Kumusta at maligayang pagdating sa artikulong ito kung saan tatalakayin ko ang isang mahalagang konsepto sa larangan ng agham ng pagkasunog, "Autoignition".
Sa artikulong ito, tatalakayin ko ang iba't ibang aspeto ng autoignition, kabilang ang kahulugan, temperatura ng autoignition ng iba't ibang substance gaya ng papel, diesel, ethanol, hydrogen, avgas, at higit pa.
Tatalakayin ko rin ang pagkakaiba sa pagitan ng flash point, fire point, at temperatura ng autoignition, at kung paano nakakaapekto ang presyon sa temperatura ng autoignition.
Sa pagtatapos ng artikulong ito, magkakaroon ka ng komprehensibong pag-unawa sa autoignition at mga implikasyon nito. Kaya, magsimula tayo!
Ano ang Autoignition?
Ang pormal na kahulugan ay:
Kusang pag-aapoy ng ilan o lahat ng pinaghalong panggatong-hangin sa combustion chamber ng isang internal combustion engine. Kilala rin bilang spontaneous combustion.
Ang autoignition ay kapag ang isang substance ay nagsimulang mag-burn sa sarili nitong, nang walang anumang tulong mula sa isang panlabas na pinagmulan. Ang init sa loob ng substance ay nagiging sanhi ng pag-apoy nito sa sarili nitong.
Ano ang Autoignition Temperature?
Ang temperatura ng autoignition ay ang pinakamababang temperatura kung saan magsisimulang magsunog ang isang substance sa isang normal na kapaligiran. Ang temperaturang ito ay apektado ng mga bagay tulad ng presyon, konsentrasyon ng oxygen, at dami ng gasolina sa hangin. Mahalagang tandaan na ang temperatura kung saan magsisimulang mag-burn ang isang substance sa sarili nitong depende sa uri at make-up ng substance.
Autoignition sa Internal Combustion Engine
Ang mga internal combustion engine ay maaaring mag-self-ignite dahil sa init ng compression lamang o kapag ang init na ito ay pinagsama sa fuel injection. Ang self-ignition ay tinatawag ding spontaneous combustion, at maaari itong mangyari sa combustion chamber ng engine.
Kapag nagtatrabaho sa mga nasusunog na materyales, ang temperatura ng autoignition ay isang mahalagang kadahilanan sa pag-alam ng panganib ng sunog o pagsabog. Ito ay ginagamit upang malaman kung gaano kalamang na ang isang sangkap ay magliyab nang mag-isa sa isang normal na kapaligiran, nang walang spark o apoy mula sa labas.
Video
Tip: I-on ang caption button kung kailangan mo ito. Piliin ang "awtomatikong pagsasalin" sa button ng mga setting, kung hindi ka pamilyar sa wikang Ingles. Maaaring kailanganin mong i-click muna ang wika ng video bago maging available ang iyong paboritong wika para sa pagsasalin.
Autoignition Temperature ng Iba't ibang Substance
Kahoy:
Ang temperatura kung saan nagsisimulang mag-burn ang kahoy sa sarili nitong mga 482°F (250°C). Sa 700°F (371°C), maaari itong magliyab kaagad, ngunit tatagal ito ng ilang minuto sa pagitan ng 450°F (232°C) at 500°F (260°C).
Sa pinakamababang heat flux na kailangan para magsimula ng direktang apoy, ang temperatura sa ibabaw ay nasa pagitan ng 300 at 365°C (572 at 689°F).
Avgas (aviation gasoline):
Ang temperatura kung saan nagsisimula itong mag-burn sa sarili nitong 280°C (536°F). Ang Avgas ay isang uri ng gasolina na ginawa para sa mga makina ng eroplano.
Mayroon itong flash point na -43°C (-45°F). Ito ay tulad ng kerosene, na mayroon ding temperatura na 280°C (536°F) kung saan maaari itong magsimulang mag-apoy nang mag-isa.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
Ethanol:
Ang temperatura ng autoignition ng ethanol ay 365°C (689°F), na mas mababa kaysa sa diethyl ether (160°C o 320°F) at mas mataas kaysa sa gasolina (247-280°C o 477-536°F). ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
hydrogen:
Ang temperatura kung saan magsisimulang mag-burn ang hydrogen sa sarili nitong 535°C (995°F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
Ethylene oxide:
Ang temperatura kung saan nagsisimulang mag-burn ang ethylene oxide sa sarili nitong ay 429°C (804.2°F). Ngunit kung may kalawang, maaari itong maging kasing baba ng 140°C (284°F).
