Kas ir minimālā aizdedzes enerģija?

Minimālā aizdedzes enerģija (MIE) ir mazākā enerģijas daudzuma mērs, ko pārraida elektriskā dzirkstele, kas aizdedzinās izkliedētu degvielu vai citādi degošu savienojumu gaisā. Apstākļiem jābūt ideāliem, lai sprādziens notiktu ar MIE vērtībām, taču var būt nepieciešamas tikai nedaudz lielākas aizdegšanās vērtības, lai maisījums aizdedzinātu citādi. Dzirkstele, kas šādos gadījumos izraisa sprādzienu, var rasties vai nu no elektrostatiskās izlādes (ESD), kur pastāv latenta elektriskā potenciāla atšķirība starp diviem objektiem tiešā tuvumā, vai arī to var izraisīt strāva elektriskā ķēde, kurā rodas loks vai īssavienojums. ķēdes izlādes notikums. Izpratne par degšanas ķīmiskajiem procesiem, kas izraisa minimālu aizdegšanās enerģiju, ir svarīga ugunsdzēsības jomā, kā arī nozarēs, kas saistītas ar gaistošu savienojumu uzglabāšanu un izmantošanu, piemēram, gaisa kuģu ekspluatācijā.

Gaistošās degvielas un šķīdinātāji, kā arī citas ķīmiskas vielas, kurām ir zināms, ka minimālās aizdegšanās enerģijas vērtības ir ļoti zemas, ir acetilēns un ūdeņradis 0.017 milidžoulos, etilēns 0.08 milidžoulos un metāns 0.3 milidžoulos. Ar šīm ķīmiskajām vielām slēgtās telpās ir jārīkojas īpaši uzmanīgi, jo tām visām ir arī zems iztvaikošanas punkts normālā atmosfēras spiedienā un temperatūrā. Viena no dārgākajām un nāvējošākajām ASV komerciālajām aviokatastrofām, TWA 800 lidojums 12 minūtes pēc pacelšanās no Ņujorkas, Ņujorkas štatā 1996. gada jūlijā, tika skaidrots ar iespējamu minimālo aizdedzes enerģijas sprādzienu centrālā spārna degvielas tvertnē. . Aptuveni 50 galonu (189 litri) aviācijas degvielas, kas pazīstama kā Jet A un kas tajā laikā tika glabāta tvertnē, tika nejauši uzkarsēta ar gaisa kondicionēšanas ierīcēm tieši zem tvertnes zonas, kas iztvaikoja daļu degvielas. Lidmašīnai pieaugot augstumā, pazemināts gaisa spiediens palielināja iztvaikošanu līdz tādam līmenim, ka pārspiediens un, iespējams, nezināms dzirksteles stāvoklis radīja sprādzienu, kas sadalīja pašu degvielas tvertni un iznīcināja lidmašīnu.

Arī vairākiem citiem savienojumu veidiem, kas tiek izkliedēti gaisā smalku daļiņu veidā, sākot no pulverveida metāliem līdz graudu miltiem un cietajam kurināmajam, piemēram, oglēm un sēram, ir arī zemas minimālās aizdegšanās enerģijas vērtības. Alumīnija MIE ir 15 milidžouli, bet magnija – 40 milidžouli. Ogļu vērtība svārstās no 30 līdz 60 milidžouliem, un uz graudu bāzes izgatavoti milti aizdegsies pie 240 milidžouliem. Putekļu sprādziens var notikt pat tad, ja grīdas atlikumu nejaušs maisījums tiek uzslaucīts gaisā, ja tas ir labi izkliedēts sakarsētā vidē, un tas var aizdegties diapazonā no 0.2 milidžouliem līdz 10 džouliem, ja mitrums ir zem 80%. un apkārtējā temperatūra ir no 59° līdz 77° pēc Fārenheita (no 15° līdz 25° pēc Celsija).

Citi savienojumi, par kuriem zināms, ka minimālās aizdegšanās enerģijas vērtības ir daudz zemākas par 1 milidžoulu, ir propāna tipa degviela, dzelzs putekļi un oglekļa disulfīds. Šīs zemās vērtības ir nozīmīgas, salīdzinot ar enerģijas līmeni, ko rada parastie dzirksteļu avoti. Statiskā elektriskā dzirkstele parasti izlādē apmēram 22 milidžoulus enerģijas, un automašīnas aizdedzes svece katrā sadegšanas ciklā izlādēs aptuveni 25 milidžoulus enerģijas.