Привіт і ласкаво просимо до цієї статті, де я буду обговорювати важливу концепцію в галузі науки про горіння, «самозаймання».
У цій статті я розгляну різні аспекти самозаймання, включаючи визначення, температуру самозаймання різних речовин, таких як папір, дизель, етанол, водень, середній газ тощо.
Я також обговорю різницю між температурою спалаху, температурою займання та температурою самозаймання, а також те, як тиск впливає на температуру самозаймання.
До кінця цієї статті ви матимете повне розуміння самозаймання та його наслідків. Отже, почнемо!
Що таке самозаймання?
Формальне визначення:
Самовільне займання частини або всієї паливно-повітряної суміші в камері згоряння двигуна внутрішнього згоряння. Також відоме як самозаймання.
Самозаймання — це коли речовина починає горіти самостійно, без сторонньої допомоги. Тепло всередині речовини призводить до її самостійного займання.
Що таке температура самозаймання?
Температура самозаймання - це найнижча температура, при якій речовина починає горіти в нормальній атмосфері. На цю температуру впливають такі фактори, як тиск, концентрація кисню та кількість палива в повітрі. Важливо пам’ятати, що температура, при якій речовина починає горіти самостійно, залежить від типу та складу речовини.
Самозаймання в двигунах внутрішнього згоряння
Двигуни внутрішнього згоряння можуть самозайматися лише за рахунок тепла стиснення або коли це тепло поєднується з упорскуванням палива. Самозаймання також називають самозайманням, і воно може статися в камері згоряння двигуна.
Під час роботи з легкозаймистими матеріалами температура самозаймання є ключовим фактором для визначення ризику пожежі чи вибуху. Він використовується для визначення ймовірності того, що речовина загориться сама по собі в нормальній атмосфері, без іскри чи полум’я ззовні.
відео
Порада: увімкніть кнопку субтитрів, якщо вона вам потрібна. Виберіть «автоматичний переклад» у кнопці налаштувань, якщо ви не знайомі з англійською мовою. Можливо, вам доведеться спершу натиснути мову відео, перш ніж ваша улюблена мова стане доступною для перекладу.
Температура самозаймання різних речовин
Дерево:
Температура, при якій деревина починає горіти самостійно, становить приблизно 482°F (250°C). При 700°F (371°C) він може спалахнути відразу, але це займає кілька хвилин від 450°F (232°C) до 500°F (260°C).
За мінімального теплового потоку, необхідного для початку прямого вогню, температура поверхні становить від 300 до 365 °C (572 і 689 °F).
Avgas (авіаційний бензин):
Температура, при якій він починає горіти самостійно, становить 280°C (536°F). Avgas — це вид бензину, призначений для двигунів літаків.
Він має температуру спалаху -43°C (-45°F). Це як гас, який також має температуру 280°C (536°F), при якій він може почати горіти самостійно.
http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/ukropina2
Етанол:
Температура самозаймання етанолу становить 365°C (689°F), що нижче, ніж у діетилового ефіру (160°C або 320°F) і вище, ніж у бензину (247-280°C або 477-536°F). ).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6266291
водень:
Температура, при якій водень починає горіти самостійно, становить 535°C (995°F).
https://en.wikipedia.org/wiki/Autoignition_temperature
Етиленоксид:
Температура, при якій етиленоксид починає горіти самостійно, становить 429°C (804,2°F). Але якщо є іржа, вона може досягати 140°C (284°F).
При температурах вище 51,3°F (10,7°C) етиленоксид є безбарвним газом, який може загорітися сам по собі.
https://www.petrochemistry.eu/wp-content/uploads/2018/01/Guidelines_EO_2013_UK_v6-final.pdf
Дизель:
Температура самозаймання: приблизно 210°C.
сталь:
Точка самозаймання: приблизно 1315°C (2399°F).
Папір:
Температура самозаймання: приблизно 218 - 248°C.
Коли папір починає розпалюватися, температура в центрі може досягати 815°C.
Інші гази:
- Метан: 580 °C
- Пропан: 493 °C
- Етилен: 425 °C
- Ацетилен: 305 °C
- Нафта: 290 °C
- Сірковуглець: 102 °C
Як визначити різницю між самозайманням, температурою спалаху та температурою займання
Таким чином, температура спалаху, температура вогню та температура самозаймання пов’язані з тим, наскільки речовина є займистою, але кожен термін стосується іншого аспекту того, як речовина діє під впливом тепла та вогню.
