नमस्कार और इस लेख में आपका स्वागत है जहां मैं दहन विज्ञान के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण अवधारणा "ऑटोइग्निशन" पर चर्चा करूंगा।
इस लेख में, मैं स्व-प्रज्वलन के विभिन्न पहलुओं को कवर करूँगा, जिसमें कागज, डीजल, इथेनॉल, हाइड्रोजन, एवागास, और अन्य जैसे विभिन्न पदार्थों की परिभाषा, स्व-प्रज्वलन तापमान शामिल है।
मैं फ्लैश प्वाइंट, फायर प्वाइंट और ऑटोइग्निशन तापमान के बीच के अंतर पर भी चर्चा करूंगा और दबाव ऑटोइग्निशन तापमान को कैसे प्रभावित करता है।
इस लेख के अंत तक, आपको आत्म-प्रज्वलन और इसके प्रभावों की व्यापक समझ होगी। तो चलो शुरू हो जाओ!
ऑटोइग्निशन क्या है?
औपचारिक परिभाषा है:
आंतरिक दहन इंजन के दहन कक्ष में कुछ या सभी ईंधन-वायु मिश्रण का सहज प्रज्वलन। सहज दहन के रूप में भी जाना जाता है।
स्व-प्रज्वलन तब होता है जब कोई पदार्थ किसी बाहरी स्रोत की सहायता के बिना अपने आप जलना शुरू कर देता है। पदार्थ के अंदर की गर्मी के कारण यह अपने आप आग पकड़ लेता है।
ऑटोइग्निशन तापमान क्या है?
स्व-प्रज्वलन तापमान वह न्यूनतम तापमान होता है जिस पर कोई पदार्थ सामान्य वातावरण में जलने लगता है। यह तापमान दबाव, ऑक्सीजन की सघनता और हवा में ईंधन की मात्रा जैसी चीज़ों से प्रभावित होता है। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि जिस तापमान पर कोई पदार्थ अपने आप जलना शुरू करेगा, वह पदार्थ के प्रकार और बनावट पर निर्भर करता है।
आंतरिक दहन इंजनों में स्व-प्रज्वलन
आंतरिक दहन इंजन अकेले संपीड़न की गर्मी या जब इस गर्मी को ईंधन इंजेक्शन के साथ जोड़ा जाता है, तो स्वयं प्रज्वलित हो सकता है। स्व-प्रज्वलन को सहज दहन भी कहा जाता है, और यह इंजन के दहन कक्ष में हो सकता है।
ज्वलनशील पदार्थों के साथ काम करते समय, आग या विस्फोट के जोखिम का पता लगाने के लिए ऑटोइग्निशन तापमान एक महत्वपूर्ण कारक है। इसका उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि यह कितनी संभावना है कि कोई पदार्थ सामान्य वातावरण में बिना किसी चिंगारी या बाहर की लौ के अपने आप आग पकड़ लेगा।
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विभिन्न पदार्थों का स्वत: प्रज्वलन तापमान
लकड़ी:
जिस तापमान पर लकड़ी अपने आप जलने लगती है वह लगभग 482°F (250°C) होता है। 700°F (371°C) पर, यह तुरंत आग पकड़ सकता है, लेकिन 450°F (232°C) और 500°F (260°C) के बीच कुछ मिनट लगते हैं।
सीधी ज्वाला शुरू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊष्मा प्रवाह पर, सतह का तापमान 300 और 365°C (572 और 689°F) के बीच होता है।
एवागास (विमानन गैसोलीन):
जिस तापमान पर यह अपने आप जलने लगता है वह 280°C (536°F) होता है। Avgas एक प्रकार का गैसोलीन है जो हवाई जहाज के इंजन के लिए बनाया जाता है।
इसमें -43 डिग्री सेल्सियस (-45 डिग्री फारेनहाइट) का फ्लैश प्वाइंट है। यह मिट्टी के तेल की तरह है, जिसका तापमान भी 280°C (536°F) होता है, जिस पर यह अपने आप जलना शुरू कर सकता है।