Sa mga temperaturang higit sa 51.3°F (10.7°C), ang ethylene oxide ay isang walang kulay na gas na maaaring mag-apoy nang mag-isa.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Diesel:
Autoignition point: humigit-kumulang 210°C.
bakal:
Autoignition point: humigit-kumulang 1315°C (2399°F).
Papel:
Autoignition point: Tinatayang 218 - 248°C.
Kapag nagsimula ang apoy sa papel, ang init sa gitna ay maaaring umabot ng hanggang 815°C.
Iba pang mga gas:
- Methane: 580 °C
- Propane: 493 °C
- Ethylene: 425 °C
- Acetylene: 305 °C
- Naphtha: 290 °C
- Carbon disulfide: 102 °C
Paano Masasabi ang Mga Pagkakaiba sa pagitan ng Autoignition, Flash Point, at Fire Point
Sa buod, ang flash point, fire point, at autoignition temperature ay nauugnay lahat sa kung gaano nasusunog ang isang substance, ngunit ang bawat termino ay tumutukoy sa ibang aspeto kung paano kumikilos ang substance kapag nalantad sa init at apoy.
Autoignition
Ang autoignition ay ang pinakamababang temperatura kung saan magsisimulang mag-burn ang isang nasusunog na materyal nang mag-isa, nang walang spark o iba pang pinagmumulan ng ignisyon mula sa labas.
Nangyayari ito kapag ang temperatura ng materyal ay umabot sa temperatura ng autoignition nito, na ginagawa itong isang nasusunog na gas na nagsisimulang mag-burn sa sarili nitong.
Flash Point
Ang flash point, sa kabilang banda, ay ang pinakamababang temperatura kung saan ang isang likido na maaaring magsunog ay nagbibigay ng sapat na singaw upang masunog kapag ito ay nadikit sa pinagmumulan ng pag-aapoy.
Para sa bawat nasusunog na likido, ang dami ng singaw sa hangin na kailangan upang mapanatili ang apoy ay iba, at ang temperatura ng flash point ay nagpapakita ng pinakamababang temperatura kung saan ang isang nasusunog na likido ay magliyab kapag ito ay malapit sa pinagmumulan ng pag-aapoy.
Flash Point kumpara sa Autoignition Point:
Ang flash point at autoignition point ay dalawang mahalagang paraan upang sukatin kung gaano kadaling masunog ang isang substance.
Ang parehong mga termino ay tumutukoy sa temperatura kung saan maaaring magsimulang masunog ang isang bagay, ngunit pinag-uusapan nila ang iba't ibang bahagi ng proseso.
Ang flash point ay ang temperatura kung saan maaaring mag-apoy ang isang substance mula sa isang panlabas na pinagmulan, at ang autoignition point ay ang temperatura kung saan ito mismo ay magliyab.
Punto ng Sunog
Ang fire point ay ang temperatura kung saan ang singaw ng nasusunog na likido ay patuloy na nasusunog pagkatapos itong masunog.
Ito ay mas mataas kaysa sa temperatura ng flash point at nagpapakita ng pinakamababang temperatura kung saan mananatiling nasusunog ang isang substance pagkatapos itong masunog.
Gumawa ng napakagandang infographic ang Expeltec upang biswal na ipaliwanag ang ilang pagkakaiba:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Autoignition kumpara sa Iba Pang Mga Proseso
Ang kusang pagkasunog ay iba sa autoignition dahil hindi nito kailangan ng panlabas na mapagkukunan ng enerhiya upang magsimula.
Ang temperatura ng autoignition ay ang pinakamababang temperatura kung saan masusunog ang isang substance sa isang normal na kapaligiran na walang spark mula sa labas.
Ang autoignition at autoexposure ay magkaibang proseso din. Ang autoexposure ay kapag ang apoy ay kumalat mula sa isang palapag patungo sa isa pa sa isang gusaling may higit sa isang palapag, at ang autoignition ay ang pinakamababang temperatura kung saan ang isang nasusunog na materyal ay magsisimulang masunog sa sarili nitong.
Mga Panukala ng Paglaban sa Fuel sa Autoignition
Rating ng Octane
Sa madaling salita, ang octane rating ay isang sukatan ng kung gaano kahusay ang isang gasolina ay maaaring labanan ang pagsabog at preignition, at ito rin ay nagpapakita kung gaano ito kahusay na mapaglabanan ang pagsisimula sa sarili nitong.
Ang octane rating ay isang karaniwang paraan upang sukatin kung gaano kahirap ang mga gasolina tulad ng gasolina at diesel na magsisimulang mag-isa sa mga spark-ignition engine.
