نقطه اشتعال مواد به روش باز

Share on google
Share on linkedin
Share on whatsapp
Share on telegram
Share on email
متن مقاله

نقطه اشتعال یا نقطه احتراق (Flash point) پایین‌ترین درجه دمایی است که در آن از ماده، بخاری قابل‌احتراق ساطع می‌شود. اندازه‌گیری نقطه اشتعال نیازمند یک منبع احتراق می‌باشد. با خارج کردن منبع احتراق از محل، بخار فوق‌الذکر آتش نخواهد گرفت.

نبایستی نقطه اشتعال را با دمای خود احتراقی اشتباه گرفت. در دمای خود احتراقی نیازی به منبع احتراق وجود ندارد. نقطه اشتعال، دمای بالاتری است که در آن بخار پس از احتراق به سوختن ادامه می‌دهد. نه نقطه اشتعال و نه نقطه اشتعال، به دمای منبع احتراق که بسیار بالاتر است وابسته نمی‌باشند.

از نقطه اشتعال به‌عنوان ویژگی توصیفی مواد سوختنی مایع استفاده شده و از آن به جهت توصیف خطرات اشتعال‌پذیری مایعات استفاده می‌کنند. نقطه اشتعال هم به مایعات قابل اشتعال و هم به مایعات قابل‌احتراق اشاره دارد؛ و برای هرکدام استانداردهای متفاوتی تعریف شده است. مایعاتی با نقطه اشتعال کمتر از ۵/۶۰ درجه سانتی‌گراد، بسته به استانداردی که اعمال می‌گردد قابل اشتعال و مایعاتی با نقطه اشتعال بالای این دما قابل‌احتراق تلقی می‌گردند.

مکانیسم

هر مایعی دارای فشار بخار می‌باشد که تابع دمای آن مایع است. هرچه دما افزایش یابد فشار بخار نیز افزایش می‌یابد. هرچه میزان فشار بخار افزایش یابد تراکم بخار مایع قابل اشتعال در وا افزایش می‌یابد. از این‌رو دما تعیین‌کننده میزان تراکم بخار مایع قابل اشتعال در هوا می‌باشد.

تراکم معینی از بخار موجود در هوا جهت پایداری احتراق الزامی می‌باشد و این تراکم برای هر مایع قابل اشتعالی متفاوت است. نقطه اشتعال یک مایع قابل اشتعال پایین‌ترین درجه‌ای است که در آن بخار قابل اشتعال به حد کافی برای احتراق، به‌وسیله منبع احتراق، موجود است.

اندازه‌گیری

اندازه‌گیری نقطه اشتعال به دو صورت اصلی انجام می‌شود: اوپن کاپ و کلوزد کاپ

در تجهیزات اوپن کاپ نمونه را درون ظرف سربازی ریخته حرارت می‌دهند و هر چند درجه یک‌بار، شعله‌ای را از روی سطح آن عبور می‌دهند. نقطه اشتعال اندازه گرفته شده در حقیقت با تغییر ارتفاع شعله از سطح مایع متفاوت خواهد شد و در ارتفاع مناسب اغلب هم‌زمان با نقطه اشتعال رخ می‌دهد. معروف‌ترین نمونهٔ این آزمایشات، اوپن کاپ کلیولند (COC) است.

دو نوع تستر «کلوزد کاپ» داریم: نا موازن همانند پنسکی – مارتنز که دمای بخار روی سطح مایع با دمای خود مایع در تراز نمی‌باشند و موازن همانند اسمال اسکیل (که به ستافلش نیز معروف است) که بخار هم‌دمای با مایع تصور می‌شود. در هردوی این روش‌ها منبع احتراق را در فضای دربسته‌ای که مایع را در آن ریخته‌اند مهیا می‌کنند. در حالت عادی تسترهای کلوزد کاپ مقادیر پایین‌تری را نسبت به نوع اوپن کاپ نشان می‌دهند. (نوعاً بین ۵ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد) و تخمین دقیق‌تری از دمایی که فشار بخار به پایین‌ترین حد اشتعال‌پذیری (LFL) خود می‌رسد ارائه می‌کند.

نقطه اشتعال، بیشتر یک مقیاس تجربی و عملی است تا اینکه یک پارامتر فیزیکی اساسی باشد. مقدار اندازه‌گیری شده بسته به نوع دستگاه و گوناگونی پروتکل‌ها شامل کاهش و افزایش دما (در تسترهای خودکار)، زمان تخصیص داده شده برای هم‌دما شدن بخار و مایع، حجم نمونه و حتی هم زدن آن، نتیجه‌های متفاوتی خواهد داشت. «ATEX directive» سه آستانه خطر که در آن‌ها بخار احتراق می‌یابد را به طور کلی توصیف می‌نماید.

