Verpuffung (Lat: De + flagrare, "um" niederzubrennen) ist ein Begriff, der Unterschallverbrennen beschreibt, das sich gewöhnlich durch das Thermalleitvermögen fortpflanzt; heißes brennendes Material heizt die folgende Schicht des kalten Materials und entzündet es. Der grösste Teil des "Feuers", das im täglichen Leben von Flammen bis Explosionen gefunden ist, ist Verpuffung. Verpuffung ist von der Detonation verschieden, die Überschall-ist und sich durch Stoß fortpflanzt.

Stellen Sie es einfach ist ein schnelles hohes Energieausgabe-Verbrennen-Ereignis, das sich durch ein Benzin oder über die Oberfläche eines explosiven Materials mit Unterschallgeschwindigkeiten fortpflanzt, die durch die Übertragung der Hitze gesteuert sind.

Anwendungen

In Technikanwendungen sind Verpuffungen leichter zu kontrollieren als Detonationen. Folglich wird ihnen besser angepasst, wenn die Absicht ist, einen Gegenstand (eine Kugel in einer Pistole oder ein Kolben in einem inneren Verbrennungsmotor) mit der Kraft des dehnbaren Benzins zu bewegen. Typische Beispiele von Verpuffungen sind das Verbrennen einer Gasluft-Mischung in einem Gaskocher oder einer Kraftstoffluft-Mischung in einem inneren Verbrennungsmotor und des schnellen Brennens von Schießpulver in einer Schusswaffe oder pyrotechnischer Mischungen im Feuerwerk.

Verpuffungssysteme und Produkte können auch im Bergwerk, Abbruch und Steinabbauen über den Gasdruck verwendet werden, der als eine vorteilhafte Alternative zu hochexplosiven Sprengstoffen sprengt.

Feuer des Öls/Wachses und Wasser

Das Hinzufügen von Wasser zu einem brennenden Kohlenwasserstoff wie Öl oder Wachs erzeugt eine Verpuffung. Das Wasser kocht schnell und vertreibt das brennende Material als ein feiner Spray von Tröpfchen. Eine Verpuffung kommt dann vor, weil sich der feine Nebel von Öl entzündet und äußerst schnell brennt. Diese sind in Span-Panfeuern besonders üblich, die für jedes fünfte Haushaltsfeuer in Großbritannien verantwortlich sind.

Flamme-Physik

Die zu Grunde liegende Flamme-Physik kann mit der Hilfe eines idealisierten Modells verstanden werden, das aus einer gleichförmigen eindimensionalen Tube von unverbrannten besteht, und hat gasartigen Brennstoff verbrannt, der durch ein dünnes Übergangsgebiet der Breite getrennt ist, in der das Brennen vorkommt. Das brennende Gebiet wird allgemein die Flamme oder Flamme-Vorderseite genannt. Im Gleichgewicht wird die Thermodiffusion über die Flamme-Vorderseite durch die gelieferte Hitze durch das Brennen erwogen.

Es gibt zwei charakteristische Zeitskalen, die hier wichtig sind. Das erste ist die Thermodiffusionszeitskala, die ungefähr gleich

wo der thermische diffusivity ist. Das zweite ist die brennende Zeitskala, die stark mit der Temperatur, normalerweise als abnimmt

wo die Aktivierungsbarriere für die brennende Reaktion ist und die als das Ergebnis des Brennens entwickelte Temperatur ist; der Wert dieser so genannten "Flamme-Temperatur" kann aus den Gesetzen der Thermodynamik bestimmt werden.

Für eine stationäre bewegende Verpuffungsvorderseite sind diese zwei Zeitskalen gleich: Die durch das Brennen erzeugte Hitze ist der durch die Wärmeübertragung weggetragenen Hitze gleich. Das macht es möglich, die charakteristische Breite der Flamme-Vorderseite zu berechnen:

so

Jetzt pflanzt sich die Thermalflamme-Vorderseite mit einer charakteristischen Geschwindigkeit fort, die einfach der durch die Brandwunde-Zeit geteilten Flamme-Breite gleich ist:

Dieses vereinfachte Modell vernachlässigt die Änderung der Temperatur und so der brennenden Rate über die Verpuffungsvorderseite. Dieses Modell vernachlässigt auch den möglichen Einfluss der Turbulenz. Infolgedessen gibt diese Abstammung nur die laminar Flamme-Geschwindigkeit - folglich die Benennung.

Zerstörende Verpuffungsereignisse

Der Schaden an Gebäuden, Ausrüstung und Leuten kann sich aus einer groß angelegten, Verpuffung der kurzen Dauer ergeben. Der potenzielle Schaden ist in erster Linie eine Funktion der Summe des Brennstoffs verbrannt schließlich (Gesamtenergie verfügbar), die maximale Flammgeschwindigkeit, die, und die Weise erreicht wird, in der die Vergrößerung des Verbrennen-Benzins enthalten wird.

In Verpuffungen der freien Luft gibt es eine dauernde Schwankung in Verpuffungseffekten hinsichtlich der maximalen Flammgeschwindigkeit. Wenn Flammgeschwindigkeiten niedrig sind, ist die Wirkung einer Verpuffung, Hitze zu veröffentlichen. Einige Autoren verwenden das Begriff-Blitz-Feuer, um diese Verpuffungen der niedrigen Geschwindigkeit zu beschreiben. An Flammgeschwindigkeiten in der Nähe von der Geschwindigkeit des Tons ist die veröffentlichte Energie in der Form des Drucks, und die Ergebnisse ähneln einer Detonation. Zwischen diesen Extremen werden sowohl Hitze als auch Druck veröffentlicht.

Wenn eine Verpuffung der niedrigen Geschwindigkeit innerhalb eines geschlossenen Behälters oder Struktur vorkommt, können Druck-Effekten Schaden wegen der Vergrößerung von Benzin als eine Nebenwirkung erzeugen. Die durch die Verpuffung veröffentlichte Hitze veranlasst das Verbrennen-Benzin und die Überluft, sich thermisch auszubreiten. Das Nettoergebnis besteht darin, dass sich das Volumen des Behälters oder der Struktur ausbreiten muss, um das heiße Verbrennen-Benzin anzupassen, oder der Behälter stark genug sein muss, um dem zusätzlichen inneren Druck zu widerstehen, oder es scheitert, dem Benzin erlaubend, zu flüchten. Die Gefahren der Verpuffung innerhalb von überflüssigen Lagerungstrommeln sind eine wachsende Sorge in Lagerungsmöglichkeiten.

Siehe auch

• Druck, der sich anhäuft