แผนภาพความไวไฟ

แผนภาพความไวไฟแสดงการควบคุมความไวไฟในส่วนผสมของเชื้อเพลิงออกซิเจนและก๊าซเฉื่อย ซึ่งโดยทั่วไปคือไนโตรเจนส่วนผสมของก๊าซทั้งสามชนิดมักจะแสดงในแผนภาพสามเหลี่ยม ซึ่งเรียกว่าแผนภาพสามองค์ประกอบแผนภาพดังกล่าวมีอยู่ในเอกสาร[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]ข้อมูลเดียวกันนี้สามารถแสดงในแผนภาพตั้งฉากปกติได้ โดยแสดงเพียงสองสาร โดยใช้คุณสมบัติโดยปริยายว่าผลรวมของส่วนประกอบทั้งสามเท่ากับ 100 เปอร์เซ็นต์ แผนภาพด้านล่างนี้เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิงเพียงชนิดเดียวเท่านั้น แผนภาพเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับส่วนผสมของเชื้อเพลิงได้
ทำความเข้าใจแผนภาพความไวไฟ
แผนภาพรูปสามเหลี่ยมไม่ใช่สิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไป วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจคือการอธิบายขั้นตอนพื้นฐานสามขั้นตอนในการสร้างแผนภาพเหล่านี้โดยสังเขป
- พิจารณาแผนภาพสามเหลี่ยมแรกด้านล่าง ซึ่งแสดงส่วนผสมที่เป็นไปได้ทั้งหมดของมีเทน ออกซิเจน และไนโตรเจน อากาศเป็นส่วนผสมของออกซิเจนประมาณ 21 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร และสารเฉื่อย (ไนโตรเจน) 79 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ดังนั้น ส่วนผสมใดๆ ของมีเทนและอากาศจะอยู่บนเส้นตรงระหว่างมีเทนบริสุทธิ์และอากาศบริสุทธิ์ – ซึ่งแสดงเป็นเส้นสีน้ำเงิน เส้นนี้แสดงขีดจำกัดความไวไฟ บนและล่าง ของมีเทนในอากาศ ดังแสดงในภาพ (ระบุด้วย UEL และ LEL ตามลำดับ)
- การ เผาไหม้ แบบสัดส่วนทางเคมีของมีเทนคือ: CH₄ 2O₂ CO₂ 2H₂O ความเข้มข้นของมีเทนในออกซิเจนตามสัดส่วนทางเคมีจึงเท่ากับ 1/(1+2) ซึ่งเท่ากับ 33 เปอร์เซ็นต์ ส่วนผสมของมีเทนและออกซิเจนตามสัดส่วนทางเคมีใดๆ จะอยู่บนเส้นตรงระหว่างไนโตรเจนบริสุทธิ์ (และมีเทน 0 เปอร์เซ็นต์) กับมีเทน 33 เปอร์เซ็นต์ (และออกซิเจน 67 เปอร์เซ็นต์) – ซึ่งแสดงด้วยเส้นสัดส่วนทางเคมีสีแดงขีดจำกัดความไวไฟ บนและล่าง ของมีเทนในออกซิเจนจะอยู่บนแกนมีเทน ดังแสดงในภาพ
- ขอบเขตที่แท้จริงซึ่งกำหนดโซนการติดไฟนั้นสามารถกำหนดได้จากการทดลองเท่านั้น ขอบเขตดังกล่าวจะผ่านขีดจำกัดการติดไฟ บนและล่าง ของมีเทนในออกซิเจนและในอากาศ ดังที่แสดงไว้ ปลายของขอบเขตจะกำหนดความเข้มข้นของออกซิเจนที่จำกัด (LOC) ตัวอย่างของการตรวจสอบเชิงทดลองดังกล่าวของโซนการติดไฟและความเร็วเปลวไฟแบบลามินาร์ ที่สอดคล้องกัน สามารถพบได้ในเอกสารอ้างอิง[ 5 ]สำหรับส่วนผสมของมีเทน ออกซิเจน และไนโตรเจนที่ความดันต่ำกว่าบรรยากาศ
- แผนภาพรูปสามเหลี่ยมแสดงส่วนผสมที่เป็นไปได้ทั้งหมดของมีเทน ออกซิเจน และไนโตรเจน ส่วนผสมใดๆ ของมีเทนและอากาศจะอยู่บนเส้นสีน้ำเงิน
- ส่วนผสมที่ มีอัตราส่วนทางเคมีที่เหมาะสมของมีเทนและออกซิเจนจะอยู่บนเส้นสัดส่วนทางเคมีสีแดง
- ขอบเขตความไวไฟที่แท้จริงซึ่งกำหนดส่วนผสมที่ติดไฟได้ของมีเทน
ดูเพิ่มเติม
แหล่งที่มา
- Bee, A.; Börner, M. (2023). "ความเร็วการเผาไหม้แบบลามินาร์และขีดจำกัดการติดไฟของส่วนผสม CH4/O2 ที่มีการเจือจาง N2 ที่แตกต่างกันในสภาวะต่ำกว่าบรรยากาศ" (PDF) . วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการเผาไหม้ . 195 (8). Taylor & Francis: 1910– 1929. doi : 10.1080/00102202.2021.2006191 .
- Zabetakis, Michael G. (1965). ลักษณะการติดไฟของก๊าซและไอระเหยที่ติดไฟได้ (ประกาศฉบับที่ 627)สำนักงานเหมืองแร่แห่งสหรัฐอเมริกา วอชิงตัน ดี.ซี. หน้า 129. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 15 พฤษภาคม 2012(ผลงานหลักของเขา ขนาดไฟล์ดาวน์โหลด 6.3 เมกะไบต์)
- เบอร์เจส ดีเอส; ฟูร์โน อัล; คุชตา เจเอ็ม; มูระ เคอี (1982) "ความไวไฟของก๊าซผสม". รายงานการสอบสวน อาร์ไอ-8709.
- Mashuga, CV; Crowl DA (1998). "การประยุกต์ใช้แผนภาพความไวไฟเพื่อประเมินอันตรายจากไฟและการระเบิดของไอระเหยที่ติดไฟได้" . Process Safety Progress . 17 (3): 176– 183. doi : 10.1002/prs.680170305 . S2CID 111043890 .
- โครว์ล, แดเนียล เอ. (2003). ทำความเข้าใจการระเบิด . ไวลีย์-AIChE. ISBN 0-8169-0779-X.