Ang rating na ito ay batay sa presyur kung saan ang gasolina ay awtomatikong mag-aapoy (magsisimulang masunog sa sarili nitong) sa isang kinokontrol na kapaligiran.
Ang octane rating ay isinulat bilang alinman sa research octane number (RON) o ang motor octane number (MON).
Kung mas mataas ang rating ng octane, mas lumalaban ang gasolina sa self-ignition, at mas maliit ang posibilidad na ang isang SI Engine ay kumatok o mag-ping sa panahon ng compression.
Autoignition at mga Katangian nito
Sa crank angle degrees, ang autoignition delay ay ang dami ng oras sa pagitan ng pagsisimula ng fuel injection (SOI) at ng pagsisimula ng combustion (SOC) (CADs).
Tinatawag din itong ignition delay time (IDT), at ipinapakita nito kung gaano katagal bago mag-react ang pinaghalong gasolina at hangin sa isang tiyak na temperatura at presyon.
Temperatura ng Autoignition
Maaaring magsimulang masunog ang ethanol sa temperaturang 685°F (363°C). Ito ang temperatura kung saan ang pinaghalong gasolina at hangin ay mag-iilaw nang mag-isa, nang walang anumang tulong mula sa labas ng pinagmulan.
Ang isang paraan upang malaman ang temperatura ng autoignition ay upang sukatin ang pagtaas ng temperatura sa pagitan ng pagtatapos ng compression stroke at simula ng kaganapan ng autoignition.
Ang isa pang paraan ay upang mahanap ang mga temperatura ng autoignition ng 1-propanol at 2-propanol.
Autoignition at Radiation Heat Transfer
Nangyayari ito kapag ang isang nasusunog na likido ay pinainit nang mas mataas sa temperatura ng pag-aapoy nito at ang mga singaw na inilalabas sa sarili ay nagniningas kapag nalantad sa radiation tulad ng infrared radiation mula sa mga maiinit na bagay o mga balahibo ng apoy.
Mayroong dalawang magkakaibang uri ng ignition: piloted ignition at autoignition. Ang nasusunog na materyal ay nangangailangan ng panlabas na pinagmumulan ng init, tulad ng isang spark o apoy, upang simulan ang isang piloted ignition.
Ang autoignition, sa kabilang banda, ay hindi nangangailangan ng panlabas na pinagmumulan ng init. Sa halip, ginagamit nito ang sariling enerhiya ng materyal upang magsimula ng apoy.
Temperatura ng Autoignition
Ang temperatura ng autoignition ng substance ay ang pinakamababang temperatura kung saan ito nagsisimulang masunog. Ito ay ang temperatura kung saan ang isang bagay ay maaaring magsimulang masunog sa sarili nitong.
Pag-unawa sa Kahalagahan ng Autoignition Temperature
Ang temperatura ng autoignition ay isang pangunahing konsepto sa agham ng pagkasunog. Nangangahulugan ito ng pinakamababang temperatura kung saan ang isang substansiya ay magliliyab at magliyab nang walang spark mula sa labas.
Maaaring magbago ang temperatura kung saan magsisimulang mag-burn ang isang materyal depende sa mga bagay tulad ng kung ano pa ang nasa lugar.
Pagdating sa mga pinaghalong gasolina na maaaring masunog, ang temperatura ng autoignition ay ang pinakamababang temperatura kung saan ang gasolina ay magliyab sa sarili nitong walang spark mula sa labas.
Ang pag-unawa sa temperatura ng autoignition ng substance ay mahalaga para sa kaligtasan ng sunog at para sa ligtas na paggamit at pag-iimbak ng mga bagay na maaaring masunog.
Hydrogen Gas at Autoignition
Kapag inilagay ang hydrogen gas sa isang makina, binabago nito ang paraan ng paggana ng autoignition sa kakaibang paraan. Ang paraan ng pagsunog nito ay apektado ng katotohanan na ang temperatura ng auto-ignition at thermal conductivity nito ay mas mataas kaysa sa mga panggatong tulad ng methane.
Epekto ng Hydrogen sa Autoignition
Kapag ang hydrogen ay hinaluan ng iba pang mga gasolina, ang mas mataas na temperatura kung saan ito nag-aapoy sa sarili nitong nagpapabilis sa rate ng pagkasunog at nagpapataas ng presyon sa silindro.
Ngunit ang paggamit ng hydrogen ay maaari ding magdulot ng mga problema tulad ng mga isyu sa kaligtasan, maagang pag-aapoy, backfire, at mas kaunting kuryente.