Самозаймання
Самозаймання - це найнижча температура, при якій легкозаймистий матеріал починає горіти самостійно, без іскри чи іншого джерела займання ззовні.
Це відбувається, коли температура матеріалу досягає температури самозаймання, перетворюючи його на горючий газ, який починає горіти самостійно.
Точка займання
З іншого боку, температура спалаху — це найнижча температура, при якій рідина, що може спалахнути, виділяє достатню кількість пари, щоб загорітися при контакті з джерелом займання.
Для кожної легкозаймистої рідини кількість пари в повітрі, необхідна для підтримки вогню, різна, а температура спалаху показує найнижчу температуру, при якій легкозаймиста рідина загориться, коли вона знаходиться поблизу джерела займання.
Температура спалаху проти точки самозаймання:
Температура спалаху та температура самозаймання є двома важливими способами вимірювання того, наскільки легко речовина загориться.
Обидва терміни стосуються температури, при якій щось може почати горіти, але вони говорять про різні частини процесу.
Температура спалаху — це температура, при якій речовина може загорітися від зовнішнього джерела, а температура самозаймання — це температура, при якій вона самозаймається.
Пожежна точка
Температура займання - це температура, при якій пари легкозаймистої рідини продовжують горіти після того, як її підпалили.
Вона вища за температуру спалаху і показує найнижчу температуру, при якій речовина буде горіти після того, як вона загорілася.
Expeltec створив справді гарну інфографіку, щоб наочно пояснити деякі відмінності:
https://expeltec.com/5-terminology/flash-point-auto-ignition-temperature/
Самозаймання проти інших процесів
Спонтанне займання відрізняється від самозаймання тим, що для його початку не потрібне зовнішнє джерело енергії.
Температура самозаймання - це найнижча температура, при якій речовина загоряється в нормальній атмосфері без іскри ззовні.
Самозаймання і самоопромінення також є різними процесами. Автозаймання — це коли вогонь поширюється з одного поверху на інший у багатоповерховій будівлі, а самозаймання — це найнижча температура, при якій легкозаймистий матеріал починає горіти самостійно.
Заходи стійкості палива до самозаймання
Октанове число
Коротше кажучи, октанове число є показником того, наскільки добре паливо може протистояти детонації та попередньому займанню, а також показує, наскільки добре воно може протистояти самому запуску.
Октанове число — це стандартний спосіб вимірювання того, наскільки тверде паливо, як-от бензин і дизельне паливо, починає горіти самостійно в двигунах з іскровим запалюванням.
Цей показник базується на тиску, при якому паливо самозаймається (почне горіти самостійно) у контрольованому середовищі.
Октанове число записується або як дослідницьке октанове число (RON), або як моторне октанове число (MON).
Чим вище октанове число, тим паливо стійкіше до самозаймання, і тим менша ймовірність того, що двигун SI буде стукати або гукати під час стиснення.
Самозаймання та його ознаки
У градусах кута кривошипа затримка самозаймання — це проміжок часу між початком вприскування палива (SOI) і початком згоряння (SOC) (CADs).
Його також називають часом затримки запалювання (IDT), і він показує, скільки часу потрібно суміші палива та повітря для реакції при певній температурі та тиску.
Температура самозаймання
Етанол може почати горіти при температурі 685°F (363°C). Це температура, при якій суміш палива й повітря загоряється сама по собі, без сторонньої допомоги.
Один із способів визначити температуру самозаймання - виміряти підвищення температури між кінцем такту стиснення та початком події самозаймання.
Інший спосіб - знайти температури самозаймання 1-пропанолу та 2-пропанолу.
Самозаймання та радіаційний теплообмін
Це відбувається, коли легкозаймиста рідина нагрівається вище температури займання, а пари, що виділяються, самозаймаються під впливом радіації, наприклад інфрачервоного випромінювання від гарячих предметів або вогняних шлейфів.
Існує два різних види запалювання: пілотне запалювання та самозаймання. Займистий матеріал потребує зовнішнього джерела тепла, наприклад іскри або полум’я, щоб почати пілотне займання.
З іншого боку, для самозаймання не потрібне зовнішнє джерело тепла. Натомість він використовує власну енергію матеріалу, щоб розпалити вогонь.