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
इथेनॉल:
इथेनॉल का ऑटोइग्निशन तापमान 365 डिग्री सेल्सियस (689 डिग्री फारेनहाइट) है, जो डायथाइल ईथर (160 डिग्री सेल्सियस या 320 डिग्री फारेनहाइट) से कम है और गैसोलीन (247-280 डिग्री सेल्सियस या 477-536 डिग्री फारेनहाइट) से अधिक है। ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
हाइड्रोजन:
जिस तापमान पर हाइड्रोजन अपने आप जलने लगेगी वह 535°C (995°F) है।
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
इथिलीन ऑक्साइड:
जिस तापमान पर एथिलीन ऑक्साइड अपने आप जलने लगता है वह 429°C (804.2°F) होता है। लेकिन अगर जंग है, तो यह 140°C (284°F) जितना कम हो सकता है।
51.3°F (10.7°C) से ऊपर के तापमान पर, एथिलीन ऑक्साइड एक रंगहीन गैस है जो अपने आप आग पकड़ सकती है।
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
डीजल:
स्वत: प्रज्वलन बिंदु: लगभग 210 डिग्री सेल्सियस।
इस्पात:
स्वत: प्रज्वलन बिंदु: लगभग 1315°C (2399°F)।
कागज़:
स्वत: प्रज्वलन बिंदु: लगभग 218 - 248 डिग्री सेल्सियस।
एक बार कागज़ में आग लगने के बाद, केंद्र में गर्मी 815 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच सकती है।
अन्य गैसें:
- मीथेन: 580 डिग्री सेल्सियस
- प्रोपेन: 493 डिग्री सेल्सियस
- एथिलीन: 425 डिग्री सेल्सियस
- एसिटिलीन: 305 डिग्री सेल्सियस
- नाफ्था: 290 डिग्री सेल्सियस
- कार्बन डाइसल्फ़ाइड: 102 डिग्री सेल्सियस
ऑटोइग्निशन, फ्लैश प्वाइंट और फायर प्वाइंट के बीच अंतर कैसे बताएं
संक्षेप में, फ्लैश प्वाइंट, फायर प्वाइंट, और ऑटोइग्निशन तापमान सभी एक पदार्थ के ज्वलनशील होने से संबंधित हैं, लेकिन प्रत्येक शब्द एक अलग पहलू को संदर्भित करता है कि गर्मी और आग के संपर्क में आने पर पदार्थ कैसे कार्य करता है।
स्वप्रज्वलन
स्व-प्रज्वलन वह न्यूनतम तापमान है जिस पर एक ज्वलनशील पदार्थ बाहर से किसी चिंगारी या प्रज्वलन के अन्य स्रोत के बिना अपने आप जलना शुरू कर देगा।
यह तब होता है जब सामग्री का तापमान अपने स्वत: प्रज्वलन तापमान तक पहुँच जाता है, इसे एक ज्वलनशील गैस में बदल देता है जो अपने आप जलने लगती है।
फ़्लैश प्वाइंट
दूसरी ओर, फ्लैश बिंदु, वह न्यूनतम तापमान होता है जिस पर एक तरल जो आग पकड़ सकता है, प्रज्वलन के स्रोत के संपर्क में आने पर आग पकड़ने के लिए पर्याप्त वाष्प छोड़ता है।
प्रत्येक ज्वलनशील तरल के लिए, आग को चालू रखने के लिए आवश्यक हवा में वाष्प की मात्रा अलग होती है, और फ्लैश बिंदु तापमान सबसे कम तापमान दिखाता है जिस पर एक ज्वलनशील तरल प्रज्वलन के स्रोत के पास आग पकड़ लेगा।
फ्लैश प्वाइंट बनाम ऑटोइग्निशन प्वाइंट:
फ़्लैश पॉइंट और ऑटोइग्निशन पॉइंट यह मापने के दो महत्वपूर्ण तरीके हैं कि कोई पदार्थ कितनी आसानी से आग पकड़ लेगा।
दोनों शब्द उस तापमान को संदर्भित करते हैं जिस पर कुछ जलना शुरू हो सकता है, लेकिन वे प्रक्रिया के विभिन्न भागों के बारे में बात करते हैं।
फ्लैश पॉइंट वह तापमान होता है जिस पर कोई पदार्थ किसी बाहरी स्रोत से आग पकड़ सकता है, और ऑटोइग्निशन पॉइंट वह तापमान होता है जिस पर वह अपने आप आग पकड़ लेता है।
फायर पॉइंट
अग्नि बिंदु वह तापमान होता है जिस पर आग लगने के बाद ज्वलनशील तरल का वाष्प जलता रहता है।
यह फ्लैश बिंदु तापमान से अधिक है और सबसे कम तापमान दिखाता है जिस पर आग लगने के बाद कोई पदार्थ जलता रहेगा।
एक्सपेल्टेक ने कुछ अंतरों को नेत्रहीन रूप से समझाने के लिए वास्तव में अच्छा इन्फोग्राफिक बनाया:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
ऑटोइग्निशन बनाम अन्य प्रक्रियाएं
सहज दहन स्व-प्रज्वलन से अलग है क्योंकि इसे शुरू करने के लिए ऊर्जा के बाहरी स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है।
स्वप्रज्वलन तापमान वह न्यूनतम तापमान होता है जिस पर कोई पदार्थ सामान्य वातावरण में बाहर से चिंगारी के बिना आग पकड़ लेता है।
ऑटोइग्निशन और ऑटोएक्सपोजर भी अलग-अलग प्रक्रियाएं हैं। ऑटोएक्सपोज़र तब होता है जब आग एक से अधिक मंजिल वाली इमारत में एक मंजिल से दूसरी मंजिल तक फैलती है, और ऑटोइग्निशन सबसे कम तापमान होता है जिस पर एक ज्वलनशील पदार्थ अपने आप जलना शुरू हो जाएगा।
ऑटोइग्निशन के लिए ईंधन प्रतिरोध के उपाय
ऑक्टेन रेटिंग
संक्षेप में, ऑक्टेन रेटिंग इस बात का माप है कि कोई ईंधन विस्फोट और प्रज्वलन का कितनी अच्छी तरह प्रतिरोध कर सकता है, और यह यह भी दर्शाता है कि यह अपने आप शुरू होने का कितना अच्छा प्रतिरोध कर सकता है।
ऑक्टेन रेटिंग यह मापने का एक मानक तरीका है कि स्पार्क-इग्निशन इंजन में गैसोलीन और डीजल जैसे कठिन ईंधन अपने आप जलना शुरू कर देते हैं।
यह रेटिंग उस दबाव पर आधारित है जिस पर नियंत्रित वातावरण में ईंधन स्वतः प्रज्वलित (स्वयं जलना शुरू) करेगा।
ऑक्टेन रेटिंग या तो रिसर्च ऑक्टेन नंबर (RON) या मोटर ऑक्टेन नंबर (MON) के रूप में लिखी जाती है।
ऑक्टेन रेटिंग जितनी अधिक होगी, ईंधन स्व-प्रज्वलन के लिए उतना ही अधिक प्रतिरोधी होगा, और इस बात की संभावना कम होगी कि एसआई इंजन संपीड़न के दौरान खटखटाएगा या पिंग करेगा।
स्व-प्रज्वलन और इसकी विशेषताएं
क्रैंक कोण डिग्री में, ऑटोइग्निशन विलंब ईंधन इंजेक्शन (एसओआई) की शुरुआत और दहन (एसओसी) (सीएडी) की शुरुआत के बीच का समय है।
इसे इग्निशन डिले टाइम (आईडीटी) भी कहा जाता है, और यह दर्शाता है कि एक निश्चित तापमान और दबाव पर ईंधन और हवा के मिश्रण को प्रतिक्रिया करने में कितना समय लगता है।
ऑटो ज्वलन ताप
इथेनॉल 685°F (363°C) के तापमान पर जलना शुरू कर सकता है। यह वह तापमान है जिस पर ईंधन और हवा का मिश्रण बिना किसी बाहरी स्रोत की मदद के अपने आप प्रकाशमान हो जाता है।
ऑटोइग्निशन तापमान का पता लगाने का एक तरीका संपीड़न स्ट्रोक के अंत और ऑटोइग्निशन इवेंट की शुरुआत के बीच तापमान में वृद्धि को मापना है।
दूसरा तरीका 1-प्रोपेनॉल और 2-प्रोपेनोल के स्वत: प्रज्वलन तापमान का पता लगाना है।
ऑटोइग्निशन और रेडिएशन हीट ट्रांसफर
