Температура воспламенения

Температура воспламенения – это наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.

Воспламенение – это пламенное горение вещества, инициированное источником зажигания и продолжающееся после его удаления не менее 5 с.

Значение температуры воспламенения следует применять при определении группы горючести вещества, оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 [3] и ГОСТ 12.1.010-76 [4], а также необходимо включать в стандарты и технические условия на соответствующие горючие жидкости.

Допускается использовать экспериментальные и расчетные значения температуры воспламенения.

Сущность экспериментального метода определения температуры воспламенения заключается в нагревании определенной массы вещества с заданной скоростью, периодическом зажигании выделяющихся паров и установлении факта наличия или отсутствия воспламенения последних при фиксируемой температуре.

Воспламенение – начальная стадия горения, в течение которой энергия, подводимая к системе от внешнего источника энергии, приводит к резкому ускорению химической реакции из-за прогрессивного накопления энергии (тепловое воспламенение) или активных промежуточных частиц (цепное воспламенение).

Роль воспламенителя может выполнять пламя, искра, накаленное тело или механическое воздействие в результате резкого сжатия горючей смеси (так происходит воспламенение горючей смеси в дизельном двигателе) или, например, трение различных материалов друг о друга.

При воспламенении необходимо, чтобы концентрации горючего и окислителя находилась в определенном соотношении.

Классическим явлением воспламенения является процесс возникновения горения в небольшой части горючей смеси. Остальная часть прореагирует за счет распространения процесса на всю смесь. Источники воспламенения, вызывающие такой процесс, называются тепловыми. К ним относится искра, накаленное тело, пламя, а также электрические явления (электрические искры, дуги, разряды атмосферного электричества). К воспламенению могут привести также оптические явления, например, фокусировка лучей линзами. Все тепловые источники нагревают очень незначительную часть горючей смеси, оставляя холодной остальную ее часть.

В отличие от воспламенения вспышка представляет собой воспламенение смеси воздуха с парами над жидкой фазой или твердым телом без загорания последних. Вспышка возможна только в том случае, если состав паровоздушной смеси находится между верхним и нижним пределами воспламенения. Фактически вспышка – процесс неустойчивого, быстро прекращающегося горения.

Температура самовоспламенения

Температура самовоспламенения – это температура, при которой пары вещества в условиях специальных лабораторных испытаний воспламеняются самопроизвольно без поднесения внешнего источника зажигания.

Другими словами, – это наименьшая температура горючего вещества, при достижении которой происходит резкое увеличение скоростей экзотермических объемных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения и/или взрыва.

Типичным примером процесса самовоспламенения является работа двигателя внутреннего сгорания, предложенного в XIX в. немецким инженером Рудольфом Дизелем (фото).

Рудольф Дизель (1858 – 1913)

Принцип действия такого двигателя основан на всасывании очищенного атмосферного воздуха в цилиндр, с последующим разогревом его в результате резкого сжатия поршнем до давления порядка нескольких атмосфер и впрыском мелко распыленного топлива. При приближении поршня к верхней мертвой точке такта сжатия дизельное топливо в виде мелкодисперсных капель переходит в паровую фазу и нагревается до максимальной температуры в данных условиях работы двигателя, при которой происходит акт химического взаимодействия – реакция с раскаленным кислородом воздуха. Воспламенение происходит за счет сжатия. Внешний источник зажигания в рабочий момент дизельном двигателе отсутствует.

Двигатели внутреннего сгорания, работающие по принципу Дизеля, находят широчайшее применение в автомобилестроении – грузовики, автобусы, трактора, тягачи, военная техника, судовые дизели, передвижные электроустановки (дизели-генераторы) и мн. др.

Таким образом, температура самовоспламенения – это температура, которая требуется для достижения энергии активации реакции горения.