Varför ökar inte ' temperaturen på något som trä eller papper?
On december 31, 2020 by adminTänk dig att vi har pappersbok. Om vi lägger detta i en kastrull och ökar dess temperatur, skulle den här boken inte fånga eld. Om boken å andra sidan interagerar direkt med denna värmekälla, tar den eld. Vad är skillnaden mellan dessa två situationer?
Kommentarer
- Kommentarer är inte för längre diskussion; den här konversationen har flyttats till chatt .
Svar
Innan du svarar på din fråga är det viktigt att förstå hur antändning av ett fast material sker. För bränslen som innehåller väte och kol som papper är antändning ett gasfasfenomen. Det är inte själva fastämnet som antänds. Innan ett fast material kan antändas måste det delvis omvandlas till en flyktig (brännbar) gas. Detta kräver i allmänhet värme. Det är de brännbara gaserna vid det fasta ämnets yta som faktiskt antänds, inte själva fastämnet. Processen att sönderdela ett fast ämne för att generera brännbar gas kallas pyrolys. De antändbara gasformiga produkterna från pyrolys måste blandas med syre (luft) i rätt förhållande för att vara inom det som kallas det brandfarliga området.
Tändning av gas / luftblandningen som produceras genom uppvärmning av papperet kan ske på två sätt. Om du fortsätter att öka blandningens temperatur kan den nå det som kallas dess självantändningstemperatur och antändas. Detta skulle vara mekanismen för boken på en uppvärmd panna. Alternativt kan exponering för en pilotantändningskälla, såsom en extern flamma eller båge, också antända blandningen. Det skulle vara din bok omgiven av luft och utsatt för en låga. Temperaturen på den blandning vid vilken detta inträffar kallas pilotstyrd antändningstemperatur eller flashtändningstemperatur. Generellt sett är den styrda (blixt) antändningstemperaturen lägre än den automatiska (själv) antändningstemperaturen.
Återgår till papper och din bok, @StudyStudy nämnde Fahrenheit 451. Att (233 C) råkar vara den automatisk (själv) antändningstemperatur för papper, populär genom boken med samma namn. Det ursprungliga testet som användes för att bestämma temperaturen kommer från ASTM 1929 ”Standardtestmetod för bestämning av antändningstemperaturer för plast”, även om testet inte är begränsat till plast. Den styrda (blixt) antändningstemperaturen med hjälp av ASTM-testet är cirka 177 C, vilket är lägre än den självantändande temperaturen.
Låt oss nu tänka på att din bok är i pan. Eftersom det inte finns någon eld eller båge ovanför pannan, skulle alla tändningar som skulle uppstå vara automatisk (själv) tändning. Allt annat beaktat, som nämnts ovan, kräver automatisk antändning att gasen är vid högre temperaturer än antändning som involverar en pilotkälla (flamma eller båge). Dessutom sker uppvärmning på bokens bottenyta. Mycket av denna värme föres bort från den uppvärmda ytan till bokens massa genom värmeledning såväl som till den omgivande luften genom konvektion. De flesta av de gasformiga pyrolysprodukterna som kan produceras i botten hindras från att blandas med luft, vilket är nödvändigt för antändning. Den omgivande luften ovanför pannan spädar ut de gasformiga produkterna som undgår bottenytan. Vad du sannolikt kommer att få är en bok med förkolnat botten men utan flammande tändning.
Om boken omges av luft som utsätts för en extern flamma kan den mycket högre flamtemperaturen snabbt både orsaka pyrolys (termisk nedbrytning) och antändning av de resulterande ångorna.
Hoppas detta hjälper.
Kommentarer
- Kommentarer är inte för utökad diskussion; denna konversation har flyttats till chatt .
- Det bör också noteras att vissa delar av lågan kommer att bli varmare än pannan , till och med ignorerar alla andra överväganden.
Svar
Pannan börjar vid rumstemperatur, säg 20 ° C. Gasflamman börjar omkring 2000 ° C. Antändningstemperaturen för papper är ungefär 200 ° C.
Så lågan kan omedelbart antända papperet, men pannan kan inte omedelbart göra det eftersom det måste värmas upp. Pannan kan antända papperet om lågan kan värma upp pannan och papperet till antändningstemperaturen. Beroende på pannan är det dock möjligt att pannan kanske inte värms upp till papperständningstemperaturen om den förlorar värmen tillräckligt snabbt till den omgivande luften.
Kommentarer
- Kommentarer är inte för längre diskussion; den här konversationen har flyttats till chatt .
Lämna ett svar