Robbanáselleni védelem alapelvei

Átírás

1

2 É

3 Härtlein Károly

4 Róka András

5 Robbanáselleni védelem alapelvei Levegő (oxigén) Veress Árpád prezentációjának felhasználásával

6 Az égés feltételei kémia éghető anyag halmazállapot égést tápláló közeg (pl. oxigén) gyulladási hőmérséklet aktiválási energia robbanástechnika éghető anyagok levegő (oxigén) gyújtó források (energiaforrás hő- illetve szikra formájában Veress Árpád prezentációjának felhasználásával

7 éghető anyag és halmazállapota nem igényel halmazállapot-változást gáz, halmazállapot-változás előzi meg folyadék Szilárd gőz, eloszlatott szilárd (por, füst)

8 éghető anyag gázok

9 gázok égésüket nem terheli a halmazállapot-változás energia-szükséglete hidrogén szén-monoxid földgáz (metán) propán-bután acetilén

10

11 éghető anyag folyadékok

12 éghető folyadékok A folyadékok égésének feltétele a párolgás, ami a gázok égéséhez képest többlet energiát igényel. alkoholok, benzin, petróleum, gázolaj, megolvasztott paraffin porlasztott folyadékok, gőzök

13 éghető anyag szilárd anyagok égése

14 Azok a szilárd anyagok, amelyek képesek megolvadni, majd elpárologni, lánggal égnek.

15 Azok a szilárd anyagok, amelyek bomlása során éghető gázok fejlődnek, szintén lánggal égnek.

16 a fa lángol, a parázs már csak izzik

17

18 BS

19 Az égés feltételei égést tápláló közeg a levegő oxigénje tiszta oxigén

20 Lavoisier bizonyítja be, hogy az égés az oxigénnel történő egyesülés, és nem kell hozzá a flogiszton

21 diszperziós erők cseppfolyós oxigén

22 cseppfolyós oxigén a mágnes pólusai között

23 paramágnesesség párosítatlan elektronok E e - össz π* σ* π* π π σ oxigénmolekula

24 Az égés feltételei éghető anyag égést tápláló közeg gyulladási hőmérséklet aktiválás

25 a Challenger katasztrófája

26 aktiválás / aktiválási energia öngyulladás mechanikai hatás (ütés, rázkódás) hő (súrlódás) hőközlés (?) elektromágneses sugárzás (UV, VIS) szikra elektromos jelenségek katalizátor

27

28 FARADAY Alig tudom az alkalmazkodás szebb példáját elképzelni:

29 FARADAY Alig tudom az alkalmazkodás szebb példáját elképzelni: a legjobb eredmény kedvéért a gyertya minden egyes része szolgálatra kész társa a másiknak.

30 reakciókinetika Alig tudom az alkalmazkodás szebb példáját elképzelni: a legjobb eredmény kedvéért a gyertya minden egyes része szolgálatra kész társa a másiknak. a reakciók lejátszódásának mechanizmusa

31 megolvad felszívódik (hajszálcsövesség) felmelegszik

32 megolvad felszívódik elpárolog felmelegszik

33 hőbomlás elpárolog felszívódik megolvad

34 oxidáció hőbomlás elpárolog felszívódik megolvad

35 reakciózóna a nemvilágító szegély mentén oxidáció

36 hőmérséklet-eloszlás energia-eloszlás oxidáció hőbomlás elpárolog felszívódik megolvad

37 kilégzés a forró égéstermék távozása hőmérséklet-eloszlás energia-eloszlás oxidáció hőbomlás elpárolog felszívódik megolvad

38 belégzés érkező oxigéndús levegő

39 a Földön és az űrben

40 A robbanási folyamatok osztályozása: Az égés jellemzői: alacsony terjedési sebesség (néhány mm/s és100m/s között) amely jelentősen függ a külső körülményektől, elsősorban a nyomástól. Az égés hőátadás és diffúzió segítségével történik. Az égés termékei közvetlenül a front mögött, a front mozgásával ellenkező irányban mozognak. Kicsi a nyomásemelkedés az átalakulás frontján. Veress Árpád prezentációjának felhasználásával

41 és kezdődhet minden előlről a forró égéstermékek távozása friss levegő hőmérséklet-eloszlás energia-eloszlás oxidáció hőbomlás elpárolog felszívódik megolvad

42 sokkoló kérdés hő ha a hő felfelé száll, akkor hogyan olvad meg alatta a gyertya?