روش‌های تعیین نقطه اشتعال یک مایع در استانداردهای بسیاری تصریح شده است. به‌عنوان مثال تست کردن به روش پنسکی – مارتنز کلوزد کاپ در ASTM D93, IP34, ISO 2719, DIN 51758, JIS K2265 and AFNOR M07-019 به تفصیل شرح داده شده است. تعیین نقطه اشتعال به روش اسمال اسکیل کلوزد کاپ در ASTM D3828 and D3278, EN ISO 3679 and 3680, and IP 523 and 524 با جزییات کامل آورده شده است.

مثال‌ها

بنزین طوری طراحی شده که در موتور خودروها تنها با یک جرقه به احتراق برسد. پیش از احتراق بایستی در محدوده اشتعال‌پذیری خود با هوا ترکیب شده و در دمایی بالاتر از نقطه اشتعال آن حرارت ببیند و سپس به وسیله شمع موتور مشتعل گردد. سوخت نبایستی در موتور داغ، خودبه‌خود مشتعل گردد؛ بنابراین بنزین طوری طراحی شده تا نقطه اشتعال پایین و دمای خود احتراقی بالایی داشته باشد.

نقطه اشتعال سوخت دیزلی بین ۵۲ تا ۹۶ درجه سانتی‌گراد متغیر است. دیزل برای استفاده در موتورهای با تراکم بالا (های کمپرسیون) طراحی شده است. در این موتورها، هوا تا زمانی که بالای دمای خود احتراقی دیزل برسد کمپرس می‌شود؛ سپس سوخت همانند یک اسپری فشار قوی، هم‌زمان با نگه‌داشتن مخلوط هوا و سوخت در محدودهٔ اشتعال‌پذیری آن‌ها، به درون موتور تزریق می‌شود. هیچ منبع احتراقی وجود ندارد. بنابراین سوخت دیزلی طوری طراحی شده که نقطه اشتعال بالا و دمای خود احتراقی پایینی داشته باشد.

نقطه اشتعال‌های سوخت جت، بسیار متغیر و متنوع هستند. هم Jet A و هم Jet A-1 نقطه اشتعال‌هایی مابین ۳۸ و ۶۶ درجه نزدیک به نفت چراغ موجود در فروشگاه‌ها دارند. درحالی‌که هم Jet B و هم JP-4 نقطه اشتعال‌هایی بین ۲۳- و ۱- دارند.

سوخت نقطه اشتعال دمای خود احتراقی

اتانول (۷۰٪) ۱۶٫۶ °C (۶۱٫۸۸ °F) ۳۶۳ °C (۶۸۵٫۴۰ °F)

بنزین-۴۳ °C (۴۵ °F) ۲۴۶ °C (۴۹۵ °F)

دیزل >۶۲ °C (۱۴۳ °F) ۲۱۰ °C (۴۱۰ °F)

سوخت جت >۶۰ °C (۱۴۰ °F) ۲۱۰ °C (۴۱۰ °F)

نفت چراغ (روغن پارافین) >۳۸°–۷۲ °C (۱۰۰°–۱۶۲ °F) ۲۲۰ °C (۴۲۸ °F)

روغن سبزیجات (کانولا) ۳۲۷ °C (۶۲۰ °F)-

بیودیزل >۱۳۰ °C (۲۶۶ °F)-

شما می‌توانید از لینک زیر نحوه آزمون سازمان ملی استاندارد ایران را مشاهده نمائید.

دیگر مقالات

گرانروی - ویسکوزیته (Viscosity)

گرانروی – ویسکوزیته

نقطه اشتعال مواد به روش باز (Open Cup Flush Point)

نقطه اشتعال مواد به روش باز

نقطه اشتعال به روش بسته (Close Cup Flash Point - Pensky Martens)

نقطه اشتعال به روش بسته

روش اندازه‌گيری نقطه ريزش مواد نفتی Pour Point

روش اندازه‌گيری نقطه ريزش مواد نفتی

استانداردهای نفت ایران

استانداردهای نفت ایران

روغن‌ها (Oil)

روغن‌ها
Instagram WhatsApp WhatsApp Telegram