Abstrakt
Cel: Celem badań było opracowanie eksperymentalno-obliczeniowej metody określania prawdopodobieństwa samozapłonu stosowanych w procesie technologicznym płynów palnych wskutek ich kontaktu z rozgrzaną powierzchnią. Konieczność przeprowadzenia takich badań potwierdza brak jednolitego podejścia do określenia temperatury samozapłonu. Z tego powodu trudno ocenić miarodajność dotychczasowych danych eksperymentalnych, a ich wykorzystanie w praktyce, także w roli danych wyjściowych przy opracowaniu metod obliczeniowych, nie zawsze jest możliwe.
Metodologia: Praca eksperymentalna polegała na przeprowadzeniu badań zgodnie ze standardem GOST-1313 (metoda określenia minimalnej temperatury samozapłonu łatwopalnego płynu) na standardowym stanowisku oraz na zmodernizowanym stanowisku, różniącym się od standardowego tym, że zamknięte naczynie reakcyjne zamienione zostało na naczynie cylindryczne, na którego dnie umieszczona została płaska cylindryczna płytka o grubości 5 mm, zrobiona z badanego materiału. Temperatura płytki była mierzona i kontrolowana za pomocą termopary, a pojedyncze krople badanej cieczy wprowadzane pipetką z wysokości 15 cm i opadały na środkową część płytki. W celu opracowania wyników eksperymentów posłużono się logistycznym modelem regresyjnym łączącym prawdopodobieństwo samozapłonu cieczy palnej od rozgrzanej powierzchni ze zmienną objaśniającą (eksperyment przeprowadzono w warunkach procesu technologicznego). Aby potwierdzić efektywność metody służącej do określenia temperatury samozapłonu cieczy łatwopalnych przeprowadzono badania eksperymentalne samozapłonu paliwa diesel DVT. Badano samozapłon próbek o dziesięciu różnych pojemnościach (0,1 ml, 0,2 ml, …, 1,0 ml) w zakresie temperatur 247ºС - 266ºС co jeden stopień (po 5 badań dla każdej wartości temperatury). Wyniki badań wykazały dobrą zgodność pomiędzy danymi uzyskanymi w drodze eksperymentów a danymi obliczeniowymi.
Wyniki: W ten sposób opracowano nową eksperymentalno-obliczeniową metodę, która pozwala przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia samozapłonu cieczy palnej podczas wybranego procesu technologicznego. Na podstawie omawianego podejścia planuje się opracować kod programowy. Opisane badania pozwolą skategoryzować procesy technologiczne ze względu na ich ryzyko pożarowe. Jako kryterium bezpieczeństwa służyć będzie temperatura rozgrzanej powierzchni materiału, przy której, w określonym stopniu prawdopodobieństwa następuje samozapłon.
Słowa kluczowe: temperatura samozapłonu, proces technologiczny, prawdopodobieństwo samozapłonu, model regresyjny, zasada maksymalnego prawdopodobieństwa
Typ artykułu: studium przypadku