Температура самозаймання
Температура самозаймання речовини - це найнижча температура, при якій вона починає горіти. Це температура, при якій щось може почати горіти самостійно.
Розуміння важливості температури самозаймання
Температура самозаймання є ключовим поняттям у науці про горіння. Це означає найнижчу температуру, при якій речовина самозаймається і загоряється без іскри ззовні.
Температура, при якій матеріал починає горіти самостійно, може змінюватися залежно від таких речей, як те, що ще є в цьому місці.
Коли мова йде про паливні суміші, які можуть спалахнути, температура самозаймання – це найнижча температура, при якій паливо загориться самостійно без іскри ззовні.
Розуміння температури самозаймання речовини є важливим для пожежної безпеки та безпечного використання та зберігання речей, які можуть загорітися.
Водень і самозаймання
Коли в двигун подається газоподібний водень, він унікальним чином змінює роботу автозаймання. На те, як воно горить, впливає той факт, що його температура самозаймання та теплопровідність вищі, ніж у таких палив, як метан.
Вплив водню на самозаймання
Коли водень змішується з іншим паливом, вища температура, при якій він самостійно займається, прискорює швидкість згоряння та підвищує тиск у циліндрі.
Але використання водню також може спричинити проблеми, такі як проблеми з безпекою, передчасне займання, зворотний вогонь і зниження потужності.
При певних навантаженнях на двигуни з іскровим запалюванням неконтрольоване самозаймання може призвести до детонації двигуна.
У двигунах, які можуть використовувати як дизельне паливо, так і водень, потрапляння водню у впускний колектор може спричинити самостійне горіння дизельного палива.
Температура самозаймання повітря
Повітря не горить, тому не має температури, при якій починає горіти самостійно. Паливо та хімічні речовини, такі як бутан, кокс, водень і нафта, часто мають температуру самозаймання.
Його температура самозаймання - це найнижча температура, при якій матеріал починає самонагріватися, що може призвести до пожежі.
Тиск самозаймання
Тиск, при якому водень почне горіти, становить від 3,5 до 7 Мпа (35-70 бар). Спонтанне займання є більш імовірним, коли початковий тиск випуску високий і провідний удар сильний.
Тиск, необхідний для розпалювання вогню, залежить від кількості кисню та гелію в повітрі.
Вплив тиску на самозаймання
З підвищенням тиску температура, при якій суміш газів або парів може почати горіти самостійно, знижується.
Це тому, що вищий тиск прискорює реакцію, що знижує температуру, при якій починається реакція.
Вбудоване сховище водню
Більшість бортових систем зберігання водню працюють під тиском до 700 бар. Ще більш високий тиск використовується на заправних станціях для таких видів зберігання.
Гази, що запалюються всередині, можуть втрачати тепло через ударний розряд, який спричиняє згасання полум’я до того, як весь об’єм загориться. Це може зупинити самозаймання газу.
Випробування на самозаймання сирої нафти
Випробування на самозаймання проводять на сирій нафті, щоб визначити найнижчу температуру, при якій вона самозаймається за нормальної кімнатної температури.
Американське товариство випробувань і матеріалів (ASTM) встановило стандарти для перевірки здатності сирої нафти до самозаймання.
ASTM E659: температури, при яких речовина починає горіти самостійно
ASTM E659 — це стандартний тест, який використовується для визначення того, чи сира нафта загориться сама по собі. Цей метод випробування показує, як знайти температури самозаймання рідкої хімікати в повітрі при атмосферному тиску в гарячому полум’ї та холодному полум’ї в рівномірно нагрітій посудині.
Результати цього тесту показують, при якій найнижчій температурі сира нафта зазвичай загоряється.
Порівняння ASTM E659 і ASTM D2155
ASTM E659 є більш сучасним способом перевірки сирої нафти на самозаймання, ніж ASTM D2155. Незважаючи на те, що інструменти для кожного методу різні, результати однакові.
ASTM D93A: Визначення температури спалаху
ASTM D 93A — це спосіб визначити температуру спалаху нафти та продуктів, виготовлених з нафти. Але це не стосується тестів на самозаймання.
Температура спалаху — це температура, при якій продукт на основі нафти виділяє достатньо пари, щоб невелике полум’я могло викликати вогонь і підтримувати його.
Температура спалаху не збігається з температурою самозаймання. Температура самозаймання - це температура, при якій речовина починає горіти самостійно без іскри ззовні.
Поділіться на…
