Abstrakt
Cel: Celem artykułu jest przedstawienie wyników przeprowadzonych prac eksperymentalnych dotyczących wpływu temperatury na wybrane parametry wybuchowości, tj. ciśnienie wybuchu Pex oraz maksymalne ciśnienie wybuchu Pmax. Dodatkowo dokonany został przegląd literatury na temat wyżej wymienionych oraz dwóch dodatkowych parametrów tj. szybkości narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)ex oraz maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)max.
Projekt i metody: Badania wykonano przy użyciu aparatury, której budowa jest zgodna z wytycznymi normy PN-EN 15967. Zbiornik badawczy stanowiła sferyczna komora o objętości 20 l, doposażona w dodatkowe układy o różnym przeznaczeniu, m.in. układ przygotowania mieszaniny paliwowo-powietrznej, układ akwizycji danych, układ bezpieczeństwa oraz układ stabilizacji temperatury. Źródło zapłonu umieszczone było w geometrycznym środku zbiornika badawczego i realizowane poprzez przepływ prądu przez prosty odcinek drutu topikowego włączonego między dwa metalowe pręty tak, aby wyzwalana energia mieściła się w zakresie od 10 do 20 J, ponieważ energia z tego zakresu nie wpływa w znaczący sposób na wielkości oznaczanych parametrów. Mieszaniny przygotowywano w oparciu o metodę ciśnień cząstkowych, która została omówiona w artykule. Ciśnienie początkowe badanych mieszanin palnych przed przyłożeniem źródła zapłonu było równe atmosferycznemu.
Wyniki: W artykule zawarto wyniki prac eksperymentalnych z oznaczania parametrów maksymalnego ciśnienia wybuchu Pmax w funkcji temperatury oraz ciśnienia wybuchu Pex w funkcji temperatury oraz współczynnika ekwiwalencji (Φ), który jest odwrotnością współczynnika nadmiaru powietrza (λ). Badanymi substancjami były pary cieczy palnych, w tym: n-butanolu, sec-butanolu oraz izooktanu. Pomiary przeprowadzono zarówno dla ich samodzielnego występowania w atmosferze powietrznej oraz dla ich mieszanin binarnych (tj. dwuskładnikowych). Zebrane wyniki poddano ocenie oraz analizie. Każdy pomiar powtarzano od 3 do 5 razy.
Wnioski: Otrzymane wyniki prac eksperymentalnych wykazują kilka wspólnych cech, w tym: obniżanie się wielkości Pmax wraz ze wzrostem temperatury; występowanie wielkości Pmax dla mieszanin o stężeniu bliskim stechiometrycznemu po stronie mieszanin bogatych w paliwo (1 < Φ < 1,5); zbieganie się trendów Pex w kierunku dolnej granicy palności (Φ < 1); występowanie szerszego zakresu wybuchowości, lecz niższych wielkości parametrów ciśnienia wybuchu po stronie mieszanin bogatych w paliwo (Φ > 1); brak symetrii trendu pomiędzy mieszaninami bogatymi (Φ > 1) a ubogimi (Φ < 1) w paliwo.
Słowa kluczowe: parametry wybuchowości, maksymalne ciśnienie wybuchu, maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy