Stanovení bodu vzplanutí
ASTM D 93A je způsob, jak zjistit bod vzplanutí ropy a produktů vyrobených z ropy. Nezahrnuje však testy samovznícení.
Bod vzplanutí je teplota, při které produkt na bázi ropy uvolňuje dostatek páry na to, aby malý plamen rozhořel a udržoval jej v chodu.
Teplota bodu vzplanutí není stejná jako teplota samovznícení. Teplota samovznícení je teplota, při které látka začne sama hořet bez jiskry zvenčí.
Sdílet na…