यह तब होता है जब एक ज्वलनशील तरल को उसके प्रज्वलन तापमान से ऊपर गर्म किया जाता है और गर्म वस्तुओं या आग के पंखों से अवरक्त विकिरण जैसे विकिरण के संपर्क में आने पर निकलने वाले वाष्प स्व-प्रज्वलित होते हैं।
प्रज्वलन दो प्रकार के होते हैं: प्रायोगिक प्रज्वलन और स्वप्रज्वलन। ज्वलनशील सामग्री को प्रायोगिक प्रज्वलन शुरू करने के लिए चिंगारी या ज्वाला जैसे ताप के बाहरी स्रोत की आवश्यकता होती है।
दूसरी ओर, स्व-प्रज्वलन को ऊष्मा के बाहरी स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, यह आग शुरू करने के लिए सामग्री की अपनी ऊर्जा का उपयोग करता है।
ऑटो ज्वलन ताप
किसी पदार्थ का स्वत: प्रज्वलन तापमान वह न्यूनतम तापमान होता है जिस पर वह जलना शुरू करता है। यह वह तापमान है जिस पर कुछ अपने आप जलना शुरू कर सकता है।
ऑटोइग्निशन तापमान के महत्व को समझना
दहन के विज्ञान में ऑटोइग्निशन तापमान एक महत्वपूर्ण अवधारणा है। इसका मतलब सबसे कम तापमान है जिस पर कोई पदार्थ बाहर से चिंगारी के बिना स्वयं प्रज्वलित होता है और आग पकड़ लेता है।
जिस तापमान पर कोई सामग्री अपने आप जलना शुरू कर देगी, वह इस बात पर निर्भर करता है कि क्षेत्र में और क्या है।
जब ईंधन मिश्रण की बात आती है जो आग पकड़ सकता है, तो ऑटोइग्निशन तापमान सबसे कम तापमान होता है जिस पर ईंधन बाहर से चिंगारी के बिना अपने आप आग पकड़ लेगा।
अग्नि सुरक्षा के लिए और आग पकड़ने वाली चीजों को सुरक्षित रूप से उपयोग करने और संग्रहीत करने के लिए किसी पदार्थ के स्वत: प्रज्वलन तापमान को समझना महत्वपूर्ण है।
हाइड्रोजन गैस और ऑटोइग्निशन
जब हाइड्रोजन गैस को एक इंजन में डाला जाता है, तो यह एक अनोखे तरीके से ऑटोइग्निशन के काम करने के तरीके को बदल देती है। जिस तरह से यह जलता है वह इस तथ्य से प्रभावित होता है कि इसका स्वत: प्रज्वलन तापमान और तापीय चालकता मीथेन जैसे ईंधन की तुलना में अधिक है।
ऑटोइग्निशन पर हाइड्रोजन का प्रभाव
जब हाइड्रोजन को अन्य ईंधनों के साथ मिलाया जाता है, तो उच्च तापमान जिस पर यह अपने आप प्रज्वलित होता है, दहन की दर को बढ़ा देता है और सिलेंडर में दबाव बढ़ा देता है।
लेकिन हाइड्रोजन का उपयोग करने से सुरक्षा संबंधी समस्याएं, समय से पहले आग लगना, बैकफायर और कम बिजली जैसी समस्याएं भी हो सकती हैं।
जब स्पार्क इग्निशन वाले इंजनों पर कुछ भार डाला जाता है, तो अनियंत्रित ऑटोइग्निशन इंजन को दस्तक दे सकता है।
ऐसे इंजनों में जो डीजल ईंधन और हाइड्रोजन दोनों का उपयोग कर सकते हैं, हाइड्रोजन को इनटेक मैनिफोल्ड में डालने से डीजल ईंधन अपने आप जलना शुरू कर सकता है।
हवा का स्वत: प्रज्वलन तापमान
हवा ज्वलनशील नहीं होती है, इसलिए इसका कोई तापमान नहीं होता है जिस पर यह अपने आप जलने लगती है। ईंधन और रसायन जैसे ब्यूटेन, कोक, हाइड्रोजन और पेट्रोलियम में अक्सर उनके स्वत: प्रज्वलन तापमान दिए जाते हैं।
इसका स्वत: प्रज्वलन तापमान सबसे कम तापमान होता है जिस पर कोई सामग्री स्वयं-गर्मी शुरू होती है, जिससे आग लग सकती है।
