Alevsiz Yanma

Abstract

Alevsiz yanma, yakıtın heterojen oksidasyonu sonucu açığa çıkan ısı enerjisi ile desteklenen ekzotermik reaksiyon dalgasıdır. Bu yanma modunda, tam bir yakıt oksidasyonu gerçekleşmez, sıcaklık ve yanma hızı düşüktür. Alevsiz yanma alevli yanmaya geçiş potansiyeline sahip olması açısından önemli ölçüde yangın tehlikesi oluşturur. Kömür, tahta, kağıt, selülozik izolasyon malzemeleri, sentetik polimerler ve döşeme malzemeleri poroz yapıları sebebiyle alevsiz yanma kabiliyetine sahiptirler. Bu çalışmada parametre olarak; malzeme yapısı (porozite, nem) ve oksitleyici hava hızı ele alındı. Alevsiz yanmanın başlaması için gerekli tutuşma sıcaklığı, yanma sırasındaki sıcaklık ve yanma ürünlerinin derişiklik değişimleri incelendi. Bunun yanı sıra alevsiz yanma halinden alevli yanma haline geçiş şartları tespit edildi. Kurulan deney sistemi yardımıyla hava ve yanma cephesi ilerleme yönlerinin aynı olduğu durumlar incelendi. İlk tutuşmayı sağlamak amacıyla elektrikli ısıtıcı kullanıldı. Deneyde düzgün hava akışını sağlayabilmek için bir fan yardımıyla malzeme içerisinden geçirilen oksitleyici hava ilk önce 1mm aralıklı çelik elekten daha sonra ise 10mm çapındaki kürelerden geçirildi. Homojen sıcaklık dağılımı için ise 1200 W lık elektrik ısıtıcısından faydalanıldı. Isıtıcı sadece tutuşma başlayana kadar devrede kaldı. Eşit aralıklarla yerleştirilen dört termoelemanla merkezde sıcaklıklar ölçüldü. Yanma cephesinin tek boyutlu olduğunu görmek için ise merkez ile cidar arasına yerleştirilen termoeleman yardımıyla malzeme sıcaklığı ölçüldü. Yukarıda bahsedilen parametrelere göre deney sonuçları değerlendirilerek incelenen malzeme için alevsiz yanma karakteristikleri, alevli yanmaya ve sönmeye geçiş şartları tespit edilerek, büyük bir yangın riski oluşturan alevsiz yanma hakkında kaynak oluşturuldu. Elde edilen sonuçlar literatürdeki sonuçlarla karşılaştırıldı.

Smouldering combustion is defined as a self-sustaining , propagation exothermic reaction wave deriving its principal heat from heterogeneous oxidation of fuel. Smouldering yields less complete oxidation of the fuel, lower temperature and much slower propagation rates. Due to the possibility of transition to flaming , smouldering is a major fire safety hazard. Coal, wood, paper, cellulosic insulation materials, polyurethane foams and organic dusts which are all porous materials, can undergo smouldering combustion. As a result of direct oxygen attack on the fuel surface and to be contact with an ignition source of lower temperature, these materials can form char. We have examined smoulder propagation in wood dust comparing forward propagation in two particle size. The influence of oxygen supply rate low velocity, temperature profile has been examined. It is apparent that there are two possible configurations for smoulder propagation through such a permeable fuel bed; the smoulder reaction front can propagate in the same direction as the air flow (forward smoulder). The 17.5 cm-diameter by 19.5 cm-deep sample bed is peripherally insulated and sits a top a flow dispersion bed of steel balls. This dispersion section assures a uniform upflow of the oxygen- nitrogen mixture as it enters the bottom of the sample bed. The igniter, a coiled heater that provides reasonably uniform ignition of the bed. At the bottom of the smoulder apparatus, thus producing forward smoulder propagation. The diameter of the fuel bed was chosen to assure very nearly 1-D behaviour on the bed centreline, where all measurements were made, at least for forward smoulder. Derived data from these experiments will also constitute a database for future studies in İ.T.Ü. or some other institutions.