LABOLATORIUM FIZYKOCHEMI SPALANIA I WYBUCHÓW
KOMPANIA II	PLUTON II
Ćwiczenie: 10 Temat: Oznaczanie temperatury tlenia pyłów.	Imię i nazwisko: Płotica Marcin Poliwoda Paweł
data 08-04-1998; 20-05-1998	podpis:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest oznaczenie temperatury tlenia pyłów osiadłych na gorącej powierzchni według PN -C-01200-12.

Opis przebiegu pomiaru:

Zasada metody polega na ogrzaniu ze stałym określonym przyrostem temperatury pyłu usypanego w warstwie o określonej grubości na powierzchni bloku pomiarowego umieszczonego w piecu elektrycznym i pomiarze temperatury T powierzchni bloku oraz różnicy ΔT między temperaturą powierzchni bloku a temperaturą badanego pyłu.

Założony przyrost temperatury ze względu na ograniczenie czasu trwania ćwiczenia wynosił 500°C w czasie 70 min, co dawało przyrost 7,14°C/min. Warstwa pyłu miała grubość 10 mm. Wewnątrz pyłu umieszczony była termopara badająca jego temperaturę, dwa inne czujniki badały temperaturę bloku pomiarowego. Podłączony do termopar rejestrator wykreślał temperaturę gorącej powierzchni bloku pomiarowego T i różnicę między temperaturą powierzchni bloku pomiarowego a temperaturą badanej substancji ΔT.

Wynik oznaczenia:

Z wykresu uzyskanego w rejestratorze odczytujemy temperaturę gorącej powierzchni T, przy której krzywa przebiegu z termopary różnicowej ΔT silnie odchyla się od wykreślonej linii przebiegu. W tym celu w punkcie minimum na krzywej ΔT, wyznaczonym przez poprowadzenie do niej stycznej równoległej do osi czasu pomiaru, wystawiamy prostopadłą do tej stycznej i zaznaczamy punkt jej przecięcia się z linią temperatury powierzchni bloku pomiarowego T. Rzutując ten punkt na oś % wychylenia pisaka na skali rejestratora odczytujemy tę wartość, a następnie z wykresu skalowania powierzchni pomiarowej odczytujemy temperaturę zatlenia badanej substancji.

Skala 100% odpowiada 500°C

A - Pył bukowy - odchylenie 56% odpowiada 280°C

B - Pył sosnowy - odchylenie 58% odpowiada 290°C

Wnioski:

Temperaturą tlenia nazywamy taka temperaturę w której warstwa grubości 5 mm swobodnie osiadłego pyłu ulega zapłonowi. Aby zjawisko takie mogło zaistnieć muszą zostać spełnione pewne warunki. Tleniu ulegają materiały: celulozopochodne, porowate zwęglające się, tworzywa termoutrwardzalne, żywice.

Tlenie, w odróżnieniu od spalania płomieniowego przebiega wolniej w niższych temperaturach, z jednoczesnym wydzielaniem się większych ilości produktów niecałkowitego utlenienia węgla.

Biorąc pod uwagę szybkość procesu tlenia, szybkość reakcji na powierzchni badanej zależy od wielu czynników takich, jak: temperatura powierzchni, reaktywność wytworzonej substancji węglistej i stężenie czynnego tlenu na powierzchni. W większości przypadków ten ostatni czynnik jest dominujący i szybkość tlenia jest zdeterminowana szybkością dyfuzji tlenu do powierzchni spalania. Ciepło wytworzone w wyniku tlenia jest dostarczane do nie naruszonego materiału przez powierzchnię spalania i jest odpowiedzialne za wzrost w nim temperatury, która powoduje termiczną degradację nie przereagowanej jeszcze substancji, zwiększa się również wpływ produktów pirolizy. Dla większości substancji organicznych termiczna degradacja zachodzi w temperaturze 250-300°C. Powstające lotne produkty rozkładu w spalaniu bezpłomieniowym nie odgrywają istotnej roli.

W doświadczeniu badaliśmy temperaturę tlenia pyłu bukowego oraz temperaturę tlenia pyłu sosnowego. W przypadku badania pyłu bukowego odchylenie pisaka wyniosło 56% co odpowiada temperaturze 280°C [553 K], dla mąki pszennej odchylenie wyniosło 58% co odpowiada temperaturze 290°C [563 K].

Temperatura tlenia jest parametrem określającym podatność materiału na zachodzenie w nim procesów egzotermicznych, mogących doprowadzić do spalania bezpłomieniowego. Zależy ona od: grubości warstwy materiału tlącego się, ruchu i wilgotności powietrza, wielkości cząstek substancji tlącej się, składu substancji, wielkości powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych materiału, stężenia tlenu w atmosferze, sposobu i szybkości ogrzania materiału.

---