پارامتر های دینامیکی احتراق
Dynamics Parameters of Combustion
پارامتر های دینامیکی احتراق
حدود شعله وری (Flammability Limits)
حداقل دمای آغازش خود بخودی (Auto-Ignition Temperature)
فاصله خاموشی (Quenching Distance)
حداکثر درز ایمن تجربی (Maximum Experimental Safe Gap), MESG
حداقل انرژی اشتعال
…
معیار های ویلیامز برای اشتعال و خاموشی
شعله وری هنگامی ایجاد خواهد شد که حرارت کافی به یک لایه گاز با ضخامتی از مرتبه ضخامت شعله داده شود و دمای آن به دمای آدیاباتیک شعله برسد.
نرخ آزاد شدن انرژی بوسیله واکنش های شیمیایی در داخل لایه باید تقریبا برابر نرخ افت حرارتی لایه بوسیله هدایت باشد.
فاصله خاموشی(Quenching Distance)
وقتی شعله ها به درزهای کوچک می رسند معمولا خاموش می شوند.
کمترین فاصله بین دو صفحه، یا کمترین قطر یک لوله که شعله بدون خاموشی می تواند از آن عبور کند فاصله خاموشی نامیده می شود.
یک روش تجربی برای تعیین قطر خاموشی این است که بعد از اینکه یک شعله پایدار ایجاد کردند، ناگهان جریان را قطع می کنند و بازگشت شعله (Flashback) را بررسی می کنند.
ضخامت شعله و فاصله خاموشی
Flame Arrester
حدود شعله وری
شعله فقط در محدوده خاصی از نسبت اختلاط می تواند پایدار باشد
این محدوده با استفاده از آزمایش استاندارد Coward & Jones به دست می آید.
آنچه شعله وری را تعیین می کند تقابل بین شدت آزاد شدن انرژی در اثر واکنش شیمیایی و نرخ اتلاف انرژی در اثر هدایت حرارتی به محیط می باشد.
تمام پارامتر های دینامیکی به نوعی تحت تاثیر این تقابل می باشند.
تاثیر جهت انتشار شعله و قطر لوله
تاثیر قطر با توجه به اتلاف حرارت به محیط تحلیل می گردد.
برای انتشار رو به پایین محدوده کوچکتر است. چرا؟
تاثیر خاموش کننده ها (suppressants)
روی حدود شعله وری
حداقل انرژی اشتعال Minimum Ignition Energy
مفهوم حد اقل انرژی اشتعال
مثال: حداقل انرژی یک جرقه شمع
این مفهوم بخصوص در طراحی وسایل الکتریکی بسیار حیاتی است.
اگر انرژی جرقه کمتر از این حد باشد حتی برای مخلوط استوکیومتری امکان اشتعال وجود ندارد.
با افزایش دما حداقل انرژی لازم برای اشتعال کاهش می یابد.
وابستگی حداقل انرژی اشتعال به فشار مخلوط اولیه.
این پدیده از نظر ایمنی اهمیت زیادی دارد بخصوص در محل هایی که مقدار زیادی مواد قابل احتراق ذخیره شده باشد.
این پدیده عامل کنترل کننده در احتراق موتور های دیزل می باشد. زیرا پس از تزریق سوخت در دما و فشار بالا، بعداز یک زمان تاخیر کوتاه احتراق بصورت خود بخودی آغاز می شود.
همچنین در موتور های اشتعال جرقه ای بعد از حرکت شعله در نقاطی در مخلوط نسوخته ممکن است اشتعال خود بخودی آغاز شود که با عث کوبش (Knock) می گردد.
در بسیاری دیگر از سیستم های احتراقی مانند توربین های گاز نیز ممکن است این پدیده بالا دست شعله اتفاق بیفتد.
انفجار در سیلوی گندم
حدود شعله وری ممکن است با قدرت جرقه تغییر کند.
این حدود باید با استفاده از جرقه های خیلی قوی بخصوص در نزدیکی مرزها تعیین گردند.
تاثیر جرقه روی حدود شعله وری
آنچه شعله وری را تعیین می کند تقابل بین شدت آزاد شدن انرژی در اثر واکنش شیمیایی و نرخ اتلاف انرژی در اثر هدایت حرارتی به محیط می باشد.
تمام پارامتر های دینامیکی به نوعی تحت تاثیر این تقابل می باشند.
عدم شعله وری را می توان به صورت حالتی که دمای اشتعال بزرگتر از دمای شعله آدیاباتیک می باشد توجیه کرد. دمای اشتعال یک پارامتر دینامیکی یا سینتیکی و دمای شعله یک پارامتر ترمو دینامیکی می باشد.
تاثیر دمای آب خنک کننده
تاثیر درصد حجمی بخار آب اضافه شده بر سرعت شعله آرام
تاثیر مواد خنثی روی دمای شعله