Waarom zet ' t verhogen van de temperatuur van zoiets als hout of papier ze in brand?
Geplaatst op december 31, 2020 door adminStel je voor dat we een papieren boek hebben. Als we dit in een pan doen en de temperatuur verhogen, zou dit boek niet in brand vliegen. Als het boek daarentegen direct in wisselwerking staat met deze warmtebron, vat het wel vlam. Wat is het verschil tussen deze twee situaties?
Reacties
- Reacties zijn niet bedoeld voor uitgebreide discussie; dit gesprek is verplaatst naar chat .
Antwoord
Voordat u uw vraag beantwoordt, is het belangrijk om te begrijpen hoe ontbranding van een vast materiaal plaatsvindt. Voor brandstoffen die waterstof en koolstof bevatten, zoals papier, is ontsteking een gasfasefenomeen. Het is niet de vaste stof zelf die ontsteekt. Voordat een vaste stof kan worden ontstoken, moet deze gedeeltelijk worden omgezet in een vluchtig (brandbaar) gas. Hiervoor is doorgaans warmte nodig. Het zijn de brandbare gassen aan het oppervlak van de vaste stof die daadwerkelijk ontbranden, niet de vaste stof zelf. Het proces waarbij een vaste stof wordt afgebroken om brandbaar gas te genereren, wordt pyrolyse genoemd. De ontvlambare gasvormige producten van pyrolyse moeten worden gemengd met zuurstof (lucht) in de juiste verhouding om in het zogenaamde ontvlambare bereik te komen.
Ontsteking van het gas / luchtmengsel geproduceerd door verhitting van het papier kan op twee manieren plaatsvinden. Als u doorgaat met het verhogen van de temperatuur van het mengsel, kan het de zogenaamde automatische (zelf) ontbrandingstemperatuur bereiken en ontbranden. Dit zou het mechanisme zijn voor het boek op een verwarmde pan. Als alternatief kan blootstelling aan een waakvlamontstekingsbron, zoals een externe vlam of boog, het mengsel ook ontsteken. Dat zou je boek zijn, omringd door lucht en blootgesteld aan een vlam. De temperatuur van het mengsel waarbij dit gebeurt, wordt de pilootontstekingstemperatuur of flash-ontstekingstemperatuur genoemd. Over het algemeen is de bestuurde (flits) ontstekingstemperatuur lager dan de automatische (zelf) ontstekingstemperatuur.
Terugkerend naar papier en uw boek, noemde @StudyStudy Fahrenheit 451. Die (233 C) is toevallig de automatische (zelf) ontbrandingstemperatuur van papier, populair gemaakt door het gelijknamige boek. De oorspronkelijke test die werd gebruikt om die temperatuur te bepalen, is afkomstig van ASTM 1929 “Standaardtestmethode voor het bepalen van de ontstekingstemperaturen van kunststoffen”, hoewel de test niet beperkt is tot kunststoffen. De gestuurde (flits) ontstekingstemperatuur met behulp van de ASTM-test is ongeveer 177 C, wat lager is dan de zelfontbrandingstemperatuur.
Laten we nu eens kijken naar uw boek op een pan. Aangezien er geen vlam of boog boven de pan is, is elke ontsteking die zou optreden automatische (zelf) ontsteking. Al het andere in aanmerking genomen, zoals hierboven opgemerkt, vereist automatische ontsteking dat het gas op hogere temperaturen is dan ontsteking met een waakvlambron (vlam of boog). Bovendien vindt verwarming plaats aan de onderkant van het boek. Veel van deze warmte wordt door warmtegeleiding weggeleid van het verwarmde oppervlak naar de massa van het boek en door convectie naar de omringende lucht. De meeste gasvormige pyrolyseproducten die op de bodem kunnen worden geproduceerd, kunnen zich niet vermengen met lucht, wat essentieel is voor ontsteking. De omgevingslucht boven de pan verdunt de gasvormige producten die aan de onderkant ontsnappen. Wat u waarschijnlijk krijgt, is een boek met een verkoolde bodem maar geen brandende ontsteking.
Als het boek wordt omgeven door lucht die wordt blootgesteld aan een externe vlam, kan de veel hogere vlamtemperatuur snel zowel pyrolyse (thermische ontleding) als ontsteking van de resulterende dampen veroorzaken.
Hoop dat dit helpt.
Reacties
- Reacties zijn niet bedoeld voor uitgebreide discussie; dit gesprek is verplaatst om te chatten .
- Er moet ook worden opgemerkt dat sommige delen van de vlam heter worden dan de pan en negeert zelfs alle andere overwegingen.
Antwoord
De pan begint bij kamertemperatuur, zeg 20 ° C. De gasvlam begint rond de 2000 ° C. De ontbrandingstemperatuur van papier is ongeveer 200 ° C.
Dus de vlam kan het papier onmiddellijk ontsteken, maar de pan kan dit niet meteen doen omdat het moet opwarmen. De pan kan het papier ontsteken als de vlam de pan en het papier kan opwarmen tot de ontstekingstemperatuur. Afhankelijk van de pan is het echter mogelijk dat de pan niet opwarmt tot de papierontbrandingstemperatuur als hij snel genoeg warmte verliest aan de omgevingslucht.
Opmerkingen
- Reacties zijn niet bedoeld voor uitgebreide discussie; dit gesprek is verplaatst naar chat .
Geef een reactie