Mis on minimaalne süüteenergia?

Minimaalne süttimisenergia (MIE) on väikseima energiahulga mõõt, mille edastab elektrisäde, mis süütab õhus hajutatud kütuse või muul viisil põleva ühendi. MIE väärtuste korral peavad plahvatuse toimumiseks ideaalsed tingimused olema, kuid muul juhul võib segu süttimiseks olla vaja vaid veidi kõrgemaid süttimisväärtusi. Sellistel juhtudel võib plahvatuse põhjustav säde tuleneda elektrostaatilisest lahendusest (ESD), kus kahe vahetus läheduses asuva objekti vahel esineb varjatud elektripotentsiaalide erinevus, või võib selle põhjustada pinge all olev elektriahel, mis kogeb kaare või lühise. vooluringi tühjenemise sündmus. Põlemiskeemiliste protsesside mõistmine, mis viivad minimaalse süüteenergia sündmusteni, on oluline nii tuletõrje valdkonnas kui ka lenduvate ühendite ladustamise ja kasutamisega seotud tööstusharudes, näiteks lennukite käitamisel.

Lenduvad kütused ja lahustid ning muud kemikaalid, millel on teadaolevalt väga madalad minimaalsed süttimisenergia väärtused, on atsetüleen ja vesinik 0.017 millidžauli juures, etüleen 0.08 millidžauli ja metaan 0.3 millidžauli. Neid kemikaale tuleb kinnistes ruumides käsitseda äärmise ettevaatusega, kuna neil kõigil on ka madal aurustumispunkt normaalsel atmosfäärirõhul ja -temperatuuril. Üks kulukamaid ja ohvriterohkemaid USA kommertslennuõnnetusi, TWA 800 lendu 12 minutit pärast starti New Yorgist New Yorgist 1996. aasta juulis, on seostatud võimaliku minimaalse süüteenergia plahvatusega keskmise tiiva kütusepaagis. . Umbes 50 gallonit (189 liitrit) lennukikütust, mida tuntakse Jet A nime all, mida sel ajal hoiti paagis, soojendati tahtmatult otse paagi ala all asuvate kliimaseadmete poolt, mis aurustas osa kütusest. Kui lennuk tõusis kõrgusele, suurendas alandatud õhurõhk aurustumist nii kaugele, et ülerõhk ja võimalik tundmatu säde tekitasid plahvatuse, mis purustas kütusepaagi enda ja hävitas lennuki.

Mitmetel muudel ühenditel, mis hajuvad õhus peente tahkete osakestena, alates pulbrilistest metallidest kuni teraviljajahuni ja tahkete kütusteni, nagu kivisüsi ja väävel, on samuti madalad minimaalsed süttimisenergia väärtused. Alumiiniumi MIE on 15 millidžauli ja magneesiumi puhul 40 millidžauli. Söe väärtus jääb vahemikku 30–60 millidžauli ja teraviljapõhine jahu süttib 240 millidžauli juures. Tolmuplahvatus võib tekkida isegi siis, kui põrandajääkide juhuslik segu satub õhku, kui see on kuumutatud keskkonnas hästi hajutatud, ning see võib süttida vahemikus 0.2–10 džauli, kui õhuniiskus on alla 80%. ja ümbritseva õhu temperatuur on 59° kuni 77° Fahrenheiti (15° kuni 25° Celsiuse järgi).

Teised ühendid, millel on teadaolevalt madalad minimaalsed süüteenergia väärtused tunduvalt alla 1 millidžauli, hõlmavad propaanitüüpi kütuseid, rauatolmu ja süsinikdisulfiidi. Need madalad väärtused on olulised, kui võrrelda tavalistest sädemeallikatest saadava energiatasemega. Staatiline elektrisäde tühjendab tavaliselt umbes 22 millidžauli energiat ja auto süüteküünal tühjendab iga põlemistsükliga umbes 25 millidžauli energiat.