Berechnung

Arrheniusdiagramm

Arrheniusdiagramm

Das Arrheniusdiagramm ist die graphische Darstellung der Beziehung 1n(T) = 1n(Q0) - E1 / RT.

Hier bedeuten der Quotient E/R die scheinbare Aktivierungsenergie und Q0 die Arrheniusrate. Die Arrheniusrate ist durch folgende Definition gegeben:
Q0 = H0k0 / cP

Volumenabhängige Selbstentzündungstemperaturen

Wärmeexplosionsdiagramm

Die exakte Theorie der Wärmeexplosion gestattet die kritische Umgebungstemperatur in Abhängigkeit vom Volumen anzugeben, wenn die kinetischen Parameter und die Stoffwerte bekannt sind.

TU,krit. = 2.0 / (a0+a1(1n Q0 / a + 1n E/R + 21nL) 0,5 + a * E/R

Adiabatische Induktionszeit, TRAS 410, AZT24

Adiabatische Induktionszeit

Die adiabatische Induktionszeit ergibt sich aus der Näherungslösung der adiabatischen Differentialgleichung. Die adiabatische Induktionszeit lautet

Diese Formel ist schon bei Frank-Kamenetzkii zu finden.

In der TRAS 410 ist der Begriff AZT24 definiert. Die AZT24 ist diejenige Temperatur eines Stoffes zu der eine adiabatische Induktionszeit von 24 Stunden gehört.

Physikalische Induktionszeit

Physikalische Induktionszeit

Die physikalische oder isoperibole Induktionszeit ist diejenige Zeit, die vom Überschreiten der kritischen Umgebungstemperatur bis zur Wärmeexplosion vergeht. Diese Induktionszeit ist eine physikalische Zeit, die mit der adiabatischen Induktionszeit nicht verwechselt werden sollte. Die physikalische Induktionszeit berücksichtigt alle kinetischen Parameter und Stoffwerte der Substanz, sowie das Volumen des Gebindes und schließt die Randbedingungen, d.h. den Wärmeübergang, mit ein.

Alternative Darstellung der physikalischen Induktionszeit

Alternative Darstellung der physikalischen Induktionszeit

 

Löschen und Zünden

Löschen und Zünden

Das Problem von Löschen und Zünden hat schon Frank-Kamenetzkii betrachtet. Die Löschzeit gibt die max. Zeitspanne an, innerhalb derer durch Absenken der Umgebungstemperatur unter die kritische Umgebungstemperatur die durchgehende Reaktion ohne weitere Maßnahme noch gestoppt werden kann. Wird die Löschzeit überschritten, hilft nur noch eine Notmaßnahme.

Dünne Schichten

Glimmtemperatur

Abbrand einer dünnen Schicht aus Holzmehl auf heißer Unterlage (Glimmtemperatur). 

 

Glimmtemperatur Diagramm

Die Berechnung mit ISAKINETIC liefert die funktionelle Abhängigkeit der kritischen, heißen Temperatur (Glimmtemperatur) in Abhängigkeit der Schichtdicke.

Zersetzung

Zersetzung

Das Thema Zersetzung kann durch simultane Lösung der gekoppelten Gleichungen für Temperatur und Konzentration behandelt werden. Das ist mit ISAKINETIC kein Problem.