Kapag inilagay ang ilang partikular na load sa mga makina na may spark ignition, ang hindi nakokontrol na autoignition ay maaaring maging sanhi ng pagkatok ng makina.
Sa mga makina na maaaring gumamit ng parehong diesel fuel at hydrogen, ang paglalagay ng hydrogen sa intake manifold ay maaaring maging sanhi ng diesel fuel na magsimulang mag-burn sa sarili nitong.
Autoignition Temperature ng Air
Ang hangin ay hindi nasusunog, kaya wala itong temperatura kung saan nagsisimula itong mag-apoy nang mag-isa. Ang mga gasolina at kemikal tulad ng butane, coke, hydrogen, at petrolyo ay kadalasang binibigyan ng kanilang autoignition temperature.
Ang temperatura ng autoignition nito ay ang pinakamababang temperatura kung saan nagsisimulang magpainit ang isang materyal, na maaaring humantong sa sunog.
Presyon ng Autoignition
Ang presyon kung saan magsisimulang masunog ang hydrogen ay nasa pagitan ng 3.5 at 7 Mpa (35-70 bar). Ang kusang pag-aapoy ay mas malamang kapag ang paunang paglabas ng presyon ay mataas at ang nangungunang pagkabigla ay malakas.
Ang presyur na kailangan upang magsimula ng apoy ay depende sa kung gaano karaming oxygen at helium ang nasa hangin.
Epekto ng Presyon sa Autoignition
Habang tumataas ang presyon, bumababa ang temperatura kung saan ang pinaghalong mga gas o singaw ay maaaring magsimulang mag-apoy nang mag-isa.
Ito ay dahil ang mas mataas na presyon ay nagpapabilis sa reaksyon, na nagpapababa sa temperatura kung saan nagsisimula ang reaksyon.
Imbakan ng Hydrogen Onboard
Karamihan sa mga onboard na sistema ng imbakan ng hydrogen ay gumagana sa mga pressure na hanggang 700 bar. Kahit na ang mas mataas na presyon ay ginagamit sa mga istasyon ng refueling para sa mga ganitong uri ng imbakan.
Maaaring mawalan ng init ang mga internally ignited na gas sa pamamagitan ng shock discharge na nagiging sanhi ng pag-aapoy ng apoy bago mag-apoy ang buong volume. Maaari nitong pigilan ang gas mula sa pag-aapoy sa sarili nito.
Autoignition Testing ng Crude Oil
Ginagawa ang autoignition testing sa krudo upang malaman ang pinakamababang temperatura kung saan ito ay kusang magliyab sa normal na temperatura ng silid.
Ang American Society for Testing and Materials (ASTM) ay nagtakda ng mga pamantayan para sa pagsubok sa kakayahan ng krudo na mag-apoy sa sarili.
ASTM E659: Mga temperatura kung saan nagsisimulang mag-burn ang isang substance nang mag-isa
Ang ASTM E659 ay ang karaniwang pagsubok na ginagamit upang makita kung ang langis na krudo ay masusunog sa sarili nitong. Ipinapakita ng paraan ng pagsubok na ito kung paano hanapin ang hot-flame at cool-flame na autoignition temperature ng isang likidong kemikal sa hangin sa atmospheric pressure sa isang pantay na pinainit na sisidlan.
Ang mga resulta ng pagsubok na ito ay nagpapakita kung ano ang pinakamababang temperatura kung saan ang krudo ay karaniwang nasusunog.
Paghahambing ng ASTM E659 at ASTM D2155
Ang ASTM E659 ay isang mas up-to-date na paraan upang subukan ang krudo para sa autoignition kaysa sa ASTM D2155. Kahit na ang mga tool para sa bawat pamamaraan ay naiiba, ang mga resulta ay pareho.
ASTM D93A: Pagtukoy sa Flash Point
Ang ASTM D 93A ay isang paraan upang malaman ang flash point ng petrolyo at mga produktong gawa sa petrolyo. Ngunit hindi nito saklaw ang mga pagsubok para sa pag-aapoy sa sarili.
Ang flash point ay ang temperatura kung saan ang isang produktong nakabase sa petrolyo ay nagbibigay ng sapat na singaw para sa isang maliit na apoy upang magsimula ng apoy at panatilihin ito.
Ang temperatura ng flash point ay hindi katulad ng temperatura ng autoignition. Ang temperatura ng autoignition ay ang temperatura kung saan magsisimulang mag-burn ang isang substance sa sarili nitong walang spark mula sa labas.
Ibahagi sa…
