Ce este energia minimă de aprindere?

Energia minimă de aprindere (MIE) este o măsură a celei mai mici cantități de energie transportată de o scânteie electrică care va aprinde un combustibil dispersat sau un compus care poate arde în alt mod în aer. Condițiile trebuie să fie ideale pentru ca explozia să aibă loc cu valori MIE, dar pot fi necesare doar valori de aprindere puțin mai mari pentru a aprinde amestecul altfel. Scânteia care provoacă o explozie în astfel de cazuri poate fi fie de la o descărcare electrostatică (ESD) în care există o diferență latentă de potențial electric între două obiecte aflate în imediata apropiere, fie poate fi cauzată de un circuit electric sub tensiune care suferă un arc sau un scurtcircuit. eveniment de descărcare a circuitului. Înțelegerea proceselor chimice de ardere care duc la evenimente minime de energie de aprindere este importantă în domeniul stingerii incendiilor, precum și în industriile care implică depozitarea și utilizarea compușilor volatili, cum ar fi în operarea aeronavelor.

Combustibilii și solvenții volatili și alte substanțe chimice despre care se știe că au valori minime de energie de aprindere foarte scăzute includ acetilena și hidrogenul la 0.017 milijouli, etilena la 0.08 milijouli și metanul la 0.3 milijouli. Aceste substanțe chimice trebuie manipulate cu grijă extremă în spații închise, datorită faptului că toate au, de asemenea, puncte de evaporare scăzute la presiunea și temperatura atmosferică normale. Unul dintre cele mai costisitoare și mortale dintre accidentele aeriene comerciale din SUA, zborul TWA 800 la 12 minute după decolare din New York City, New York, în iulie 1996, a fost atribuit unei posibile explozii de energie minimă de aprindere în rezervorul de combustibil din aripa centrală. . Aproximativ 50 de galoane (189 de litri) de combustibil de aviație cunoscut sub numele de Jet A, care era stocat în rezervor la momentul respectiv, a fost încălzit din greșeală de unități de aer condiționat direct sub zona rezervorului, care a vaporizat o parte din combustibil. Pe măsură ce avionul a crescut în altitudine, presiunea redusă a aerului a crescut evaporarea până la punctul în care suprapresiunea și o posibilă stare de scânteie necunoscută au creat o explozie care a spart rezervorul de combustibil în sine și a distrus aeronava.

Câteva alte tipuri de compuși care sunt dispersați în aer sub formă de particule fine, de la metale pulbere la făină de cereale și combustibili solizi precum cărbunele și sulful, tind, de asemenea, să aibă valori minime scăzute ale energiei de aprindere. MIE pentru aluminiu este de 15 milijouli și magneziu este de 40 milijouli. Cărbunele variază între 30 și 60 milijouli, iar făina pe bază de cereale se va aprinde la 240 milijouli. O explozie de praf poate apărea chiar și cu un amestec aleatoriu de reziduuri de podea aruncat în aer dacă este bine dispersat într-un mediu încălzit, cu potențialul de a se aprinde la un interval de la 0.2 milijouli până la 10 jouli dacă umiditatea este sub 80% iar temperatura ambiantă este de 59° până la 77° Fahrenheit (15° până la 25° Celsius).

Alți compuși despre care se știe că au valori minime scăzute ale energiei de aprindere mult sub cea de 1 milijoule includ combustibilii de tip propan, praful de fier și disulfura de carbon. Aceste valori scăzute sunt semnificative în comparație cu nivelul de energie generat din surse comune de scântei. O scânteie electrică statică descarcă de obicei aproximativ 22 milijouli de energie, iar o bujie dintr-un automobil va descărca aproximativ 25 milijouli de energie cu fiecare ciclu de ardere.