Vatten och andra släckmedel (SRV) [pdf 10 MB]

eräkning av brännbarhetsgränsen
På grund av att flammor slocknar vid ungefär samma
temperatur kan undre och övre brännbarhetsgränsen och
inerteringsgränsen för inerta släckmedel beräknas (Drysdale,
1985; Bengtsson, 2001). Som utgångspunkt för beräkningarna
används vanligen termodynamiska data vid konstant tryck
och vid 1000K, som är den ungefärliga genomsnittstemperaturen.
Adiabatiskt, alltså om energiförluster till omgivningen
försummas, går all utvecklad energi åt till att värma upp
förbränningsprodukterna och släckmedlet:
∆
∆
=
= ∆
−
∑
0
DHc [J/mol] förbränningsvärme
DT [K] skillnad mellan begynnelsetemperatur och släckgräns
Tad [K] adiabatisk flamtemperatur vid släckgränsen, ca 1550K
T0 [K] begynnelsetemperatur
np [mol] mängd produkter per mol bränsle
Cp,p [J/molK] värmekapacitivitet för produkterna
Beräkning av brännbarhetsgränserna sker med utgångspunkt
från en stökiometrisk blandning av bränsle och luft. Därefter
tillsätts antingen luft eller bränsle. Detta överskott kommer då
att verka kylande.
Vid spädning med inertgaser som kväve, koldioxid, argon
eller vattenånga i stället för med luft eller bränsle fås en likartad
effekt. Inertgasen minskar flamtemperaturen på grund av
den energi som åtgår för att värma upp släckmedlet.
∆
= ∆
∑
+ ∆
∑
ne [mol] mängd släckmedel per mol bränsle
Cp,e [J/molK] värmekapacitivitet för släckmedlet
Beräkningen handlar om gasformiga släckmedel. Motsvarande
resonemang kan också användas om släckmedel i
vätske- eller pulverform.
Den andel av reaktionsvärmet som släckmedlet måste ta
upp från en stökiometrisk flamma för att den skall slockna är
vanligtvis cirka 45 %. Flammorna kommer att slockna då den
adiabatiska flamtemperaturen når ungefär samma värde som
vid den undre brännbarhetsgränsen i luft.
Ämne Cp vid 1000K
[J/molK]
Kväve 32,7
Syre 34,9
Koldioxid 54,3
Kolmonoxid 33,2
Vattenånga 41,2
6.9 Cp för några vanliga
gaser. (Drysdale, 1985)
Ämne – DHc [kJ/mol]
Kolmonoxid 283
Metan 800
Etan 1423
Eten 1411
Etyn 1253
Propan 2044
n-Butan 2650
n-Pentan 3259
n-Oktan 5104
c-Hexan 3680
Bensen 3120
Metanol 635
Etanol 1232
Aceton 1786
d-Glykos 2772
6.10 DHc för några
vanliga brännbara
gaser. (Drysdale, 1985)
släckteori 277