43 hőmérsékleti sugárzás nincs kitüntetett iránya! kisugárzott energia ~ T 4 Stefan - Boltzmann

44 Visszacsatolás az elnyelődő sugárzási energián keresztül energia-eloszlás oxidáció hőbomlás elpárolog felszívódik megolvad

45 Körfolyamattá szerveződés!

46 önszabályozó visszacsatolás körfolyamat sebességmeghatározó: a leglassúbb részfolyamat

47 körfolyamattá szerveződő elemei események visszacsatolás megelőző lépések követő lépések a lényeg elektronátrendeződés

48 egymásra épülés visszacsatolás megelőző lépések közeledés kölcsönhatás aktiválás követő lépések energia-eloszlás energia felszabadulás elektronátrendeződés

49 Az égés sebessége v = k c(paraffin) c(oxigén) k = állandó a megismételhetőség élménye de hol vannak az elemi lépések?

50 állandóból függvény v = k c 1 c 2 aktiválás k = A(T, η)e Eakt/RT közeledés E-eloszlás

51 ha a hőmérséklet nem állandó v = k c 1 c 2 aktiválás k = A(T, η)e Eakt/RT (t) közeledés E-eloszlás

52 Miért ég végig? a láng terjedési sebessége

53 Visszacsatolás A felszabaduló energia egy része a gyufaszál égése során is visszacsatolásra fordítódik

54 Miért ég végig? Az égés terjedési sebessége

55 mechanizmus elemi lépések egymásra épülése egymást követő és párhuzamos lépések reakciótípus gyökös elágazó láncreakció

56 A robbanási folyamatok osztályozása: A robbanás jellemzõi: Változó sebesség, amely kevésbé függ a nyomástól. A terjedési sebesség 100m/s és 1000m/s között van. A terjedési mechanizmusa változó. A nyomásemelkedés igen nagy a robbanás helyén. Veress Árpád prezentációjának felhasználásával

57 A robbanási folyamatok osztályozása: A detonáció jellemzői: Állandó sebesség. A terjedési sebesség igen nagy, 1000 és 10000m/s között változhat. A detonáció a lökéshullám által terjed, terjedési sebességük megegyezik. A reakciótermékek a front mögött a front mozgásával azonos irányban haladnak. A nyomásemelkedés a lökéshullám frontján több 10GPa is lehet. Veress Árpád prezentációjának felhasználásával

58 metán levegő elegye A konzervdobozba alulról beáramló levegő a metánnal előbb-utóbb robbanó elegyet képez.

59 A folyamatok logikája kölcsönhatás kölcsönhatást kelt

60 Elektromágneses képlékeny (fém) alakítás Electromagnetic metal forming Härtlein Károly tanszéki-mérnök Műegyetem Fizikai Intézet

61 Fizikai alapok: Az elektromos áram mágneses teret kelt, Párhuzamos áramok között erő hat, Elektromágneses indukció, A gerjesztő és az indukált áram iránya Lenz törvénye, A gerjesztő és az indukált áram közötti erőhatás nagysága, Szkinhatás.

62 1820 Hans Christian Ørsted: Egy új eljárás születik: Az elektromos áram mágneses teret kelt,

63 1825 André-Marie Ampère: Párhuzamos áramok között erő hat,

64 1831 Michael Faraday Elektromágneses indukció

65 1831 Michael Faraday Elektromágneses indukció

66 1834 Heinrich Lenz: A gerjesztő és az indukált áram iránya, Lenz törvénye

67 1825 André-Marie Ampère: A gerjesztő és az indukált áram közötti erőhatás nagysága

68 1883 Horace Lamb az anyag fajlagos ellenállása, frekvencia, Hz, az anyag relatív permeabilitása, levegő mágneses permeabilitása ( 4π 10 7 H/m ). Szkinhatás

69 A hidrogén égése A Zeppelin és a Challenger katasztrófája

70

71 BS

72

73 a bomlás energiát igé égés és láng térben szétválasztott folyamatok itt ég, és energia szabadul fel

74 égés és láng Nem önfenntartó, mert nem szolgálatra kész társa a másiknak. energia szabadul fel energiát igényel