Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli

Matti Vuorio, Elja Kaloinen

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Tarkastellaan teoreettisesti niitä olosuhteita, joissa pulverimainen materiaali voi syttyä itsestään. Palamisreaktioita kuvataan yksinkertaisella mallilla, jossa vapautuva lämpöteho riippuu vain materiaalin palamislämmöstä ja paikallisesta lämpötilasta. Aluksi syttyvän aineen lämpötila oletetaan kaikkialla samaksi. Tällöin lämpöhäviöt ulkopinnan kautta ympäristöön määräävät itsesyttymispisteen. Tutkimuksessa ratkaistaan analyyttisesti, kauanko tässä tapauksessa lämpötilan kohoaminen kestää itsesyttymislämpötilasta palolämpötilaan. Tarkastellaan myös paksua materiaalikerrosta, jossa sen oma lämmönjohtavuus rajoittaa lämpöhäviöitä ympäristöön. Lämpötilan paikkariippuvuus itsesyttymispisteessä johdetaan analyyttisesti, ja itsesyttyneen aineen lämpötilan kohoamista paikan ja ajan funktiona tarkastellaan numeerisesti. Palamiseeen tarvittavan hapen diffuusio materiaaliin huomioidaan reaktioita ja lämpötilan nousua rajoittavana tekijänä. Itsesyttymisehdolle tässä tapauksessa johdetaan yksinkertainen malli. Sen mukaan voidaan materiaalivakioiden, lämpötilan ja kerroksen paksuuden perusteella määrätä kaksi dimensiotonta parametria d ja B, jolloin itsesyttyvä alue on (d, B)-tasossa määrätyn käyrän rajoittama. Käyrä päättyy kriittiseeen pisteeseen, jossa itselämmenneen ja itsesyttyneen tilan välinen lämpötilan epäjatkuvuus häviää.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages52
ISBN (Print)951-38-1568-4
Publication statusPublished - 1983
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume203
ISSN (Print)0358-5077

Keywords

  • autoignition
  • powder
  • mathematical models

Cite this

Vuorio, M., & Kaloinen, E. (1983). Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 203
Vuorio, Matti ; Kaloinen, Elja. / Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1983. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 203).
@book{dcbc52230ba84343ae1482587fc8240e,
title = "Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli",
abstract = "Tarkastellaan teoreettisesti niit{\"a} olosuhteita, joissa pulverimainen materiaali voi sytty{\"a} itsest{\"a}{\"a}n. Palamisreaktioita kuvataan yksinkertaisella mallilla, jossa vapautuva l{\"a}mp{\"o}teho riippuu vain materiaalin palamisl{\"a}mm{\"o}st{\"a} ja paikallisesta l{\"a}mp{\"o}tilasta. Aluksi syttyv{\"a}n aineen l{\"a}mp{\"o}tila oletetaan kaikkialla samaksi. T{\"a}ll{\"o}in l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}t ulkopinnan kautta ymp{\"a}rist{\"o}{\"o}n m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}v{\"a}t itsesyttymispisteen. Tutkimuksessa ratkaistaan analyyttisesti, kauanko t{\"a}ss{\"a} tapauksessa l{\"a}mp{\"o}tilan kohoaminen kest{\"a}{\"a} itsesyttymisl{\"a}mp{\"o}tilasta palol{\"a}mp{\"o}tilaan. Tarkastellaan my{\"o}s paksua materiaalikerrosta, jossa sen oma l{\"a}mm{\"o}njohtavuus rajoittaa l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}it{\"a} ymp{\"a}rist{\"o}{\"o}n. L{\"a}mp{\"o}tilan paikkariippuvuus itsesyttymispisteess{\"a} johdetaan analyyttisesti, ja itsesyttyneen aineen l{\"a}mp{\"o}tilan kohoamista paikan ja ajan funktiona tarkastellaan numeerisesti. Palamiseeen tarvittavan hapen diffuusio materiaaliin huomioidaan reaktioita ja l{\"a}mp{\"o}tilan nousua rajoittavana tekij{\"a}n{\"a}. Itsesyttymisehdolle t{\"a}ss{\"a} tapauksessa johdetaan yksinkertainen malli. Sen mukaan voidaan materiaalivakioiden, l{\"a}mp{\"o}tilan ja kerroksen paksuuden perusteella m{\"a}{\"a}r{\"a}t{\"a} kaksi dimensiotonta parametria d ja B, jolloin itsesyttyv{\"a} alue on (d, B)-tasossa m{\"a}{\"a}r{\"a}tyn k{\"a}yr{\"a}n rajoittama. K{\"a}yr{\"a} p{\"a}{\"a}ttyy kriittiseeen pisteeseen, jossa itsel{\"a}mmenneen ja itsesyttyneen tilan v{\"a}linen l{\"a}mp{\"o}tilan ep{\"a}jatkuvuus h{\"a}vi{\"a}{\"a}.",
keywords = "autoignition, powder, mathematical models",
author = "Matti Vuorio and Elja Kaloinen",
year = "1983",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-1568-4",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Vuorio, M & Kaloinen, E 1983, Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 203, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli. / Vuorio, Matti; Kaloinen, Elja.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1983. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 203).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli

AU - Vuorio, Matti

AU - Kaloinen, Elja

PY - 1983

Y1 - 1983

N2 - Tarkastellaan teoreettisesti niitä olosuhteita, joissa pulverimainen materiaali voi syttyä itsestään. Palamisreaktioita kuvataan yksinkertaisella mallilla, jossa vapautuva lämpöteho riippuu vain materiaalin palamislämmöstä ja paikallisesta lämpötilasta. Aluksi syttyvän aineen lämpötila oletetaan kaikkialla samaksi. Tällöin lämpöhäviöt ulkopinnan kautta ympäristöön määräävät itsesyttymispisteen. Tutkimuksessa ratkaistaan analyyttisesti, kauanko tässä tapauksessa lämpötilan kohoaminen kestää itsesyttymislämpötilasta palolämpötilaan. Tarkastellaan myös paksua materiaalikerrosta, jossa sen oma lämmönjohtavuus rajoittaa lämpöhäviöitä ympäristöön. Lämpötilan paikkariippuvuus itsesyttymispisteessä johdetaan analyyttisesti, ja itsesyttyneen aineen lämpötilan kohoamista paikan ja ajan funktiona tarkastellaan numeerisesti. Palamiseeen tarvittavan hapen diffuusio materiaaliin huomioidaan reaktioita ja lämpötilan nousua rajoittavana tekijänä. Itsesyttymisehdolle tässä tapauksessa johdetaan yksinkertainen malli. Sen mukaan voidaan materiaalivakioiden, lämpötilan ja kerroksen paksuuden perusteella määrätä kaksi dimensiotonta parametria d ja B, jolloin itsesyttyvä alue on (d, B)-tasossa määrätyn käyrän rajoittama. Käyrä päättyy kriittiseeen pisteeseen, jossa itselämmenneen ja itsesyttyneen tilan välinen lämpötilan epäjatkuvuus häviää.

AB - Tarkastellaan teoreettisesti niitä olosuhteita, joissa pulverimainen materiaali voi syttyä itsestään. Palamisreaktioita kuvataan yksinkertaisella mallilla, jossa vapautuva lämpöteho riippuu vain materiaalin palamislämmöstä ja paikallisesta lämpötilasta. Aluksi syttyvän aineen lämpötila oletetaan kaikkialla samaksi. Tällöin lämpöhäviöt ulkopinnan kautta ympäristöön määräävät itsesyttymispisteen. Tutkimuksessa ratkaistaan analyyttisesti, kauanko tässä tapauksessa lämpötilan kohoaminen kestää itsesyttymislämpötilasta palolämpötilaan. Tarkastellaan myös paksua materiaalikerrosta, jossa sen oma lämmönjohtavuus rajoittaa lämpöhäviöitä ympäristöön. Lämpötilan paikkariippuvuus itsesyttymispisteessä johdetaan analyyttisesti, ja itsesyttyneen aineen lämpötilan kohoamista paikan ja ajan funktiona tarkastellaan numeerisesti. Palamiseeen tarvittavan hapen diffuusio materiaaliin huomioidaan reaktioita ja lämpötilan nousua rajoittavana tekijänä. Itsesyttymisehdolle tässä tapauksessa johdetaan yksinkertainen malli. Sen mukaan voidaan materiaalivakioiden, lämpötilan ja kerroksen paksuuden perusteella määrätä kaksi dimensiotonta parametria d ja B, jolloin itsesyttyvä alue on (d, B)-tasossa määrätyn käyrän rajoittama. Käyrä päättyy kriittiseeen pisteeseen, jossa itselämmenneen ja itsesyttyneen tilan välinen lämpötilan epäjatkuvuus häviää.

KW - autoignition

KW - powder

KW - mathematical models

M3 - Report

SN - 951-38-1568-4

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Vuorio M, Kaloinen E. Pulverimaisen aineen itsesyttymismalli. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1983. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 203).