ऑटोइग्निशन प्रेशर
जिस दबाव पर हाइड्रोजन जलने लगेगी वह 3.5 और 7 एमपीए (35-70 बार) के बीच है। सहज प्रज्वलन की संभावना तब अधिक होती है जब प्रारंभिक रिलीज दबाव अधिक होता है और अग्रणी झटका मजबूत होता है।
आग लगने के लिए आवश्यक दबाव इस बात पर निर्भर करता है कि हवा में कितनी ऑक्सीजन और हीलियम है।
ऑटोइग्निशन पर दबाव का प्रभाव
जैसे ही दबाव बढ़ता है, वह तापमान जिस पर गैसों या वाष्प का मिश्रण अपने आप जलना शुरू कर सकता है, नीचे चला जाता है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च दबाव प्रतिक्रिया को गति देते हैं, जिससे तापमान कम हो जाता है जिस पर प्रतिक्रिया शुरू होती है।
हाइड्रोजन जहाज पर भंडारण
अधिकांश ऑनबोर्ड हाइड्रोजन स्टोरेज सिस्टम 700 बार तक के दबाव में काम करते हैं। इस प्रकार के भंडारण के लिए ईंधन भरने वाले स्टेशनों पर भी उच्च दबाव का उपयोग किया जाता है।
आंतरिक रूप से प्रज्वलित गैसें शॉक डिस्चार्ज के माध्यम से गर्मी खो सकती हैं जिससे पूरी मात्रा में आग लगने से पहले लौ बुझ जाती है। यह गैस को स्वयं प्रज्वलित होने से रोक सकता है।
कच्चे तेल का स्व-प्रज्वलन परीक्षण
सबसे कम तापमान का पता लगाने के लिए कच्चे तेल पर ऑटोइग्निशन परीक्षण किया जाता है जिस पर यह सामान्य कमरे के तापमान में अनायास आग पकड़ लेगा।
अमेरिकन सोसाइटी फॉर टेस्टिंग एंड मैटेरियल्स (एएसटीएम) ने कच्चे तेल की आत्म-प्रज्वलित करने की क्षमता के परीक्षण के लिए मानक निर्धारित किए हैं।
ASTM E659: जिस तापमान पर कोई पदार्थ अपने आप जलने लगता है
ASTM E659 मानक परीक्षण है जिसका उपयोग यह देखने के लिए किया जाता है कि कच्चा तेल अपने आप आग पकड़ेगा या नहीं। इस परीक्षण विधि से पता चलता है कि एक समान रूप से गर्म बर्तन में वायुमंडलीय दबाव पर हवा में एक तरल रसायन के गर्म-लौ और ठंडी-लौ ऑटोइग्निशन तापमान का पता कैसे लगाया जाता है।
इस परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि वह न्यूनतम तापमान क्या है जिस पर कच्चा तेल सामान्य रूप से आग पकड़ लेगा।
एएसटीएम ई659 और एएसटीएम डी2155 की तुलना
एएसटीएम डी2155 की तुलना में एएसटीएम ई659 ऑटोइग्निशन के लिए कच्चे तेल का परीक्षण करने का एक अधिक अद्यतित तरीका है। भले ही प्रत्येक विधि के उपकरण अलग-अलग हों, परिणाम समान हैं।
ASTM D93A: फ्लैश प्वाइंट निर्धारण
एएसटीएम डी 93ए पेट्रोलियम और पेट्रोलियम से बने उत्पादों के फ्लैश प्वाइंट का पता लगाने का एक तरीका है। लेकिन इसमें आत्म-प्रज्वलन के परीक्षण शामिल नहीं हैं।
फ्लैश पॉइंट वह तापमान होता है जिस पर पेट्रोलियम आधारित उत्पाद एक छोटी लौ के लिए आग शुरू करने और इसे जारी रखने के लिए पर्याप्त वाष्प छोड़ता है।
फ्लैश प्वाइंट तापमान ऑटोइग्निशन तापमान के समान नहीं है। स्वत: प्रज्वलन तापमान वह तापमान होता है जिस पर कोई पदार्थ बाहर से चिंगारी के बिना अपने आप जलना शुरू कर देता है।
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