CCF201402190044

Stężeniowe granice zapłonu

Ćwiczenie nr 5

Proces zapłonu charakteryzuje się określonymi stężeniowymi granicami, poza którymi zapłon nie nastąpi w żadnych warunkach. W gazowych mieszaninach paliwo-powietrze nawet, gdy źródło zapłonu jest nieskończenie wielkie, zapłon występuje wtedy, kiedy stężenie składników painych w mieszaninie z utleniaczem występuje w określonych granicach (tab. 3.1).

Tabela 3.1

Stężeniowe granice zapłonu [3, 5]

Gaz	Granice zapłonu
	% gazu w powietrzu		% gazu	w tlenie
	dolna	górna	dolna	górna
Wodór	4,1	74,2	4,0	94,0
Tlenek węgla	12,5	74,2	15,5	94,0
Metan	5,0	15,0	5,1	61,0
Etan	3,2	12,5	3,0	66,0
Propan	2,4	9,5	2,3	55,0
Butan	1,9	8,4	1,8	48,0
Pentan	1,4	7,8	-	-
Heksan	1,25	6,9	-	-
Hektan	1.0	6,0	-	-
Etylen	3,75	29,6	2,9	79,9
Acetylen	2,5	80,0	2,5	89,4
Benzen	1,41	6,75	2,6	30,0
Metanol	6,72	36,5	-	-
Etanol	3,28	18,95	-	-

Jeśli w mieszaninie palnej udział paliwa jest niewielki, to ilość wydzielającego się ciepła z procesu spalania nie jest w stanie doprowadzić sąsiedniej warstwy do temperatury zapłonu - to jest do propagacji płomienia. Należy przy tym zaznaczyć, że podgrzanie sąsiednich warstw gazu musi zapewnić taką temperaturę, w której nie tylko są kompensowane straty energii do otoczenia, ale podgrzewana jest zimna mieszanka palna napływająca do strefy spalania w takim stopniu, ażeby mogła być zainicjowana reakcja spalania.

Podobnie działa brak utleniacza. Tym dwóm przypadkom odpowiada dolna i górna granica zapłonu.

Granice zapłonu mieszanin składających się z wielu składników palnych, ale nie zawierających składników obojętnych ( ICC^l+fN?! < 5% ) można określić ze wzoru Le Chateliera:

^Le.d ~

100

(3.6)

+

+... +

"Kg -d)

"2(g ,d)

"n(g -d)

w którym:

Z_g d - dolna lub górna granica zapłonu, %;

a\ - zawartość /-tego składnika palnego w paliwie, %.